چه معیارهایی برای انتخاب یک برش کننده برق وجود دارد
معیارهای انتخاب برشکنندههای مدار الکتریکی
انتخاب برشکننده مدار الکتریکی مناسب برای تضمین عملکرد ایمن و قابل اعتماد سیستمهای برق ضروری است. در انتخاب یک برشکننده، عوامل متعددی باید مورد توجه قرار گیرند تا عملکرد آن با نیازهای کاربرد خاص هماهنگ باشد. زیرا معیارهای اصلی برای انتخاب یک برشکننده مدار الکتریکی آورده شده است:
۱. 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.
اعتبارسنجی انتخاب: ولتاژ اسمی برشکننده باید برابر یا بیشتر از ولتاژ اسمی سیستم باشد. اگر ولتاژ اسمی برشکننده کمتر از ولتاژ سیستم باشد، ممکن است منجر به شکست عایق و افزایش ریسک خطا شود.
۲. جریان اسمی (In)
تعریف: جریان اسمی، بالاترین جریانی است که یک برشکننده مدار میتواند به طور مداوم تحت شرایط عادی حمل کند.
اعتبارسنجی انتخاب: جریان اسمی برشکننده باید براساس بیشترین جریان کاری مداوم سیستم تعیین شود. معمولاً، جریان اسمی برشکننده باید کمی بالاتر از بیشترین جریان بار سیستم باشد تا حاشیه ایمنی فراهم شود و از بارگذاری بیش از حد جلوگیری شود.
۳. ظرفیت قطع کوتاه مدار (Icn)
تعریف: ظرفیت قطع کوتاه مدار، بالاترین جریانی است که یک برشکننده مدار میتواند به طور ایمن در زمان خطا کوتاه مدار قطع کند. این یک معیار حیاتی از قابلیت محافظت برشکننده است.
اعتبارسنجی انتخاب: ظرفیت قطع کوتاه مدار برشکننده باید بیشتر یا برابر با بیشترین جریان کوتاه مدار منتظره در سیستم باشد. جریان کوتاه مدار سیستم میتواند از طریق محاسبات کوتاه مدار یا با استفاده از نرمافزارهای تحلیل کوتاه مدار مشخص شود.
۴. ولتاژ بازیابی موقت (TRV)
تعریف: ولتاژ بازیابی موقت به ولتاژی اشاره دارد که بعد از قطع یک جریان خطا روی تماسهای برشکننده مدار اعمال میشود. نرخ افزایش و مقدار اوج TRV به طور قابل توجهی بر قابلیت بازیابی دی الکتریک برشکننده تأثیر میگذارد.
اعتبارسنجی انتخاب: برشکننده باید بتواند بیشترین ولتاژ بازیابی موقت در سیستم را تحمل کند. برای کاربردهای با TRV بالا، مانند تغییر بار القایی، برشکنندهای با بازیابی دی الکتریک سریع، مانند برشکننده خلاء، باید انتخاب شود.
۵. فرکانس عملکرد
تعریف: فرکانس عملکرد به تعداد دفعاتی اشاره دارد که یک برشکننده مدار میتواند عملیات باز و بسته شدن را تحت شرایط عادی انجام دهد. عملیات مکرر میتواند سرعت خوردگی را افزایش دهد و عمر برشکننده را تحت تأثیر قرار دهد.
اعتبارسنجی انتخاب: برای کاربردهای نیازمند عملیات مکرر (مانند شروع موتور یا تغییر بانک خازن)، برشکنندهای با فرکانس عملکرد بالاتر باید انتخاب شود. دستگاههای اضافی مانند مقاومتهای پیشوارد یا مدارهای ساپر نیز میتوانند برای کاهش تنش عملیاتی استفاده شوند.
۶. شرایط محیطی
دمای کار: محدوده دمای کار برشکننده مدار باید با شرایط آب و هوایی محل نصب سازگار باشد. دماهای حدی میتواند عملکرد و عمر برشکننده را تحت تأثیر قرار دهد.
رطوبت و گازهای فرساینده: در محیطهای مرطوب یا فرساینده، برشکنندهای با ویژگیهای محافظت از رطوبت و فرسایش باید انتخاب شود یا اقدامات محافظتی اضافی انجام شود.
ارتعاش و شوک: در محیطهای با ارتعاش قابل توجه (مانند کارخانجات صنعتی یا وسایل نقلیه ریلی)، برشکنندهای با طراحی ضد ارتعاش باید انتخاب شود تا پایداری و قابلیت اطمینان فراهم شود.
