Hva bør man merke seg ved designet av lavspenningssøyemonterte sirkuitsikringer
Lavspenningsstolpebrytere er viktige beskyttelses- og kontrolelementer i kraftsystemer, deres design og drift har direkte innvirkning på systemets sikkerhet og pålitelighet. Designet må omfattende dekke miljøtilpasning, koordinering av elektriske parametre og valg av aktuator for å sikre stabil drift under ulike forhold. Under drift er streng overholdelse av sikkerhetsrutiner, regelmessig vedlikehold og riktig håndtering av unormalt forløp essensielt for å forhindre ulykker forårsaket av feilaktig operasjon. Denne artikkelen gir et systematisk oversikt over nøkkeldesignprinsipper og driftsstandarder for lavspenningsstolpebrytere, og gir profesjonell veiledning for ingeniørpersonell.
1. Designoverveielser for lavspenningsstolpebrytere
Designet av lavspenningsstolpebrytere må tåle tøffe utendørsforhold samtidig som det oppfyller beskyttelses- og kontrolekrever.
1.1 Miljøtilpasning
Som utstyr installert utendørs, må disse bryterene tåle temperaturvariasjoner, fuktighet, saltfug korrosjon og mekanisk vibrasjon. I henhold til GB/T 2423.17, må de bestå en 72-timers nøytral saltfug test (Klasse 5), egnet for kystområder eller industriområder, med Forurensningsgrad 3 for å motstå ledende forurensning eller kondensering. For høye høyder (>2000m), må isolasjon og temperaturstigning justeres i henhold til GB/T 20645-2021 (temperaturstigningsgrense minsker med 1% per 100m økning; strømmerating må reduseres over 4000m).
For lave temperaturer, må drift ved -40°C og lagring ved -55°C være sikret, med pålitelig aktuatorytelse. UV-bestandighet krever overflater som polyamidmal (kontaktvinkel >90°) eller PVDF (UV-aldringbestandighet ≥ Klasse 8). Kabinettsikring må møte IP54/55-standarder for å forhindre isolasjonsnedbryting.
1.2 Koordinering av elektriske parametre
Nøyaktig kortsirkulærstrømberegning og riktig parameterutvalg er avgjørende. Kortsirkulærstrøm bør beregnes ved absoluttmetoden, med hensyn til trefas, tofas og enfas jordfeilstrøm. Den inledende trefas kortsirkulærstrøm beregnes som:
der Un er nominell linjespenning, og Rk, Xk er total motstand og reaktiv motstand i kortsirkulærsløyfen. Bryterens nominelle kortsirkulærstrømbrytekapasitet (Ics) må ikke være mindre enn den maksimale trefas kortsirkulærstrømmen. Følsomhetsverifisering krever at den minste kortsirkulærstrømmen ved linjeenden er minst 1,3 ganger den øyeblikkelige eller korttidsoverstrømtettingsinnstillingen: Imin≥1.3Iset3.
For overbelastningsbeskyttelse, må langtidstrippningsinnstillingen Iset1 oppfylle Iz≥Iset1≥Ic, der Iz er lederens kontinuerlige strømføringsevne og Ic er den beregnede belastningsstrømmen. For kortsirkulærbeskyttelse, skal øyeblikkelig trippningsinnstillingen Iset3 være ≥1,2 ganger den fullstendige startstrømmen til den største motoren (for eksempel 20–35 ganger nominell strøm for klossmotorer), mens korttidstrippningsinnstillingen Iset2 skal unngå midlertidige belastningspeak, typisk satt til 1,2 ganger (maksimal motorstartstrøm + andre belastningsstrømmer).
1.3 Aktuatorvalg
Federdrevne mekanismer er ofte brukt, krever pålitelighet, antihopp, fri-tripping og dempingfunksjoner. Tidsparametre: rammebrytere – lukking ≤0,2s, åpning ≤0,1s; formade brytere – mekanisk levetid ≥10.000 operasjoner (rammebrytere ≥20.000). Aktuatoren må inkludere energilagringssporing og låsing for sikker drift. Dynamiske kjennetegn krever optimal kontaktfart og forskyvningkontroll (for eksempel trinvis kontroll for vakuum brytere for å minimere kontaktbouncing). Utdatakjennetegn må matche bryteren for å sikre lukking under kortsirkulærforhold. I kalde regioner, øker kondensator ESR ved -40°C, som forlenget lukketiden; variabeltemperaturtesting er essensiell.
