Düşük gerilim direk montajlı kesicilerin tasarımında neye dikkat edilmelidir

Dyson

Alan: Elektrik Standartları

China

Düşük gerilimli direk monte kesici anahtarlama cihazları, güç sistemlerinde kritik koruma ve kontrol cihazlarıdır. Tasarımı ve işleyişi, sistemin güvenliği ve güvenilirliği üzerinde doğrudan etkili olur. Tasarımında, çevre uyumlu olma, elektrik parametrelerinin koordinasyonu ve itici mekanizmanın seçimi dikkate alınmalıdır, böylece çeşitli koşullar altında istikrarlı bir çalışma sağlayabilir. İşlem sırasında, güvenlik protokollerine sıkı sıkıya uymak, düzenli bakım yapmak ve olağanüstü durumları doğru bir şekilde yönetmek, yanlış işlemeye bağlı kazaları önlemek için zorunludur. Bu makale, düşük gerilimli direk monte kesiciler için temel tasarım ilkelerini ve işletme standartlarını sistematik olarak açıklamaktadır, mühendislik personeli için profesyonel rehberlik sağlamaktadır.

1. Düşük Gerilimli Direk Monte Kesiciler İçin Tasarım Göz önünde bulundurulması

Düşük gerilimli direk monte kesicilerin tasarımı, sert dış ortamlara dayanırken koruma ve kontrol gereksinimlerini karşılamalıdır.

1.1 Çevre Uyumluğu

Bu kesiciler, sıcaklık değişimleri, nem, tuz buharı aşınması ve mekanik titreşimlere karşı dayanıklı olmalıdır. GB/T 2423.17'ye göre, en az 72 saat nötr tuz buharı testinden (Seviye 5) geçmelidir, sahil veya endüstriyel bölgelerde uygun olacak şekilde, Kirlilik Derecesi iletken kirlilik veya kondansasyona karşı 3'tür. Yüksek rakımlarda (>2000m), yalıtım ve sıcaklık artış parametreleri GB/T 20645-2021'e göre ayarlanmalıdır (sıcaklık artış limiti her 100m artışta %1 azalır; 4000m üzerinde akım derecelendirmesi azaltılmalıdır).

Düşük sıcaklıklarda, -40°C'de çalıştırma ve -55°C'de depolama sağlanmalı, itici mekanizmanın güvenilir performansını sağlamak gerekir. UV direnci, poliamid boya (temas açısı >90°) veya PVDF (UV yaşlama direnci ≥ Seviye 8) gibi yüzey kaplamaları gerektirir. Kabın IP54/55 standartlarına uyan sıvı geçirmezliği, yalıtımın bozulmasını önlemelidir.

1.2 Elektrik Parametre Koordinasyonu

Kesin kısa devre akımı hesaplaması ve doğru parametre seçimi önemlidir. Kısa devre akımları, mutlak yöntem kullanılarak, üç faz, iki faz ve tek faz toprak hatası akımlarını dikkate alarak hesaplanmalıdır. Başlangıç üç fazlı kısa devre akımı şu şekilde hesaplanır:

burada nominal hat voltajıdır ve $, kısa devre döngüsünün toplam direnç ve reaktansıdır. Kesicinin belirlenmiş kısa devre kesme kapasitesi (Ics), maksimum üç fazlı kısa devre akımından daha düşük olmamalıdır. Hassasiyet doğrulaması, hat ucundaki minimum kısa devre akımının anlık veya kısa süreli aşırı akım tetikleme ayarının en az 1.3 katı olması gerektiğini gerektirir: .$

Aşırı yük koruması için, uzun süreli tetikleme ayarı şunu sağlamalıdır: , burada iletkenin sürekli taşıma kapasitesidir ve $I_{c}$ hesaplanan yük akımıdır. Kısa devre koruması için, anlık tetikleme ayarı en büyük motorun tam başlama akımının (örneğin, kafes rotorlu motorlar için nominal akımın 20-35 katı) en az 1.2 katı olmalıdır, kısa süreli ayar geçici yük zirvelerini önler, genellikle 1.2 katına (maksimum motor başlama akımı + diğer yük akımları) ayarlanır.

