איך שופך זרם מתח בינוני משפר את הבטיחות החשמלית

מפסק זרם וואקום (VCB) במתח בינוני הוא רכיב מרכזי לבטיחות והגנה על הפצת חשמל בתוך מערכות חשמל במתח בינוני (10-35 קילו וולט). הוא יעיל יותר ממפסקים ישנים המשתמשים בשמן או בגז לכיבוי, כיוון שה-VCB משתמש בחדר וואקום כדי לשבור זרמי תקלה, ובכך מבודד במהירות את חלק הרשת הפגום. הם אמינים ביותר בתנאים קיצוניים כגון רשתות חשמל עירוניות, מפעלים תעשייתיים ומורדות מסחריים. GPSwitchgear היא מובילה באופטימיזציה של עיצוב מפסק זרם וואקום במתח בינוני לשיפור הבטיחות ויישומים בשטח. להלן מספר דרכים בהן מפסק זרם וואקום במתח בינוני משפר את הבטיחות החשמלית.

מפסק זרם וואקום במתח בינוני מתמקד במניעת סיכוני קשת בצורה מהירה, יעילה ובטוחה

במערכות מתח בינוני, קשתות חשמליות הן האיום המסוכן ביותר. לצורך השוואה, הן מייצרות חום של 20,000 מעלות צלזיוס ומסוגלות להמיס מתכות, לפגוע בבלמים ולגרום אפילו להבערות ולפיצוצים. מפסק הזרם במתח בינוני (VCB) שילב בין הטוב שבשני העולמות על ידי שילוב תכונות כיבוי הקשת המרשימות של ריק. כאשר קורה תקלה, כמו קצר, מפסק הזרם במתח בינוני מפריד במהירות בין המגעיו בתוך תא ריק. הודות לסביבת הריק, נמנעת היווצרות גזים מיוננים (שאחראים לשימור הקשתות במפסקים אחרים), ולכן הקשת נכבה בתוך מחזור אחד או שניים (עד 0.04 שניות במערכת בת 50Hz). זה מהיר בהרבה ממפסקים ממוחמים בשמן או באוויר, ומקטין את זמן החשיפה לקשת, ובכך מפחית את הסיכון להבערה ולנזק. למשל, במערכת הפצת חשמל תעשייתית של 10 קילו-וואט, תקלה בכבל שגורמת לקצר מפעילה את מפסק הזרם במתח הבינוני לחתוך את הזרם וכבה את הקשת כמעט מיד, וכך מונע ממנו להתפשט אל ציוד ההחלפה הסמוך.

המעביר המתח הבינוני VCB של GPSwitchgear משתמש בחדרי וואקום מתקדמים עם דרגת וואקום של 10⁻⁶ פסקל או יותר, מה שמשפר עוד יותר את הבטיחות בביצועים יציבים לכיבוי קשת למשך יותר מ-20 שנה.

ביצועי בידוד גבוהים של VCB במתח בינוני למניעת סיכוני דליפה  

כישלון בבודד במערכות מתח בינוני עלול להוביל לتسורי זרם, תקלות בציוד ושוקי חשמל לעובדים. המנתק 저-מתח (VCB) מסתמך על בידוד בשל שני עיצובים חיוניים: ראשית, בניית תא הריק: מאחר והוא כולל תא ריק, הוא יפעל כחדר בידוד. הריק ימנע דליפת זרם בין המגעונים בכל מתח שנקבע, שכן עמידותו הבידודית גדולה בהרבה מהאוויר או השמן. התכונה השנייה של המנתק בטווח מתח בינוני היא שימוש ברזין אפוקסי או בחומרים קרמיים לכיסוי תא הריק, העמידים בפני לחות, אבק וקורוזיה כימית. כתוצאה מכך, נמנעת תקלה של בידוד בגלל לחות. למנתקי מתח בינוני אין שמן או גז שיכולים לברוח, מה שהופך אותם לבטוחים גם בהתקנה בתוך מבנים וגם בחוץ (בניגוד למנתקי שמן, שעלולים לדלוף ולהתפתח בהם כשל בבודד שמן). לדוגמה, אזורי חוף בטוחים באזורים תעשייתיים כבדים מתאימים במיוחד ל-VCB, כיוון שהלחות באוויר וספג של מלח לא יחסמו את כיסוי הבידוד או את תא הריק של ה-VCB. ה-VCB יוכל להמשיך לפעול ולמנוע תקלות של דליפת מתח דרך הבידוד. כל מנתקי VCB במתח בינוני שנרכשים חייבים לעבור מבחני הספקת מתח AC ובידוד חלקי כדי לעמוד בתקני הבידוד והבטיחות הבינלאומיים.

