Hogyan javítja az elektromos biztonságot a középfeszültségű vákuumkapcsoló

A közepes feszültségű vákuumkapcsoló (VCB) kritikus alkatrésze a közepes feszültségű villamos rendszerek (10 kV - 35 kV) energiaelosztásának biztonságának és védelmének. Hatékonyabb a régi olajos és gázzal oltott megszakítóknál, mivel a vákuumkapcsoló vákuumkamrát használ a hibás áram megszakítására, így nagyon gyorsan leválasztja a hibás hálózatrészt. Különösen megbízható nehéz körülmények között, például városi áramhálózatokban, ipari üzemekben és kereskedelmi létesítményekben. A GPSwitchgear vezető szereplő a közepes feszültségű VCB-k tervezésének optimalizálásában a javított biztonság és a gyakorlati alkalmazások terén. Az alábbiakban bemutatunk néhány módszert, ahogyan a közepes feszültségű vákuumkapcsoló növeli a villamos biztonságot.

A közepes feszültségű vákuumkapcsoló elsősorban az ívveszélyek gyors, hatékony és biztonságos megelőzésére koncentrál

A középfeszültségű rendszerekben az elektromos ívkisülések állnak az életveszélyes veszélyek lista tetején. Hogy szemléltessük a helyzetet: akár 20 000 °C-os hőmérsékletet is kialakíthatnak, ami olvaszthatja a fémeket, sértheti a szigeteléseket, és akár tüzeket vagy robbanásokat is okozhat. A középfeszültségű vákuumkapcsoló (VCB) kombinálja a vákuum kiváló ízáró tulajdonságait, így hatékonyan oltja el az íveket. Amikor valami hibába ütközik, például rövidzárlat lép fel, a középfeszültségű VCB gyorsan szétkapcsolja érintkezőit egy vákuumkamrában. A vákuum környezetnek köszönhetően az ionizált gázok képződése – amely más kapcsolóknál fenntartja az íveket – nem jöhet létre, így az ívkisülés 1–2 ciklus alatt (50 Hz-es rendszer esetén legfeljebb 0,04 másodperc alatt) elalszik. Ez lényegesen gyorsabb, mint olajos vagy levegőszigetelésű megszakítóknál, csökkentve az ív hatásának időtartamát, ezzel minimálisra csökkentve a tűz- és sérülésveszélyt. Például egy 10 kV-os ipari energiaterjesztő rendszerben egy kábelhibából adódó rövidzárlat esetén a középfeszültségű VCB majdnem azonnal megszakítja az áramot és eloltja az ívet, megakadályozva, hogy a hiba a szomszédos kapcsolóberendezésekre terjedjen.

A GPSwitchgear középfeszültségű vákuumkapcsolója kiváló minőségű vákuumkamrákat használ, amelyek vákuumfokozata 10⁻⁶ Pa vagy annál magasabb, így további biztonságot nyújtva stabil ívfújásos teljesítményt biztosít több mint 20 éven át.

Kiváló középfeszültségű vákuumkapcsoló szigetelési teljesítmény a szivárgás kockázatának megelőzésére  

A középfeszültségű rendszerek szigetelésének meghibásodása áramszivárgáshoz, berendezés hibákhoz és alkalmazottak elektromos sokkjához vezethet. A középfeszültségű VCB a szigetelésre épít két alapvető tervezési jellemzője miatt: elsőként a vákuumkamra felépítése: mivel vákuumkamrát tartalmaz, ez szigetelőként funkcionál. A vákuum megakadályozza az áramszivárgást a kontaktok között bármely névleges feszültségnél, mivel szigetelőképessége lényegesen nagyobb, mint a levegőé vagy az olajé. A második jellemző, amit a középfeszültségű VCB magában foglal, az epoxigyanta vagy kerámia anyagok használata a vákuumkamra burkolatához, amely ellenálló a nedvességgel, porral és kémiai korrózióval szemben. Így elkerülhető a nedvességből eredő szigetelési hiba. A középfeszültségű VCB-k nem tartalmaznak kiömlő olajat vagy gázt, így biztonságosan helyezhetők el beltérben és kültérben is (ellentétben az olajkapcsolókkal, amelyek kiolvadhatnak, és olajszigetelésük meghibásodhat). Például a tengerparti súlyos ipari területek ideálisak a VCB-k számára, mivel a levegő nedvességtartalma és a só permet nem tömi el a VCB szigetelő burkolatát és vákuumkamráját. A VCB továbbra is működőképes marad, és megakadályozza a feszültségszigetelési szivárgási hibákat. Az összes beszerzett középfeszültségű VCB-nak át kell mennie az AC szigetelési feszültségállósági és részleges kisülési teszteken, hogy megfeleljen a szigetelési és nemzetközi biztonsági szabványoknak.

