Avainerojat: IEEE vs IEC tyhjiöpäällystettyjen särökatkaisijoiden välillä

IEEE C37.04- ja IEC/GB-standardien mukaisesti suunniteltujen tyhjiökatkaisijoiden erot

IEEE C37.04-standardin mukaisesti suunnitellut tyhjiökatkaisijat eroavat useilla avainaspekteilla niistä, jotka vastaavat IEC/GB-standardia. Nämä erot johtuvat pääasiassa turvallisuus-, huoltotaidon- ja järjestelmäintegrointivaatimuksista Pohjois-Amerikan virtajakoissa.

1. Vapaa-irtokirjasto (anti-pumping -toiminto)

"Vapaa-irtokirjasto", toiminnallisesti yhtäpitävä anti-pumping -toiminnon kanssa, varmistaa, että jos mekaninen vapaa-irtokirjaston (vapaa-irtokirjasto) signaali on käytössä ja ylläpidetään ennen sulkemiskomentoa (sähköistä tai manuaalista), katkaisija ei saa sulkea, edes hetkeksi.

• Kun vapaa-irtokirjaston signaali aloitetaan, liikkuvat yhteydet on palautettava ja ne on pidettävä täysin auki, riippumatta jatkuvista sulkemiskomennoista.

• Tämä mekanismi voi vaatia säiliössä olevan kevyen jousen energian vapauttamista toiminnon aikana.

• Yhteyden liikkuminen tässä prosessissa ei kuitenkaan saa vähentää yhteyden kuilua yli 10 %, eikä vaarantaa kuilun dielektrisen kestävyyden kykyä. Yhteydet on pidettävä täysin eristetyssä, auki olevassa tilassa.

• Sähköiset ja mekaaniset lukitsemisjärjestelmät on estettävä suljettaessa näissä olosuhteissa.

Toteutustavat:

• Sähköinen lukitus: Solenoidi estää sulkemisen. Kun vapaa-irtokirjaston painike (manuaalinen tai sähköinen) painetaan, mikrokytkin 1 (kuvassa 2) poistaa sulkemiskytkimen voiman. Samalla solenoidin plungeri ulottuu mekaanisesti estääkseen sulkemispainiketta. Lisäksi mikrokytkin 2 sulkeutuu, lisäämällä sen normaalisti auki olevan yhteyden sarjaan sulkemiskytkimen piirin kanssa, estäen sähköisen sulkemisen.

• Vaihtoehtoinen mekaaninen suunnittelu: Sulkemispainiketta voi painaa, mutta säiliössä oleva jousen energia vapautetaan ilmaan (eli ilman kuormaa), eikä se välitetä pääakselille sulkeakseen tyhjiökatkaisijan. Tämä varmistaa turvallisuuden sallien samalla mekaanisen toiminnan ilman todellista sulkemista.

2. Automaattinen jousen energian vapauttaminen (ASD)

ASD (Auto Spring Discharge) on tärkeä turvallisuusvaatimus IEEE-standardien mukaan. Se edellyttää, että katkaisija ei saa olla ladattuna (jousen energialla) silloin, kun sitä siirretään sen laitteen sisään tai ulos—olipa kyse siitä, että se siirretään testiasemasta palveluasemaan, tai poistetaan tai asennetaan virtajakoluokituksen laatikossa.

• Tämä estää henkilöstön altistumisen korkean energian jousimekanismeille käsittelyssä, poistamalla riskin sattumanvaraisesta energian vapautumisesta.

• Siksi katkaisija on oltava auki ja lataamaton ennen siirtotöiden aloittamista.

• On otettava käyttöön erityinen automaattinen energian vapautusmekanismi, joka vapauttaa säilytetyn jousen energian turvallisesti siirtotöiden aikana tai ennen sitä.

• Jos energia vapautetaan ennen poistamista, lisäksi sähköinen lukitus on estettävä jousen automaattista uudelleenlataamista, varmistamaan, että katkaisija pysyy turvallisuudessa huollon aikana.

Tämä ominaisuus parantaa henkilöstön turvallisuutta ja vastaa Pohjois-Amerikan turvallisuusprotokolleja metallisiin virtajakoluokituksiin.

3. MOC – Pääyhteyksien asema-indikaattori (C37.20.2-7.3.6)

IEC/GB-katkaisijoiden tavoin, joissa apuyhteyksiä (esim. S5/S6), jotka ilmaisevat pääyhteyksien asemaa, on yleensä asennettu katkaisijan toimintamekanismin sisälle ja ne ohjataan suoraan pääakselin kautta (yksinkertaisesti ja luotettavasti), IEEE-standardit edellyttävät, että pää-avoin/pää-kiinni (MOC) -apuyhteydet on asennettava kiinteän virtajakoluokituksen laatikoon, ei katkaisijalle itselleen.