מפסק זרם מתח בינוני מבטיח הגנה על ציוד באמצעות הפסקת זרם מדויקת

תקלות במערכות מתח בינוני כוללות זרם קצר, עומס יתר וזרמי תקלה של קרקע, ועשויות לסכן טרנספורמטורים וציוד יקר אחר. בעזרת מעגלי זרם תקלה יקרים, מפסקים חשמליים במתח בינוני (VCB) יכולים לזהות ולחתוך זרמי תקלה באופן מדויק, הודות למערכות הגנה מתקדמות משולבות המותקנות בהם, וכן היכולת לפעול בשילוב עם רליות הגנה דינמיות. רליות אלו מנתחים בצורה יעילה את המערכות החשמליות בזמן אמת ומשדרים למפסק החשמלי במתח הבינוני כאשר מתגלה תקלה, ומזה מפעיל מיידית את מנגנון חיתוך זרם התקלה. עם זאת, מפסקים חשמליים לא יקטעו זרם העולה על רמת הסף המקסימלית של ציוד המתח הבינוני. למשל, מפסקים חשמליים במתח בינוני למערכות כוח של 20 קילו-וואט יכולים להפחית זרמי תקלה עד 20 קילו-אמפר ולמנוע זרימת זרם עודפת דרך הטרנספורמטורים והכבלים. זה מגן על המערכת מפני נזקים בעריכה ובמיכניקה במהלך עומס יתר. לדוגמה, מצב של עומס יתר פגום הנגרם עקב הפעלה סימולטנית של מערכות בתוך מערכת כוח של מרכז מסחרי ברמת מתח של 20 קילו-וואט יפעיל את רליות ההגנה כדי לשמור על הגנת עומס יתר על הטרנספורמטר הראשי.

GPSwitchgear מציעה מפסקים חשמליים במתח בינוני שמשתמשים במנגנון אלקטרומגנטי או במנגנון הנע בקפיץ, כדי להבטיח הפרדה מהירה של המגע, וכן הפסקת זרם הפסיקה תתרחש בזמן האלוף לבטיחות.

סיכני תחזוקה של מפסק חשמלי במתח בינוני הם נמוכים שכן נדרשת תחזוקה מינימלית

מפסקי זרם מתח בינוני (VCB) גורמים לטעינה נמוכה יותר בעבודה מכיוון שיש להם דרישות תחזוקה מינימליות. מפסקים אחרים, כמו מפסקים שמשתמשים בשמן, דורשים פעילויות תחזוקה חוזרות כמו החלפת שמן, ניקוי מגעים, התאמת לחץ גז ועוד רבים אחרים. פעילויות אלו מגדילות את עלות הפעלה ומניחות את עובדים המaintainers בסיכון של חשיפה חשמלית אפשרית. VCB פועל על עיקרון של שמירה על חלקים. תאי הריק והחלקים של המגע שלהם בעלי מחזור פעולה ארוך — מעל 10,000 פעימות — לפני שדרושה תחזוקה שוטפת ראשונית. תחזוקת מנגנוני הפעלה ושימון של אמצעים עזר (מעגלי בקרה) יכולים להתבצע ללא צורך בהפרדת תא המתח הגבוה, ובכך מונעת פעילות תחזוקה המסוכנת עקב מתח גבוה. זה מאפשר לעובדים להיחשף פחות למתח גבוה ולמנוע עבודות תחזוקה כמו טיפול במגע שרוף. מחזורי תחזוקה כאלה מיושמים גם עבור מפסקים חשמליים ממתח בינוני הנמצאים במיקומים מרוחקים. בהשוואה לתחזוקה רבע שנתית של מפסקים שמשתמשים בשמן, למפסקים חשמליים ממתח בינוני הנמצאים במיקומים מרוחקים יש מחזורי תחזוקה של 3 עד 5 שנים. זה מקטין בצורה משמעותית את העבודה שנעשית על המפסק. סיכונים אלו מופחתים גם בערכות מפסקים של GPSwitchgear המבוססות על מבנה מודולרי. העיצוב מאפשר לבצע תחזוקה על רכיבי העזר מבלי להשפיע על תא הריק. זה מפחית את הסיכון לתחזוקה לקויה ואת החשיפה של העובדים.

VCB במתח בינוני תומך בפונקציות נעילה כדי להימנע משגיאות בתפעול

למערכות מתח בינוני יש פוטנציאל גבוה לתקלות מסוכנות וקטלניות עקב תפעול שגוי, למשל סגירת המפסק על קו פגום, או פתיחה שגויה של המפסק במהלך עומס תקין לא מורשה. למפסק vákuüm (VCB) יש מנגנוני נעילה מובנים שמפחיתים את הסיכון לתפעול שגוי. ראשית, למפסק vákuüm יש נעילה מכנית עם מפסק ההפרדה. ניתן לסגור את מפסק vákuüm רק לאחר שמפסק ההפרדה נמצא במקומו, וכך נמנעת סגירה על מעגל פתוח. למפסק vákuüm יש גם נעילה אלקטרוני עם מערכת הבקרה. ניתן להפעיל את מפסק vákuüm רק על ידי צוות מורשה עם קוד גישה נכון או מפתח בקרה, ובכך נמנעת פתיחה וסגירה לא מורשות. למפסק vákuüm יש גם מערכת נעילה לפי מצב. אם קיים דליפה במיכל vákuüm של מפסק vákuüm, 센סורים יזהו כשל בקשת חשמלית וינעלו את המפסק, כדי למנוע את פעולתו בזמן הפסקת זרם. דוגמה מעשית תהיה בחדר מערך מתח בינוני שבו, אם מתendant מנסה לסגור את מפסק הקו הפגום אל מפסק vákuüm, הנעילה המכנית תמנע נזק להתקן על ידי עצרת את המתendant מלסגור את המפסק.

מסגרת הזרם הממוצעת של GPSwitchgear צוברת את כל יומני הפעולה, ומאפשרת לניהול לעקוב ולנתח פונקציות, ובכך מפחיתה את הסיכון לשגיאות פעולה מכוונות או לא מכוונות.