Com es tria un interrumpidor de alta tensió: Paràmetres clau i guia d'experts

La selecció d'un disjuntor de alta tensió és una tasca crítica que afecta directament la seguretat, estabilitat i operació fiable dels sistemes elèctrics. A continuació es presenten les especificacions tècniques clau i consideracions importants per a la selecció de disjuntors de alta tensió—detallades, completes i professionals.

Procés de Selecció Bàsic i Consideracions Clau

I. Paràmetres Bàsics Compatibles amb les Condicions del Sistema (La Base)

Aquesta és la exigència fonamental—ha de coincidir plenament amb les característiques del punt d'instal·lació.

• Tensió Nominal (Uₙ)

• Requisit: La tensió nominal del disjuntor ha de ser més gran o igual a la tensió màxima d'operació al seu lloc d'instal·lació.

• Exemple: En un sistema de 10kV on la tensió màxima d'operació és de 12kV, s'hauria de seleccionar un disjuntor amb una tensió nominal de 12kV.

• Corrent Nominal (Iₙ)

• Requisit: El corrent nominal del disjuntor ha de ser més gran o igual al corrent contínu d'operació màxim del circuit.

• Càlcul: Considera el corrent de càrrega normal, la capacitat de sobrecàrrega, l'expansió potencial futura i inclou un marge de seguretat. Evita "disjuntors petits per a grans càrregues" o inversió excessiva.

• Freqüència Nominal (fₙ)

• Ha de coincidir amb la freqüència del sistema elèctric—50Hz a Xina.

II. Paràmetres de Rendiment en Curtcircuit Importants (La Prova de Capacitat)

Aquests paràmetres mesuren les capacitats d'interrupció i tancament del disjuntor i han de ser seleccionats basant-se en els càlculs de curtcircuits del sistema.

• Corrent Nominal d'Interrupció de Curtcircuit (Iₖ)

• Definició: El valor eficàcia màxim de corrent de curtcircuit que el disjuntor pot interrompre de manera fiable a la tensió nominal.

• Requisit: Aquest és el paràmetre més crític. El corrent nominal d'interrupció del disjuntor ha de ser més gran o igual al corrent de curtcircuit prospectiu màxim al punt d'instal·lació (típicament el corrent de curtcircuit trifàsic calculat des d'estudis del sistema).

• Nota: Considera el creixement potencial de la capacitat de curtcircuit del sistema durant la vida útil del disjuntor.

• Corrent Nominal de Tancament de Curtcircuit (Iₘᶜ)

• Definició: El valor pícu de corrent de curtcircuit màxim que el disjuntor pot tancar correctament.

• Requisit: Normalment 2,5 vegades el valor eficàcia del corrent nominal d'interrupció (valor estàndard). Ha de superar el pícu de corrent de curtcircuit prospectiu per resistir les forces electrodinàmiques enormes durant el tancament.

• Corrent Nominal de Resistència a Curtcircuit (Iₖ) / Corrent de Resistència Tèrmica

• Definició: El valor eficàcia de corrent de curtcircuit que el disjuntor pot resistir durant un període especificat (per exemple, 1s, 3s, 4s).

• Requisit: Ha de ser més gran o igual al valor eficàcia de corrent de curtcircuit prospectiu al punt d'instal·lació. Prova la capacitat del disjuntor per resistir els efectes tèrmics dels corrents de curtcircuit.

• Corrent Nominal de Pícu de Resistència (Iₚₖ) / Corrent de Resistència Dinàmica

• Definició: El valor pícu del primer cicle de corrent de curtcircuit que el disjuntor pot suportar.

• Requisit: Ha de ser més gran o igual al pícu de corrent de curtcircuit prospectiu. Prova la fortalesa mecànica del disjuntor sota les forces electromagnètiques durant un curtcircuit.

III. Requisits d'Aïllament i Protecció Ambiental

• Tipus de Medi d'Aïllament (Elecció de Tecnologia Central)

• Avantatges: Capacitat d'interrupció extremadament alta, rendiment excel·lent.

• Desavantatges: SF₆ és un gas potent de l'efecte hivernacle; requereix una integritat de sellatge elevada; risc de filtració; manteniment relativament complex.

• Aplicació: Principalment utilitzat en sistemes d'alta tensió i alta capacitat (≥35kV) o entorns especials (per exemple, regions extremadament fredes).

• Recomanació: En el rang de 10–35kV, a menys que hi hagi requisits especials, prefereixi els disjuntors de buit per la seva maduresa i beneficis ambientals.

• Avantatges: Forta capacitat d'extinció d'arc, llarga vida útil, mida compacta, baixa necessitat de manteniment, no hi ha risc d'explosió, amigable amb l'ambient. Adequat per aplicacions de commutació freqüents (per exemple, furnaces d'arc, commutació de motors).

