איך לבחור מפסק מתח גבוה: פרמטרים מרכזיים ומדריך מומחה
בחירת כביש חשמלי בעומס גבוה היא משימה קריטית המשפיעה ישירות על הבטיחות, היציבות והפונקציה המהימנה של מערכות חשמל. להלן הפרמטרים הטכניים העיקריים והתנאים שיש לשקול בחירת כביש חשמלי בעומס גבוה — מפורט, כולל ומקצועי.
תהליך בחירה מרכזי והתחשבויות מפתח
I. התאמה של פרמטרים בסיסיים לתנאי המערכת (הבסיס)
זוהי הדרישה הבסיסית — חייב להתאים לחלוטין לתכונות נקודת ההתקנה.
מתח דירוג (Uₙ)
דרישה: מתח הדירוג של הכביש חייב להיות גדול או שווה למתח האופרטיבי המקסימלי במקום ההתקנה שלו.
דוגמה: במערכת של 10kV כאשר המתח האופרטיבי המקסימלי הוא 12kV, צריך לבחור כביש עם מתח דירוג של 12kV.
זרם דירוג (Iₙ)
דרישה: זרם הדירוג של הכביש חייב להיות גדול או שווה לזרם האופרטיבי המשך מקסימלי של המעגל.
חישוב: יש לשקול את הזרם הנורמלי, יכולת עומס, הרחבת אפשרית בעתיד לכלול שולי בטיחות. להימנע מהצבת "כביש קטן עבור עומס גדול" או השקעה מוגברת.
תדר דירוג (fₙ)
חייב להתאים לתדר מערכת החשמל — 50Hz בסין.
II. פרמטרים קלים של בדיקת תקלה קצרה (בדיקת יכולת)
פרמטרים אלה מדגים את יכולת הפסקת והפעלת הכביש וצריכים להיות נבחרים בהתאם לחישובי תקלות קצרות של המערכת.
זרם פסקת תקלה קצרה דירוג (Iₖ)
הגדרה: ערך השורש הריבועי המרבי של זרם התקלה הקצר שהכביש יכול לעצור באופן מהימן במתח דירוג.
דרישה: זהו הפרמטר הקריטי ביותר. זרם הפסקת הדירוג של הכביש חייב להיות גדול או שווה לזרם התקלה הקצר הצפוי במקום ההתקנה (בדרך כלל זרם התקלה הקצר של שלושת הפאזה המחושב מחקרות מערכת).
הערה: יש לשקול את הצמיחה האפשרית של יכולת התקלה הקצרה של המערכת לאורך חיי הכביש.
זרם פתיחה תקלה קצרה דירוג (Iₘᶜ)
הגדרה: ערך השיא המרבי של זרם התקלה הקצר שהכביש יכול לפתוח בהצלחה.
דרישה: בדרך כלל 2.5 פעמים ערך השורש הריבועי של זרם הפסקת הדירוג (ערך סטנדרטי). עליו לעבור את השיא המרבי של זרם התקלה הקצר הצפוי כדי לסבול מכוחות אלקטרודינמיים עצומים במהלך פתיחה.
זרם סובלנות קצרה דירוג (Iₖ) / זרם סובלנות תרמי
הגדרה: ערך השורש הריבועי של זרם התקלה הקצר שהכביש יכול לסבול למשך זמן מוגדר (למשל, 1s, 3s, 4s).
דרישה: חייב להיות גדול או שווה לערך השורש הריבועי של זרם התקלה הקצר הצפוי במקום ההתקנה. בוחן את יכולת הכביש לסבול את השפעות התרמיות של זרמי התקלה הקצרה.
זרם סובלנות שיא דירוג (Iₚₖ) / זרם סובלנות דינמי
הגדרה: ערך השיא של מחזור ראשון של זרם התקלה הקצר שהכביש יכול לסבול.
דרישה: חייב להיות גדול או שווה לשיא זרם התקלה הקצר הצפוי. בוחן את חוזק המכני של הכביש בכוחות אלקטרומגנטיים במהלך התקלה הקצרה.
III. דרישות מבודדות ומגינים סביבתיים
סוג מדייה מבודדת (בחירה טכנולוגית עיקרית)
יתרונות: יכולת הפסקה גבוהה מאוד, ביצועים מצוינים.
חסרונות: SF₆ הוא גז חממה חזק; דורש אינטגרליות חיתוך גבוהה; סיכון לפריצה; תחזוקה יחסית מורכבת.
יישום: בעיקר בשימוש במערכות בעומס גבוה ובקיבולת גבוהה (≥35kV) או בסביבות מיוחדות (למשל, אזורים קרים מאוד).
המלצות: בתחום של 10–35kV, אלא אם כן קיימות דרישות מיוחדות, מומלץ להעדיף כבישי ואקום בשל בשלמותם והיתרונות הסביבתיים שלהם.
יתרונות: יכולת כיבוי חזקה, חיים ארוכים, גודל קטן, תחזוקה נמוכה, אין סיכון לפיצוץ, ידידותי לסביבה. מתאים ליישומים הדורשים פיצולים תכופים (למשל, כורים קשת, פיצול מנועים).
