Ključne razlike: Stroji za prekid struje s vakuumom IEEE u usporedbi s IEC

Razlike između vakuumskih prekidača u skladu s IEEE C37.04 i IEC/GB standardima

Vakuumski prekidači dizajnirani da zadovolje severnoamerički IEEE C37.04 standard pokazuju nekoliko ključnih razlika u dizajnu i funkcionalnosti u usporedbi s onima koji se pridržavaju IEC/GB standarda. Ove razlike uglavnom proizlaze iz zahtjeva za sigurnošću, održavanjem i integracijom sustava u praksama opreme za prekidna područja na području Sjeverne Amerike.

1. Mekanizam bez prekidnog radnog ciklusa (funkcija protiv ponavljanja zatvaranja)

Mekanizam "bez prekidnog radnog ciklusa" – funkcionalno ekvivalentan funkciji protiv ponavljanja zatvaranja – osigurava da ako se primijeni i održava mehanički signal za prekid (signal bez prekidnog radnog ciklusa) prije bilo kakvog naredbe za zatvaranje (električke ili ručne), prekidač ne smije zatvoriti, čak ni privremeno.

• Kada se inicira signal za prekid, pokretni kontakti moraju vratiti u i ostati u potpuno otvorenom položaju, bez obzira na nastavak naredbi za zatvaranje.

• Ovaj mehanizam može zahtijevati ispuštanje pohranjene energije odzorne opruge tijekom rada.

• Međutim, pomicanje kontakata tijekom ovog procesa ne smije smanjiti razmak između kontakata više od 10%, niti kompromitirati dielektričnu otpornost razmaka. Kontakti moraju ostati u potpuno izoliranom, otvorenom stanju.

• Oba električna i mehanička interlokta moraju spriječiti zatvaranje u ovim uvjetima.

Metode implementacije:

• Električni interlok: Solenoid sprečava zatvaranje. Kada se pritisne gumb za prekid (ručno ili električki), mikroprekidač 1 (prikazan na slici 2) isključuje bobinu za zatvaranje. U isto vrijeme, štap solenoida prošire se kako bi mehanički blokirao gumb za zatvaranje. Također, mikroprekidač 2 zatvara, umetajući svoj normalno otvoreni kontakt u seriju sa krugom bobine za zatvaranje, spriječavajući električno zatvaranje.

• Alternativni mehanički dizajn: Gumb za zatvaranje može biti pritisnut, ali pohranjena energija u odzornoj opruzi ispuštena je u zrak (tj. bez opterećenja), umjesto da se prenese na glavnu vratilju za zatvaranje vakuumskog prekidača. To osigurava sigurnost omogućujući mehaničko aktiviranje bez stvarnog zatvaranja.

2. Automatsko ispuštanje energije od opruge (ASD)

ASD (Automatsko ispuštanje energije od opruge) je ključni zahtjev za sigurnost prema IEEE standardima. On propisuje da prekidač ne smije biti u napetoj (energiziranoj od opruge) stanju kada se ulazi ili izlazi iz njegove kutije – bilo da se pomjera s testne na radnu poziciju, ili se povlači izvan ili ubacuje u kutiju za prekidna područja.

• To sprečava izlaganje osoblja visokoj energiji od opruge tijekom rukovanja, eliminirajući rizik od slučajnog ispuštanja energije.

• Stoga, prekidač mora biti otvoren i nenapet prije nego što se mogu započeti operacije s povlačenjem.

• Mora se ugraditi posebni automatizirani mehanizam za sigurno ispuštanje pohranjene energije od opruge tijekom ili prije povlačenja iz povezane pozicije.

• Ako se energija ispušta prije uklanjanja, dodatni električni interlok mora spriječiti automatsko ponovno energiziranje opruge, osiguravajući da prekidač ostane siguran tijekom održavanja.

Ova značajka unapređuje sigurnost osoblja i usklađuje se s sjevernoameričkim protocima sigurnosti za metalne prekidne kutije.

3. MOC – Indikator položaja glavnih kontakata (C37.20.2-7.3.6)

U suprotnosti s IEC/GB prekidačima, gdje su pomoćni prekidači (npr. S5/S6) koji označavaju položaj glavnih kontakata tipično montirani unutar kuće upravljačkog mehanizma prekidača i direktno pogonjeni od glavne vratilje putem spojnica (jednostavno i pouzdano), IEEE standardi zahtijevaju da pomoćni prekidači za položaj otvoren/zatvoren (MOC) budu montirani unutar fiksne kutije za prekidna područja, a ne na samom prekidaču.

