چه معیارهایی برای انتخاب یک برشکننده الکتریکی وجود دارد
معیارهای انتخاب برشکنندههای مدار الکتریکی
انتخاب برشکننده مدار الکتریکی مناسب برای تضمین عملکرد ایمن و قابل اعتماد سیستمهای برق امری حیاتی است. در زمان انتخاب یک برشکننده مدار، باید عوامل متعددی را در نظر گرفت تا اطمینان حاصل شود که عملکرد آن با نیازهای خاص کاربرد مطابقت دارد. زیرا معیارهای اصلی برای انتخاب برشکننده مدار الکتریکی هستند:
1. ولتاژ اسمی
تعریف: ولتاژ اسمی یک برشکننده مدار، بالاترین ولتاژی است که میتواند به طور ایمن در آن عمل کند. این معمولاً به برشکنندههای ولتاژ پایین (LV)، ولتاژ متوسط (MV) و ولتاژ بالا (HV) تقسیمبندی میشود.
اعتبار انتخاب: ولتاژ اسمی برشکننده مدار باید برابر یا بیشتر از ولتاژ اسمی سیستم باشد. اگر ولتاژ اسمی برشکننده کمتر از ولتاژ سیستم باشد، ممکن است منجر به شکست عایق شود و خطر خطاهای بیشتر را افزایش دهد.
2. جریان اسمی (In)
تعریف: جریان اسمی، بیشترین جریانی است که یک برشکننده مدار میتواند به طور مداوم تحت شرایط کاری عادی تحمل کند.
اعتبار انتخاب: جریان اسمی برشکننده مدار باید بر اساس بیشترین جریان کاری مداوم سیستم تعیین شود. معمولاً جریان اسمی برشکننده باید کمی بیشتر از بیشترین جریان بار سیستم باشد تا حاشیه ایمنی فراهم شود و از بارگذاری بیش از حد جلوگیری شود.
3. ظرفیت قطع کوتاه مدار (Icn)
تعریف: ظرفیت قطع کوتاه مدار، بیشترین جریانی است که یک برشکننده مدار میتواند به طور ایمن در طول خطای کوتاه مدار قطع کند. این یک معیار مهم از قابلیت محافظت برشکننده است.
اعتبار انتخاب: ظرفیت قطع کوتاه مدار برشکننده مدار باید بیشتر یا برابر با بیشترین جریان کوتاه مدار مورد انتظار در سیستم باشد. جریان کوتاه مدار سیستم میتواند از طریق محاسبات کوتاه مدار یا استفاده از نرمافزارهای تحلیل کوتاه مدار تعیین شود.
4. ولتاژ بازیابی موقت (TRV)
تعریف: ولتاژ بازیابی موقت به ولتاژی اشاره دارد که پس از قطع جریان خطای یک برشکننده مدار بین تماسهای آن اعمال میشود. نرخ افزایش و مقدار قله TRV تأثیر قابل توجهی بر قابلیت بازیابی دیالکتریک برشکننده دارد.
اعتبار انتخاب: برشکننده مدار باید بتواند بیشترین ولتاژ بازیابی موقت در سیستم را تحمل کند. برای کاربردهای با TRV بالا، مانند تغییر بار القایی، باید از یک برشکننده با بازیابی دیالکتریک سریع، مانند برشکننده خلاء، استفاده شود.
5. فرکانس عملکرد
تعریف: فرکانس عملکرد به تعداد بارهایی اشاره دارد که یک برشکننده مدار میتواند تحت شرایط کاری عادی عملیات باز و بسته کند. عملیات مکرر میتواند سرعت افت و تخریب را افزایش دهد و عمر برشکننده را تحت تأثیر قرار دهد.
اعتبار انتخاب: برای کاربردهایی که نیاز به عملیات مکرر دارند (مانند روشن کردن موتور یا تغییر بانک خازن)، باید از یک برشکننده مدار با فرکانس عملکرد بالاتر انتخاب شود. دستگاههای اضافی مانند مقاومتهای پیشوارد یا مدارهای سنبکننده نیز میتوانند برای کاهش تنش عملیاتی استفاده شوند.
6. شرایط محیطی
دمای عملکرد: محدوده دماهای عملکرد برشکننده مدار باید با شرایط آب و هوایی محل نصب سازگار باشد. دماهای شدید میتواند عملکرد و عمر برشکننده را تحت تأثیر قرار دهد.
رطوبت و گازهای خوردگی: در محیطهای مرطوب یا خورنده، باید از یک برشکننده مدار با ویژگیهای محافظت از رطوبت و خوردگی انتخاب شود یا اقدامات محافظتی اضافی انجام شود.
لرزش و ضربه: در محیطهای با لرزش قابل توجه (مانند کارخانههای صنعتی یا وسایل نقلیه ریلی)، باید از یک برشکننده مدار با طراحی ضد لرزش انتخاب شود تا ثبات و قابلیت اطمینان تضمین شود.
