Kako odabrati visokonaponski prekidač: Ključni parametri i stručni vodič
Odabir visokonaponskog prekidnika je ključna zadaća koja izravno utječe na sigurnost, stabilnost i pouzdan rad sustava snage. U nastavku su navedeni ključni tehnički specifikacije i razmatranja prilikom odabira visokonaponskih prekidnika – detaljno, kompletno i stručno.
Osnovni postupak odabira i ključna razmatranja
I. Osnovni parametri usklađeni s uvjetima sustava (Temelj)
To je temeljno zahtjev – mora u potpunosti odgovarati karakteristikama lokacije instalacije.
Nominirana napona (Uₙ)
Zahtjev: Nominirani napon prekidnika mora biti veći ili jednak maksimalnom radnom naponu na mjestu njegove instalacije.
Primjer: U 10kV sustavu gdje je maksimalni radni napon 12kV, treba odabrati prekidnik s nominiranim naponom od 12kV.
Nominirani struja (Iₙ)
Zahtjev: Nominirana struja prekidnika mora biti veća ili jednaka maksimalnoj neprekidnoj radnoj strujoj kruga.
Izračun: Uzmite u obzir normalnu radnu struju, preopterećenje, moguće buduće proširenje i uključite sigurnosni rezerv. Izbjegavajte "premali prekidnik za veliku opterećenje" ili pretjeranu investiciju.
Nominirana frekvencija (fₙ)
Mora se podudarati s frekvencijom sustava snage – 50Hz u Kini.
II. Ključni parametri performansi pri kratkom spoju (Test sposobnosti)
Ovi parametri mjere sposobnost prekidnika da prekida i zatvara te moraju biti odabrani na temelju izračuna kratkog spoja sustava.
Nominirana struja prekida pri kratkom spoju (Iₖ)
Definicija: Maksimalna efektivna vrijednost struje kratkog spoja koju prekidnik može pouzdano prekinuti na nominiranom naponu.
Zahtjev: To je najkritičniji parametar. Nominirana struja prekida prekidnika mora biti veća ili jednaka maksimalnoj očekivanoj struji kratkog spoja na mjestu instalacije (obično trofazna struja kratkog spoja izračunata iz studija sustava).
Napomena: Uzmite u obzir mogući rast kapaciteta sustava za kratki spoj tijekom vremena službe prekidnika.
Nominirana struja zatvaranja pri kratkom spoju (Iₘᶜ)
Definicija: Maksimalna vrhovna struja kratkog spoja koju prekidnik može uspješno zatvoriti.
Zahtjev: Obično 2,5 puta efektivna vrijednost nominirane struje prekida (standardna vrijednost). Morala bi biti veća od maksimalne očekivane vrhove struje kratkog spoja kako bi pretrpjela ogromne elektrodinamičke sile prilikom zatvaranja.
Nominirana struja izdržljivosti na kratko vrijeme (Iₖ) / Toplinska struja izdržljivosti
Definicija: Efektivna vrijednost struje kratkog spoja koju prekidnik može izdržati tijekom određenog vremenskog perioda (npr. 1s, 3s, 4s).
Zahtjev: Mora biti veća ili jednaka očekivanoj efektivnoj vrijednosti struje kratkog spoja na mjestu instalacije. Testira sposobnost prekidnika da izdrži toplinske učinke struja kratkog spoja.
Nominirana vrhova struja izdržljivosti (Iₚₖ) / Dinamička struja izdržljivosti
Definicija: Vrhovna vrijednost prve cikluse struje kratkog spoja koju prekidnik može izdržati.
Zahtjev: Mora biti veća ili jednaka očekivanoj vrhovnoj struji kratkog spoja. Testira mehaničku čvrstoću prekidnika pod elektromagnetskim silama tijekom kratkog spoja.
III. Zahtjevi za izolacijom i zaštitom okoliša
Vrsta izolacijskog medija (Izbor osnovne tehnologije)
Prednosti: Izuzetno visoka sposobnost prekida, odlična performansa.
Nedostaci: SF₆ je snažan staklenični plin; zahtijeva visoku integritet zatvaranja; rizik od curenja; relativno složeno održavanje.
Primjena: Glavno se koristi u visokonaponskim, visokokapacitetnim sustavima (≥35kV) ili posebnim okruženjima (npr. ekstremno hladnim regijama).
Preporuka: U rasponu 10–35kV, osim ako ne postoje posebni zahtjevi, preferirajte vakuumski prekidnike zbog njihove dobi i ekoloških prednosti.
Prednosti: Snažna sposobnost ugasića lukovi, dug životni vijek, kompaktna veličina, niska održavanja, bez rizika od eksplozije, ekološki prihvatljivi. Pogodni za česte operacije prekidivanja (npr. lukove peći, prekidanje motora).
Primjena: Glavni i preferirani izbor za nivoe napona 10–35kV danas.
