Hoe verbetert een middenspanningsvacuümschakelaar de elektrische veiligheid

De middenspanning VCB (Vacuümschakelaar) is een cruciaal onderdeel voor de veiligheid en beveiliging van stroomverdeling binnen middenspanningssystemen (10 kV - 35 kV). Het is effectiever dan oudere olie- en gasblus-schakelaars, omdat de VCB een vacuümkamer gebruikt om foutstromen te onderbreken en zo snel mogelijk het defecte gedeelte van het net te isoleren. Zij zijn uiterst betrouwbaar in moeilijke omstandigheden, zoals in stedelijke voedingnetten, industriële installaties en commerciële complexen. GPSwitchgear staat voorop in de optimalisatie van het ontwerp van middenspanning VCB's voor verbeterde veiligheid en praktische toepassingen. Hieronder staan verschillende manieren waarop de middenspanning VCB de elektrische veiligheid verhoogt.

Middenspanning VCB richt zich op snelle, effectieve en veilige preventie van booggevaren

In middenspanningsystemen staan elektrische bogen bovenaan de lijst van gevaarlijke risico's. Om de omvang in perspectief te plaatsen: ze genereren een verzengende temperatuur van 20.000 graden Celsius en kunnen metalen smelten, isolaties beschadigen en zelfs brand en explosies veroorzaken. De middenspannings-VCB combineert het beste van twee werelden door de uitstekende boogdooptechniek van een vacuüm te gebruiken. Wanneer er iets misgaat, zoals een kortsluiting, opent de middenspannings-VCB snel zijn contacten in een vacuümkamer. Dankzij de vacuümomgeving wordt de vorming van geïoniseerde gassen (die bogen in andere schakelaars in stand houdt) voorkomen, waardoor de boog wordt gedoofd in 1 tot 2 cycli (tot 0,04 seconden bij een 50 Hz-systeem). Dit is veel sneller dan olie- of luchtgeïsoleerde stroomonderbrekers en vermindert de blootstellingstijd aan de boog, wat het risico op brand en schade minimaliseert. Bijvoorbeeld in een industriële 10 kV-verdeelinstallatie zorgt een kortsluiting door een kabelstoring ervoor dat de middenspannings-VCB de stroom vrijwel onmiddellijk onderbreekt en de boog dooft, waardoor wordt voorkomen dat deze zich verspreidt naar aangrenzende schakelinrichtingen.

De middenspannings-VCB van GPSwitchgear maakt gebruik van hoogwaardige vacuümkamers met een vacuümgraad van 10⁻⁶ Pa of hoger, wat de veiligheid verder verbetert dankzij stabiele boogdoofoptieprestaties gedurende meer dan 20 jaar.

Uitstekende isolatieprestaties van middenspannings-VCB om lekrisico's te voorkomen  

Isolatieverlies in middenspanningsystemen kan leiden tot stroomlekkage, apparatuurstoringen en elektrische schokken voor medewerkers. De middenspannings-VCB is afhankelijk van isolatie vanwege twee essentiële ontwerpen: ten eerste de vacuümkamerconstructie; omdat deze een vacuümkamer bevat, fungeert deze als een isolatiekamer. Het vacuüm voorkomt stroomlekkage tussen de contacten bij elke nominale spanning, aangezien het een veel grotere isolatiesterkte heeft dan lucht of olie. De tweede eigenschap die de middenspannings-VCB bevat, zijn epoxyhars of keramische materialen voor de behuizing van de vacuümkamer, bestand tegen vocht, stof en chemische corrosie. Isolatieverlies door vocht wordt hierdoor vermeden. Middenspannings-VCB's bevatten geen olie of gas dat kan lekken, waardoor ze veilig zijn voor binnen- en buitengebruik (in tegenstelling tot olieschakelaars, die kunnen lekken en olie-isolatieverlies kunnen ondervinden). Bijvoorbeeld, veilige kustgebieden in zware industriële zones zijn ideaal voor VCB's, omdat het vocht in de lucht en zoutnevel de isolatiebehuizing en vacuümkamer van de VCB niet kunnen verstoppen. De VCB kan nog steeds functioneren en spanningsisolatie-lekstoringen voorkomen. Alle aangeschafte middenspannings-VCB's moeten geslaagd zijn voor de AC-isolatietest en gedeeltelijke ontladingstest om te voldoen aan internationale isolatie- en veiligheidsnormen.