A közepes feszültségű VCB biztosítja a berendezések védelmét pontos áramszakítással

A középfeszültségű rendszerek hibái közé tartozik a rövidzárlat, túlterhelés és földzárlati áramok, amelyek veszélyeztethetik a transzformátorokat és más drága berendezéseket. A drága zárlati áramváltókkal felszerelt középfeszültségű VCB-k pontosan azonosítani és megszakítani tudják a hibás áramokat, mivel fejlett integrált védelmi rendszerekkel vannak ellátva, és dinamikus védelmi relékkel együtt tudnak működni. Ezek a relék hatékonyan elemzik az elektromos rendszereket valós időben, és akkor kommunikálnak a középfeszültségű VCB-vel, amikor hibát észlelnek, így a VCB azonnal aktiválja a hibás áram megszakításának mechanizmusát. Ugyanakkor a VCB-k nem szakítják meg azt az áramot, amely meghaladja a középfeszültségű berendezések maximális elviselhető értékét. Például a 20 kV-os villamosenergia-rendszerekhez használt középfeszültségű VCB-k képesek 20 kA-ig lemenő zárlati áramokat megszakítani, és megakadályozni, hogy túlzott áram haladjon át a transzformátorokon és kábeleken. Ez védi a rendszert szigetelési és mechanikai sérülések ellen túlterhelés esetén. Például egy hibás túlterhelési állapot, amely egy 20 kV-os kereskedelmi komplexum villamosenergia-rendszerében egyszerre működő rendszerekből adódik, kiváltja a védelmi reléket, így biztosítva a túlterhelés elleni védelmet a főtranszformátoron.

A GPSwitchgear középfeszültségű megszakítókat kínál, amelyek vagy elektromágneses, vagy rugóhajtású mechanizmust használnak a gyors érintkezőszétválasztás biztosítására, így garantálva, hogy a zárlati áram megszakítása a megengedett biztonsági időn belül megtörténjen.

Középfeszültségű VCB karbantartási kockázatok biztonságosak, mivel alacsony karbantartást igényelnek

A közepes feszültségű vákuumkapcsolók kevesebb munkaterhelést jelentenek, mivel alacsony karbantartási igényeik vannak. Más kapcsolók, például olajos megszakítók esetében rendszeres karbantartás szükséges, mint olajcserék, érintkezőtisztítás, gáznyomás-beállítások és egyebek. Ezek a tevékenységek növelik az üzemeltetési költségeket, és a karbantartó személyzetet elektromos veszélynek teszik ki. A vákuumkapcsolók a „alkatrészmentes” elv szerint működnek. Vákuumkamrájuk és érintkezőik hosszú üzemidejű ciklusokat – több mint 10 000 kapcsolást – képesek teljesíteni, mielőtt az első rutinkarbantartásra szükség lenne. Az üzemi mechanizmusok karbantartása és az auxiliáris elemek (vezérlőkörök) kenése úgy végezhető, hogy ne kelljen szétszerelni a nagyfeszültségű kamrát, így kiküszöbölhetők a nagyfeszültségű karbantartási tevékenységek. Ez lehetővé teszi, hogy a személyzet kevesebb időt töltsön nagyfeszültségű környezetben, valamint elkerülhető legyen a sérült érintkezőkön végzett karbantartás. Ilyen karbantartási ciklusokat biztosítanak a távoli helyeken elhelyezett közepes feszültségű vákuumkapcsolóknál is. Az olajos megszakítók negyedévente szükséges karbantartásával szemben a távoli helyeken lévő közepes feszültségű vákuumkapcsolók karbantartási ciklusa 3–5 év. Ez jelentősen csökkenti a megszakítón végzett karbantartási munkát. Ezeket a kockázatokat a GPSwitchgear közepes feszültségű vákuumkapcsoló moduláris kialakítása csökkenti. A tervezés lehetővé teszi az auxiliáris egységek karbantartását anélkül, hogy hatással lenne a vákuumkamrára. Ez csökkenti a rossz karbantartás kockázatát és a dolgozók veszélyeztetettségét.

Közepes feszültségű VCB támogatja az egymásba záró funkciókat a működtetési hibák elkerülése érdekében

A középfeszültségű rendszerek nagy potenciállal bírnak veszélyes és halálos balesetekre helytelen kezelés következtében, például megszakító zárása hibás vonalon, vagy a megszakító helytelen megnyitása nem engedélyezett normál terhelés alatt. A VCB beépített egymásba záró mechanizmussal rendelkezik a helytelen kezelés kockázatának csökkentése érdekében. Először is, a VCB mechanikai egymásba zárással rendelkezik a szakaszolóval. A VCB csak akkor zárható, ha a szakaszoló helyzetbe került, ezzel megakadályozva a zárást nyitott áramkörön. A VCB rendelkezik továbbá elektromos egymásba zárással a vezérlőrendszerrel. A VCB-t csak jogosult személy nyithatja vagy zárhatja megfelelő hozzáférési kóddal vagy vezérlőkulccsal, ezzel megakadályozva a jogosulatlan működtetést. A VCB-nak állapot-egymásba záró rendszere is van. Ha a VCB vákuumkamrája szivárog, a nyomásszenzorok ívfelszakadást észlelnek, és egymásba zárják a megszakítót, megakadályozva működését árammegszakítás közben. Egy gyakorlati példa egy középfeszültségű kapcsolóberendezési helyiség, ahol ha egy üzemeltető megpróbálja zárni a hibás vonali kapcsolót a VCB-n, a mechanikai egymásba zárás megakadályozza a készülék sérülését, megakadályozva a kapcsoló zárását.

A GPSwitchgear közepes feszültségű VCB-je rögzíti az összes működési naplót, lehetővé téve a vezetés számára a funkciók nyomon követését és értékelését, csökkentve ezzel a szándékos vagy véletlen működési hibák kockázatát.