Што треба да се обиде внимание при дизајнирањето на нисконапонски стубни прекинувачи?

Нисковолтните прекинувачи монтирани на стапи се одлични заштитни и контролни уреди во електроприводните системи, чија дизајн и функционирање директно влијаат на безбедноста и надежноста на системот. Нејзиниот дизајн мора да ги обезбеди комплетната адаптабилност на околината, координација на електричките параметри и избор на актуатор за осигурување на стабилна работа под различни услови. Во време на работа, стриктното спазвање на протоколите за безбедност, регуларната одржба и правилното управување со исключителни ситуации се неопходни за спречување на незадоволителни работи. Овој чланок системски ги прикажува клучните принципи за дизајн и стандарди за работа на нисковолтните прекинувачи монтирани на стапи, пружајќи професионална насока за инженерскиот персонал.

1. Рагледувања за дизајн на нисковолтните прекинувачи монтирани на стапи

Дизајнот на нисковолтните прекинувачи монтирани на стапи мора да може да издрази тешки вондушни услови додека исполнува барањата за заштита и контрола.

1.1 Адаптабилност на околината

Како опрема инсталирана на отворено, овие прекинувачи мора да издразат флуатации на температурата, влажност, корозија од солен магла и механички вибрации. Според GB/T 2423.17, тие мора да минат 72-часов тест со нутрална солена магла (Категорија 5), пригоден за приморски или индустриски области, со степен на загадување 3 за противостојност на проводливите загадувања или кондензација. За високи нагорни области (>2000м), параметрите за изолација и повисување на температурата мора да се прилагодат според GB/T 20645-2021 (ограничувањето на повисување на температурата се намалува за 1% по секои 100м повисок; потребно намалување на ратингот на токот над 4000м).

За ниски температури, треба да се осигура работа при -40°C и складирање при -55°C, со надежна работа на актуаторот. Отпорноста на УВ зрачење бара покривачи како полиамидна боја (агол на контакт >90°) или PVDF (отпорност на стареење од УВ ≥ Категорија 8). Затвореноста на куќиштето мора да задоволи стандардите IP54/55 за предотвратување на деградација на изолацијата.

1.2 Координација на електричките параметри

Точното пресметување на токот на кратко поврзување и правилниот избор на параметри се од решавање. Токот на кратко поврзување треба да се пресмета со абсолютниот метод, земајќи ги во предвид трофазните, двофазните и једнофазните токови на поврзување со земјата. Почетниот трофазен ток на кратко поврзување се пресметува како:

каде што Un е номиналниот линиски напон, а R_k, X_k се тоталното отпорство и реактивност на циклусот на кратко поврзување. Номиналната капацитет за прекинување на кратко поврзување (Ics) на прекинувачот не смее да биде помала од максималниот трофазен ток на кратко поврзување. Верификацијата на осетливост бара најмалиот ток на кратко поврзување на крајот на линијата да биде најмалку 1.3 пати од моменталната или краткосрочна поставка за прекинување: I_min≥1.3I_set3.

За заштита од прекомерен нагрев, долгосрочната поставка Iset1 мора да задоволи I_z≥I_set1≥I_c, каде што Iz е непрекинатата капацитет за ток на проводникот, а IcIc е пресметаниот ток на терминаторот. За заштита од кратко поврзување, моменталната поставка I_set3 треба да биде ≥1.2 пати од полната почетна ток на најголемиот мотор (на пример, 20–35 пати номиналниот ток за мотори со клетчиња), додека краткосрочната поставка I_set2 треба да избегне транзиентни врхови на терминаторот, типична поставка е 1.2 пати (полната почетна ток на моторот + други терминатори).

1.3 Избор на актуатор

Често се користат механизми со пружини, што бараат надежност, анти-скок, слободно прекинување и амортизација. Параметри за време: рамни прекинувачи - затварање ≤0.2с, отварање ≤0.1с; формирани прекинувачи - механички живот ≥10.000 операции (рамни прекинувачи ≥20.000). Актуаторот мора да вклучува детекција на складирање на енергија и взаемно спојување за безбедна работа. Динамичките карактеристики бараат оптимизирана брзина и контрола на движение на контактите (на пример, фазно управување за прекинувачи во вакуум за минимизирање на прскањето на контактите). Излезните карактеристики мора да се совпаѓаат со прекинувачот за осигурување на затварање под услови на кратко поврзување. Во колдни области, ESR на кондензаторите се зголемува при -40°C, што проджува временото на затварање; есенцијално е пребарањето на променливи температури.

