Perbezaan Utama: Pemutus Litar Vakum IEEE vs IEC
Perbezaan Antara Pemutus Litar Vakum yang Mematuhi Piawaian IEEE C37.04 dan IEC/GB
Pemutus litar vakum yang direka untuk memenuhi piawaian IEEE C37.04 Amerika Utara menunjukkan beberapa perbezaan reka bentuk dan fungsional utama berbanding dengan yang mematuhi piawaian IEC/GB. Perbezaan ini terutamanya berasal daripada keperluan keselamatan, servisabiliti, dan integrasi sistem dalam amalan switchgear di Amerika Utara.
1. Mekanisme Bebas-Trip (Fungsi Anti-Pompa)
Mekanisme "bebas-trip" — setara secara fungsional dengan ciri anti-pompa — memastikan bahawa jika isyarat trip mekanikal (bebas-trip) dikenakan dan dipertahankan sebelum mana-mana arahan tutup (elektrik atau manual), pemutus litar tidak boleh ditutup, walaupun sesaat.
Sekali isyarat trip dimulakan, kontak bergerak mesti kembali dan kekal pada kedudukan terbuka sepenuhnya, tidak kira adanya arahan tutup yang berterusan.
Mekanisme ini mungkin memerlukan pelepasan tenaga spring yang disimpan semasa operasi.
Walau bagaimanapun, pergerakan kontak semasa proses ini mesti tidak mengurangkan jurang kontak lebih daripada 10%, atau merosakkan kebolehan tahanan dielektrik jurang tersebut. Kontak mesti kekal dalam keadaan terasing sepenuhnya, terbuka.
Kedua-dua interlock elektrik dan mekanikal mesti mencegah penutupan di bawah keadaan ini.
Kaedah Pelaksanaan:
Interlock Elektrik: Solenoid mencegah penutupan. Apabila butang trip (manual atau elektrik) ditekan, Mikroswitch 1 (ditunjukkan dalam Gambarajah 2) menghentikan bekalan kepada kumpasan penutup. Serentak, plunger solenoid meluaskan untuk menghalang butang penutup secara mekanikal. Tambahan pula, Mikroswitch 2 tertutup, memasukkan kontak biasa terbuka dalam siri dengan litar kumpasan penutup, mencegah penutupan elektrik.
Reka Bentuk Mekanikal Alternatif: Butang penutup mungkin ditekan, tetapi tenaga yang disimpan dalam spring dilepaskan ke udara (i.e., tiada beban), bukannya ditransmisikan ke poros utama untuk menutup pemutus vakum. Ini memastikan keselamatan sambil membenarkan pengaktifan mekanikal tanpa penutupan sebenar.
2. Pelepasan Spring Automatik (ASD)
ASD (Auto Spring Discharge) adalah keperluan keselamatan penting di bawah piawaian IEEE. Ia menetapkan bahawa pemutus litar mesti tidak berada dalam keadaan bertegangan (spring-energized) apabila dirakam masuk atau keluar dari kompartmennya—sama ada bergerak dari posisi ujian ke posisi perkhidmatan, atau ditarik keluar atau dimasukkan ke dalam kubikel switchgear.
Ini mencegah orang ramai daripada terdedah kepada mekanisme spring bertegangan tinggi semasa penanganan, menghapuskan risiko pelepasan tenaga tidak sengaja.
Oleh itu, pemutus mesti terbuka dan tidak bertegangan sebelum operasi rakam dapat bermula.
Mekanisme pelepasan tenaga automatik yang dedikasi mesti dimasukkan untuk melepaskan tenaga spring yang disimpan semasa atau sebelum penarikan dari kedudukan bersambung.
Jika tenaga dilepaskan sebelum penghapusan, interlock elektrik tambahan mesti mencegah penyegaran automatik spring, memastikan pemutus kekal selamat semasa penyelenggaraan.
Ciri ini meningkatkan keselamatan orang ramai dan sejajar dengan protokol keselamatan Amerika Utara untuk switchgear berlapik logam.
3. MOC – Penunjuk Kedudukan Kontak Utama (C37.20.2-7.3.6)
Berbeza dengan pemutus IEC/GB, di mana switch pembantu (contohnya, S5/S6) yang menunjukkan kedudukan kontak utama biasanya dipasang di dalam enklous mekanisme operasi pemutus dan digerakkan secara langsung oleh poros utama melalui penghubung (ringkas dan boleh dipercayai), piawaian IEEE mensyaratkan bahawa switch pembantu Main-Open/Main-Closed (MOC) dipasang di dalam kompartmen switchgear tetap, bukannya di pemutus itu sendiri.
