Kulcskülönbségek: IEEE és IEC vákuum átmenetek

Az IEEE C37.04 és az IEC/GB szabványoknak megfelelő vákuumbreakerek közötti különbségek

A környezetgazdálkodási szabványokkal, például az észak-amerikai IEEE C37.04 szabvánnyal összhangban tervezett vákuumbreakerek több kulcsfontosságú tervezési és funkcionális különbséget mutatnak, mint azok, amelyek az IEC/GB szabványoknak felelnek meg. Ezek a különbségek főleg a biztonság, a szervizelhetőség és a rendszerintegráció követelményeiből erednek az észak-amerikai switchgear gyakorlatokban.

1. Trip-Free Mechanizmus (Anti-Pumping Funkció)

A "trip-free" mechanizmus—funkcionálisan egyenértékű az anti-pumping funkcióval—biztosítja, hogy ha mechanikus trip (trip-free) jelzést alkalmaznak és fenntartják bármilyen bezáró parancs (elektromos vagy manuális) előtt, a breakernak nem szabad bezáródni, még rövid ideig sem.

• Egyes trippelési jelzés indítása után a mozgó kapcsolók vissza kell térjenek és maradjanak a teljesen nyitott pozícióban, függetlenül a továbbra is folyamatosan érvényes bezáró parancsoktól.

• Ez a mechanizmus lehet, hogy a tárolt rugóenergia kihasználását igényli működés közben.

• Ugyanakkor ez a folyamat során a kapcsolómozgás nem szabad, hogy a kapcsolószakadék mértékét 10%-nál nagyobban csökkentse, vagy kompromittálja a szakadék izolációs képességét. A kapcsolóknak teljesen elkülönült, nyitott állapotban kell maradniuk.

• Mind az elektromos, mind a mechanikus interlock-ok meg kell akadályozzák a bezáródást ilyen körülmények között.

Implementációs Módszerek:

• Elektromos Interlock: Egy solenoid zárja le a bezáródást. Amikor a trippelési gombot (manuális vagy elektromos) megnyomják, a 1-es mikrokapcsoló (lásd ábrán 2) kikapcsolja a bezáró teherbázist. Ugyanakkor a solenoid ütközete kiterjed, és mechanikusan blokkolja a bezáró gombot. Emellett a 2-es mikrokapcsoló záródik, beillesztve a normálisan nyitott kapcsolóját sorba a bezáró teherbázis körbe, így megakadályozva az elektromos bezáródást.

• Alternatív Mechanikai Tervezés: A bezáró gombot megnyomhatják, de a rugóban tárolt energia szabadon kifolyik a levegőbe (azaz nincs terhelés), anélkül, hogy a fő hengerre átadná a vákuuminterruptről való bezáródást. Ez biztonságot biztosít, miközben lehetővé teszi a mechanikus aktuálást, anélkül, hogy tényleges bezáródás történne.

2. Automatikus Rugóenergia Kivitelezése (ASD)

Az ASD (Automatikus Rugóenergia Kivitelezése) kritikus biztonsági követelmény az IEEE szabványok szerint. Megköveteli, hogy a circuit breaker ne legyen feltöltve (rugóenergiával) abban a pillanatban, amikor a behelyezési vagy kivitelezési műveletek közben a szekrényből kerül be vagy ki—függetlenül attól, hogy a vizsgálati vagy szolgáltatási pozícióba helyezik, vagy a switchgear szekrényből vonják ki vagy helyezik be.

• Ez megakadályozza, hogy a személyzet magasenergiás rugómechanizmussal kerüljön érintkezésbe a kezelés során, megszüntetve a véletlen energiakiadás kockázatát.

• Tehát a breakernak nyitva és feltöltetlennek kell lennie, mielőtt a behelyezési műveleteket elkezdenék.

• Egy dedikált automatikus energia kivitelező mechanizmust kell beépíteni, hogy biztonságosan kivitelezhessék a tárolt rugóenergiát a kivitelezési művelet során vagy előtte.

• Ha az energia kivitelezését a kivitelezés előtt végezik, további elektromos interlock-ot kell alkalmazni, hogy megakadályozza a rugó automata újratöltését, garantálva a breakernak a biztonságát a karbantartás során.

Ez a funkció javítja a személyzet biztonságát, és összhangban van az észak-amerikai biztonsági protokollokkal a fémbevonatú switchgear esetében.

3. MOC – Fő Kapcsolók Pozíciójának Jelző (C37.20.2-7.3.6)

Ellentétben az IEC/GB breakerekkel, ahol a segédkapcsolók (pl. S5/S6), amelyek a fő kapcsolók pozícióját jelzik, általában a breaker operációs egységének burkolatában találhatók, és közvetlenül a fő hengertől vezető kapcsolattal (egyszerű és megbízható) irányítják, az IEEE szabványok szerint a Fő-Nyitott/Fő-Zárva (MOC) segédkapcsolókat a rögzített switchgear szekrényben kell helyezni, nem a breakerön.