2. Дизајн на функции за заштита и избор на поставки

2.1 Заштита од прекомерен нагрев

Обично се имплементира преку термално-магнетски или електронски трипови единици. Термално-магнетските единици користат двострук метал со обратни временски карактеристики (времето на трипуване е обратно пропорционално на квадратот на прекомерниот ток). Електронските единици нудат прецизна контрола, со долгосрочни поставки Ir кои варираат од 0.4 до 1 пати номиналниот ток In. Поставките мора да задоволат In≥Ic и In≤Iz. Осетливост: Sp=I_kmin/I_op≥1.3, каде што IkminIkmin е минималниот једнофазен ток на кратко поврзување на крајот на линијата. За критични терминатори, заштитата од прекомерен нагрев може да активира аларми наместо трипуване.

2.2 Заштита од кратко поврзување

Вклучува краткосрочна и моментална заштита. Краткосрочната заштита осигурува селективност: $\×$ (полната почетна ток на моторот + други терминатори), со временски одложувања (0.1–0.4с) координирани со прекинувачите надвор (потребно е ≥0.1–0.2с разлика во време). Моменталната заштита е насочена кон тешки дефекти: $\×$ полната почетна ток на моторот (на пример, 12–18 пати InIn за мотори). За распределбени линии, препорачани се електронски трипови единици со одложена моментална заштита. Селективност: краткосрочната поставка надвор ≥1.3 × моменталната поставка подолу, со ≥0.1–0.2с разлика во време.

2.3 Заштита од недовољен напон

Предотвратува повреди на опремата од пад на напонот. Дијапазон на трипуване: 35%–70% од номиналниот напон. Моменталните типови трипуваат моментално, но може да причинат непотребно трипување; одложени типови (0–5с) игнорираат транзиентни флуктуации, пригодни за индустријална употреба. Номиналниот напон на единицата за недовољен напон мора да се совпаѓа со линискиот напон, и нејзината функција не смее да претставува помешување со други заштити. Одложени типови (0.2–3с) се препорачани за индустријална употреба.

3. Селективна координација и каскадна заштита

3.1 Селективни зони

• Зона 1 (Isc < подолу Icu): Постигнува се преку градација на ток и време (на пример, надвор $\&times;$ подолу Iset3Iset3, временски одложување &ge; подолу + 0.1с).

• Зона 2 (подолу Icu < Isc < надвор Icu): Се базира на ограничивање на токот или податоци од производителот. Лимитот на селективност IsIs може да биде помал од подолу Icu (делична селективност).

• Зона 3 (Isc > надвор Icu): Бара се тестiranje; контакти надвор може да се отворат моментално (&le;30мс) без трипување, под услов дека нема сварување.

3.2 Каскадна заштита

Искористува ограничивање на токот на прекинувачите надвор за дозвола на употреба на прекинувачи со помала капацитет за прекинување подолу, што ја намалува цената. Бара се совпаѓање на моменталните поставки и избегнување на критични терминатори на каскадни линии. Селективността базирана на енергија (на пример, во A-типови прекинувачи) може да ја подобри границата на селективност, но е суштинско да се верификува преку податоци од производителот.

3.3 Методи за селективност

• Селективност по ток: Моменталната поставка надвор &ge;1.3 &times; подолу.

• Селективност по време: Краткосрочното временско одложување надвор &ge; подолу + 0.1&ndash;0.2с.

• Селективност по енергија: Базирана на барањето за енергија на системот за контакт.

• Логичка селективност: Детекцијата на дефект подолу испраќа сигнал за блокирање на прекинувачот надвор, што овозможува брзо трипување подолу, додека прекинувачот надвор останува затворен - осигурува "стабилна, точна, брза" заштита.