Apakah yang perlu diperhatikan dalam reka bentuk pemutus litar tiang rendah volt?

Dyson

Medan: Standard Elektrik

China

Pemutus litar tiang bermuatan rendah adalah peranti perlindungan dan kawalan yang penting dalam sistem kuasa, di mana reka bentuk dan operasinya secara langsung mempengaruhi keselamatan dan kebolehpercayaan sistem. Reka bentuknya mesti menyeluruh menangani adaptabiliti alam sekitar, koordinasi parameter elektrik, dan pemilihan aktuator untuk memastikan operasi stabil di bawah pelbagai keadaan. Semasa operasi, pengekalan ketat protokol keselamatan, penyelenggaraan berkala, dan penanganan yang betul terhadap situasi luar biasa adalah penting untuk mencegah kemalangan disebabkan oleh kesilapan operasi. Artikel ini merangkumi prinsip reka bentuk utama dan standard operasi bagi pemutus litar tiang bermuatan rendah secara sistematik, memberikan panduan profesional kepada tenaga kerja kejuruteraan.

1. Pertimbangan Reka Bentuk untuk Pemutus Litar Tiang Bermuatan Rendah

Reka bentuk pemutus litar tiang bermuatan rendah mesti dapat menahan persekitaran luar yang keras sambil memenuhi keperluan perlindungan dan kawalan.

1.1 Adaptabiliti Alam Sekitar

Sebagai peralatan yang dipasang di luar, pemutus litar ini mesti mampu menahan perubahan suhu, kelembapan, korosi asin, dan getaran mekanikal. Mengikut GB/T 2423.17, mereka mesti lulus ujian semburan garam neutral selama 72 jam (Grade 5), sesuai untuk kawasan pesisir atau industri, dengan Tahap Pencemaran 3 untuk menentang pencemaran konduktif atau pengembunan. Untuk ketinggian tinggi (>2000m), parameter isolasi dan peningkatan suhu mesti disesuaikan mengikut GB/T 20645-2021 (had peningkatan suhu berkurang sebanyak 1% setiap 100m kenaikan; penurunan rating arus diperlukan di atas 4000m).

Untuk suhu rendah, operasi pada -40°C dan penyimpanan pada -55°C mesti dijamin, dengan prestasi aktuator yang boleh dipercayai. Ketahanan UV memerlukan pelapisan permukaan seperti cat poliamida (sudut kontak >90°) atau PVDF (ketahanan penuaan UV ≥ Grade 8). Penyegelan enjin mesti memenuhi piawaian IP54/55 untuk mencegah penurunan isolasi.

1.2 Koordinasi Parameter Elektrik

Perhitungan arus korsleting yang tepat dan pemilihan parameter yang betul adalah penting. Arus korsleting harus dikira menggunakan kaedah mutlak, mempertimbangkan arus korsleting tiga fasa, dua fasa, dan satu fasa tanah. Arus korsleting tiga fasa awal dikira sebagai:

di mana adalah voltan garis nominal, dan , adalah rintangan total dan reaktans gelung korsleting. Kapasiti pemutusan korsleting berating (Ics) pemutus litar mesti tidak kurang daripada arus korsleting tiga fasa maksimum. Pengesahan sensitiviti memerlukan arus korsleting minimum di hujung laluan sekurang-kurangnya 1.3 kali tetapan trip overcurrent segera atau pendek masa: .

Untuk perlindungan beban berlebihan, tetapan trip masa panjang mesti memenuhi , di mana adalah kapasiti muatan berterusan penghantar dan $I_{c}$ adalah arus beban yang dihitung. Untuk perlindungan korsleting, tetapan trip segera harus ≥1.2 kali arus permulaan penuh motor terbesar (contohnya, 20–35 kali arus berating untuk motor squirrel-cage), manakala tetapan trip pendek masa harus mengelakkan puncak beban sementara, biasanya ditetapkan pada 1.2 kali (arus permulaan motor maksimum + arus beban lain).