Svrha ovog zahtjeva:

• Omogućiti testiranje sekundarnog sustava bez prekidača: Omogućuje tehničarima simuliranje položaja prekidača (otvoren/zatvoren) koristeći probu za testiranje ili simulator, omogućujući provjeru reléa za zaštitu, kontrolnih krugova i signališnih sustava – čak i kada je prekidač uklonjen iz kutije.

• Podržati visokotečne pomoćne krugove: Stariji kontrolni sustavi ponekad su zahtijevali visokotečno signališenje (npr. >5A), što standardni sekundarni kontakti za priključivanje (obično ocijenjeni za žicu od 1.5 mm²) ne mogu pouzdano nositi. Fiksni MOC prekidači omogućuju upotrebu teže žice unutar kutije.

Izazovi u dizajnu:

• Glavna vratilj prekidača mora pogoniti fiksni MOC prekidač u oba položaja – test i rad.

• Spojnica za prenos pokreta (montirana na vrhu, dnu ili strani) mora prenijeti pokret od pokretnog prekidača do stacionarnog prekidača.

• To zahtijeva pokretnu vezu umjesto čvrste veze, povećavajući mehaničku složenost.

• Zbog visokih udarnih sila tijekom rada i mogućih tolerancija poravnanja, pouzdanost i mehanička izdržljivost su ključne.

• IEEE zahtijeva najmanje 500 mehaničkih operacija za MOC mehanizme, ali u praksi, moraju odgovarati punom mehaničkom vijeku prekidača (često 10.000 operacija).

• Dodana masa spojnice može utjecati na brzinu zatvaranja, posebno otvaranja, pa su laganja, niskoinercijski komponenti ključni za minimalizaciju utjecaja na performanse.

4. TOC – Indikator položaja za testiranje i povezanost (C37.20.2-7.3.6)

U suprotnosti s IEC/GB prekidačima, gdje su indikatori položaja (npr. S8/S9) obično montirani na šasiju prekidača i pogonjeni od vratila za povlačenje, IEEE standardi zahtijevaju da prekidači za položaj za testiranje i povezanost (TOC) budu fiksirani unutar kutije za prekidna područja.

• Ovi prekidači otkrivaju i signališu fizikalni položaj tereta prekidača: da li je u položaju Povezan (Radni), Test, ili Odspojen (Povučen).

• Budući da su fiksirani u kutiji, osiguravaju konzistentnu i pouzdanu indikaciju neovisno o unutrašnjem stanju prekidača.

• To podržava sigurne interlokove (npr. sprečavanje zatvaranja kada nije potpuno povezan) i omogućuje daljinsko praćenje položaja prekidača.

5. Mekanički indikator iznosa izgorevanja kontakata za vakuumsku prekidnu jedinicu

U suprotnosti s SF₆ prekidačima, vakuumski prekidači su zapečaćene jedinice s kontaktima licem prema licu i bez rogov za lukove ili predubljenih kontakata. I prekidanje greškovitih struja i normalne mehaničke operacije uzrokuju eroziju i izgorevanje kontakata.

• Iznos izgorevanja kontakata je glavni određivač električnog vijeka vakuumskog prekidača.

• Iako mnogi algoritmi procjenjuju električni vijek na temelju broja operacija, nivoa struja kratkog spoja i vremena luka, ovo su uglavnom teoretski ili empirijski.

• Zbog varijacija u prvom polu koji prekida, fazama struje i individualnim razlikama, predviđeni vijek često ne korelira točno s stvarnim fizičkim izgorevanjem.

• Postoji razlika između prognoza temeljenih na softveru i stvarnog fizičkog degradiranja.

Stoga, tržište u Sjevernoj Americi zahtijeva mehanički indikator iznosa izgorevanja kontakata direktan integriran u vakuumsku prekidnu jedinicu ili upravljački mehanizam.

• Ovaj vizualni ili mehanički mjerilo omogućuje održavateljima da direktno promatraju iznos izgorevanja kontakata tijekom pregleda.

• Pruža pouzdanu, fizičku mjerenju preostalog vijeka kontakata, unapređujući prediktivno održavanje i osiguravajući pravo vrijeme zamjene prije pojave problema.