サーキットブレーカー制御回路機能図の説明
サーキットブレーカーメインコンタクト:これらは制御回路の一部ではありません。主な導電要素として、メイン電気回路を遮断または確立するために開閉します。
機械的動作機構:この機構は、メインコンタクトを開放位置と閉鎖位置の間で動かすために必要なエネルギーを放出します。これは制御回路から除外されます。物理的にメインコンタクトを駆動する役割が重要であり、これがサーキットブレーカーの電流の遮断または通電機能に不可欠です。
エネルギーチャージングシステム:エネルギーチャージングシステムは、動作機構にエネルギーを供給します。油圧、ばね、または空気圧エネルギー貯蔵システムでは、通常、電動モーター、モータードライブポンプ、またはコンプレッサーで構成されています。このシステムは、動作機構がタスク(例:メインコンタクトの開閉)を実行するための必要なパワーや、サーキットブレーカーの効果的な動作を確保するために必要です。
密度モニターと密度モニターコンタクト:これらのデバイスは、絶縁または消弧媒体(現代のサーキットブレーカーでは通常SF6または混合ガス)の監視に重要な役割を果たします。一般的には、温度補償式圧力スイッチを使用します。これらは、エンクロージャ内のSF6ガス密度が臨界レベル以下に下がった場合、サーキットブレーカーのトリップまたは閉鎖を防ぐために補助リレーを動作させます。これらのスイッチとコンタクトは、以下の2つの重要な機能を果たします:
警告/アラーム機能:エンクロージャ内のSF6ガス密度が低下したがロックアウトレベル以上である場合、警告またはアラームを提供します。この早期警報により、オペレータはサーキットブレーカーがロックアウトして操作能力を失う前に問題に対処する十分な時間を得ることができます。
連携/禁止機能:SF6ガス密度が「ロックアウトレベル」に達し、安全な操作が不可能になると、これらの部品はサーキットブレーカーの操作を連携または禁止します。オペレータは通常、このレベルに達したときに自動的にトリップしてロックアウトする(「強制トリップ」オプション、これにはいくつかの安全上のリスクがあります)か、現在の位置でロックアウトするようにサーキットブレーカーを設定することができます。
クローズコイル: クローズコイルはソレノイドデバイスです。サーキットブレーカーが有効な閉鎖信号を受け取ると、クローズコイルが励磁されます。この励磁により、機構が解放され、サーキットブレーカーのメインコンタクトが閉じます。サーキットブレーカーが閉鎖位置に達すると、クローズ回路内の補助スイッチコンタクトが開き、クローズコイルの励磁が停止します。通常、単一かつ調整された閉鎖操作を確保するために、制御回路には1つのクローズコイルのみがあります。
オープンコイル: オープンコイルもソレノイドデバイスです。サーキットブレーカーが有効な開放信号を受け取ると、それらが励磁されます。オープンコイルの励磁により、機構が解放され、サーキットブレーカーのメインコンタクトが開きます。サーキットブレーカーが開放位置に達すると、トリップコイル回路内の補助スイッチコンタクトが開き、トリップコイルの励磁が停止します。通常、2つのトリップコイルが独立した電源から動作します。1つのトリップコイルだけでもサーキットブレーカーを開くのに十分です。2つのコイルを用いることで、トリップ不能のリスクが最小限に抑えられ、回路切断プロセスの信頼性が向上します。
位置補助スイッチ:サーキットブレーカーの動作によって駆動されるこれらのコンタクトは、複数の目的を持っています。クローズおよびトリップコイルの電流を中断し、操作(閉鎖または開放)が完了したらそれらを非励磁化します。さらに、サーキットブレーカーの位置を示すと監視するためにも使用されます。また、誤ったスイッチング操作を防ぐために、ベイまたはステーションレベルでのインターロック制御と保護操作にも役立ちます。これらのスイッチは、サーキットブレーカーの位置が重要なパラメータとなるあらゆる機能で使用できます。
アンチパンピング:アンチパンピング機能は、前の閉鎖コマンドがまだアクティブな状態でサーキットブレーカーが開いた場合に再閉鎖操作を防ぐように設計されています。この機構は、サーキットブレーカーが繰り返し閉鎖と開放を行うことによる損傷や安全上の危険を防ぎます。通常、閉鎖コマンドは補助スイッチコンタクト(通常開(NO)コンタクト)を介してアンチパンピングリレーを励磁します。アンチパンピングリレーの1つのコンタクトはクローズコイルへの回路を中断し、2つ目のコンタクトはクローズコマンドが回路から取り除かれるまでアンチパンピングリレーを保持または「シールイン」します。
