Jak střední napěťový vakuový vypínač zlepšuje elektrickou bezpečnost

Vakuový vypínač středního napětí (VCB) je klíčovou součástí pro bezpečnost a ochranu distribuce elektrické energie ve sítích středního napětí (10 kV – 35 kV). Je účinnější než starší olejové a plynné hasicí vypínače, protože VCB používá vakuovou komoru k přerušení poruchových proudů a velmi rychle izoluje chybnou část sítě. Jsou mimořádně spolehlivé za obtížných podmínek, jako jsou městské elektrické sítě, průmyslové závody a komerční komplexy. Společnost GPSwitchgear je lídrem v oblasti optimalizace konstrukce vakuových vypínačů středního napětí za účelem zlepšení bezpečnosti a jejich praktických aplikací. Níže jsou uvedeny některé způsoby, jak vakuový vypínač středního napětí zvyšuje elektrickou bezpečnost.

Vakuový vypínač středního napětí zaměřen na rychlou, účinnou a bezpečnou prevenci obloukových rizik

Ve středním napětí jsou elektrické oblouky na prvním místě nebezpečných rizik. Abychom si uvědomili jejich závažnost, dosahují teploty až 20 000 stupňů Celsia, mohou tavit kovy, poškozovat izolace a dokonce způsobit požáry a výbuchy. Středotlaký vakuový vypínač (VCB) kombinuje výhody obou světů tím, že využívá vynikající hasicí vlastnosti vakua. Když dojde k poruše, jako je například zkrat, středotlaký vakuový vypínač rychle oddělí své kontakty ve vakuové komoře. Díky vakuovému prostředí nedochází ke vzniku ionizovaných plynů (které u jiných vypínačů udržují oblouk), a tak se oblouk uhasí během 1 až 2 period (u systému 50 Hz do 0,04 sekundy). To je mnohem rychlejší než u olejových nebo vzduchem izolovaných vypínačů a snižuje dobu působení oblouku, čímž se minimalizuje riziko požáru a poškození. Například ve výrobním rozvodu elektrické energie o napětí 10 kV spustí porucha na kabelu zkrat, který aktivuje středotlaký vakuový vypínač, aby okamžitě přerušil proud a uhasil elektrický oblouk, čímž zabrání jeho šíření do sousedních spínacích zařízení.

Střední napěťový vypínač GPSwitchgear využívá vysoce kvalitní vakuové komory s vakuem o stupni 10⁻⁶ Pa nebo vyšším, což dále zvyšuje bezpečnost díky stabilnímu hasicímu výkonu oblouku po dobu více než 20 let.

Vynikající izolační vlastnosti středního napěťového vypínače pro prevenci rizik úniku  

Porucha izolace ve středním napětí může vést k úniku proudu, poruchám zařízení a úrazům elektrickým proudem u zaměstnanců. Vypínač středního napětí (VCB) spoléhá na izolaci díky dvěma zásadním konstrukcím: za prvé konstrukci vakuové komory – protože obsahuje vakuovou komoru, funguje jako izolační komora. Vakuum zabrání úniku proudu mezi kontakty při jakémkoli jmenovitém napětí, protože má mnohem vyšší izolační pevnost než vzduch nebo olej. Druhou vlastností, kterou vypínač středního napětí obsahuje, jsou povlaky vakuové komory z epoxidové pryskyřice nebo keramických materiálů, odolné vůči vlhkosti, prachu a chemické korozi. Tím se předchází poruše izolace způsobené vlhkostí. Vypínače středního napětí nemají žádný olej ani plyn, který by mohl unikat, a jsou proto bezpečné pro použití v interiéru i exteriéru (na rozdíl od olejových vypínačů, u nichž může dojít k úniku oleje a poruše izolace). Například bezpečné pobřežní oblasti v těžkých průmyslových zónách jsou ideální pro použití vypínačů VCB, protože vlhkost ve vzduchu a mořská sůl neucpou izolační povlak ani vakuovou komoru. Vypínač VCB tak může nadále fungovat a zabraňovat poruchám způsobeným únikem napětí přes izolaci. Všechny zakoupené vypínače VCB středního napětí musí projít zkouškou izolačního střídavého napětí a zkouškou částečného výboje, aby splňovaly požadavky na izolaci a mezinárodní bezpečnostní normy.