יישום: הבחירה המרכזית והמועדף כיום עבור רמות מתח של 10–35kV.
כביש ואקום (למשל, VS1, ZN63):
כביש SF₆ (פלואוריד סולפורי):
מבודד חיצוני
מרחק זחילה: בחר צינורות מבודדים ומדבקים עם מרחק זחילה מספיק בהתאם לרמת הזיהום באתר (I–IV), כדי למנוע זיהום פלאש.
הצטברות: עבור ציוד מתנדנד בתוך מבנים בסביבות של לחות גבוהה או הפרש טמפרטורה גדול הנוטה להצטברות, בחר כבישים או ציוד המתנדנד עם מחממים או מכשירי מניעת הצטברות.
IV. מאפיינים מכניים ומנגנון פעולה
סוג מנגנון פעולה
מנגנון פעולה ספרתי: הכי נפוץ, טכנולוגיה מפותחת, אמינות גבוהה, לא נדרש מקור חשמל חיצוני. המועדפת ברוב המקרים.
מנגנון פעולה מגנט קבוע (PMA): פחות חלקים, מבנה פשוט יותר, באופן תיאורטי אמינות גבוהה יותר ופעולה מהירה יותר. עם זאת, תיקון בשדה קשה לאחר תקלה — בדרך כלל דורש החלפה מלאה.
מנגנון פעולה אלקטרומגנטי: משמש במודלים ישנים; דורש אספקת DC חזקה וזרם פתיחה גדול; הולך ונעלם בהדרגה.
עמידות מכנית וחשמלית
עמידות מכנית: מספר פעולות פתיחה-סגירה ללא זרם (בדרך כלל 10,000–30,000+ מחזורים).
עמידות חשמלית: מספר הפסקות נורמליות בזרם דירוג (למשל, כיתה E2: 10,000 פעולות; כיתה C2: 100 הפסקות תקלות קצרות). עבור יישומים הדורשים פיצולים תכופים של בנקי קבל, ריאקטורים או מנועים, בחר כבישים בעלי עמידות חשמלית גבוהה.
זמן הפסקה וזמן פתיחה-סגירה
עבור מערכות הדורשות תיאום עם הגנה על יחס או חיבור אוטומטי מהיר, שים לב לזמן ההסרה הכולל של הכביש (מתחילת פקודה של הפסקה עד לכיבוי הקשת).
V. בקרה משנית ופונקציות עזר
מתח בקרה: חייב להתאים למערכת החשמל הנמוך של תחנת ההספק (בדרך כלל DC 110V או DC 220V).
מגע עזר: כמות חייבת לעמוד בדרישות למדידה, אות ושרשרת.
פונקציות שרשרת: חייבות לכלול מעגלי אנטי-הצטברות מהימנים, סגר/פתיחה, וכדומה, כדי להבטיח בטיחות.
ממשק חכם: כבישים מודרניים כוללים לעיתים מפעילים חכמים המספקים מדידת פרמטרים חשמליים, הקלטה של תקלות, מעקב אחר מצב, ותמיכה בפרוטוקולי תקשורת (למשל, IEC 61850), המאפשרת אינטגרציה למערכות אוטומציה משלבות.
VI. התקנה, סביבה ומותג/שירות
סוג התקנה: קבוע או ניתן להוצאת (טיפוס מכסה)? חייב להתאים לטיפוס ולמבנה הציוד.
תנאי סביבה: שקול גובה, טמפרטורה סביבתית, לחות. בגבהים גבוהים, דירוגי הכביש צריכים להוזיל.
מותג ושירות אחרי מכירה: בחר מותגים מוכרים עם איכות מוכחת, ושקול זמינות חלקי חילוף, תמיכה טכנית ושירות אחרי מכירה.
VII. תקציר: רשימת בחירה
אשר פרמטרי מערכת: מתח מערכת, תדר, זרם פעולה מקסימלי.
חשב זרם תקלה קצרה: קבל את ה-RMS והשיא של זרם התקלה הקצר הצפוי במקום ההתקנה (מספק עיצוב מערכת חשמל).
התאם יכולות כביש: ודא שזרם הפסקת הדירוג, זרם פתיחה, וזרמי סובלנות דינמיים/תרמיים כל אחד עולה על הערכים המחשבים.
בחר סוג: העדיף כבישי ואקום עבור 10–35kV; אשר מנגנון פעולה (מנגנון ספרתי מועדף).
אמת מבודד חיצוני: אשר מרחק זחילה בהתאם לרמת הזיהום.
שקול צרכים מיוחדים: פעולה תכופה? ממשק חכם? תנאים סביבתיים מיוחדים?
מותג והקמה: בחר מותגים מהימנים; במהלך קבלה, התמקד בתמלילים של בדיקות מפעל (במיוחד עמידות מעגל ראשית ומאפיינים מכניים).
באמצעות השלבים הללו, תוכל לבחור כביש חשמלי בעומס גבוה בטוח, מתאים ומאמינה למערכת שלך. עבור יישומים קריטיים, מומלץ בחום לסקור ולהחליט על בחירה משותפת עם מהנדסים חשמליים מקצועיים או מכונים לעיצוב.
