Mire kell figyelni a rendszeres feszültségű oszlopálló átkapcsolók tervezésekor

Alacsony feszültségű oszlop-helyezésű átmeneti áramkörvágók kritikus védelmi és ellenőrző eszközök a villamos rendszerekben, melyek tervezése és működése közvetlenül befolyásolja a rendszer biztonságát és megbízhatóságát. A tervezésnek számos környezeti alkalmazkodási képességet, elektromos paraméterek egyeztetését és vezénylőkiválasztást kell figyelembe vennie, hogy stabil működést biztosítson különböző feltételek között. A működés során szigorúan tiszteletben kell tartani a biztonsági protokollokat, rendszeres karbantartást kell végezni, és megfelelően kell kezelni a kivételes helyzeteket, hogy elkerülje a hibás működés miatt bekövetkező baleseteket. Ez a cikk rendszerezett módon ismerteti az alacsony feszültségű oszlop-helyezésű átmeneti áramkörvágók kulcsfontosságú tervezési elveit és működési normáit, melyek szakszerű útmutatást nyújtanak a mérnöki személyzet számára.

1. Alacsony feszültségű oszlop-helyezésű átmeneti áramkörvágók tervezési szempontjai

Az alacsony feszültségű oszlop-helyezésű átmeneti áramkörvágók tervezése képesnek kell lennie arra, hogy kitartson a kemény kívüli környezeti feltételekkel, miközben teljesíti a védelem és ellenőrzés követelményeit.

1.1 Környezeti alkalmazkodás

Mivel ezek a szekrények kívül vannak telepítve, ezért hőmérséklet-változásokra, páratartalomra, sóhajtós homokrost gyomorsavasodásra és mechanikus rezgésekre kell felkészülniük. A GB/T 2423.17 szerint át kell menjenek 72 órás semleges sóhajtós homokrost teszten (5. osztály), ami alkalmas partvidék vagy ipari területekre, ahol a szennyezési fok 3-as, hogy ellenálljon vezető szennyezésnek vagy kondenzációnak. Magas földrajzi magasságoknál (>2000m) a hőtölthetőségi és hőfok-emeles paramétereiket a GB/T 20645-2021 szerint kell módosítani (a hőfok-emeles határértéke 1%-kal csökken minden 100 méter emelkedésen; 4000 méternél felett a jelenlegi értékek csökkentése szükséges).

Alacsony hőmérsékleteknél a -40°C működés és -55°C tárolás bizonyosodnia kell, valamint megbízható vezénylő teljesítmény. Az UV-ellenállás szükséges, amelyet például poliamid festék (kapcsolódási szög >90°) vagy PVDF (UV-öregedés ellenállás ≥ 8. osztály) felületi bevonatokkal lehet biztosítani. A doboz záródása IP54/55 szabványoknak kell megfelelnie, hogy megelőzze a hőtölthetőség romlását.

1.2 Elektromos paraméterek egyeztetése

A pontos rövidzárlat-áram kiszámítása és a megfelelő paraméterek kiválasztása kulcsfontosságú. A rövidzárlat-áramokat abszolút módszerrel kell kiszámítani, figyelembe véve a háromfázisú, két-fázisú és egyfázisú földkapcsoló áramokat. Az eredeti háromfázisú rövidzárlat-áramot a következőképpen számítjuk:

ahol Un a nominál vonal feszültsége, és R_k, X_k a rövidzárlat-hurok teljes ellenállása és reaktanciája. Az átmeneti áramkörvágó nominál rövidzárlat-áramkitörési kapacitása (Ics) nem lehet kisebb, mint a legnagyobb háromfázisú rövidzárlat-áram. A szenzitivitás ellenőrzéséhez a vonal végén lévő minimális rövidzárlat-áram legalább 1,3-szerese kell, hogy legyen az azonnali vagy rövid idejű általmenet-áramkitörési beállításnak: I_min≥1.3I_set3.

Túlterhelési védelem esetén a hosszú idejű általmenet-áramkitörési beállítás Iset1 kell, hogy kielégítse I_z≥I_set1≥I_c, ahol Iz a vezető folyamatos áramviszonya, és IcIc a számított terhelési áram. Rövidzárlat-védelem esetén az azonnali általmenet-áramkitörési beállítás I_set3 legalább 1,2-szerese kell, hogy legyen a legnagyobb motor teljes indulási áramának (pl. 20–35-szerese a nominál áram szárnyastárcsás motorok esetén), míg a rövid időbeli beállítás I_set2 elkerüli a tranzienst, általában 1,2-szerese (a legnagyobb motor indulási áram + más terhelések áramai).

