מה צריך להיות מושך תשומת לב לעיצוב מפסקים קיריים נמוך מתח

מגנני חשמל מתח נמוך המותקנים על עמודים הם מכשירי הגנה ויטהוב קריטיים במערכות חשמל, שעיצובם ופעולתם משפיעים ישירות על הבטיחות והאמינות של המערכת. לעיצובם יש להתייחס בצורה מקיפה לאדפטביליות לסביבה, לקואורדינציה של פרמטרים חשמליים ולבחירת מפעילים כדי להבטיח פעילות יציבה בתנאים מגוונים. במהלך הפעלה, יש להישמר מהקפדה על הפרוטוקולים לבטיחות, תחזוקה רגילה וטיפול נכון במצבים חריגים כדי למנוע תאונות הנגרמות מפעילות לא נכונה. מאמר זה מציג באופן שיטתי עקרונות עיצוב מרכזיים ואולחין פעולה עבור מגנני חשמל מתח נמוך המותקנים על עמודים, ומספק הדרכה מקצועית לעובדי הנדסה.

1. התחשבויות עיצוב עבור מגנני חשמל מתח נמוך המותקנים על עמודים

עיצוב מגנני החשמל המותקנים על עמודים חייב לעמוד בסביבה חיצונית קשוחה תוך שמירה על דרישות ההגנה והיטהוב.

1.1 אדפטביליות לסביבה

כציוד מותקן בחוץ, המגננים חייבים להתנגד לשינויי טמפרטורה, לחות, שחיקה מלח ים ורטט מכני. לפי GB/T 2423.17, עליהם לעבור את מבחן האבקת מלח נייטרלית ל-72 שעות (דרגה 5), המתאים לאזורים סמוך לחוף או תעשייתי, עם דרגת זיהום 3 כדי להתנגד לזיהום מוליך או התאדות. עבור גבהים גבוהים (>2000 מטר), יש להתאים את פרמטרי ההידרוליזה והעלייה בטמפרטורה לפי GB/T 20645-2021 (הגבול של העליה בטמפרטורה יורד ב-1% לכל 100 מטר עלייה; נדרש הפחתת כושר הספיקה מעל 4000 מטר).

עבור טמפרטורות נמוכות, יש להבטיח פעילות בטמפרטורה של -40°C ומחסן בטמפרטורה של -55°C, עם ביצועים אמינים של המפעיל. עמידות ל Ultra-Violet דורשת ציפויים משטחיים כגון צבע פוליאמיד (זווית מגע >90°) או PVDF (עמידות לגילוי UV ≥ דרגה 8). חותמת הכיסוי חייבת לעמוד בתקנים IP54/55 כדי למנוע הידרוליזה של המבודד.

1.2 קואורדינציה של פרמטרים חשמליים

חישוב מדויק של זרם קצר-مدار ובחירה נכונה של פרמטרים הם קריטיים. זרם קצר-הمدار צריך להיות מחושב בשיטת המוחלטת, תוך התייחסות לזרמים של שלושה פאזה, שתי פאזה ופאזה אחת לקרקע. הזרם הראשוני של קצר-הمدار בשלושה פאזה מחושב כך:

כאשר Un היא המתח הנומינלי של הקו, ו-R_k, X_k הם ההתנגדות והリアקטנס של מעגל הקצר-הمدار. יכולת ניתוק קצר-הمدار המירבית (Ics) של המגן לא יכולה להיות פחותה מהזרם המירבי של קצר-הمدار בשלושה פאזה. בדיקת רגישות דורשת שהזרם המינימלי של קצר-הمدار בקצה הקו יהיה לפחות 1.3 פעמים הגדרת הנתק מיידי או קצר-זמן: I_min≥1.3I_set3.

עבור הגנה על עומס יתר, הגדרת הנתק ארוך-טווח Iset1 צריכה לקיים I_z≥I_set1≥I_c, כאשר Iz היא יכולת נשיאה מתמשכת של המוליך ו-IcIc הוא הזרם המוערך של העומס. עבור הגנה על קצר-הمدار, הגדרת הנתק המיידי I_set3 צריכה להיות ≥1.2 פעמים הזרם המלא של המנוע הגדול ביותר (לדוגמה, 20-35 פעמים הזרם הנומינלי עבור מנועי קן-קופסה), בעוד הגדרת הנתק קצר-הזמן I_set2 צריכה להימנע מפסגות עומסים רלוונטיות, בדרך כלל מוגדרת ב-1.2 פעמים (הזרם המלא של המנוע הגדול ביותר + זרמי עומס אחרים).

1.3 בחירת מפעיל

מנגנוני מפעילים מופעלים על ידי קפיצים הם נפוצים, ודורשים אמינות, מניעת קפיצים, נתק חופשי ופונקציות חימום. פרמטרי זמן: מגנני מסגרת—סגירה ≤0.2 שניות, פתיחה ≤0.1 שניות; מגנני מארז—חיים מכניים ≥10,000 פעולות (מגנני מסגרת ≥20,000). למפעיל יש לכלול גילוי אחסון אנרגיה והצמדה לבטיחות הפעולה. תכונות דינמיות דורשות אופטימיזציה של מהירות ומיקום מגע (לדוגמה, שליטה מרובת שלבים עבור מגנני וואקום כדי להפחית את הרקודה של המגע). תכונות פלט צריכות להתאים למגן כדי להבטיח סגירה בתנאי קצר-הمدار. באזורים קרים, R המטען של הקONDנסטור עולה ב-40°C-, מאריך את זמן הסגירה; בדיקות טמפרטורה משתנות הן חיוניות.