Ez a Követelmény Célszerűsége:

• Szervizelés Nélküli Műszaki Ellenőrzés: Lehetővé teszi a technikusok számára, hogy a breaker pozícióját (nyitva/zárva) tesztelési szonda vagy szimulátor segítségével szimulálják, lehetővé téve a védelmi relék, vezérlőkörök és jelzőrendszerek ellenőrzését—még akkor is, ha a breaker a szekrényből lett eltávolítva.

• Magas Áramerősségű Segédkörök Támogatása: A régebbi vezérlőrendszerek néha magas áramerősségű jelzést (pl. >5A) igényeltek, amit a szabványos másodlagos csatlakozókapcsolók (általában 1.5 mm² drótra szabott) nem tudnak megbízhatóan továbbítani. A rögzített MOC kapcsolók lehetővé teszik a súlyosabb drót használatát a szekrényben.

Tervezési Kihívások:

• A breaker fő hengerének a rögzített MOC kapcsolót kell meghajtania mind a vizsgálati, mind a szolgáltatási pozícióban.

• Egy hajtókapcsoló (felső, alsó vagy oldalszerűen rögzített) át kell adnia a mozgást a mozgó breakerről a rögzített kapcsolóra.

• Ez egy mozgó kapcsolót igényel, nem egy merev csatlakozást, ami növeli a mechanikai összetettséget.

• A működés során fellépő magas hatáserejű erők és a potenciális igazítási toleranciák miatt a megbízhatóság és a mechanikai tartóság kritikus szempontok.

• Az IEEE 500 mechanikai műveletet követel a MOC mechanizmusoktól, de a gyakorlatban ezeknek a breaker teljes mechanikai élettartamával (gyakran 10,000 művelet) kell egyezniük.

• A hozzáadott kapcsoló tömege befolyásolhatja a bezáródási, különösen a nyitási sebességet, így könnyű, alacsony inerciájú elemek szükségesek, hogy a teljesítményt minimalizálják.

4. TOC – Teszt és Kapcsolt Pozíciójának Jelző (C37.20.2-7.3.6)

Ellentétben az IEC/GB breakerekkel, ahol a pozíciójelzők (pl. S8/S9) általában a breaker háromszögén találhatók, és a behelyező csavar által hajtják, az IEEE szabványok szerint a Teszt és Kapcsolt (TOC) pozíciójelző kapcsolókat a switchgear szekrényben kell rögzíteni.

• Ezek a kapcsolók detektálják és jelzik a breaker truck fizikai pozícióját: hogy a Kapcsolt (Szolgáltatás), Teszt, vagy Leválasztott (Kivitelezett) pozícióban van-e.

• A szekrényben rögzített kapcsolók biztosítják a konzisztens, megbízható jelzést, függetlenül a breaker belső állapotától.

• Ez támogatja a biztonságos interlocking-ot (pl. megakadályozza a bezáródást, amikor nincs teljesen kapcsolva) és lehetővé teszi a breaker pozíciójának távoli monitorozását.

5. Mechanikai Kapcsoló Hanyagodási Indikátor Vákuum Interruptrőkhez

Ellentétben az SF₆ circuit breakerekkel, a vákuuminterruptrők zárt egységek, arc-to-arc kapcsolókkal, és nincs arckapcsoló vagy előzetes behelyező kapcsoló. Mind a hibafolyamok leállítása, mind a normál mechanikai műveletek okozzák a kapcsolók hanyagodását és viszonylagos súlyosodását.

• A kapcsolóhanyagodás a vákuumbreaker elektrikus élettartamának fő meghatározója.

• Bár sok algoritmus becslést ad az elektrikus élettartamról a műveletek számának, rövidzárási áramerősség szintjének és az arkolási időnek alapján, ezek nagy része elméleti vagy empirikus.

• A változók, mint az első-kapcsoló-tiszta, az áram fázisa és az egyes egységek különbözőségei miatt a prediktált élettartam gyakran nem pontosan egyezik a valós fizikai hanyagodással.

• Van egy szakadék a szoftveralapú előrejelzések és a valós világbeli fizikai romlás között.

Ezért az észak-amerikai piac mechanikai kapcsolóhanyagodási indikátort kér, amely közvetlenül integrálva van a vákuuminterrupterbe vagy az operációs egységbe.

• Ez a látványos vagy mechanikai mérő lehetővé teszi a karbantartási személyzet számára, hogy közvetlenül megfigyelje a kapcsolóhanyagodást a vizsgálat során.

• Megadja a megbízható, fizikai mérést a maradék kapcsolóélettartamról, javítva a prediktív karbantartást, és biztosítva a időben történő cserét a kiesés előtt.