اخبار صنعت
قطع کننده مدار یک دستگاه سوئیچینگ محافظ خودکار است که شرایط الکتریکی غیرعادی - جریان اضافه، اتصال کوتاه یا خطای زمین - را تشخیص میدهد و جریان جریان را قبل از آسیب دیدن تجهیزات یا به خطر افتادن پرسنل قطع میکند. بر خلاف فیوز که باید بعد از کار تعویض شود، یک قطع کننده مدار ریست می شود و پس از رفع عیب می توان آن را به خدمت بازگرداند. این قابلیت استفاده مجدد، همراه با تنظیمات حفاظتی قابل تنظیم دقیق، قطع کننده های مدار را به وسیله حفاظت الکتریکی اولیه در هر کلاس ولتاژ از تاسیسات خانگی 240 ولت تا سیستم های انتقال 1200 کیلوولت در مقیاس شهری تبدیل می کند.
دو مقوله مربوط به مهندسی برق صنعتی و تجاری هستند قطع کننده های مدار ولتاژ پایین (LVCB) ، در ولتاژهای تا 1000 ولت AC یا 1500 ولت DC کار می کند و کلیدهای مدار ولتاژ متوسط (MVCB) ، محدوده از 1 کیلو ولت تا تقریباً 52 کیلو ولت را پوشش می دهد. هر دسته شامل فناوریها، استانداردها و معیارهای انتخاب متفاوتی است. اشتباه گرفتن مشخصات - چه کوچکتر کردن ظرفیت شکست یا عدم تطابق ویژگی حفاظتی با بار - باعث ایجاد خطرات ایمنی، خاموش شدن مزاحم یا عدم رفع عیوب واقعی می شود.
همه کلیدهای مدار یک توالی عملیاتی اساسی دارند: تشخیص یک وضعیت غیرعادی، شروع یک سفر، جدا کردن کنتاکتها، خاموش کردن قوسی که هنگام باز شدن کنتاکتها ایجاد میشود، و موقعیت مدار باز را تا تنظیم مجدد دستی یا خودکار نگه دارید. تفاوت بین انواع شکن در نحوه انجام هر یک از این مراحل نهفته است.
واحد تریپ عنصر سنجش و تصمیم گیری مدارشکن است. از سه فناوری استفاده می شود:
هنگامی که کنتاکت ها تحت بار از هم جدا می شوند، قوسی شکل می گیرد که باید قبل از کامل شدن وقفه خاموش شود. انرژی قوس با مجذور جریان و متناسب با ولتاژ افزایش می یابد، بنابراین قطع قوس در ولتاژ متوسط یک چالش مهندسی اساسا متفاوت از ولتاژ پایین است. بریکرهای ولتاژ پایین از کانالهای قوس الکتریکی استفاده میکنند - یک سری صفحات جداکننده فلزی که قوس را به بخشهای کوتاه تقسیم میکنند و آن را در داخل محفظه شکن خنک و خاموش میکنند. بریکرهای ولتاژ متوسط از رسانه های قطع کننده قوس جداگانه استفاده می کنند: خلاء، گاز SF6 یا (از لحاظ تاریخی) انفجار نفت و هوا. وقفه خلاء در حال حاضر تکنولوژی غالب برای ولتاژ متوسط است ، دستیابی به انقراض قوس در یک نیم چرخه (8-10 میلی ثانیه) از طریق تراکم تقریباً آنی پلاسمای بخار فلز در محیط خلاء 10-6 mbar.
قطع کننده های مدار ولتاژ پایین (تحت کنترل IEC 60947-2 در اکثر بازارها و UL 489 در آمریکای شمالی) در چهار قالب اصلی تولید می شوند که هر کدام محدوده فعلی و زمینه کاربردی متفاوتی را هدف قرار می دهند.
MCBها کوچکترین و پرتعدادترین نوع قطع کننده مدار هستند - میلیاردها در سراسر جهان در تابلوهای توزیع تجاری مسکونی و سبک نصب می شوند. آنها در رتبه بندی های فعلی در دسترس هستند 0.5 A تا 125 A و شکستن ظرفیت ها به طور معمول از 6 کیلو آمپر تا 25 کیلو آمپر (IEC 60898). ویژگی های سفر استاندارد شده است:
MCCB ها محدوده ای را پوشش می دهند 16 A تا 3200 A با ظرفیت های شکست از 10 کیلو آمپر تا 200 کیلو آمپر (Icu). محفظه قالبگیری شده - یک محفظه گرماسخت تقویتشده با فیبر شیشهای - شامل تمام اجزا از جمله کانال قوس الکتریکی، مکانیسم اتصال و پایانهها است. MCCB ها نیروی کار توزیع برق صنعتی هستند: مراکز کنترل موتور (MCC)، بردهای توزیع فرعی و حفاظت فیدر.