2. תכנון פונקציות הגנה ובחר הגדרות

2.1 הגנה על עומס יתר

בדרך כלל מומש באמצעות יחידות נתק תרמי-מגנטי או אלקטרוני. יחידות תרמי-מגנטי משתמשות בפסים דו-מתכתיים עם תכונות זמן הפוכים (זמן הנתק הפוך לבריבוע של זרם העומס). יחידות אלקטרוניות מציעות שליטה מדויקת, עם הגדרות נתק ארוך-טווח Ir שנעות בין 0.4 ל-1 פעמים הזרם הנומינלי In. ההגדרות חייבות לקיים In≥Ic ו-In≤Iz. רגישות: Sp=I_kmin/I_op≥1.3, כאשר IkminIkmin הוא הזרם המינימלי של קצר-הمدار בפאזה אחת בקצה הקו. עבור עומסים קריטיים, הגנה על עומס יתר יכולה להפעיל אזעקה במקום נתק.

2.2 הגנה על קצר-הمدار

כוללת הגנה קצר-זמן ונתק מיידי. הגנה קצר-זמן מבטיחה בחירה: $\×$ (זרם ההפעלה המירבי של המנוע + עומסים אחרים), עם עיכובים זמן (0.1-0.4 שניות) שמתואמים עם מגנני קו עליון (≥0.1-0.2 שניות הפרש זמן). הגנה מיידית מכוונת לתיקונים חמורים: $\×$ הזרם המלא של ההפעלה של המנוע (לדוגמה, 12-18 פעמים InIn עבור מנועים). עבור מפרקים הפצה, מומלץ להשתמש ביחידות נתק אלקטרוניות עם הגנה מיידית מוזכרת. בחירה: הגדרת קצר-הזמן של הקו העליון ≥1.3 × הגדרת הנתק המיידי של הקו התחתון, עם ≥0.1-0.2 שניות הפרש זמן.

2.3 הגנה על תת-מתח

מניעת נזק למיתוגים מהתמוטטות מתח. טווח הנתק: 35%-70% של המתח הנומינלי. סוגים מיידיים נתקים מיד אך יכולים לגרום לנתקים מפריעים; סוגים מוזכרת (0-5 שניות) מתעלמים מהשפלות הזמניות, מתאימים לשימוש תעשייתי. המתח הנומינלי של יחידת הנתק על בסיס תת-מתח חייב להתאים למתח הקו, ופונקצייתו לא יכולה להתנגש עם הגנות אחרות. סוגים מוזכרת (0.2-3 שניות) מומלצים לשימוש תעשייתי.

3. בחירה והתאמה והגנה קסקדית

3.1 אזורים של בחירה

• אזור 1 (Isc < Icu של הקו התחתון): מתבצע באמצעות התייחסות לזרם ולזמן (לדוגמה, הקו העליון $\&times;$ הקו התחתון Iset3Iset3, עיכוב זמן ≥ הקו התחתון + 0.1 שניות).

• אזור 2 (Icu של הקו התחתון < Isc < Icu של הקו העליון): מתבסס על תכונות הגבלת זרם או נתונים של היצרן. גבול בחירה IsIs עשוי להיות קטן יותר מה-Icu של הקו התחתון (בחירה חלקית).

• אזור 3 (Isc > Icu של הקו העליון): דורש בדיקה; מגעים בקו העליון עשויים לפתוח זמנית (≤30 מילישניות) ללא נתק, כל עוד אין ריתוך.

3.2 הגנה קסקדית

משתמש בהגבלת זרם של הקו העליון כדי לאפשר שימוש במגננים קascaדים בעלי יכולת ניתוק נמוכה יותר, המפחיתים את העלות. דורש התאמה של הגדרות מיידיות והימנעות מעומסים קריטיים על קascaדים. בחירה מבוססת אנרגיה (לדוגמה, במגנני סוג A) יכולה להגביר את גבולות הבחירה, אך אימות באמצעות נתונים של היצרן הוא חיוני.

3.3 שיטות בחירה

• בחירה על בסיס זרם: הגדרת הנתק המיידי של הקו העליון ≥1.3 × הקו התחתון.

• בחירה על בסיס זמן: עיכוב קצר-זמן של הקו העליון ≥ הקו התחתון + 0.1-0.2 שניות.

• בחירה על בסיס אנרגיה: מבוססת על דרישות אנרגיה של מערכת המגע.

• בחירה לוגית: איתור תקלה בקו התחתון שולח אות נעילה לקו העליון, מאפשר נתק מהיר בקו התחתון בזמן שהקו העליון נשאר סגור—מבטיח "השגחה יציבה, מדוייקת ומהירה".