۷. ویژگیهای محافظت
منحنی قطع: منحنی قطع یک برشکننده مدار تعیینکننده زمان پاسخ آن به سطوح مختلف جریان است. انواع رایج شامل حرارتی-مغناطیسی و الکترونیکی هستند. واحدهای قطع 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 خطاها فقط محدوده کمینه تجهیزات را تحت تأثیر قرار دهند، برشکنندهها باید قابلیت محافظت انتخابی داشته باشند. با تنظیم صحیح منحنیهای قطع برشکنندههای بالادست و پاییندست، خطاها میتوانند به طور دقیق مکانیابی و جدا شوند و از قطع وسیع جلوگیری شود.
۸. روش نصب
ثابت مقابل نوع لیوان: برشکنندههای ثابت مستقیماً در تجهیزات کنترلی نصب میشوند، در حالی که برشکنندههای نوع لیوان میتوانند به راحتی با استفاده از مکانیزم لیوان نگهداری و جایگزین شوند. برشکنندههای نوع لیوان برای کاربردهای نیازمند نگهداری یا جایگزینی مکرر مناسبتر هستند.
خارجی مقابل داخلی: برشکنندههای نصب شده خارجی باید ویژگیهای مقاوم در برابر آب و غبار داشته باشند، در حالی که برشکنندههای نصب شده داخلی میتوانند براساس نیازهای محیطی خاص طراحی شوند.
۹. هزینه و نگهداری
هزینه اولیه: انواع مختلف برشکنندهها (مانند خلاء، SF6 و هوا) در قیمت متفاوت هستند. در انتخاب برشکننده، مهم است که محدودیتهای بودجه را با نیازهای عملکردی متعادل کنید تا گزینه بهینه از نظر هزینه انتخاب شود.
هزینه نگهداری: برخی از برشکنندهها نیاز به نگهداری منظم دارند (مثلاً برشکنندههای SF6 نیاز به تکمیل گاز دارند)، در حالی که برخی دیگر (مانند برشکنندههای خلاء) تقریباً بدون نگهداری هستند. هزینههای نگهداری یک عامل مهم در فرآیند انتخاب هستند.
۱۰. گواهینامه و استانداردها
استانداردهای بینالمللی: برشکنندهها باید با استانداردهای بینالمللی مربوطه مطابقت داشته باشند، مانند IEC 60947 (برای تجهیزات کنترلی و تجهیزات کنترلی ولتاژ پایین) یا IEC 62271 (برای تجهیزات کنترلی و تجهیزات کنترلی ولتاژ بالا). این استانداردها کیفیت و ایمنی محصول را تضمین میکنند.
استانداردهای ملی یا منطقهای: بسته به مقررات محلی، برشکنندهها باید نیز با استانداردهای گواهینامه ملی یا منطقهای مطابقت داشته باشند، مانند استانداردهای GB چین یا نشان CE اروپا.
۱۱. نیازهای کاربردی خاص
سیستمهای DC: برای سیستمهای DC، باید توجه خاصی به انتخاب برشکنندهها شود زیرا خاموش کردن قوس DC پیچیدهتر از AC است. برشکنندههای طراحی شده برای کاربردهای DC باید انتخاب شوند.
سیستمهای انرژی تجدیدپذیر: در سیستمهای خورشیدی، بادی و دیگر سیستمهای انرژی تجدیدپذیر، برشکنندهها باید قادر به تطبیق با منابع تغییرپذیر برق باشند و پاسخ سریع و قابلیت اطمینان بالا ارائه دهند.
کاربردهای دریایی و هوافضایی: در محیطهای دریایی و هوافضایی، برشکنندهها باید با نیازهای محیطی خاص مطابقت داشته باشند، مانند مقاومت در برابر ارتعاش، مقاومت در برابر شوک و طراحی سبک وزن.
نتیجهگیری
انتخاب برشکننده مدار الکتریکی مناسب نیازمند ارزیابی جامع عوامل متعددی است، 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 گواهینامه و نیازهای کاربردی خاص. با ارزیابی دقیق این معیارها، میتوان تضمین کرد که برشکننده انتخاب شده نه تنها نیازهای کاربرد فعلی را برآورده میکند بلکه عملکرد پایدار بلندمدت را نیز ارائه میدهد و ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم برق را تضمین میکند.