Vakuumski prekidnik (npr. VS1, ZN63):
SF₆ (Šestfluorometan) prekidnik:
Vanjska izolacija
Rasprijeđena udaljenost: Odaberite izolatore i izolatori s dovoljnom rasprijeđenom udaljenosti na temelju stupnja zagađenja lokacije (I–IV), kako biste spriječili zagađenje iskre.
Kondenzacija: Za unutarnje uređaje snage u visoko-vlažnim ili velikim temperaturnim razlikama okruženjima sklonim kondenzaciji, odaberite prekidnike ili uređaje opremljene zagrijivačima ili uređajima protiv kondenzacije.
IV. Mehaničke karakteristike i mehanizam rada
Vrsta mehanizma rada
Mehanizam pogona oprugom: Najčešći, dobro ispitana tehnologija, visoka pouzdanost, ne zahtijeva vanjski izvor energije. Preferirani izbor u većini slučajeva.
PMA (Permanent Magnet Actuator): Manje dijelova, jednostavnija struktura, teoretski viša pouzdanost i brža operacija. Međutim, popravak na terenu je težak nakon otkaza – obično zahtijeva zamjenu cijelog uređaja.
Elektromagnetski mehanizam rada: Korišten u starijim modelima; zahtijeva visokosnažnu DC snabdijevu i veliku struju zatvaranja; postepeno se fazi out.
Mehanička i električka izdržljivost
Mehanička izdržljivost: Broj otvaranja-zatvaranja bez struje (obično 10.000–30.000+ ciklusa).
Električka izdržljivost: Broj normalnih prekida na nominiranoj struji (npr. klasa E2: 10.000 operacija; klasa C2: 100 prekida kratkog spoja). Za primjene koje zahtijevaju često prekidivanje kondenzatorskih banki, reaktora ili motora, odaberite prekidnike s visokom električnom izdržljivošću.
Vrijeme prekida i zatvaranja-otvaranja
Za sustave koji zahtijevaju koordinaciju s reljefom zaštite ili brzo automatsko ponovno zatvaranje, obratite pozornost na ukupno vrijeme čišćenja prekidnika (od inicijalne naredbe trip-a do gasnja luka).
V. Sekundarna kontrola i pomoćne funkcije
Napon kontrole: Mora se podudarati s DC sustavom snabdijevanjem podstanice (obično DC 110V ili DC 220V).
Pomoćne kontakte: Količina mora zadovoljavati zahtjeve za mjerenje, signalizaciju i interlokiranje.
Funkcije interlokiranja: Mora uključivati pouzdane anti-pumpiranje krugove, interlokiranje zatvaranja/otvaranja itd., kako bi se osigurala sigurnost.
Pametni sučelje: Suvremeniji prekidnici često uključuju pametne kontrolere koji pružaju mjerenje električnih parametara, zabilježavanje grešaka, nadzor stanja i podršku za protokole komunikacije (npr. IEC 61850), što olakšava integraciju u integrisane sustave automatizacije.
VI. Instalacija, okoliš i marka/usluge
Vrsta instalacije: Fiksna ili povlačna (tip ladica)? Mora se podudarati s modelom i strukturom uređaja snage.
Okruženijski uvjeti: Razmotrite nadmorsku visinu, ambijentnu temperaturu, vlažnost. Na visokim nadmorskim visinama, ocjene prekidnika moraju se deratirati.
Marka i poslijeprodajna usluga: Odaberite ugledne marke s dokazanom kvalitetom i uzimajte u obzir dostupnost rezervnih dijelova, tehničku podršku i poslijeprodajnu uslugu.
VII. Sažetak: Checklist za odabir
Potvrdite parametre sustava: sistemski napon, frekvencija, maksimalna radna struja.
Izračunajte struju kratkog spoja: dobijte očekivane efektivne i vrhove struje kratkog spoja na mjestu instalacije (dostavljeni od strane dizajna sustava snage).
Uskladite sposobnosti prekidnika: osigurajte da nominirana struja prekida, struja zatvaranja i dinamička/toplinska struja izdržljivosti svih prevazilaze izračunate vrijednosti.
Odaberite tip: preferirajte vakuumski prekidnike za 10–35kV; potvrdite mehanizam rada (preferiran mehanizam pogona oprugom).
Provjerite vanjsku izolaciju: potvrdite rasprijeđenu udaljenost na temelju stupnja zagađenja.
Razmotrite posebne potrebe: česte operacije? Pametno sučelje? Posebni okruženijski uvjeti?
Marka i provjera: odaberite pouzdane marke; prilikom prihvata, fokusirajte se na fabrične testne izvješća (posebno otpor glavnog kruga i mehaničke karakteristike).
Pratiteljem ovih koraka, možete odabrati siguran, prikladan i pouzdani visokonaponski prekidnik za vaš sustav. Za ključne primjene, snažno se preporučuje zajedničko pregledanje i finalizacija odabira s profesionalnim električnim inženjerima ili dizajnerskim institutima.
