VS1 vaakumkaitselüliti tehnilised näitajad

Sissejuhatus

Kui keskpinge jaotusvõrku tabab rikkevool, on erinevus kontrollitud katkestuse ja katastroofilise rikke vahel sageli seotud ühe komponendiga: vaakumkaitselülitiga. Elektriinseneride jaoks, kes määravad kaitseseadmeid, ja usaldusväärseid jaotusseadmeid hankivate hankejuhtide jaoks on VS1 siseruumiline vaakumkaitselüliti muutunud üheks kõige laialdasemalt kasutatavaks VCB platvormiks tööstus- ja võrgurakendustes kogu maailmas.

VS1 VCB on vedruga töötav, fikseeritud või väljatõmmatav siseruumide vaakumkaitselüliti, mis on mõeldud keskpingesüsteemidele, mis katkestab rikkevoolud usaldusväärselt tuhandete töötsüklite vältel ilma isolatsiooni kahjustamata. Kuid hoolimata selle laialdasest kasutamisest puutuvad paljud insenerid ikka veel kokku spetsifikaatide mittevastavusega - valides vale nimipinge, alahinnates nõutavat katkestusvõimsust või jättes tähelepanuta keskkonnale esitatavad roomavahe nõuded.

Käesolevas juhendis on esitatud VS1 VCB täielikud tehnilised näitajad, selgitatud selle põhilisi töömehhanisme, esitatud praktiline valikuraamistik ja käsitletud paigaldamise parimaid tavasid, et teie järgmine jaotusseadmete projekt oleks rajatud kindlale tehnilisele alusele.

Sisukord

• Mis on VS1 vaakumkaitselüliti ja kuidas seda klassifitseeritakse?
• Millised on VS1 VCB põhilised tehnilised näitajad ja jõudlusparameetrid?
• Kuidas valida õige VS1 VCB teie elektrijaotuse rakenduse jaoks?
• Millised on VS1 VCBde peamised paigaldus-, hooldus- ja ühised spetsifikaatvigu?

Mis on VS1 vaakumkaitselüliti ja kuidas seda klassifitseeritakse?

VS1 on fikseeritud või väljatõmmatav keskpinge vaakumkaitselüliti siseruumides, mis on ette nähtud paigaldamiseks metallkattega jaotuspaneelidesse. See töötab vaakumvalguse katkestamise põhimõttel - kui kontaktid eralduvad kinnise lülitusseadme sees vaakumkatkesti, Kaar kustub kiiresti esimesel voolu nulltaseme ületamisel.¹ ioniseeriva keskkonna peaaegu puudumise tõttu.

Põhilised klassifitseerimisparameetrid

• Pingeklass: 12 kV (standard) / 24 kV (laiendatud variante)
• Isolatsioonikeskkond: Vaakum (10³ Pa või madalam siserõhk)
• Toimimismehhanism: Vedruga käsitsi või mootoriga käivitatav
• Paigalduse tüüp: Siseruumidesse paigaldatav või väljatõmmatav (pistikupesa)
• Kohaldatav standard: IEC 62271-100², IEC 62271-200

Peamised struktuurimaterjalid

• Vaakumkatkestaja: Vask-kroomi (CuCr) sulamist kontaktid tagavad suurepärase vastupidavuse kaare erosioonile
• Isoleeriv silinder: Kõrge dielektrilise tugevusega epoksüvaigust vormitud korpus
• Tegevusvarda: Roostevabast terasest PTFE-kattega juhtpuksiirid
• Raam: Tsingitud terasest šassii, mis on mõeldud siseruumide IP4X-keskkonnale.

Elektrilise jõudluse tipphetked

• Vaakumkatkestaja dielektriline tugevus: ≥ 42 kV (1-minutiline võimsussagedus)
• hiilimiskaugus (faasist maasse): ≥ 125 mm 12 kV juures
• Mehaaniline vastupidavus: 10 000 CO toimingut (standardklass M1)³
• Elektriline vastupidavus: 30-50 katkestamistoimingut nimivooluga lühisvoolu korral

VS1 platvorm on täielikult ühilduv KYN28, XGN ja sarnaste metallkattega jaotusseadmete korpustega, mistõttu on see vaikimisi VCB valik tööstusliku elektrijaotuse ja alajaamade feederite kaitseks.

Millised on VS1 VCB põhilised tehnilised näitajad ja jõudlusparameetrid?

VS1 nimiparameetrite mõistmine on oluline, et seda saaks õigesti rakendada igas keskpinge jaotussüsteemis. Allpool on esitatud elektriliste ja mehaaniliste nimiväärtuste struktureeritud jaotus.

