空気絶縁一次中圧スイッチギアの主な部品とその応用
中圧スイッチギアは、交流（AC）システム内のエネルギー分配プロセスにおいて重要な役割を果たし、発電から送電まで最終消費者に電力を供給するための流れを促進します。この重要な設備は、その仕様、用語、評価、設計基準、構造実践、および試験プロトコルを定義する特定の規格によって管理されています。ヨーロッパ地域では、これらのガイドラインは以下の国際電気標準会議（IEC）規格に詳細に記載されています：
IEC 62271-1: 高圧スイッチギアおよび制御機器の共通仕様を確立します。
IEC 62271-200: 定格電圧が1kVを超えて52kVまでの交流金属閉鎖型スイッチギアおよび制御機器に焦点を当てています。
IEC 62271-300: 定格電圧が52kVを超えるガス絶縁金属閉鎖型スイッチギアについて取り扱っています。
IEC規格は世界的に認知されていますが、アメリカ合衆国、中国、ロシアなどの国々は独自の国内規格を遵守することがあります。IEC 62271-1の第3.5節によると、スイッチギアおよび制御機器のすべての部品が指定されており、中圧ネットワークに適した機能を持つ包括的なスイッチギアシステムの組み立てが可能になります。これらの機能には以下があります：
上位の送電システムから消費ポイントまで効率的にエネルギーを分配すること。
電流の切り替えを容易にすること。
保護メカニズム、運転指標、請求プロセスに必要な測定を行うこと。
負荷と設備を故障から保護すること。
ネットワーク運用の必要に応じて制御、ブロック、相互ロック機能を実装すること。
SCADAまたはDCSシステムとの間でスイッチギアとの通信を行い、監視と制御を強化すること。
変電所内で作業する人員の安全を確保すること。
多くの製造業者によって生産されたIEC規格に準拠した様々な設計が利用可能です。IEC規格は空気絶縁とガス絶縁技術を区別しており、保護と制御スキームに必要な複雑さは配電ネットワーク内のシステムの位置と要求される高度さに基づいて変わります。高評価のスイッチギアは通常、より複雑な保護と制御措置を必要とします。
一次空気絶縁中圧スイッチギア（AIS）の典型的なアーキテクチャは、中圧アプリケーションでの効率的、安全、かつ信頼性の高い動作を達成するための組織化されたアプローチとして4つの基本的なコンパートメントに分かれています。この構成により、厳格な安全性と運転基準を満たしながら最適な性能が確保されます。
中圧スイッチギア基本構造コンパートメント
図1、2、3のセクションBで示される一次構造は、スイッチギアの形状、寸法、剛性、堅牢性を提供する金属板で構成されています。この構造には、エネルギートランスミッションとスイッチギア内のすべてのコンパートメントと装置を接続するために不可欠な銅部品も含まれています。
この構造にはいくつかの重要な利点があります：
金属ベースのセグレゲーション: この構造は、異なるアクセスレベルを定義するIEC 62271-200規格に従ってコンパートメント間の分離を確保します。このセグレゲーションは安全性と運転効率を向上させます。
アーク耐性: 金属ベースのセグレゲーションとともに、設計には内部アークイベントに対する追加の保護を提供するアーク耐性ドアが含まれており、スイッチギアのアーク耐性を損なうことなく安全性と機能性を維持します。
要約すると、一次構造はスイッチギアに物理的な形状と強度を与えるだけでなく、電気接続に不可欠な銅部品を統合しています。さらに、重要なコンパートメンタル化とアーク耐性を提供し、厳しい安全性基準に準拠して全体的なシステムの信頼性を向上させます。この緻密な設計により、スイッチギア内の各部品が安全かつ効率的に動作し、より安全で信頼性の高い電力分配ネットワークに貢献します。
中圧スイッチギア回路遮断器コンパートメント
回路遮断器コンパートメントは、図1、2、3のセクションCで示され、中圧（MV）スイッチング装置を収容しています。このコンパートメントには、負荷遮断スイッチ、接触器、回路遮断器など、さまざまなタイプのスイッチングデバイスを装備することができます。これらのスイッチングデバイスの基本的な役割は、安定状態の電流と電圧、および障害電流と電圧を信頼性と安全性をもって開閉することです。ほとんどの一次空気絶縁MVパネルでは、回路遮断器が選択されることが多いです。今日、真空遮断技術はその信頼性と効率性により、中圧アプリケーションで支配的です。
中圧スイッチギアケーブルコンパートメント
ケーブルコンパートメントは、図1、2、3のセクションDで示され、ケーブル端末だけでなくセンシングデバイスも収容しています。これらのデバイスは主に相電流、相電圧、残余電流、残余電圧の測定に使用されます。測定目的で最も一般的に使用される技術は、誘導原理に基づいて電流と電圧の両方の測定を行うインストゥルメントトランスフォーマー（IT）です。この設定により、スイッチギアシステム内での正確で信頼性の高いモニタリングが確保され、運転の安全性と性能が向上します。
このような構造化されたアプローチにより、中圧スイッチギア内の各部品は電力の安全、効率的、かつ信頼性の高い分配を確保する重要な役割を果たします。