1.3 Itici Mekanizma Seçimi

Yaylı mekanizmalar yaygın olarak kullanılır, güvenilirlik, anti-zıplama, serbest düşme ve amortisman fonksiyonları gerektirir. Zamanlama parametreleri: çerçeve kesicileri—kapalı hale gelme ≤0.2s, açık hale gelme ≤0.1s; form kalıp kesicileri—mekanik ömür ≥10.000 işlem (çerçeve kesicileri ≥20.000). Itici mekanizma, güvenli işlem için enerji depolama algılama ve kilitleme içermelidir. Dinamik özellikler, kontakt hızı ve yer değiştirme kontrolünü optimize etmeye ihtiyaç duyar (örneğin, vakum kesicileri için aşamalı kontrol, kontakt zıplamasını minimize eder). Çıkış özellikleri, kısa devre koşullarında kapanmayı sağlayacak şekilde kesiciyle eşleşmelidir. Soğuk bölgelerde, -40°C'de kondansatör ESR artar, kapanma süresini uzatır; değişken sıcaklık testleri hayati önem taşır.

2. Koruma Fonksiyonu Tasarımı ve Ayar Seçimi

2.1 Aşırı Yük Koruması

Genellikle termo-manyetik veya elektronik tetikleme üniteleri ile gerçekleştirilir. Termo-manyetik üniteler, aşırı yük akımı ile ters orantılı olan zaman karakteristiği olan ikili metal çubukları kullanır. Elektronik üniteler hassas kontrol sağlar, uzun süreli tetikleme ayarları nominal akımın 0.4 ile 1 katı arasındadır. Ayarlar, ve koşullarını sağlamalıdır. Hassasiyet: , burada $I_{kmin}$ hat ucundaki minimum tek fazlı kısa devre akımıdır. Kritik yükler için, aşırı yük koruması, devre kesme yerine uyarı tetikleyebilir.

2.2 Kısa Devre Koruması

Kısa süreli ve anlık koruma içerir. Kısa süreli koruma, seçiciliği sağlar: $×$ (maksimum motor başlama akımı + diğer yükler), zaman gecikmeleri (0.1-0.4s) yukarıdaki kesicilerle koordinasyon halindedir (en az 0.1-0.2s zaman farkı). Anlık koruma, ciddi arızaları hedefler: $×$ tam motor başlama akımı (örneğin, motorlar için 12-18 kez $I_{n}$ ). Dağıtım hatları için, gecikmeli anlık koruma ile elektronik tetikleme üniteleri tercih edilir. Seçicilik: yukarıdaki kısa süreli ayar, aşağıda anlık ayarın 1.3 katından büyük olmalıdır, en az 0.1-0.2s zaman gecikmesi farkı olmalıdır.

2.3 Alt Gerilim Koruması

Gerilim düşüşünden kaynaklanan ekipman hasarını önler. Tetikleme aralığı: nominal gerilimin %35-%70'ı. Anlık tipler, hemen tetiklenir ancak gereksiz tetiklemeye neden olabilir; gecikmeli tipler (0-5s), geçici dalgalanmaları görmezden gelir, endüstriyel kullanım için uygundur. Alt gerilim tetikleme ünitesinin nominal gerilimi hat gerilimine eşleşmelidir ve diğer korunmalara müdahale etmemelidir. Endüstriyel uygulamalar için gecikmeli tipler (0.2-3s) önerilir.

3. Seçicilik Koordinasyonu ve Kademeli Koruma

3.1 Seçicilik Bölgeleri

Bölge 1 (Isc < aşağıda Icu): Akım ve zaman sınıflandırması ile sağlanır (örneğin, yukarıda $×$ aşağıda $I_{se t 3}$ , zaman gecikmesi aşağıda + 0.1s).