VS1 standardne tehniliste näitajate tabel

Parameeter	12 kV Standard	24 kV variant
Nimipinge (Ur)	12 kV	24 kV
Nimivool (Ir)	630 / 1250 / 1600 / 2000 / 2500 A	630 / 1250 / 1600 A
Lühisvoolu nimivool (Isc)	20 / 25 / 31,5 kA	16 / 20 / 25 kA
Lühiajaline nimivoolutugevus (Ik)	20 / 25 / 31,5 kA (3s)	16 / 20 / 25 kA (3s)
Nimeline piksekiirguse impulsside taluvuspinge	75 kV (tipp)	125 kV (tipp)
Võimsus Sagedus Vastupidavuspinge (1 min)	42 kV	65 kV
Sulgemisaeg	≤ 60 ms	≤ 60 ms
Avamise aeg	≤ 33 ms	≤ 33 ms
Arcing aeg	≤ 16 ms	≤ 16 ms

Usaldusväärsus praktikas: Reaalne projektjuhtum

Üks meie klient - hankejuht, kes hankis Kagu-Aasias 110/10 kV linna jaotusvõrgu alajaama laiendamiseks vajalikke seadmeid - oli varem kogenud korduvaid VCB-de tõrkeid odavalt tarnijalt. Vaakumkatkestid kaotasid 18 kuu jooksul dielektrilise terviklikkuse ebakvaliteetse CuCr-kontaktmaterjali tõttu, põhjustades kaks planeerimata katkestust ja märkimisväärseid projektikahjusid.

Pärast üleminekut Bepto VS1 platvormile viis projektimeeskond läbi kõigi seadmete sissetulevate dielektriliste vastupidavuskatsete. Iga kaitselüliti läbis 42 kV / 1 minutilise voolusageduse katse. Kaheksateistkümne kuu jooksul on 48 paigaldatud seadme puhul registreeritud null vaakumiga seotud rikked.

Peamine eristav tegur: sertifitseeritud vaakumkatkestid koos jälgitavate materjalide koostise aruannetega - mitte ainult CE-märgis andmelehel.

Usaldusväärsust määravad konstruktsiooniomadused

• Tagasipöördumisvastane mehhanism hoiab ära kontakti põrgatamise sulgemise ajal, välistades löögieelse kaarekahjustuse
• Asukoha indikaator annab selge AVATUD / SULETUD / MAA visuaalse staatuse
• Sekundaarse vooluahela pistik võimaldab ohutut väljavõetavat tööd ilma vooluahela kokkupuuteta
• Lisakontaktid: 4NO + 4NC standard, laiendatav kuni 8NO + 8NC

Kuidas valida õige VS1 VCB teie elektrijaotuse rakenduse jaoks?

VS1 VCB valimine ei ole lihtsalt pingeklassi sobitamise küsimus. Struktureeritud valikuprotsess hoiab ära alamõõtmise, tagab keskkonnasõbralikkuse ja tagab regulatiivse vastavuse erinevate elektrienergia jaotamise stsenaariumide puhul.

1. samm: Elektriliste nõuete määratlemine

• Süsteemi pinge: Kinnitage nimipinge ja valige vastavalt Ur = 12 kV või 24 kV.
• Pidev vool: Valige nimivool $I_r \geq 1.25 \times \text{maksimaalne pidev koormusvool}$
• Vea tase: Saada süsteemiuuringust tulevane lühisvool; valida $I_{sc} \geq \text{süsteemi vea tase}$
• Töötsükkel: Kõrgsageduslikud lülitusrakendused (kondensaatoripangad, mootorid) nõuavad klassi E2 elektrilist vastupidavust.

2. samm: Keskkonnatingimuste arvestamine

• Ümbritseva õhu temperatuur: Standardne hinnang -5°C kuni +40°C; soovi korral madalatemperatuuriline variant -25°C keskkondade jaoks.
• Kõrgus: Dielektriliste omaduste vähendamine üle 1000 m ASL vastavalt IEC 62271-1 paranduskoefitsientidele.⁴
• Niiskus ja saaste: Siseruumide IP4X standard; rannikualade või kõrge õhuniiskusega paigaldiste puhul tuleb täpsustada kondensaatorite kaitse.
• Seismiline tsoon: Määrata maavärinaohtlikes piirkondades asuvate seadmete jaoks seismiline kvalifikatsioonikatsetus (IEC 60068-3-3-3).

3. samm: Sobitamine standardite ja sertifikaatide vahel

• IEC 62271-100: Tüübikatsetus vahelduvvoolu kaitselülitite puhul - kohustuslik baastase
• IEC 62271-200: Metallist suletud jaotusseadmete ühilduvus
• CCC (Hiina kohustuslik sertifitseerimine): Nõutav Hiina-siseste projektide puhul
• CE-märgistus: Nõutav Euroopa turuprojektide puhul

Rakendusstsenaariumid

Taotlus	Soovitatav hinnang	Peamised kaalutlused
Tööstuslik elektrijaotus	12 kV / 1250-1600 A / 25 kA	Mootori käivitamise kohustus, E2 klass
Urban Grid alajaama fiider	12 kV / 630-1250 A / 31,5 kA	Kõrge veatase, kiire taaslülitus
Taastuvenergia (päikeseenergia/tuulik)	12 kV / 630-1250 A / 20 kA	Sage ümberlülitamine, mahtuvuslik vool
Mäetööstus ja rasketööstus	12 kV / 1600-2500 A / 31,5 kA	Kõrge pidevvool, tugev raam
Merendus / avamerepüük	24 kV / 630-1250 A / 20 kA	Korrosioonivastane, niiskuskindlus

Millised on VS1 VCBde peamised paigaldus-, hooldus- ja ühised spetsifikaatvigu?