1.3 Pemilihan Aktuator

Mekanisme spring-operated sering digunakan, memerlukan kebolehpercayaan, anti-jump, free-tripping, dan fungsi pemudah. Parameter waktu: pemutus litar frame—penutupan ≤0.2s, pembukaan ≤0.1s; pemutus litar encased—umur mekanikal ≥10,000 operasi (pemutus litar frame ≥20,000). Aktuator mesti termasuk deteksi penyimpanan tenaga dan interlocking untuk operasi selamat. Ciri dinamik memerlukan pengoptimuman kelajuan dan kawalan perpindahan kontak (contohnya, kawalan bertingkat untuk pemutus litar vakum untuk meminimumkan lompatan kontak). Ciri output mesti sepadan dengan pemutus litar untuk memastikan penutupan di bawah keadaan korsleting. Di kawasan sejuk, ESR kapasitor meningkat pada -40°C, memanjangkan masa penutupan; ujian suhu berubah adalah penting.

2. Reka Bentuk Fungsi Perlindungan dan Pilihan Tetapan

2.1 Perlindungan Beban Berlebihan

Biasanya dilaksanakan melalui unit trip termo-magnetik atau elektronik. Unit termo-magnetik menggunakan jalur bimetal dengan ciri masa-inverse (masa trip secara songsang proporsional dengan kuasa dua arus beban berlebihan). Unit elektronik menawarkan kawalan yang tepat, dengan tetapan trip masa panjang berkisar dari 0.4 hingga 1 kali arus berating . Tetapan mesti memenuhi dan . Sensitiviti: , di mana $I_{kmin}$ adalah arus korsleting tunggal minimum di hujung laluan. Untuk beban penting, perlindungan beban berlebihan mungkin memicu alaram bukan trip.

2.2 Perlindungan Korsleting

Termasuk perlindungan pendek masa dan segera. Perlindungan pendek masa memastikan selektiviti: $×$ (arus permulaan motor maksimum + beban lain), dengan jeda masa (0.1–0.4s) diselaraskan dengan pemutus litar hulu (≥0.1–0.2s perbezaan masa). Perlindungan segera menargetkan kerosakan yang serius: $×$ arus permulaan motor penuh (contohnya, 12–18 kali $I_{n}$ untuk motor). Untuk penghantar distribusi, unit trip elektronik dengan perlindungan segera tertunda lebih disukai. Selektiviti: tetapan pendek masa hulu ≥1.3 × tetapan segera hilir, dengan ≥0.1–0.2s perbezaan jeda masa.

2.3 Perlindungan Undervoltage

Mencegah kerosakan peralatan akibat penurunan voltan. Julat trip: 35%–70% voltan berating. Jenis segera trip segera tetapi mungkin menyebabkan trip gangguan; jenis tertunda (0–5s) mengabaikan fluktuasi sementara, sesuai untuk penggunaan industri. Unit trip undervoltage mesti sepadan dengan voltan laluan, dan fungsinya mesti tidak mengganggu perlindungan lain. Jenis tertunda (0.2–3s) direkomendasikan untuk aplikasi industri.

3. Koordinasi Selektiviti dan Perlindungan Bertingkat

3.1 Zon Selektiviti

Zon 1 (Isc < Icu downstream): Dicapai melalui pengelasan arus dan masa (contohnya, hulu $×$ hilir $I_{se t 3}$ , jeda masa ≥ hilir + 0.1s).
Zon 2 (Icu downstream < Isc < Icu hulu): Bergantung pada ciri pembatasan arus atau data pembuat. Had selektiviti $I_{s}$ mungkin kurang daripada Icu hilir (selektiviti separa).
Zon 3 (Isc > Icu hulu): Memerlukan ujian; kontak hulu mungkin terbuka seketika (≤30ms) tanpa trip, dengan syarat tidak berlaku penyambungan.

3.2 Perlindungan Bertingkat

Memanfaatkan pembatasan arus pemutus litar hulu untuk membolehkan penggunaan pemutus litar hilir dengan kapasiti pemutusan yang lebih rendah, mengurangi kos. Memerlukan tetapan segera yang sepadan dan mengelakkan beban penting pada litar bertingkat. Selektiviti berdasarkan tenaga (contohnya, dalam pemutus litar jenis A) dapat meningkatkan had selektiviti, tetapi pengesahan melalui data pembuat adalah penting.

3.3 Kaedah Selektiviti

Selektiviti Arus: Tetapan segera hulu ≥1.3 × hilir.
Selektiviti Masa: Jeda masa pendek hulu ≥ hilir + 0.1–0.2s.
Selektiviti Tenaga: Berdasarkan keperluan tenaga sistem kontak.
Selektiviti Logik: Pemerolehan kesalahan hilir mengirim isyarat lockout ke hulu, membolehkan trip hilir yang cepat sementara hulu tetap tertutup—memastikan perlindungan "stabil, tepat, cepat".