Tujuan Persyaratan Ini:
Membolehkan Ujian Sistem Sekunder Tanpa Pemutus: Membolehkan teknisi mensimulasikan kedudukan pemutus (terbuka/tertutup) menggunakan prob ujian atau simulator, membolehkan pengesahan relay perlindungan, litar kawalan, dan sistem isyarat—walaupun pemutus telah dikeluarkan dari kubikel.
Menyokong Litar Pembantu Arus Tinggi: Sistem kawalan lama kadang-kadang memerlukan isyarat arus tinggi (contohnya, >5A), yang kontak plug sekunder standard (biasanya diperuntukkan untuk wayar 1.5 mm²) tidak dapat membawa dengan boleh dipercayai. Switch MOC tetap membolehkan wayar gauge lebih berat di dalam kompartmen.
Cabaran Reka Bentuk:
Poros utama pemutus mesti menggerakkan switch MOC tetap dalam kedudukan ujian dan perkhidmatan.
Penghubung gerakan (dipasang atas, bawah, atau sisi) mesti mentransfer pergerakan dari pemutus bergerak ke switch tetap.
Ini memerlukan kopling bergerak daripada sambungan rigid, meningkatkan kompleksiti mekanikal.
Disebabkan daya impak tinggi semasa operasi dan toleransi penyelarasan, kebolehpercayaan dan ketahanan mekanikal adalah kritikal.
IEEE memerlukan minimum 500 operasi mekanikal untuk mekanisme MOC, tetapi dalam praktik, ia mesti sepadan dengan umur mekanikal penuh pemutus (sering 10,000 operasi).
Massa penghubung tambahan boleh mempengaruhi kelajuan penutupan dan terutamanya kelajuan pembukaan, jadi komponen ringan, rendah inersia adalah penting untuk mengurangkan impak prestasi.
4. TOC – Penunjuk Kedudukan Ujian dan Bersambung (C37.20.2-7.3.6)
Berdasarkan pemutus IEC/GB, di mana penunjuk kedudukan (contohnya, S8/S9) biasanya dipasang pada rangka pemutus dan digerakkan oleh skru rakam, piawaian IEEE mensyaratkan bahawa switch kedudukan Ujian dan Bersambung (TOC) dipasang tetap di dalam kompartmen switchgear.
Switch ini mendeteksi dan memberi isyarat kedudukan fizikal troli pemutus: sama ada ia berada dalam kedudukan Bersambung (Perkhidmatan), Ujian, atau Dihapus (Ditarik).
Dipasang tetap di dalam kompartmen memastikan indikasi konsisten, boleh dipercayai, bebas daripada keadaan dalaman pemutus.
Ini menyokong interlock selamat (contohnya, mencegah penutupan apabila tidak sepenuhnya bersambung) dan membolehkan pemantauan jauh kedudukan pemutus.
5. Penunjuk Pakai Mekanikal untuk Pemutus Vakum
Berdasarkan pemutus SF₆, pemutus vakum adalah unit yang tersegel dengan kontak face-to-face dan tiada tanduk arcing atau kontak pre-insertion. Baik pemutusan arus gangguan dan operasi mekanikal normal menyebabkan pengikisan dan pakai kontak.
Pakai kontak adalah penentu utama umur elektrikal pemutus vakum.
Walaupun banyak algoritma menganggarkan umur elektrikal berdasarkan bilangan operasi, tahap arus gangguan, dan masa arcing, ini sebahagian besar teori atau empiris.
Disebabkan variasi dalam pole pertama yang dibersihkan, fasa arus, dan perbezaan unit individu, umur yang diramalkan sering tidak berkorelasi tepat dengan pakai fizikal sebenar.
Terdapat jurang antara ramalan berdasarkan perisian dan kemerosotan fizikal dunia nyata.
Oleh itu, pasaran Amerika Utara meminta penunjuk pakai mekanikal yang terintegrasi secara langsung ke dalam pemutus vakum atau mekanisme operasi.
Penunjuk visual atau mekanikal ini membolehkan kakitangan penyelenggaraan mengamati secara langsung tahap pakai kontak semasa pemeriksaan.
Ia menyediakan pengukuran fizikal yang boleh dipercayai bagi umur kontak yang tinggal, meningkatkan penyelenggaraan prediktif dan memastikan penggantian tepat masa sebelum kegagalan.