یک تمایز مهم در مشخصات MCCB بین ICU (ظرفیت شکست نهایی) و ICS (ظرفیت شکست سرویس) . Icu حداکثر جریان عیبی است که بریکر می تواند یک بار قطع کند و پس از آن ممکن است نیاز به تعویض داشته باشد. IC ها جریان عیبی است که بریکر می تواند قطع کند و به طور کامل قابل سرویس بماند - معمولا 50 تا 100 درصد ICU . برای تاسیساتی که بریکر باید به طور قابل اعتمادی خطاهای مکرر را قطع کند، Ics باید از جریان خطای احتمالی در نقطه نصب تجاوز کند.
ACB ها بالاترین محدوده جریان را در ولتاژ پایین پوشش می دهند: 630 A تا 6300 A ، با ظرفیت های شکست تا 150 کیلو آمپر با ولتاژ 415 ولت. آنها دستگاه حفاظتی استاندارد برای موقعیت های ورودی اصلی و باس کراوات در تابلوهای توزیع اصلی ولتاژ پایین (MDB) هستند. همه ACBها از واحدهای سفر الکترونیکی با مجموعه کامل حفاظتی LSIG استفاده میکنند و بیشتر واحدهای مدرن ارتباط را از طریق پروتکلهای Modbus، Profibus یا IEC 61850 برای ادغام با سیستمهای مدیریت ساختمان و نظارت بر انرژی ارائه میدهند. ACB ها به صورت استاندارد خارج شده (قابل برداشت) هستند و امکان تعویض یا نگهداری ایمن را فراهم می کنند در حالی که مدارهای مجاور برق باقی می مانند.
RCBO ها حفاظت از جریان اضافه MCB را با تشخیص جریان باقیمانده (نشت زمین) در یک دستگاه ترکیب می کنند. عنصر جریان باقیمانده عدم تعادل بین جریان های زنده و خنثی را تشخیص می دهد - که نشان می دهد جریان از طریق یک خطا یا یک فرد به زمین می گذرد. آستانه های استاندارد تریپ هستند 30 میلی آمپر برای محافظت شخصی (زمان سفر <40 میلی ثانیه در 5× I∆n) و 300 میلی آمپر برای حفاظت در برابر آتش . RCBOها در مدارهای تامین کننده پریزها در اکثر کدهای سیم کشی ملی اجباری هستند و به طور فزاینده ای برای مدارهای شارژ EV مورد نیاز هستند.
| تایپ کنید | محدوده فعلی | حداکثر ظرفیت شکست | واحد سفر | برنامه معمولی |
|---|---|---|---|---|
| MCB | 0.5-125 A | 25 کیلو آمپر | حرارتی مغناطیسی (ثابت) | مدارهای نهایی مسکونی، تجاری |
| MCCB | 16–3200 A | 200 کیلو آمپر | حرارتی مغناطیسی یا ETU | فیدرهای صنعتی، MCC ها، تخته های فرعی |
| ACB | 630–6300 A | 150 کیلو آمپر | ETU (comms LSIG) | درآمدهای اصلی، کراوات اتوبوسی، MDB های بزرگ |
| RCBO | 6-125 A | 10-25 کیلو آمپر | RCD حرارتی مغناطیسی | مدارهای سوکت، شارژ EV، حمام |
کلیدهای مدار ولتاژ متوسط (تعریف شده در زیر IEC 62271-100 ) در محدوده عمل می کنند 3.6 کیلو ولت تا 52 کیلو ولت حفاظت از ترانسفورماتورهای قدرت، فیدرها، موتورها، بانکهای خازن و بخشهای باس در شبکه های توزیع برق و سیستم های برق صنعتی. در این ولتاژها، قطع قوس نیاز به یک محیط خاموش کننده قوس اختصاصی دارد - هوا به تنهایی برای خاموش کردن قوسها در ابعاد فیزیکی تابلو برق عملی کافی نیست.