7. ویژگیهای محافظت
منحنی قطع: منحنی قطع یک برشکننده مدار تعیینکننده زمان واکنش آن به سطوح مختلف جریان است. انواع رایج شامل حرارتی-مغناطیسی و الکترونیکی هستند. واحدهای حرارتی-مغناطیسی برای محافظت از بارگذاری و کوتاه مدار مناسب هستند، در حالی که واحدهای قطع الکترونیکی ویژگیهای محافظت دقیقتری ارائه میدهند.
محافظت انتخابی: برای تضمین اینکه خطاهایی فقط کمترین مساحت از تجهیزات را تحت تأثیر قرار دهند، برشکنندههای مدار باید دارای قابلیتهای محافظت انتخابی باشند. با تنظیم صحیح منحنیهای قطع برشکنندههای بالادست و پاییندست، میتوان خطاهای را به طور دقیق مشخص و جدا کرد و از قطع برق گسترده جلوگیری کرد.
8. روش نصب
ثابت مقابل نوع جعبهای: برشکنندههای ثابت مستقیماً در تجهیزات نصب میشوند، در حالی که برشکنندههای نوع جعبهای میتوانند به راحتی از طریق یک مکانیزم جعبهای نگهداری و جایگزین شوند. برشکنندههای نوع جعبهای برای کاربردهایی که نیاز به نگهداری یا جایگزینی مکرر دارند مناسبتر هستند.
خارج از ساختمان مقابل داخل ساختمان: برشکنندههای نصب شده خارج از ساختمان باید دارای ویژگیهای مقاوم در برابر آب و غبار باشند، در حالی که برشکنندههای نصب شده داخل ساختمان میتوانند بر اساس نیازهای محیطی خاص طراحی شوند.
9. هزینه و نگهداری
هزینه اولیه: انواع مختلف برشکنندهها (مانند خلاء، SF6 و هوا) در قیمت متفاوت هستند. در زمان انتخاب یک برشکننده، مهم است تا محدودیتهای بودجه را با نیازهای عملکردی متعادل کرده و گزینهی اقتصادیتر را انتخاب کنید.
هزینه نگهداری: برخی برشکنندهها نیاز به نگهداری منظم (مانند برشکنندههای SF6 که نیاز به تکمیل گاز دارند) دارند، در حالی که برخی دیگر (مانند برشکنندههای خلاء) تقریباً بدون نگهداری هستند. هزینههای نگهداری عامل مهمی در فرآیند انتخاب هستند.
10. مجوزها و استانداردها
استانداردهای بینالمللی: برشکنندهها باید با استانداردهای بینالمللی مرتبط، مانند IEC 60947 (برای تجهیزات کنترل و سوئیچ پایین ولتاژ) یا IEC 62271 (برای تجهیزات کنترل و سوئیچ بالا ولتاژ) سازگار باشند. این استانداردها کیفیت و ایمنی محصول را تضمین میکنند.
استانداردهای ملی یا منطقهای: بر اساس مقررات محلی، برشکنندهها باید با استانداردهای مجوز ملی یا منطقهای، مانند استانداردهای GB چین یا نشان CE اروپا، سازگار باشند.
11. نیازهای خاص کاربرد
سیستمهای DC: برای سیستمهای DC، باید توجه خاصی به انتخاب برشکنندهها داشت، زیرا خاموش کردن قوس DC بسیار دشوارتر از AC است. باید از برشکنندههای مخصوص کاربردهای DC استفاده شود.
سیستمهای انرژی تجدیدپذیر: در سیستمهای خورشیدی، بادی و سایر سیستمهای انرژی تجدیدپذیر، برشکنندهها باید قادر به تطبیق با منابع انرژی متلاطم و ارائه واکنش سریع و قابلیت اطمینان بالا باشند.
کاربردهای دریایی و هوافضایی: در محیطهای دریایی و هوافضایی، برشکنندهها باید با نیازهای محیطی خاص، مانند مقاومت در برابر لرزش، ضربه و طراحی سبکوزن، سازگار باشند.
نتیجهگیری
انتخاب برشکننده مدار الکتریکی مناسب نیازمند ارزیابی جامع عوامل متعددی، از جمله ولتاژ اسمی، جریان اسمی، ظرفیت قطع کوتاه مدار، ولتاژ بازیابی موقت، فرکانس عملکرد، شرایط محیطی، ویژگیهای محافظت، روش نصب، هزینه و نگهداری، استانداردهای مجوز و نیازهای خاص کاربرد است. با ارزیابی دقیق این معیارها، میتوان اطمینان حاصل کرد که برشکننده مدار انتخاب شده نه تنها نیازهای کاربرد فعلی را برآورده میکند، بلکه عملکرد پایدار بلندمدت را نیز تضمین میکند و ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم برق را تضمین میکند.