Střední napětí VCB zajišťuje ochranu zařízení přesným přerušením proudu

Poruchy na systémech středního napětí zahrnují zkrat, přetížení a proudy zemních poruch a mohou ohrozit transformátory a další drahé zařízení. S drahými proudovými transformátory pro poruchové proudy mohou vypínače středního napětí přesně identifikovat a přerušit poruchové proudy, protože jsou vybaveny pokročilými integrovanými ochrannými systémy a mohou spolupracovat s dynamickými ochrannými relé. Tato relé efektivně analyzují elektrické systémy v reálném čase a komunikují s vypínačem středního napětí při detekci poruchy, čímž okamžitě aktivují mechanismus pro přerušení poruchového proudu. Vypínače však nepřeruší proud, který překračuje maximální dovolené zatížení zařízení středního napětí. Například vypínače středního napětí pro 20 kV silové systémy mohou přerušit poruchové proudy až do 20 kA a zabránit tak průchodu nadměrného proudu transformátory a kabely. Tím chrání systém před poškozením izolace a mechanickým poškozením při přetížení. Například vadný stav přetížení způsobený současným provozem systémů ve 20 kV komerčním komplexu spustí ochranná relé, aby zajistila ochranu proti přetížení hlavního transformátoru.

GPSwitchgear nabízí střední napěťové vypínače s vakuovým obloukem, které využívají buď elektromagnetický mechanismus, nebo mechanizmus ovládaný pružinou, aby zajistily rychlé oddělení kontaktů a přerušení poruchového proudu v rámci povolené bezpečné doby.

Rizika údržby středního napěťového VCB jsou nízká díky minimální potřebě údržby

Střední napětí Vypínače s vakuovým obloukem způsobují menší pracovní zátěž, protože mají nízké požadavky na údržbu. Jiné vypínače, jako olejové vypínače, vyžadují opakované údržbové aktivity, jako výměnu oleje, čištění kontaktů, nastavení tlaku plynu a mnoho dalšího. Tyto činnosti zvyšují provozní náklady a vystavují údržbáře riziku možného elektrického napětí. Vypínač s vakuovým obloukem funguje na principu šetření dílů. Jeho vakuová komora a kontakty mají dlouhou životnost – více než 10 000 cyklů – než je nutná první běžná údržba. Údržba ovládacích mechanismů a mazání pomocných prostředků (ovládací obvody) lze provádět bez nutnosti demontáže vysokonapěťové skříně, čímž se eliminují údržbové práce spojené s rizikem vysokého napětí. To umožňuje personálu menší expozici vysokému napětí a odstraňuje práci spojenou s údržbou spálených kontaktů. Takové intervaly údržby jsou poskytovány pro střední napětí Vypínače s vakuovým obloukem umístěné na vzdálených místech. Ve srovnání se čtvrtletní údržbou olejových vypínačů mají vypínače s vakuovým obloukem středního napětí umístěné na vzdálených místech intervaly údržby 3 až 5 let. To výrazně snižuje práci spojenou s údržbou vypínačů. Tato rizika minimalizuje modulární konstrukce vypínačů středního napětí GPSwitchgear. Tento design umožňuje provádět údržbu pomocných částí bez dopadu na vakuovou komoru. To snižuje riziko nedostatečné údržby i expozici pracovníků.

Střední napětí VCB podporuje funkce zamykání pro předejití provozním chybám

Systémy středního napětí mají vysoký potenciál pro nebezpečné a smrtelné události způsobené chybným ovládáním, například uzavřením vypínače na vadném vedení nebo neoprávněným otevřením vypínače za normální zátěže. Vakuový vypínač (VCB) je vybaven vestavěnými blokacemi, které snižují riziko chybného ovládání. Za prvé má VCB mechanickou blokaci s odpojovačem. VCB lze uzavřít pouze tehdy, je-li odpojovač ve správné poloze, čímž se zabrání uzavření na otevřeném obvodu. VCB dále disponuje elektrickou blokací s řídicím systémem. Ovládání VCB mohou provádět pouze oprávněné osoby s platným přístupovým kódem nebo řídicím klíčem, čímž se zabrání neoprávněnému otevírání a uzavírání. VCB také obsahuje stavovou blokovací soustavu. Pokud dojde k úniku ve vakuové komoře VCB, senzory tlaku detekují poruchu oblouku a aktivují blokaci vypínače, čímž zabrání jeho činnosti při přerušování proudu. Praktickým příkladem je místnost se spínací skříní středního napětí, kde pokud operátor zkusí uzavřít vypínač vadného vedení ke VCB, mechanická blokace zabrání poškození zařízení tím, že zastaví operátora v uzavření vypínače.

Střední napěťový vypínač VCB od firmy GPSwitchgear zaznamenává všechny provozní logy, což umožňuje managementu sledovat a vyhodnocovat funkce a snižuje riziko úmyslných nebo neúmyslných chyb při provozu.