Middenspanning VCB waarborgt bescherming van apparatuur door nauwkeurige stroomonderbreking

Fouten in middenspanningsystemen omvatten kortsluiting, overbelasting en aardfoutstromen, en kunnen transformatoren en andere dure apparatuur in gevaar brengen. Met dure stroomtransformatoren voor foutstroom kunnen middenspannings-VCB's foutstromen nauwkeurig herkennen en onderbreken, omdat ze zijn uitgerust met geavanceerde geïntegreerde beveiligingssystemen en kunnen samenwerken met dynamische beveiligingsrelais. Deze relais analyseren het elektrische systeem effectief in real-time en communiceren met de middenspannings-VCB wanneer ze een fout detecteren, waarna de VCB direct het mechanisme voor het onderbreken van de foutstroom activeert. Echter, VCB's zullen geen stroom onderbreken die de maximale bestendigheidswaarde van de middenspanningsapparatuur overschrijdt. Bijvoorbeeld, middenspannings-VCB's voor 20 kV-voedingssystemen kunnen foutstromen tot 20 kA onderbreken en voorkomen dat er te veel stroom door de transformatoren en kabels loopt. Dit beschermt het systeem tegen isolatie- en mechanische schade tijdens overbelasting. Als voorbeeld zal een foute overbelastingsconditie door gelijktijdige bediening van systemen in een 20 kV-commercieel complex het beveiligingsrelais activeren om de overbelastingsbeveiliging op de hoofdtransformator te handhaven.

GPSwitchgear biedt middenspannings-VCB's die gebruikmaken van een elektromagnetisch mechanisme of een veerbediend mechanisme om snelle contactafscheiding te garanderen, zodat de onderbreking van de foutstroom binnen de toegestane veilige tijd plaatsvindt.

Onderhoudsrisico's bij middenspannings-VCB's zijn laag vanwege het geringe onderhoud dat vereist is

Middenspannings-VCB's veroorzaken minder werkbelasting omdat ze weinig onderhoud vereisen. Andere schakelaars, zoals olieschakelaars, vereisen herhaalde onderhoudsactiviteiten zoals olieverversing, contactreiniging, gasdrukafstellingen en nog veel meer. Deze activiteiten verhogen de operationele kosten en zetten onderhoudspersoneel bloot aan mogelijke elektrische risico's. VCB werkt volgens het principe van het behouden van onderdelen. De vacuümkamer en de contactonderdelen hebben een lange operationele levensduur—meer dan 10.000 cycli—voordat de eerste routineonderhoudsbeurt nodig is. Onderhoud van de bedieningsmechanismen en smering van hulpinrichtingen (besturingsschakelingen) kan worden uitgevoerd zonder dat de hoogspanningskast hoeft te worden gedemonteerd, waardoor onderhoudsactiviteiten met hoogspanningsrisico worden geëlimineerd. Dit zorgt ervoor dat personeel minder wordt blootgesteld aan hoogspanning en dat werkzaamheden zoals onderhoud bij verbrande contacten overbodig worden. Dergelijke onderhoudscycli zijn van toepassing op het onderhoud van middenspannings-VCB's die op afgelegen locaties zijn geplaatst. In vergelijking met het kwartaallijkse onderhoud van olieschakelaars, hebben middenspannings-VCB's op afgelegen locaties onderhoudscycli van 3 tot 5 jaar. Dit vermindert aanzienlijk het onderhoud aan de schakelaar zelf. Dergelijke risico's worden beheerd in de modulaire middenspannings-VCB van GPSwitchgear. Dit ontwerp stelt in staat dat onderhoud aan hulpinrichtingen wordt uitgevoerd zonder gevolgen voor de vacuümkamer. Dit vermindert het risico op slecht onderhoud en blootstelling van werknemers.

Middenspanning VCB ondersteunt interlockfuncties om bedieningsfouten te voorkomen

Middenspanningsystemen hebben een hoog risico op gevaarlijke en dodelijke incidenten door verkeerde bediening, bijvoorbeeld het sluiten van de schakelaar op een defecte lijn of het onjuist openen van de schakelaar tijdens een ongeautoriseerde normale belasting. VCB's zijn uitgerust met ingebouwde vergrendelingsmechanismen om het risico op verkeerde bediening te verkleinen. Allereerst heeft de VCB een mechanische vergrendeling met de scheider. De VCB kan alleen worden gesloten wanneer de scheider in de juiste positie staat, waardoor sluiten op een open circuit wordt voorkomen. De VCB heeft ook een elektrische vergrendeling met het besturingssysteem. De VCB kan alleen worden bediend door geautoriseerd personeel met de juiste toegangscode of een bedieningssleutel, wat ongeautoriseerd openen en sluiten voorkomt. De VCB heeft daarnaast een statusvergrendelingssysteem. Als de vacuümkamer van de VCB lekt, detecteren druksensoren een boogfout en vergrendelen de schakelaar, zodat deze niet kan functioneren tijdens stroomonderbreking. Een praktisch voorbeeld is een middenspanningschakelruimte waar, als een operator probeert de schakelaar van een defecte lijn te sluiten naar de VCB, de mechanische vergrendeling schade aan het apparaat voorkomt doordat het de operator belet de schakelaar te sluiten.

De middenspannings-VCB van GPSwitchgear registreert alle bedieningslogboeken, waardoor het management functies kan volgen en beoordelen, wat het risico op opzettelijke of onopzettelijke bedieningsfouten verlaagt.