Tämän vaatimuksen tarkoitus:

• Salli sekundäärjärjestelmien testaus ilman katkaisijaa: Teknisiä voidaan simuloida katkaisijan asemaa (auki/suljettu) testiprobeilla tai simulaattoreilla, mahdollistaen suojarelayjen, ohjauspiirien ja signaalijärjestelmien tarkistamisen—jopa silloin, kun katkaisija on poistettu laatikosta.

• Tukee suuria virransignaaleja: Vanhat ohjausjärjestelmät vaativat joskus suuria virransignaaleja (esim. >5A), joita standardit sekundäärkontaktit (yleensä 1.5 mm²:n johtojen arviointiin) eivät voi luotettavasti kuljettaa. Kiinteät MOC-kytkimet mahdollistavat raskaampien johtojen käytön laatikossa.

Suunnittelun haasteet:

• Katkaisijan pääakselin on ohjattava kiinteä MOC-kytkin molemmissa testi- ja palveluasemissa.

• Ohjauslinkki (ylä-, ala- tai sivuosioon asennettu) on siirtää liikettä liikkuvasta katkaisijasta paikalliseen kytkimeen.

• Tämä vaatii liikutettavan yhdistimen, ei jäykän yhteyden, mikä lisää mekaanista monimutkaisuutta.

• Korkeiden vaikutusvoimien ja potentiaalisten tasapainotoleranssien vuoksi, luotettavuus ja mekaaninen kestavyys ovat kriittisiä.

• IEEE edellyttää vähintään 500 mekaanista toimintoa MOC-mekanismeille, mutta käytännössä ne täytyy vastata katkaisijan kokonaista mekaanista elinkaarta (usein 10 000 toimintoa).

• Lisälinkin massa voi vaikuttaa erityisesti sulkemis- ja avausnopeuteen, joten kevyet, pieninertiaiset komponentit ovat olennaisia nopeuden vaikutuksen minimoimiseksi.

4. TOC – Testi- ja yhdistetty asema-indikaattori (C37.20.2-7.3.6)

IEC/GB-katkaisijoiden tavoin, joissa asema-indikaattoreita (esim. S8/S9) on yleensä asennettu katkaisijan rungon päälle ja ne ohjataan siirtymäruuvun kautta, IEEE-standardit edellyttävät, että testi- ja yhdistetty (TOC) -aseman kytkimet on asennettava kiinteästi virtajakoluokituksen laatikoon.

• Nämä kytkimet havaitsevat ja ilmaisevat katkaisijan ajoneuvon fyysisen aseman: onko se yhdistetty (palvelussa), testi- tai irrotettu (poistettu) -asemassa.

• Olkoonpa nämä kytkimet kiinteästi laatikossa, ne varmistavat johdonmukaisen ja luotettavan merkinnän, riippumatta katkaisijan sisäisestä tilasta.

• Tämä tukee turvallisia lukitusmekanismeja (esim. estää sulkemisen, ellei ole täysin yhdistetty) ja mahdollistaa katkaisijan aseman etävalvonnan.

5. Tyhjiökatkaisijoiden mekaaninen yhteyden kulun indikaattori

SF₆-katkaisijoiden tavoin, tyhjiökatkaisijat ovat suljettuja yksiköitä, joissa on kasvotusten yhteyksiä eikä kaarivälineitä tai esisulkemisyhteyksiä. Sekä sijaintiyhteyksien keskeyttäminen että normaali mekaaninen toiminta aiheuttavat yhteyksien kulun ja kulun.

• Yhteyden kuluminen on tyhjiökatkaisijan sähköisen elinkaaren ensisijainen määrääjä.

• Vaikka monet algoritmit arvioivat sähköisen elinkaaren perusteella toimintojen määrää, lyhytsäädösnykyrahojen tasoja ja kaaren aikaa, nämä ovat pääasiassa teoreettisia tai empiirisiä.

• Ensimmäisen pään selkeä, nykyrahojen vaihe-ero ja yksittäisten yksiköiden erot, ennustettu elinkaari ei usein vastaa tarkasti todellista fyysistä kulua.

• On olemassa kuilu ohjelmistopohjaisissa ennusteissa ja todellisessa fyysisessä heikkenemisessä.

Siksi Pohjois-Amerikan markkinat vaativat mekaanisen yhteyden kulun indikaattorin, joka on integroitu tyhjiökatkaisijan tai toimintamekanismin sisään.

• Tämä visuaalinen tai mekaaninen mittari antaa huoltohenkilöstölle mahdollisuuden suoraan tarkkailla yhteyden kulua tarkastuksen aikana.

• Se tarjoaa luotettavan, fyysisen mittauksen jäljellä olevasta yhteyden elinkaaresta, parantaa ennustehuollon mahdollisuuksia ja varmistaa ajoissa korvaamisen ennen epäonnistumista.