อุปกรณ์สวิตช์เกียร์แบบหุ้มด้วยโลหะแยกวงจรได้อย่างไร? (คู่มือทางเทคนิค)

ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันปานกลาง (โดยทั่วไปจะมีตั้งแต่ 3.6kV ถึง 40.5kV) การแยกวงจรไฟฟ้าเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการรับรองความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน ความเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า และการป้องกันอุบัติเหตุสวิตช์เกียร์ที่ปิดด้วยโลหะทำหน้าที่เป็นแนวป้องกันหลัก

แต่สวิตช์เกียร์ที่ปิดด้วยโลหะจะแยกวงจรภายใต้สภาวะปกติและความผิดปกติได้อย่างไร โดยอาศัยแนวทางทางวิศวกรรมหลายชั้นที่ผสมผสานการแบ่งส่วนทางกายภาพ ตัวกลางที่เป็นฉนวนขั้นสูง เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เชื่อถือได้ และระบบเชื่อมต่อที่ป้องกันความผิดพลาดได้

1. การแบ่งส่วนทางกายภาพ: อุปสรรคโลหะ

คุณลักษณะที่กำหนดของสวิตช์เกียร์ที่ปิดด้วยโลหะคือตู้โลหะที่มีการต่อสายดิน ซึ่งแบ่งออกเป็นช่องต่างๆ ภายในที่แตกต่างกันโดยใช้แผ่นเหล็ก (มักเป็นเหล็กเคลือบอลูมิเนียมสังกะสี)

ในหน่วยที่ถอดออกได้หุ้มเกราะมาตรฐานเช่นชั้นนำของอุตสาหกรรม[แทรกลิงก์ที่นี่: หน้าผลิตภัณฑ์สวิตช์เกียร์หุ้มโลหะ KYN28A-12]KYN28A-12- ตู้แบ่งออกเป็นสี่ช่องแยกกัน:

ช่องบัสบาร์:เป็นที่ตั้งของบัสบาร์สามเฟสหลัก

ช่องใส่เซอร์กิตเบรกเกอร์ (รถเข็นขนาดเล็ก):ประกอบด้วยเซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศแบบถอดได้ (VCB)

ช่องใส่สายเคเบิล:บริเวณที่มีสายเคเบิลขาเข้า/ขาออก หม้อแปลงกระแส (CT) และสวิตช์สายดินตั้งอยู่

ช่องแรงดันไฟฟ้าต่ำ (รีเลย์):แยกสายไฟควบคุมรองและรีเลย์ป้องกันออกจากวงจรหลักไฟฟ้าแรงสูง

การแยกทางกายภาพนี้ทำให้แน่ใจได้ว่าหากเกิดประกายไฟส่วนโค้งภายในในช่องเดียว (เช่น ช่องใส่สายเคเบิล) แผงกั้นโลหะจะป้องกันข้อผิดพลาดจากการแพร่กระจายไปยังวงจรที่อยู่ติดกันหรือบัสบาร์หลัก ซึ่งจำกัดความเสียหายให้กับโซนเดียว

2. สื่อฉนวนอิเล็กทริก

ระยะห่างทางกายภาพเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะป้องกันการพังทลายของไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้าสูง สวิตช์เกียร์ใช้วัสดุฉนวนพิเศษเพื่อลดช่องว่างที่จำเป็นสำหรับการแยกอย่างปลอดภัย

ฉนวนกันอากาศ (AIS):สวิตช์เกียร์มาตรฐานใช้ระยะห่างในการระบายอากาศเฉพาะ (เช่น $\ge 125\text{ mm}$ การกวาดล้างระหว่างเฟสและเฟสสู่ดินสำหรับระบบ 12kV) เพื่อรักษาฉนวนที่เชื่อถือได้

ฉนวนแข็ง:คุณภาพสูงอีพอกซีเรซินการรองรับบัสบาร์ฉนวน พวยกา และกล่องคอนแทคถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวาง อีพอกซีเรซินให้ความแข็งแรงไดอิเล็กตริกและความแข็งแกร่งเชิงกลที่ดีเยี่ยม ป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่วไปยังโครงสร้างที่ต่อสายดิน

สื่อก๊าซ/ของเหลว:ในการใช้งานขนาดกะทัดรัด ส่วนประกอบวงจรพิเศษใช้ก๊าซ SF6 หรือก๊าซนิเวศทางเลือกภายในโมดูลที่ปิดสนิทเพื่อดับส่วนโค้งและแยกชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าออกภายในพื้นที่ขนาดเล็กลงอย่างมาก

3. การหยุดชะงักของวงจรที่ใช้งานอยู่ผ่านเบรกเกอร์วงจรสุญญากาศ (VCB)

แม้ว่าการตัดการเชื่อมต่อทางกายภาพจะให้การแยกที่มองเห็นได้การแยกแบบแอคทีฟภายใต้สภาวะโหลดหรือข้อบกพร่องต้องใช้อุปกรณ์สวิตชิ่งที่ใช้งานหนัก สวิตช์เกียร์แบบปิดที่ทำด้วยโลหะสมัยใหม่ต้องอาศัยเป็นหลักเบรกเกอร์วงจรสุญญากาศ (VCB)แทนที่จะเป็นตัวเลือกการแช่น้ำมันที่เป็นอันตรายและล้าสมัย