VCBها بر تاسیسات جدید ولتاژ متوسط در سراسر جهان تسلط دارند. قطع کننده خلاء - یک بطری سرامیکی-فلزی مهر و موم شده که به آن تخلیه شده است 10-6 تا 10-4 mbar - خاموشی تقریباً آنی قوس، استقامت الکتریکی استثنایی ( 100 وقفه خطا در جریان اتصال کوتاه نامی ) و عمر عملیاتی 10 تا 20 ساله بدون نیاز به تعمیر و نگهداری. فرسایش تماسی در هر وقفه در میکرومتر اندازهگیری میشود، و طراحی مهر و موم شده به این معنی است که هیچوقت محیط خاموشکننده قوس مصرف نمیشود یا نیاز به دوبارهسازی دارد. VCB ها در درجه بندی های 3.6 کیلوولت تا 40.5 کیلو ولت، با جریان های قطع اتصال کوتاه از 16 کیلو آمپر تا 50 کیلو آمپر و جریان های معمولی از 630 A تا 4000 A موجود هستند.
گاز هگزا فلوراید گوگرد (SF6) دارای قدرت دی الکتریک استثنایی است - تقریبا 2.5× هوا در فشار مساوی - و خواص برجسته خاموش کنندگی قوس به دلیل الکترونگاتیوی بالای آن. قطع کننده های SF6 بر کاربردهای ولتاژ بالا (72.5 کیلو ولت و بالاتر) تسلط دارند و در ولتاژ متوسط در تابلو برق عایق گاز (GIS) در خدمت باقی می مانند. با این حال، SF6 دارای پتانسیل گرمایش جهانی است 23500 برابر CO₂ بیش از 100 سال است، و مقررات اتحادیه اروپا برای گازهای اف (EU 2024/573) تجهیزات جدید ولتاژ متوسط SF6 را در اتحادیه اروپا از سال 2031 ممنوع می کند، و تغییر صنعت به فناوری های خلاء و گازهای جایگزین را تسریع می کند.
قبل از دهه 1990، روغن حجیم و کلیدهای مدار حداقل روغن، فناوری استاندارد حفاظت از ولتاژ متوسط بودند. روغن از طریق تبخیر و تجزیه قوس را عایق و خاموش می کند. روغن شکن ها دیگر برای تاسیسات جدید ساخته نمی شوند، اما تعداد زیادی از آنها در شبکه های توزیع قدیمی در سطح جهانی در خدمت هستند. بدهی های اصلی آنها خطر آتش سوزی و انفجار ناشی از روغن، نیازهای تعمیر و نگهداری بالا (نمونه برداری روغن، فیلتر کردن و تعویض هر 1 تا 3 سال) و اندازه فیزیکی بزرگ است. جایگزینی با VCB ها یک روش استاندارد در طول هر بازسازی مهم پست است.
| تکنولوژی | محدوده ولتاژ | فاصله نگهداری | ریسک زیست محیطی | وضعیت |
|---|---|---|---|---|
| خلاء (VCB) | 3.6-40.5 کیلو ولت | 10-20 سال | هیچ کدام | غالب - استاندارد جدید |
| گاز SF6 | 3.6-1200 کیلو ولت | 5-10 سال | GWP 23,500 (ممنوعیت اتحادیه اروپا 2031) | حذف تدریجی در MV؛ غالب در HV |
| فله / حداقل روغن | 3.6-36 کیلو ولت | 1-3 سال | خطر آتش سوزی / انفجار | فقط میراث - بدون تولید جدید |
| انفجار هوا | تا 765 کیلو ولت | 1-5 سال | آلودگی صوتی | فقط میراث |
عملکردهای حفاظتی تعبیه شده یا مرتبط با یک مدارشکن، توانایی آن را برای پاسخگویی انتخابی و صحیح به هر نوع شرایط غیرعادی در شبکه الکتریکی مشخص می کند. واحدهای سفر الکترونیکی مدرن و رلههای حفاظت دیجیتال عملکردهای حفاظتی استاندارد تعیین شده توسط شماره عملکرد دستگاه ANSI/IEEE و IEC protection relay designations.
واحدهای سفر الکترونیکی در ACB و MCCB با مشخصات بالا چهار عملکرد حفاظتی را اجرا می کنند که مجموعاً به عنوان LSIG شناخته می شوند:
در ولتاژ متوسط، حفاظت توسط رله های عددی مجزا انجام می شود که دستورات تریپ را به قطع کننده مدار ارسال می کند. توابع حفاظتی متداول اعمال شده برای فیدر MV و حفاظت ترانسفورماتور عبارتند از:
گزینش پذیری (یا تبعیض) توانایی یک سیستم حفاظتی برای ایزوله کردن فقط مدار معیوب است در حالی که تمام مدارهای سالم در خدمت هستند. گزینش پذیری ضعیف - جایی که یک قطع کننده بالادست به صورت غیرضروری هنگام وقوع یک خطای پایین دست قطع می شود - یکی از رایج ترین و پرهزینه ترین خرابی های سیستم حفاظتی در کارخانه های صنعتی و ساختمان های تجاری است.
