Ana Farklar: IEEE vs IEC Vakum Kesici Anahtarları

IEEE C37.04 ve IEC/GB Standartlarına Uygun Vakum Kesici Aletleri Arasındaki Farklar

Kuzey Amerika IEEE C37.04 standartına uygun olarak tasarlanan vakum kesiciler, IEC/GB standartlarına uyanlara kıyasla birkaç ana tasarım ve işlevsel farklılık gösterir. Bu farklılıklar, çoğunlukla Kuzey Amerika anahtar kapanı uygulamalarında güvenlik, hizmet kabiliyeti ve sistem entegrasyonu gereksinimlerinden kaynaklanır.

1. Serbest Tarama Mekanizması (Pompa Etkisi Önleme Fonksiyonu)

"Serbest tarama" mekanizması—fonksiyonel olarak pompa etkisi önleme özelliğiyle eşdeğerdir—bir mekanik tarama (serbest tarama) sinyali uygulanıp devam ettirilmesi durumunda, herhangi bir kapatma komutu (elektriksel veya manuel) öncesinde kesicinin hiçbir şekilde, hatta geçici olarak bile kapanmamasını sağlar.

• Bir tarama sinyali başlatıldığında, hareket eden kontaklar devam eden kapatma komutları ne olursa olsun tamamen açık konuma geri dönmeli ve bu konumda kalmalıdır.

• Bu mekanizma, işlem sırasında depolanan yay enerjisinin serbest bırakılmasını gerektirebilir.

• Ancak, bu süreçte kontak hareketi, kontak aralığının %10'dan fazla azalmamasını ve aralığın dielektrik dayanım yeteneğini tehlikeye atmasın. Kontaklar tamamen izole edilmiş, açık bir durumda kalmalıdır.

• Hem elektriksel hem de mekanik kilitleme mekanizmaları, bu koşullar altında kapatmayı engellemelidir.

Uygulama Yöntemleri:

• Elektriksel Kilitleme: Bir elektromanyetik sargı kapatmayı engeller. Tarama düğmesi (manuel veya elektriksel) basıldığında, Mikrodüğme 1 (Şekil 2'de gösterildiği gibi) kapatma bobinini devre dışı bırakır. Aynı zamanda, elektromanyetik plunger uzatılır ve kapatma düğmesini mekanik olarak engeller. Ayrıca, Mikrodüğme 2 kapanarak, kapatma bobini devresine seri olarak normal açık temasını yerleştirir, böylece elektriksel kapatmayı önler.

• Alternatif Mekanik Tasarım: Kapatma düğmesi basılabilir, ancak depolanan enerji havaya serbest bırakılır (yani yük yok), ana şafta vakum kesiciyi kapatmak için iletilmez. Bu, güvenliği sağlarken, gerçek kapatma olmadan mekanik aktüasyonu mümkün kılar.

2. Otomatik Yay Boşaltma (ASD)

ASD (Otomatik Yay Boşaltma), IEEE standartlarında önemli bir güvenlik gerekliliğidir. Bu, devre kesicinin bölmesine yerleştirilirken veya çıkarılırken (testten servise geçiş yaparken veya anahtar kapanı kutusuna eklendiği veya çıkarıldığı zaman) şarjlı (yay enerjili) durumda olmamasını gerektirir.

• Bu, personelin yüksek enerjili yay mekanizmalarına maruz kalmasını önler ve tesadüfi enerji serbest bırakma riskini ortadan kaldırır.

• Bu nedenle, rafle işlemlerine başlamadan önce kesicinin açık ve şarjlı olmaması gerekir.

• Depolanan yay enerjisini güvenli bir şekilde boşaltmak için özel bir otomatik enerji boşaltma mekanizması dahil edilmelidir.

• Enerji çıkarıldıktan sonra, ek bir elektriksel kilitleme, yayın otomatik yeniden şarjlenmesini önler ve kesicinin bakım sırasında güvenli kalmasını sağlar.

Bu özellik, personel güvenliğini artırır ve Kuzey Amerika metal kaplama anahtar kapanı güvenlik protokolleriyle uyumludur.

3. MOC – Ana Kontak Pozisyon Göstergesi (C37.20.2-7.3.6)

IEC/GB kesicilerinde olduğu gibi, ana kontak pozisyonunu gösteren yardımcı anahtarlardan (örneğin S5/S6) genellikle kesicinin çalışma mekanizması kutusunun içinde monte edilir ve ana şaft tarafından doğrudan bir bağlantı yoluyla sürüklendirilir (basit ve güvenilirdir). Ancak, IEEE standartları, Ana-Açık/Ana-Kapalı (MOC) yardımcı anahtarlarının kesicinin kendisinde değil, sabit anahtar kapanı bölmesinin içinde monte edilmesini gerektirir.