1.3 Vezénylő kiválasztása

Gyakran használnak rugó-operált mechanizmusokat, amelyek megbízhatóságot, ugrásmentességet, szabad kitörést és leresztenést igényelnek. Időparaméterek: keretek – bezárás ≤0,2s, kitörés ≤0,1s; formált szekrények – mechanikai élettartam ≥10,000 művelet (keretek ≥20,000). A vezénylőnek energiatárolási észlelési és összekapcsoló funkcióval kell rendelkeznie a biztonságos működés érdekében. Dinamikus jellemzők optimalizált kontakt sebesség és elmozdulási ellenőrzést igényelnek (pl. szakaszos ellenőrzés vakuum szekrények esetén minimalizálja a kontakt ugrásokat). A kimeneti jellemzőknek meg kell felelniük a szekrénynek, hogy biztosítsák a bezárást rövidzárlat esetén. Hideg régiókban a kondenzátor ESR növekszik -40°C-on, ami meghosszabbítja a bezárás időt; változó hőmérsékletű tesztelés szükséges.

2. Védelmi funkciók tervezése és beállítások kiválasztása

2.1 Túlterhelési védelem

Általában hőmágneses vagy elektronikus általmenet-áramkitörésekkel valósítják meg. A hőmágneses egységek inverz idő jellemzővel rendelkező kétmetállapárokat használnak (kitörési idő fordítottan arányos a túlterhelési áram négyzetével). Az elektronikus egységek precíz ellenőrzést nyújtanak, a hosszú idejű általmenet-áramkitörési beállítások Ir 0,4 és 1-szer között mozog a nominál áram In. Beállításoknak meg kell felelniük In≥Ic és In≤Iz. Szenzitivitás: Sp=I_kmin/I_op≥1.3, ahol IkminIkmin a vonal végén lévő minimális egyfázisú rövidzárlat-áram. Fontos terhelések esetén a túlterhelési védelem riasztást generálhat, nem pedig kitörést.

2.2 Rövidzárlat-védelem

Tartalmazza a rövid idejű és az azonnali védelmet. A rövid idejű védelem biztosítja a selektivitást: $\×$ (maximális motor indulási áram + más terhelések), idő késésekkel (0,1–0,4s) koordinálva a felsőbb szintű szekrényekkel (legalább 0,1–0,2s időkülönbség). Az azonnali védelem súlyos hibákat célozza: $\×$ a motor teljes indulási áram (pl. 12–18-szer InIn motorok esetén). A távfuttató vonalakhoz inkább elektronikus általmenet-áramkitörésekkel ellátott, késleltetett azonnali védelem ajánlott. Selektivitás: a felsőbb szintű rövid idejű beállítás ≥1,3-szerese az alsóbb szintű azonnali beállításnak, legalább 0,1–0,2s időkülönbséggel.

2.3 Alacsony feszültségű védelem

Megelőzi a felszín alatti feszültség okozta eszközsebzést. Kitörési tartomány: 35%–70% a nominál feszültségnél. Az azonnali típusok azonnal kitörnek, de zavaró kitöréseket okozhatnak; a késleltetett típusok (0–5s) figyelmen kívül hagyják a tranzienst, alkalmasak ipari használatra. Az alacsony feszültségű kitörőegység nominál feszültsége meg kell egyeznie a vonal feszültségével, és a funkció nem szabad, hogy zavarja más védelmi rendszereket. A késleltetett típusok (0,2–3s) ajánlottak ipari alkalmazásokhoz.

3. Selektivitás koordinálása és láncolt védelem

3.1 Selektivitási zónák

• Zóna 1 (Isc < alsóbb szintű Icu): Elérhető áram- és időkoordinációval (pl. felsőbb szintű $\&times;$ alsóbb szintű Iset3Iset3, időkülönbség &ge; alsóbb szintű + 0,1s).

• Zóna 2 (alsóbb szintű Icu < Isc < felsőbb szintű Icu): Alapul az áramkorlátozó jellemzők vagy a gyártó adatok. A selektivitási korlát IsIs kevesebb lehet, mint az alsóbb szintű Icu (részleges selektivitás).

• Zóna 3 (Isc > felsőbb szintű Icu): Tesztelés szükséges; a felsőbb szintű kapcsolók rövid időre megnyílnak (&le;30ms) anélkül, hogy kitörnének, ha nincs hővarrás.

3.2 Láncolt védelem

Követeli a felsőbb szintű szekrény áramkorlátozó tulajdonságait, hogy lehessen használni alacsonyabb kitörési kapacitású alsóbb szintű szekrényeket, csökkentve ezzel a költségeket. Meg kell egyeztetni az azonnali beállításokat, és elkerülni a kritikus terheléseket a láncolt ágakon. Az energia-alapú selektivitás (pl. A típusú szekrényeknél) javíthatja a selektivitási korlátokat, de a gyártói adatok alapján történő ellenőrzés szükséges.

3.3 Selektivitási módszerek

• Áram selektivitás: Felsőbb szintű azonnali beállítás &ge;1,3-szerese az alsóbb szintűnek.

• Idő selektivitás: Felsőbb szintű rövid idejű késleltetés &ge; alsóbb szintű + 0,1–0,2s.

• Energia selektivitás: Az kontaktrendszer energiaigényei alapján.

• Logikai selektivitás: Az alsóbb szintű hiba detektálása küld zárolási jelet a felsőbb szintű szekrényhez, lehetővé téve a gyors alsóbb szintű kitörést, miközben a felsőbb szintű szekrény bezárva marad – garantálva "stabil, pontatlan, gyors" védelmet.