エネルギーリミットコンタクト:エネルギーリミットコンタクトは、機構の蓄積エネルギーが操作または損失により枯渇したときに作動するように設定されています。通常、これらのコンタクトはモーターを起動し、機構のエネルギーを通常の動作レベル(例えば、ばねの再圧縮または油圧/空気圧の補充)に戻すことを目指します。ばね機構の場合、再充電は通常、各閉鎖操作後に発生しますが、他の機構タイプでは再充電が必要になる前に複数の操作を実行できることがあります。空気圧および油圧システムには、圧力を監視し、圧力が臨界レベル以下に下がったときにコンプレッサーを励磁するスイッチがあります。エネルギーが復元されると、スイッチが開き、モーターが停止します。モーターは通常、熱過負荷保護と時間制限リレーを装備しており、故障時にはモーター(またはモータードライブポンプまたはコンプレッサー)を停止します。蓄積エネルギーを監視するスイッチまたはコンタクトは、以下の機能を果たします:
クローズロックアウト:サーキットブレーカーが安全に閉鎖および再開放するのに十分なエネルギーがない場合、クローズ操作をロックアウトします。
オープンロックアウト:サーキットブレーカーが安全に開放するのに十分なエネルギーがない場合、オープン操作をロックアウトします。これは特に油圧または空気圧サーキットブレーカーに関連していますが、ばね操作ブレーカーでは、成功した閉鎖が開放ばねを充電するため、同じ方法で適用されない場合があります。
チャージングコントロール:エネルギー貯蔵装置(例えば、ばね)のチャージング回路を制御します(開始と停止)。
ローカル/リモートスイッチ:これは、オペレータがリモート制御を無効にしてサーキットブレーカーをローカルでのみ操作できるようにする選択スイッチです。メンテナンス中にサーキットブレーカーのリモート操作を防止し、メンテナンス従業員の安全を確保するための安全機能として機能します。
ディスコネクト/ヒューズエレメント:これらのデバイスは、メンテナンス作業中または制御回路に障害があるときに制御システムへの電源供給を遮断するために使用されます。切断は通常、ナイフスイッチまたは取り外し可能なヒューズ/リンクを介して行われ、制御回路が開いていることを視覚的に確認できます。これらは開いた位置にロックすることもでき、不正な再接続を防ぎます。ショートサーキット保護が必要な場合は、ミニサーキットブレーカー(MCB)を単純なヒューズの代わりに使用できます。
ローカル制御と表示:この機能は、サーキットブレーカーの位置とローカル/リモート制御施設の状態を表示します。これらの表示は主にメンテナンス目的または緊急操作のために使用され、現地の安全規則に応じて、従業員がサーキットブレーカーの状態を迅速に評価できるようにします。
ポール不一致/ポール不一致回路:独立ポール操作(IPO)サーキットブレーカーの場合、各フェーズが独自の動作機構を持つため、サーキットブレーカーの1つのフェーズが他のフェーズとは異なる位置(開放または閉鎖)にある可能性があります。この状況はポール不一致またはポール不一致と呼ばれ、一次電流の非対称性につながります。ポール不一致が発生した場合、各フェーズの補助スイッチコンタクトを使用してタイムディレイリレーを励磁します。不一致が予定されたタイムディレイ(通常、特定のグリッド条件と許容される非対称一次回路操作の持続時間に基づいて1.5秒から5秒の間、これはワンフェーズ自動再閉時間よりも長く、負の相位シーケンス保護よりも短い必要があります)後も続く場合、サーキットブレーカーのすべてのフェーズをトリップしようと試みます。ポール不一致が1つのポールの閉鎖失敗によるものであれば、トリップはおそらく成功します。しかし、初期の不一致が開放失敗によるものであれば、失敗したポールはその後の開放コマンドに応答しない可能性があり、他のサーキットブレーカーを開くことが必要になるかもしれません。
ヒーティング:各動作機構および制御ハウジングには通常、スペースヒーターが設置されています。これらの目的は、設備の腐食や故障を引き起こす凝結を減らすことにより、サーキットブレーカーのコンポーネントの信頼性のある動作を確保することです。