Jakie jest napięcie znamionowe wyłącznika próżniowego?

Napięcie znamionowe przerywacza próżniowego jest jednym z tych parametrów, który wydaje się prosty, dopóki nie staniesz przed uszkodzonym wyłącznikiem i nie będziesz się zastanawiać, co poszło nie tak. Jako osoba, która codziennie dostarcza te komponenty, widziałem, że zamieszanie wokół tej liczby powoduje naprawdę problemy. Wyjaśnijmy to.

Zrozumienie pojęcia napięcia znamionowego

Napięcie znamionowe (Ur) aPrzerywacz próżnito maksymalne napięcie systemu, dla którego zaprojektowano przerywacz, i – co ma kluczowe znaczenie – określa poziomy testu dielektrycznego, które musi przejść przerywacz. Kiedy mówimy, że przerywacz ma wartość znamionową 12 kV, mamy na myśli, że jest on przeznaczony do stosowania w systemach, w których najwyższe napięcie dla sprzętu (Um) wynosi 12 kV.

Tutaj większość ludzi się potyka: że 12 kV nie jest napięciem ciągłym. Sam przerywacz nie ma „ciągłego napięcia roboczego” jak silnik lub transformator. Gdy przerywacz jest otwarty, przerwa stykowa musi utrzymać napięcie systemowe oraz wszelkie przychodzące stany nieustalone. Kiedy jest zamknięty, po prostu płynie prąd. Napięcie znamionowe informuje, czy izolacja wewnętrzna – szczelina próżniowa, powłoka ceramiczna i osłony – wytrzyma naprężenia występujące w systemie.

Dlaczego napięcie znamionowe ma znaczenie w układach elektrycznych

Napięcie znamionowe wyznacza trzy krytyczne granice wydajności:

Wytrzymać zdolność. Przy częstotliwości sieciowej i pod wpływem impulsu piorunowego przerywacz musi wytrzymać określone napięcia testowe. Przerywacz o napięciu znamionowym 12 kV musi wytrzymać częstotliwość sieciową 28 kV i impuls 75 kV zgodnie z normami IEC. Testy te dowodzą, że izolacja wewnętrzna jest w stanie wytrzymać rzeczywiste obciążenia.

Przerywanie wydajności. To jest część, która zaskakuje ludzi. Napięcie na stykach podczas przerwy nie jest stałe. Przy zerowym prądzie na stykach oddzielających pojawia się napięcie systemowe. Jeżeli napięcie znamionowe jest zbyt niskie dla danego zastosowania, przerywacz może nie usunąć usterki – napięcie powrotne powoduje obciążenie szczeliny przekraczające to, do czego zostało zaprojektowane.

Dopasowanie aplikacji. Zainstaluj przerywacz o napięciu znamionowym 12 kV w systemie, który w normalnych warunkach osiąga 13,8 kV, a grozi to awarią. Marginesy znikają. I odwrotnie, użycie przerywacza o napięciu znamionowym 24 kV w systemie 12 kV jest niedopuszczalne – przekroczenie specyfikacji kosztuje więcej, ale działa.

Czynniki określające napięcie znamionowe

Ludzie często pytają: jeśli próżnia jest tak dobrym izolatorem, dlaczego wszystkie przerywacze nie są przystosowane do najwyższego napięcia?

Skontaktuj się z Gapą. Wyższe napięcia znamionowe wymagają większej separacji styków. Przerywacz 12 kV może mieć przerwę około 8–12 mm. Jednostka 38 kV może mieć 25 mm lub więcej. Większe szczeliny oznaczają mechanizmy o dłuższym skoku i większe przerywacze.

Izolacja zewnętrzna. Ceramiczna powłoka – zwykle z tlenku glinu – musi mieć wystarczającą drogę upływu, aby zapobiec zewnętrznemu przeskokowi. Wyższe napięcia znamionowe wymagają dłuższej ceramiki lub specjalnych profili.

Wewnętrzne ekranowanie. Przerywacze próżniowe zawierają osłony parowe, które kontrolują łuk i chronią ceramikę. Przy wyższych napięciach geometria ekranu staje się krytyczna dla zarządzania polem elektrycznym i zapobiegania awariom wewnętrznym.

Zastosowania oparte na napięciu znamionowym

Niskie napięcie (do 1 kV). Istnieją tutaj przerywacze próżniowe, chociaż powietrze iwyłączniki w obudowie formowanejzdominować. Znajdziesz je w specjalistycznych zastosowaniach prądu stałego lub w wysokiej klasy stycznikach, w których liczy się długa żywotność.

