Wat zijn de criteria voor het kiezen van een elektrische schakelaar?
Criteria voor het kiezen van elektrische schakelaars
Het kiezen van de juiste elektrische schakelaar is cruciaal om de veilige en betrouwbare werking van energie-installaties te waarborgen. Bij het selecteren van een schakelaar moeten verschillende factoren worden meegewogen om ervoor te zorgen dat de prestaties voldoen aan de specifieke toepassingsvereisten. Hieronder staan de belangrijkste criteria voor het kiezen van een elektrische schakelaar:
1. Nominale spanning
Definitie: De nominale spanning van een schakelaar is de maximale spanning waarmee deze veilig kan werken. Dit wordt doorgaans ingedeeld in lage spanning (LV), middelbare spanning (MV) en hoge spanning (HV)-schakelaars.
Selectieoverwegingen: De nominale spanning van de schakelaar moet gelijk zijn of hoger dan de systeemspanning. Als de nominale spanning van de schakelaar lager is dan de systeemspanning, kan dit leiden tot isolatieproblemen en verhoogt het risico op storingen.
2. Nominale stroom (In)
Definitie: De nominale stroom is de maximale stroom die een schakelaar continu kan doorvoeren onder normale werkingsomstandigheden.
Selectieoverwegingen: De nominale stroom van de schakelaar dient gebaseerd te zijn op de maximale continue werkstroom van het systeem. Meestal moet de nominale stroom van de schakelaar iets hoger zijn dan de maximale belastingsstroom van het systeem om een veiligheidsmarge te bieden en overbelasting te voorkomen.
3. Kortsluitingsonderbrekingsvermogen (Icn)
Definitie: Het kortsluitingsonderbrekingsvermogen is de maximale stroom die een schakelaar veilig kan onderbreken bij een kortsluiting. Dit is een cruciale maat voor het beschermingsvermogen van de schakelaar.
Selectieoverwegingen: Het kortsluitingsonderbrekingsvermogen van de schakelaar moet groter zijn dan of gelijk aan de maximale verwachte kortsluitingsstroom in het systeem. De kortsluitingsstroom in het systeem kan worden bepaald door kortsluitingsberekeningen of met behulp van kortsluitingsanalyse software.
4. Tijdelijke herstelspanning (TRV)
Definitie: Tijdelijke herstelspanning verwijst naar de spanning die wordt toegepast over de contacten van de schakelaar na het onderbreken van een foutstroom. De snelheid van stijging en de piekwaarde van TRV hebben een significant effect op het dielectrische herstelvermogen van de schakelaar.
Selectieoverwegingen: De schakelaar moet bestand zijn tegen de maximale tijdelijke herstelspanning in het systeem. Voor toepassingen met hoge TRV, zoals schakeling van inductieve belastingen, dient een schakelaar met snelle dielectrische herstel, zoals een vacuümschakelaar, te worden gekozen.
5. Werkfrequentie
Definitie: Werkfrequentie verwijst naar het aantal malen dat een schakelaar opening- en sluitoperaties kan uitvoeren onder normale werkingsomstandigheden. Vervroegde slijtage kan optreden bij frequente operaties, wat de levensduur van de schakelaar beïnvloedt.
Selectieoverwegingen: Voor toepassingen die frequent bediend moeten worden (zoals motoraanrijding of schakeling van condensatorbanken), dient een schakelaar met een hogere werkfrequentie te worden geselecteerd. Extra apparatuur zoals voorinschuifweerstanden of dempercircuits kan ook worden gebruikt om operationele stress te verminderen.
6. Omgevingscondities
Temperatuur: Het werktemperatuurbereik van de schakelaar moet compatibel zijn met de klimaatcondities op de installatielocatie. Extreme temperaturen kunnen de prestaties en levensduur van de schakelaar beïnvloeden.
Luchtvochtigheid en corrosieve gassen: In vochtige of corrosieve omgevingen dient een schakelaar met vocht- en corrosiebescherming te worden gekozen, of extra beschermende maatregelen te worden genomen.
Trillingen en schokken: In omgevingen met aanzienlijke trillingen (zoals industriële installaties of spoorwegvoertuigen), dient een schakelaar met anti-trillingsontwerp te worden geselecteerd om stabiliteit en betrouwbaarheid te waarborgen.