2. Beskyttelsesfunksjonsdesign og innstillingssvalg
2.1 Overbelastningsbeskyttelse
Vanligvis implementert via termo-magnetiske eller elektroniske trip-enheter. Termo-magnetiske enheter bruker bimetallstriper med invers tidsegenskaper (trip tid invers proporsjonal til kvadratet av overbelastningsstrøm). Elektroniske enheter tilbyr presis kontroll, med langtidstrippningsinnstillinger Ir som varierer fra 0,4 til 1 ganger nominell strøm In. Innstillinger må oppfylle In≥Ic og In≤Iz. Følsomhet: Sp=Ikmin/Iop≥1.3, der Ikmin er den minste enfas kortsirkulærstrømmen ved linjeenden. For kritiske belastninger, kan overbelastningsbeskyttelse utløse alarmer istedenfor tripping.
2.2 Kortsirkulærbeskyttelse
Inkluderer korttid og øyeblikkelig beskyttelse. Korttidbeskyttelse sikrer selektivitet: Iset2≥1.2 (max motorstartstrøm + andre belastninger), med tidsforskyvninger (0,1–0,4s) koordinert med upstream brytere (≥0,1–0,2s tidsforskjell). Øyeblikkelig beskyttelse retter seg mot alvorlige feil: Iset3≥1.2 full motorstartstrøm (for eksempel 12–18 ganger In for motorer). For distribusjonsledere, foretrekker elektroniske trip-enheter med forsinket øyeblikkelig beskyttelse. Selektivitet: upstream korttidinnstilling ≥1,3 × downstream øyeblikkelig innstilling, med ≥0,1–0,2s tidsforskjell.
2.3 Undervoltagebeskyttelse
Forebygger skade på utstyr fra spenningsnedgang. Tripområde: 35%–70% av nominell spenning. Øyeblikkelige typer tripper umiddelbart, men kan forårsake ubehagelige tripping; forsinkede typer (0–5s) ignorerer midlertidige fluktueringer, egnet for industriell bruk. Undervoltage trip-enheten sin nominelle spenning må matche linjespenningen, og funksjonen må ikke forstyrre andre beskyttelser. Forsinkede typer (0,2–3s) anbefales for industriell bruk.
3. Selektiv koordinering og kaskadebeskyttelse
3.1 Selektive zoner
Sone 1 (Isc < downstream Icu): Oppnådd gjennom strøm- og tidsgrenser (for eksempel upstream Iset3≥1.2 downstream Iset3, tidsforskyvning ≥ downstream + 0,1s).
Sone 2 (downstream Icu < Isc < upstream Icu): Relerer på strømbegrensningsegenskaper eller produsentdata. Selektivitetsgrense Is kan være mindre enn downstream Icu (delvis selektivitet).
Sone 3 (Isc > upstream Icu): Krever testing; upstream kontakter kan midlertidig åpne (≤30ms) uten tripping, gitt at ingen sveising forekommer.
3.2 Kaskadebeskyttelse
Utnytter upstream bryterens strømbegrensning for å tillate bruk av nedstrems brytere med lavere brytekapasitet, noe som reduserer kostnader. Krever matching av øyeblikkelige innstillinger og unngår kritiske belastninger på kaskaderte kretser. Energibasert selektivitet (for eksempel i A-type brytere) kan forbedre selektivitetsgrenser, men verifisering via produsentdata er essensiell.
3.3 Selektivitetsmetoder
Strømselektivitet: Upstream øyeblikkelig innstilling ≥1,3 × downstream.
Tidselektivitet: Upstream korttidforsinkelse ≥ downstream + 0,1–0,2s.
Energiselektivitet: Basert på kontakt-systems energi-krav.
Logiskelektivitet: Downstream feildeteksjon sender en låsesignal til upstream, muliggjør hurtig downstream tripping mens upstream forblir lukket—sikrer "stabil, nøyaktig, rask" beskyttelse.