چهار روش برای دستیابی به گزینش پذیری بین قطع کننده های مدار آبشاری استفاده می شود:
تعیین قطع کننده مدار مستلزم تأیید این است که هر پارامتر درجه بندی مطابق با نیازهای نصب است یا از آن فراتر می رود. عدم تأیید هر یک از پارامترها می تواند منجر به نارسایی خطرناک شود.
| پارامتر | چه چیزی را تأیید کنید | منبع داده |
|---|---|---|
| ولتاژ نامی | ولتاژ نامی قطع کننده ≥ ولتاژ سیستم | نمودار تک خطی شبکه |
| جریان رتبه بندی شده | در ≥ حداکثر جریان بار پیوسته (با کاهش دمای محیط) | زمان بندی بار / محاسبه تقاضا |
| ظرفیت شکست (Icu/Isc) | Icu ≥ جریان خطای احتمالی در نقطه نصب | تجزیه و تحلیل اتصال کوتاه (IEC 60909) |
| جریان مقاومت در اوج | Ipk ≥ حداکثر جریان خطای نامتقارن (معمولاً 2.1-2.5× Ik) | تجزیه و تحلیل اتصال کوتاه |
| ویژگی سفر | منحنی زمان-جریان با دستگاه های بالادست و پایین دست هماهنگ می شود | مطالعه هماهنگی حفاظت |
| محیط عملیاتی | رتبه بندی IP، کاهش ارتفاع (بیش از 2000 متر)، کاهش دما | بررسی سایت، جداول رتبه بندی IEC 60947-2 |
| مطابقت با استانداردها | IEC 60947-2 (LV)، IEC 62271-100 (MV)، یا معادل محلی | گواهینامه های آزمون نوع شخص ثالث |
ارتفاع مستحق توجه ویژه است: در ارتفاعات بالای 2000 متر، چگالی هوا کاهش مییابد که هم قدرت دی الکتریک هوا و هم ظرفیت خنککنندگی اجزای درجه حرارت را کاهش میدهد. IEC 60947-2 به کاهش رتبه ولتاژ تقریباً نیاز دارد 1.5% در هر 100 متر بالای 2000 متر . یک MCCB با ولتاژ 415 ولت که در ارتفاع 3500 متری نصب شده است باید تا حدود 395 ولت رتبه موثر کاهش یابد - که اغلب نیاز به تعیین کلاس ولتاژ بالاتر بعدی دارد.
استاندارد قابل اجرا، روش رتبهبندی، الزامات آزمایش و تعهدات علامتگذاری را برای قطع کننده مدار تعیین میکند. اختلاط تجهیزات دارای رتبه IEC و دارای رتبه ANSI در یک تابلوی برق نیاز به تأیید دقیق دارد که رتبهبندیها واقعاً معادل هستند - این دو سیستم از روشهای آزمایش متفاوتی استفاده میکنند که اعداد غیر قابل تعویض را تولید میکنند.
برای هر گونه نصب با اهمیت ایمنی یا با ارزش بالا، همیشه نیاز دارید گواهینامه های آزمون نوع شخص ثالث از یک آزمایشگاه معتبر (مانند KEMA، CESI، DNV یا UL) تأیید می کند که مدل قطع کننده خاص مطابق با استاندارد و رتبه ادعا شده آزمایش شده است. خود اعلامیه سازنده بدون شواهد آزمایش مستقل برای برنامههای کاربردی، صنعتی یا مراکز داده که خرابی حفاظت میتواند پیامدهای ایمنی یا مالی جدی داشته باشد، کافی نیست.
ADDRESS: دهکده تانتو، شهر لیوشی، یوئکینگ، ونژو، ژجیانگ، چین
PHONE : +86-15825411918 سیندی
+86-15158525907 استلا
EMAIL : [email protected]
Zhejiang Mingtuo Electrical Technology Co., Ltd. تمامی حقوق محفوظ است.
مدارشکن های حفاظتی الکتریکی تولید کنندگان قطع کننده مدار ولتاژ متوسط کارخانه قطع کننده مدار ولتاژ پایین