เมื่อเกิดการลัดวงจรหรือโอเวอร์โหลด รีเลย์ป้องกันระบบจะสั่งให้ VCB ทริป ภายในเครื่องขัดขวางสุญญากาศของ VCB หน้าสัมผัสทางไฟฟ้าจะแยกออกจากกัน สภาพแวดล้อมที่มีสุญญากาศสูงจะดับไฟอาร์กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วภายในเวลามิลลิวินาที ซึ่งจะตัดการเชื่อมต่อและแยกวงจรที่ผิดพลาดออกจากโครงข่ายไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่โดยสมบูรณ์

4. ระบบเชื่อมต่อเครื่องกลและไฟฟ้า ("การป้องกันห้าประการ")

ข้อผิดพลาดของมนุษย์เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของอุบัติเหตุทางไฟฟ้าระหว่างการบำรุงรักษา เพื่อป้องกันการทำงานผิดพลาด สวิตช์เกียร์แบบปิดที่เป็นโลหะจึงผสานรวมระบบที่ซับซ้อนระบบเชื่อมต่อทางกลและไฟฟ้า "การป้องกันห้าประการ" (5-Proof).

ในรุ่นเช่น XGN15-12ตรรกะที่ประสานกันบังคับใช้ลำดับการปฏิบัติงานที่เข้มงวด:

ป้องกันการดึง/ดันรถเข็นขนาดเล็กของเซอร์กิตเบรกเกอร์ขณะมีโหลด:ต้องปิด VCB (เปิดแล้ว) โดยสมบูรณ์ก่อนจึงจะสามารถเคลื่อนย้ายรถเข็นขนาดเล็กระหว่างตำแหน่ง "ทดสอบ" และ "บริการ" ได้

ป้องกันการปิด/เปิดเซอร์กิตเบรกเกอร์โดยไม่ได้ตั้งใจ:กำจัดคำสั่งที่ไม่ได้รับอนุญาตในระหว่างสถานะกริดที่ไม่เสถียร

ป้องกันการปิดสวิตช์สายดินเมื่อเบรกเกอร์ทำงานอยู่:ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่สามารถดำเนินการบำรุงรักษาสายดินบนวงจรที่ทำงานอยู่และมีกระแสไฟอยู่

ป้องกันการจ่ายไฟให้กับวงจรเมื่อปิดสวิตช์กราวด์:ปกป้องระบบจากการลัดวงจรแบบร้ายแรง

ป้องกันการเข้าไปในช่องที่มีพลังงาน:ประตูห้องโดยสาร (โดยเฉพาะช่องใส่สายเคเบิล) ยังคงถูกล็อคโดยกลไกจนกว่า VCB จะถูกถอนออก และวงจรจะต่อสายดินโดยสมบูรณ์

5. การต่อสายดินของระบบเพื่อการแยกความปลอดภัย

การแยกจะไม่สมบูรณ์หากไม่ปล่อยพลังงานไฟฟ้าที่ตกค้าง สวิตช์เกียร์แบบปิดที่ทำด้วยโลหะมีความจุสูงในตัวสวิตช์สายดิน.

เมื่อแยกวงจรผ่านเบรกเกอร์และตัวตัดการเชื่อมต่อแบบแยกแล้ว ผู้ปฏิบัติงานจะปิดสวิตช์กราวด์ สิ่งนี้จะเชื่อมต่อวงจรแยกเข้ากับโลกโดยตรง ช่วยให้มั่นใจได้ว่าประจุไฟฟ้าที่ตกค้างซึ่งจัดเก็บไว้ในสายเคเบิลยาวจะถูกปล่อยออกมาอย่างปลอดภัย และป้องกันการป้อนไฟฟ้ากลับโดยไม่ตั้งใจในขณะที่เจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงกำลังทำงานอยู่ภายในตู้

บทสรุป

การแยกวงจรในสวิตช์เกียร์ที่ปิดด้วยโลหะเป็นการบูรณาการที่ครอบคลุมของสิ่งกีดขวางของตู้แบบพาสซีฟและการควบคุมทางกล/ไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่. ด้วยการรวมช่องเหล็กที่แตกต่างกัน ฉนวนอีพอกซีเรซิน เซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศที่แม่นยำ และอินเตอร์ล็อค "การป้องกันห้าประการ" ที่เข้มงวด สวิตช์เกียร์สมัยใหม่รับประกันว่าพลังงานไฟฟ้าแรงสูงจะยังคงควบคุมอย่างปลอดภัยและปลอดภัยสำหรับผู้ปฏิบัติงาน

ที่สาขาการไฟฟ้าเราออกแบบและผลิตสวิตช์เกียร์แบบปิดที่เป็นโลหะระดับพรีเมียม 11kV, 12kV และ 24kV ซึ่งได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อให้สอดคล้องกับมาตรฐาน IEC สากล

กำลังมองหาวิธีเพิ่มประสิทธิภาพความปลอดภัยในการจ่ายพลังงานให้กับโครงการของคุณหรือไม่?

ติดต่อฝ่ายสนับสนุนด้านเทคนิคของ Gangheng Electricวันนี้เพื่อรับแบบทางวิศวกรรมและใบเสนอราคาเฉพาะภายใน 24 ชั่วโมง

อ้างอิง

IEC 62271-200: สวิตช์เกียร์แรงดันสูงและเกียร์ควบคุม - ส่วนที่ 200: สวิตช์เกียร์และเกียร์ควบคุมที่ปิดด้วยโลหะ AC สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดสูงกว่า 1 kV และสูงถึงและรวมถึง 52 kV

IEEE C37.20.2: มาตรฐานสำหรับสวิตช์เกียร์หุ้มโลหะ