• Aplicació: L'opció principal i preferida per als nivells de tensió de 10–35kV avui en dia.

• Disjuntor de Buit (per exemple, VS1, ZN63):

• Disjuntor de SF₆ (Hexafluorur de Sulfur):

• Aïllament Extern

• Distància de Creuament: Selecciona embarrancaments i aïlladors amb una distància de creuament suficient basada en el nivell de contaminació del lloc (I–IV), per prevenir flashovers de contaminació.

• Condensació: Per a quadres de comandament interiors en entorns d'alta humitat o grans diferències de temperatura propensos a condensació, selecciona disjuntors o quadres de comandament equipats amb calorífers o dispositius anti-condensació.

IV. Característiques Mecàniques i Mecanismes d'Operació

• Tipus de Mecanisme d'Operació

• Mecanisme Operat per Molla: El més comú, tecnologia madura, alta fiabilitat, no requereix font d'energia externa. L'opció preferida en la majoria de casos.

• Actuador de Magnet Permanent (PMA): Menys components, estructura més simple, teòricament més fiabilitat i operació més ràpida. Tanmateix, la reparació en camp és difícil després d'una fallada—normalment requereix substitució completa.

• Mecanisme d'Operació Electromagnètic: Utilitzat en models antics; requereix una font d'alimentació DC de gran potència i un corrent de tancament elevat; es va graduant eliminant.

• Endurança Mecànica i Elèctrica

• Endurança Mecànica: Nombre d'operacions d'obertura-tancament sense corrent (típicament 10.000–30.000+ cicles).

• Endurança Elèctrica: Nombre d'interrupcions normals a corrent nominal (per exemple, classe E2: 10.000 operacions; classe C2: 100 interrupcions de curtcircuits). Per a aplicacions que requereixen commutació freqüent de bancs de condensadors, reactances o motors, selecciona disjuntors amb alta endurança elèctrica.

• Temps d'Interrupció i Temps de Tancament-Obertura

• Per a sistemes que requereixen coordinació amb proteccions de relé o recobriment automàtic ràpid, presta atenció al temps total de trencament del disjuntor (des de l'inici de la comanda de trencament fins a l'extinció de l'arc).

V. Control Secundari i Funcions Auxiliars

• Tensió de Control: Ha de coincidir amb el sistema d'alimentació DC de la subestació (habitualment DC 110V o DC 220V).

• Contactes Auxiliars: La quantitat ha de complir amb els requisits de mesura, senyalització i bloqueig.

• Funcions de Bloqueig: Han de incloure circuits anti-bombeig fiables, bloqueigs de tancament/trencament, etc., per assegurar la seguretat.

• Interfície Intel·ligent: Els disjuntors moderns sovint inclouen controladors intel·ligents que proporcionen mesura de paràmetres elèctrics, registre de falles, monitorització de condicions i suport per protocols de comunicació (per exemple, IEC 61850), facilitant la integració en sistemes d'automatització integrats.

VI. Instal·lació, Entorn i Marca/Servici

• Tipus d'Instal·lació: Fix o extractible (tipus cassa)? Ha de coincidir amb el model i estructura del quadre de comandament.

• Condicions Ambientals: Considera l'altitud, la temperatura ambiental, la humitat. A grans altituds, les característiques del disjuntor han de ser reduïdes.

• Marca i Servei Postvena: Selecciona marques reconegudes amb qualitat demostrada, i considera la disponibilitat de peçes de reposició, suport tècnic i servei postvena.

VII. Resum: Llista de Verificació de Selecció

• Confirma els paràmetres del sistema: tensió del sistema, freqüència, corrent d'operació màxim.

• Calcula el corrent de curtcircuit: obtén el corrent de curtcircuit prospectiu eficàcia i pícu al punt d'instal·lació (fornit pel disseny del sistema elèctric).

• Coincideix les capacitats del disjuntor: assegura't que el corrent nominal d'interrupció, el corrent de tancament i els corrents de resistència dinàmica/tèrmica superin els valors calculats.

• Selecciona el tipus: prefereix disjuntors de buit per a 10–35kV; confirma el mecanisme d'operació (preferentment mecanisme de molla).

• Verifica l'aïllament extern: confirma la distància de creuament basada en el nivell de contaminació.

• Considera-needs especifiques: operació freqüent? Interfície intel·ligent? Condicions ambientals especials?

• Marca i recepció: selecciona marques fiables; durant la recepció, centra't en els informes de proves de fàbrica (especialment la resistència del circuit principal i les característiques mecàniques).

Seguint aquests passos, podràs seleccionar un disjuntor de alta tensió segur, adequat i fiable per al teu sistema. Per a aplicacions crítiques, es recomana encarecidament revisar i finalitzar la selecció conjuntament amb enginyers elèctrics professionals o instituts de disseny.