Średnie napięcie – najlepszy punkt (1 kV do 38 kV). To tutaj próżnia rządzi rynkiem. W klasach 5 kV, 15 kV, 27 kV i 38 kV są one standardem dla:

• Rozdzielnice w obudowach metalowych w zakładach przemysłowych
• Podajniki dystrybucyjne mediów
• Przełączanie kondensatorów
• Centra kontroli silnika
• Odnawialne źródła energii

Przerywacz o napięciu znamionowym 15 kV może obsłużyć tysiące operacji bez konserwacji styków – coś, czego SF6 i olej nie mogą dorównać.

Wysokie napięcie (powyżej 38 kV). Historycznie rzecz biorąc, terytorium SF6, ale próżnia wzrosła. Istnieją przerywacze próżniowe 72,5 kV i pojawiają się urządzenia o napięciu 145 kV. W przypadku przesyłu próżnia zapewnia korzyści dla środowiska, chociaż przerywacze stają się fizycznie duże.

Jak wybieramy właściwe napięcie znamionowe

Kiedy klient przychodzi do mnie z aplikacją, przechodzimy przez to następująco:

Napięcie systemu. Nie tabliczka znamionowa transformatora, ale maksymalne napięcie systemu (Um). System 13,2 kV wymaga przerywacza o napięciu znamionowym co najmniej 15 kV. Zawsze przechodź do następnej standardowej klasy napięcia powyżej maksimum systemu.

BIL – podstawowy poziom impulsu. To jest prawdziwy decydujący. Napięcie wytrzymywane udaru piorunowego musi odpowiadać koordynacji izolacji systemu. Przerywacz klasy 15 kV ma zazwyczaj BIL 95 kV. Jeśli system oczekuje napięcia 110 kV ze względu na duże narażenie, może być potrzebny wyłącznik klasy 27 kV tylko dla marginesu impulsu.

Obowiązek aplikacji. Wymiana kondensatorów? Potrzebujesz oceny, która uwzględnia wydajność bez ograniczeń. Częste uruchamianie silnika? Sprawdź trwałość elektryczną przy prądzie obciążenia.

Czynniki środowiskowe. Duża wysokość zmniejsza gęstość powietrza, wpływając na zewnętrzne pełzanie. Powyżej 1000 metrów obniżamy lub określamy dłuższe drogi upływu.

Szybkie odniesienie

Dlaczego nasze podejście jest inne

Nie publikujemy po prostu numerów katalogowych i mamy nadzieję, że będą pasować. Każdy dostarczany przez nas przerywacz próżniowy jest:

Typ testowany. Nie tylko zaprojektowany zgodnie ze standardami, ale faktycznie przetestowany w niezależnym laboratorium pod kątem wytrzymałości na częstotliwość sieciową, impulsów i wydajności przerywanej przy napięciu znamionowym.

Możliwość śledzenia. Dołączony jest do niego zapis testów każdej jednostki. Wiesz dokładnie, co przeszedł ten konkretny przerywacz, zanim opuścił naszą fabrykę.

Aplikacja-sprawdzona. Nasi inżynierowie sprawdzają Twoją linię jednoliniową, badania usterek i obowiązki związane z przełączaniem. Oznaczamy niedopasowania, zanim staną się awariami w terenie.

Konkluzja

Napięcie znamionowe na aPrzerywacz próżninie jest sugestią. Jest to wynik starannego projektowania, rygorystycznych testów i dziesięcioleci doświadczeń w branży w definiowaniu, co oznacza „bezpieczny”. Informuje o klasie napięcia systemu, dla której zbudowano przerywacz, określonej przez maksymalne napięcie systemu i powiązane poziomy testowe. Dopasuj go do maksymalnego poziomu systemu, a nie nominalnego, a unikniesz najczęstszego błędnego zastosowania, jakie widzę w terenie.

Jeśli określasz sprzęt lub wymieniasz przerywacze, a parametry nie są zgodne, chętnie o tym porozmawiam. Robimy to codziennie.

Referencje

• IEC 62271-100, *Aparatura rozdzielcza i sterownicza wysokiego napięcia – Część 100: Wyłączniki prądu przemiennego.
• IEEE C37.04, norma IEEE dotycząca struktury znamionowej wyłączników wysokiego napięcia prądu przemiennego.
• Przerywacze próżniowe: teoria, projektowanie i zastosowanie, PG Slade, CRC Press.