7. Beschermingskenmerken
Uitschakelcurve: De uitschakelcurve van een schakelaar bepaalt de reactietijd op verschillende stroomniveaus. Gewone types zijn thermisch-magnetisch en elektronisch. Thermisch-magnetische uitschakelunits zijn geschikt voor overlast- en kortsluitingsschade, terwijl elektronische uitschakelunits meer precieze beschermingskenmerken bieden.
Selectieve bescherming: Om ervoor te zorgen dat storingen slechts een minimum aan apparatuur beïnvloeden, moeten schakelaars selectieve beschermingscapaciteiten hebben. Door de uitschakelcurves van upstream en downstream schakelaars goed te configureren, kunnen storingen nauwkeurig worden gelokaliseerd en geïsoleerd, waardoor algemene storingen worden voorkomen.
8. Installatiemethode
Vast vs. Ladevormig: Vaste schakelaars worden direct in schakelkasten geïnstalleerd, terwijl ladevormige schakelaars eenvoudig kunnen worden onderhouden en vervangen via een lade-mechanisme. Ladevormige schakelaars zijn beter geschikt voor toepassingen die regelmatig onderhoud of vervanging vereisen.
Buiten vs. Binnen: Schakelaars die buiten worden geïnstalleerd, moeten water- en stofbestendig zijn, terwijl binnen geïnstalleerde schakelaars volgens specifieke milieueisen kunnen worden ontworpen.
9. Kosten en onderhoud
Initiële kosten: Verschillende soorten schakelaars (zoals vacuüm, SF6 en lucht) variëren in prijs. Bij het selecteren van een schakelaar is het belangrijk om budgetbeperkingen in evenwicht te brengen met prestatie-eisen om de meest kosteneffectieve optie te kiezen.
Onderhoudskosten: Sommige schakelaars vereisen regelmatig onderhoud (bijvoorbeeld SF6-schakelaars moeten gas worden bijgevuld), terwijl andere (zoals vacuümschakelaars) bijna onderhoudsvrij zijn. Onderhoudskosten zijn een belangrijke factor in het selectieproces.
10. Certificering en normen
Internationale normen: Schakelaars moeten voldoen aan relevante internationale normen, zoals IEC 60947 (voor laagspanningschakel- en controleapparatuur) of IEC 62271 (voor hoogspanningschakel- en controleapparatuur). Deze normen garanderen productkwaliteit en veiligheid.
Nationale of regionale normen: Afhankelijk van lokale voorschriften, moeten schakelaars ook voldoen aan nationale of regionale certificeringsnormen, zoals China's GB-normen of Europa's CE-keurmerk.
11. Speciale toepassingsvereisten
DC-systemen: Voor DC-systemen dient bijzondere aandacht te worden besteed aan het selecteren van schakelaars, omdat het doven van een DC-boog moeilijker is dan een AC-boog. Schakelaars die speciaal zijn ontworpen voor DC-toepassingen moeten worden gekozen.
Hernieuwbare energie systemen: In zonnepanelen, windenergie en andere hernieuwbare energie systemen, moeten schakelaars zich aanpassen aan fluctuerende energiebronnen en een snelle respons en hoge betrouwbaarheid bieden.
Maritieme en ruimtevaarttoepassingen: In maritieme en ruimtevaarten omgevingen, moeten schakelaars voldoen aan specifieke omgevingsvereisten, zoals trilling- en schokbestendigheid, en een lichtgewicht ontwerp.
Conclusie
Het kiezen van de juiste elektrische schakelaar vereist een grondige evaluatie van meerdere factoren, waaronder nominale spanning, nominale stroom, kortsluitingsonderbrekingsvermogen, tijdelijke herstelspanning, werkfrequentie, omgevingscondities, beschermingskenmerken, installatiemethode, kosten en onderhoud, certificeringsnormen en speciale toepassingsvereisten. Door deze criteria zorgvuldig te beoordelen, kunt u ervoor zorgen dat de geselecteerde schakelaar niet alleen voldoet aan de huidige toepassingsbehoeften, maar ook lange-termijn stabiele werking biedt, waardoor de veiligheid en betrouwbaarheid van het energie-systeem wordt gewaarborgd.
