Hoe een hoogspanningsklem selecteren: Belangrijke parameters & deskundige gids
Het selecteren van een hoogspanningskortsluiterschakelaar is een cruciale taak die direct invloed heeft op de veiligheid, stabiliteit en betrouwbare werking van elektriciteitsnetwerken. Hieronder staan de belangrijkste technische specificaties en overwegingen bij het selecteren van hoogspanningskortsluiterschakelaars—gedetailleerd, volledig en professioneel.
Kernselectieproces en belangrijke overwegingen
I. Basisparameters die aansluiten bij systeomstandigheden (De basis)
Dit is de fundamentele eis—moet volledig aansluiten bij de kenmerken van het installatiepunt.
Nominale spanning (Uₙ)
Eis: De nominale spanning van de schakelaar moet groter zijn dan of gelijk aan de maximale werkingsspanning op de installatielocatie.
Voorbeeld: In een 10kV-systeem waar de maximale werkingsspanning 12kV is, moet een schakelaar met een nominale spanning van 12kV worden geselecteerd.
Nominale stroom (Iₙ)
Eis: De nominale stroom van de schakelaar moet groter zijn dan of gelijk aan de maximale continue werkingstroom van het circuit.
Berekening: Rekening houden met normale belastingsstroom, overbelastingcapaciteit, potentiële toekomstige uitbreiding, en een veiligheidsmarge. Vermijd "te kleine schakelaar voor grote lading" of excessieve investering.
Nominale frequentie (fₙ)
Moet overeenkomen met de frequentie van het elektriciteitsnetwerk—50Hz in China.
II. Belangrijke kortsluitprestatieparameters (De capaciteitstest)
Deze parameters meten de onderbrekings- en sluitcapaciteiten van de schakelaar en moeten worden geselecteerd op basis van berekeningen van het systeemkortsluitvermogen.
Nominale kortsluitonderbrekingsstroom (Iₖ)
Definitie: De maximale effectieve waarde van de kortsluitstroom die de schakelaar betrouwbaar kan onderbreken bij nominale spanning.
Eis: Dit is de meest kritieke parameter. De nominale onderbrekingsstroom van de schakelaar moet groter zijn dan of gelijk aan de maximale verwachte kortsluitstroom op de installatielocatie (meestal de driedefase kortsluitstroom berekend uit systeemstudies).
Opmerking: Rekening houden met potentiele groei van het systeemkortsluitvermogen gedurende de levensduur van de schakelaar.
Nominale kortsluitsluitstroom (Iₘᶜ)
Definitie: De maximale piek kortsluitstroom die de schakelaar succesvol kan sluiten.
Eis: Meestal 2,5 keer de effectieve waarde van de nominale onderbrekingsstroom (standaardwaarde). Het moet de maximale verwachte piek kortsluitstroom overschrijden om de enorme elektrodynamische krachten tijdens het sluiten te weerstaan.
Nominale korttijdsbestendigheidsstroom (Iₖ) / Thermische bestendigheidsstroom
Definitie: De effectieve waarde van de kortsluitstroom die de schakelaar gedurende een bepaalde duur (bijv., 1s, 3s, 4s) kan weerstaan.
Eis: Moet groter zijn dan of gelijk aan de verwachte effectieve waarde van de kortsluitstroom op de installatielocatie. Test de vermogen van de schakelaar om de thermische effecten van kortsluitstromen te weerstaan.
Nominale piekbestendigheidsstroom (Iₚₖ) / Dynamische bestendigheidsstroom
Definitie: De piekwaarde van de eerste cyclus van de kortsluitstroom die de schakelaar kan doorstaan.
Eis: Moet groter zijn dan of gelijk aan de verwachte piek kortsluitstroom. Test de mechanische sterkte van de schakelaar onder elektromagnetische krachten tijdens een kortsluiting.
III. Isolatie- en milieueisen
Type isolatiemedium (Keuze van kern technologie)
Voordelen: Uiterst hoge onderbrekingscapaciteit, uitstekende prestaties.
Nadelen: SF₆ is een krachtig broeikasgas; vereist hoge dichtheid; risico op lekkage; relatief complexe onderhoudsvereisten.
Toepassing: Voornamelijk gebruikt in hoogspannings-, hoogcapaciteitsystemen (≥35kV) of speciale omgevingen (bijv., zeer koude gebieden).
Aanbeveling: In het bereik van 10–35kV, tenzij er specifieke eisen zijn, geef de voorkeur aan vacuumschakelaars vanwege hun rijpheid en milieuvriendelijke eigenschappen.
Voordelen: Sterke boogdoofkapaciteit, lange levensduur, compacte grootte, weinig onderhoud, geen explosierisico, milieuvriendelijk. Geschikt voor frequent schakelen (bijv., boogovens, motorschakeling).
Toepassing: De mainstream en voorkeurskeuze voor voltage niveaus van 10–35kV vandaag de dag.