Bu Gerekliliğin Amacı:

• Kesici olmadan İkincil Sistem Testini Sağlamak: Teknisyenlerin, koruma röleleri, kontrol devreleri ve sinyal sistemi doğrulaması için test sondası veya simülatör kullanarak kesici pozisyonunu (açık/kapalı) simüle etmesine olanak tanır, hatta kesici kutudan çıkarıldığında bile.

• Yüksek Akım Yardımcı Devrelerini Desteklemek: Eski kontrol sistemleri bazen yüksek akım sinyalleri (örneğin >5A) gerektirir, standart ikincil fiş kontaktları (genellikle 1.5 mm² kablolar için tasarlıdır) güvenilir bir şekilde taşıyamaz. Sabit MOC anahtarları, bölmenin içinde daha kalın kablo kullanımı için imkan sağlar.

Tasarım Zorlukları:

• Kesicinin ana şaftı, sabit MOC anahtarını hem test hem de servis pozisyonlarında sürüklemelidir.

• Bir sürme bağlantısı (üst, alt veya yan montajlı) hareketli kesiciden sabit anahtara hareketi aktarır.

• Bu, katı bir bağlantı yerine hareketli bir bağlama gerektirir, bu da mekanik karmaşıklığı artırır.

• İşlem sırasında yüksek darbe kuvvetleri ve potansiyel hizalama toleransları nedeniyle, güvenilirlik ve mekanik dayanıklılık kritik önem taşır.

• IEEE, MOC mekanizmaları için en az 500 mekanik işlem talep eder, ancak pratikte, bunların kesicinin tam mekanik ömrüne (sıklıkla 10.000 işlem) karşılık gelmesi gerekir.

• Eklenen bağlantı kütlesi, özellikle açma hızını etkileyebilir, bu yüzden performans etkisini minimize etmek için hafif, düşük inerceli parçalar çok önemlidir.

4. TOC – Test ve Bağlı Pozisyon Göstergesi (C37.20.2-7.3.6)

IEC/GB kesicilerinde olduğu gibi, pozisyon göstergeleri (örneğin S8/S9) genellikle kesicinin şasisine monte edilir ve rafle vidası tarafından sürüklendirilir. Ancak, IEEE standartları, Test ve Bağlı (TOC) pozisyon anahtarlarının anahtar kapanı bölmesi içinde sabitlenmesini gerektirir.

• Bu anahtarlar, kesici kamyonunun fiziksel pozisyonunu (Bağlı (Servis), Test veya Çıkarılmış (Çekilmiş)) algılar ve sinyal verir.

• Bölmede sabit olması, kesicinin iç durumundan bağımsız olarak tutarlı ve güvenilir bir gösterge sağlar.

• Bu, güvenli kilitlendirme (örneğin, tam olarak bağlı olmadığı zaman kapatmayı önlemek) ve kesici pozisyonunun uzaktan izlenmesini destekler.

5. Vakum Kesici Aletleri için Mekanik Kontak Giyimi Göstergesi

SF₆ devre kesicilerinden farklı olarak, vakum kesiciler yüz yüze kontakları ve ark oluşturma veya önceden takma kontakları olmayan mühürlü ünitelerdir. Hem hat akımı kesme hem de normal mekanik işlemler kontak giyimi ve aşınmasına neden olur.

• Kontak giyimi, vakum kesicinin elektrik ömrünün belirleyici faktörüdür.

• Birçok algoritma, operasyon sayısı, kısa devre akım düzeyleri ve ark süresine dayanarak elektrik ömrünü tahmin eder, ancak bunlar büyük ölçüde teorik veya deneyimseldir.

• İlk kutup temizlenmesi, akım fazı ve bireysel ünite farklılıkları nedeniyle, tahmin edilen ömür genellikle gerçek fiziksel aşınma ile tam olarak uyumlu değildir.

• Yazılım tabanlı tahminler ile gerçek dünya fiziksel bozulma arasında bir boşluk vardır.

Bu nedenle, Kuzey Amerika pazarı, vakum kesici veya çalışma mekanizmasına doğrudan entegre edilmiş bir mekanik kontak giyimi göstergesi talep eder.

• Bu görsel veya mekanik ölçüm cihazı, bakım personeline kontak aşınım derecesini inceleme sırasında doğrudan gözlemleme imkanı sağlar.

• Kalıntı kontak ömrü hakkında güvenilir, fiziksel bir ölçüm sağlar, tahmini bakımı güçlendirir ve başarısızlık öncesinde zamanında değiştirilmesini sağlar.