Vacuumschakelaar (bijv., VS1, ZN63):
SF₆ (Zwavelhexafluoride) schakelaar:
Externe isolatie
Kruipafstand: Selecteer bushings en isolatoren met voldoende kruipafstand op basis van het vervuilingsniveau van de locatie (I–IV), om vervuilingsflitsoverslaan te voorkomen.
Kondensatie: Voor binnenschakelkasten in omgevingen met hoge luchtvochtigheid of grote temperatuurverschillen, waar condensatie waarschijnlijk is, selecteer schakelaars of schakelkasten uitgerust met verwarmers of anti-condensatieapparatuur.
IV. Mechanische kenmerken en bedieningsmechanisme
Type bedieningsmechanisme
Veerbediende mechanisme: Meest voorkomend, gerijpte technologie, hoge betrouwbaarheid, geen externe energiebron nodig. De voorkeurskeuze in de meeste gevallen.
Permanent magnetisch actuatormechanisme (PMA): Minder onderdelen, eenvoudiger structuur, theoretisch hogere betrouwbaarheid en snellere werking. Echter, reparatie ter plaatse na storing is moeilijk—meestal vereist volledige vervanging.
Elektromagnetisch bedieningsmechanisme: Gebruikt in oudere modellen; vereist krachtige DC-voeding en grote sluitstroom; geleidelijk aan afgevoerd.
Mechanische en elektrische uithoudingsvermogen
Mechanisch uithoudingsvermogen: Aantal open-en-sluitbewerkingen zonder stroom (meestal 10.000–30.000+ cycli).
Elektrisch uithoudingsvermogen: Aantal normale onderbrekingen bij nominale stroom (bijv., klasse E2: 10.000 bewerkingen; klasse C2: 100 kortsluitonderbrekingen). Voor toepassingen die frequente schakeling van condensatorenbanken, reactors of motoren vereisen, selecteer schakelaars met hoog elektrisch uithoudingsvermogen.
Onderbrekingstijd en sluit-open-tijd
Voor systemen die coördinatie met relaisbescherming of snelle automatische herinschakeling vereisen, let op de totale heldertijd van de schakelaar (van initiëring van de tripopdracht tot boogextinctie).
V. Secundaire controle en hulpfuncties
Controlespanning: Moet overeenkomen met het DC-voedingsysteem van de substation (meestal DC 110V of DC 220V).
Hulpcontacten: Aantal moet voldoen aan de eisen voor meting, signalering en interlocking.
Interlockfuncties: Moet betrouwbare anti-pumping circuits, sluit/trip interlocks, etc. bevatten, om veiligheid te garanderen.
Smart Interface: Moderne schakelaars bevatten vaak intelligente controllers die elektrische parametermeting, foutregistratie, toestandsonderhoud en ondersteuning voor communicatieprotocollen (bijv., IEC 61850) bieden, wat integratie in geïntegreerde automatiseringssystemen faciliteert.
VI. Installatie, omgeving en merk/service
Installatietype: Vast of uitschuifbaar (drawer-type)? Moet overeenkomen met het model en de structuur van de schakelkast.
Omgevingscondities: Rekening houden met hoogte, omgevingstemperatuur, luchtvochtigheid. Bij hoge hoogten moeten de waarden van de schakelaar worden afgezet.
Merk en nasaleservice: Kies gerenommeerde merken met bewezen kwaliteit, en rekening houden met de beschikbaarheid van reserveonderdelen, technische ondersteuning en nasaleservice.
VII. Samenvatting: Selectiechecklist
Bevestig systeemparameters: systeemspanning, frequentie, maximale werkingstroom.
Bereken kortsluitstroom: verkrijg de verwachte effectieve en piek kortsluitstroom op de installatielocatie (geleverd door ontwerp van elektriciteitsnetwerk).
Pas schakelaarvermogens aan: zorg ervoor dat de nominale onderbrekingsstroom, sluitstroom en dynamische/thermische bestendigheidsstromen allemaal de berekende waarden overschrijden.
Selecteer type: geef de voorkeur aan vacuumschakelaars voor 10–35kV; bevestig bedieningsmechanisme (veermechanisme wordt aangeraden).
Verifieer externe isolatie: bevestig kruipafstand op basis van vervuilingsniveau.
Overweeg speciale behoeften: frequente bediening? Smart interface? Speciale omgevingscondities?
Merk en inbedrijfstelling: selecteer betrouwbare merken; tijdens de acceptatie, focus op fabriekstestrapporten (vooral hoofdcircuitweerstand en mechanische kenmerken).
Door deze stappen te volgen, kunt u een veilige, geschikte en betrouwbare hoogspanningskortsluiterschakelaar selecteren voor uw systeem. Voor kritieke toepassingen wordt sterk aanbevolen om de selectie samen met professionele elektriciens of ontwerpinstituten te beoordelen en te finaliseren.