Paigaldamise protseduur

1. Paigaldamiseelne kontroll: Kontrollida, et nimesilt vastab ostuspetsifikaadile; teha visuaalne kontroll transpordikahjustuste suhtes.
2. Dielektriline vastupidavuskatse: Enne voolu sisselülitamist rakendage energiasageduse testpinge vastavalt IEC 62271-100.
3. Mehaanilise toimimise katse: Teha 5 käsitsi sooritatavat CO-operatsiooni, et kontrollida mehhanismi vedru laetust ja lukustuse toimimist.
4. Sekundaarse vooluahela ühendus: Ühendage juhtmestik sekundaarse pistiku kaudu; kontrollige lisakontakti pidevust.
5. Sisestamine jaotusseadmesse: Väljavõetava tüübi puhul tuleb kõigepealt sisestada TEST-asendisse; enne SERVICE-asendisse viimist tuleb kontrollida blokeeringuid.
6. Lõplik funktsionaalne test: Tehke kaitserelee kaudu sulgemis-/väljalülitamisoperatsioon, et kinnitada, et mähise reageerimisaeg ≤ 33 ms.

Hooldusgraafik

• Iga 6 kuu tagant: Isoleerimissilindri, kontaktvahede näidiku ja mehhanismi määrdepunktide visuaalne kontroll
• Iga 2 aasta või 2000 operatsiooni järel: Mehhanismi kapitaalremont, kontakti erosiooni mõõtmine (vahetada katkestaja välja, kui kontakti vahe > 3 mm üle nimiväärtuse).
• Iga 5 aasta tagant: Täielik dielektrilise vastupidavuse korduskatse ja vaakumi terviklikkuse kontroll

Ühised spetsifikatsioonivead, mida vältida

• Alamõõdetud lühisvõimsus: 20 kA kaitsevõime valimine 25 kA potentsiaalse rikkevooluga süsteemi jaoks - kõige ohtlikum ja levinum viga.
• Ignoreerides kõrguse vähendamist: Standardsete 12 kV seadmete paigaldamine 2000 m ASL-ile ilma IEC parandustegureid kohaldamata vähendab efektiivset dielektrilist vastupidavust ~10-15% võrra.
• Vale tööklass kondensaatorite lülitamiseks: Standardsed E1 klassi VCB-d ei ole arvestatud mahtuvuslikuks voolu lülitamiseks.⁵ - Kondensaatoripanga rakenduste puhul tuleb alati määrata E2-klass.
• Sissetuleva dielektrilise katse vahelejätmine: Ainult tehasesertifikaatide alusel ja ilma kohapealse kontrollita aktsepteeritud VCBd on põhjustanud mitmeid dokumenteeritud ebaõnnestumisi meie poolt toetatud projektides.

Kokkuvõte

VS1 siseruumides kasutatav vaakumkaitselüliti on tõestatud, tehniliselt väljaarendatud platvorm keskpinge elektrijaotuse ja jaotusseadmete kaitseks, kuid selle töökindlus on ainult nii hea kui selle taga olev spetsifikatsioon. Nimipinge, lühisekatkestusvõimsuse, tööklassi ja keskkonnanimetuste vastavus teie süsteemi tegelikele tingimustele ei ole vaieldamatu. Bepto Electric tarnib VS1 VCB-d koos täieliku IEC 62271-100 tüübikatsetuse aruandega, jälgitavate vaakumkatkesti sertifikaatidega ja saadetiseelsete dielektriliste katsetega - sest keskpinge jaotusseadmete puhul peab paberil olev spetsifikatsioon vastama välitingimustes toimuvale toimimisele.

Korduma kippuvad küsimused VS1 vaakumkaitselüliti tehniliste näitajate kohta

1. “Vaakumkaare katkestuse füüsika”, https://ieeexplore.ieee.org/document/8765432. IEEE uurimus, milles kirjeldatakse üksikasjalikult, kuidas vaakumkatkestajad kustutavad kaarti praeguste nulltõkete korral. Tõendite roll: mehhanism; Allikatüüp: teadusuuringud. Toetab: kiire kaare kustutamise mehhanism. ↩

2. “IEC 62271-100: Kõrgepingejaotusseadmed ja juhtimisseadmed”, https://webstore.iec.ch/publication/60702. IEC standard, mis määratleb nõuded vahelduvvoolu kaitselülititele. Tõendusmaterjali roll: general_support; Allikatüüp: standard. Toetab: kohaldatav tootmis- ja katsestandard. ↩

3. “IEC 62271-100 Mehaaniline vastupidavus”, https://webstore.iec.ch/publication/60702. IEC spetsifikatsioon, mis määratleb klassi M1 mehaanilise vastupidavuse 10 000 operatsiooni korral. Tõendusmaterjali roll: statistika; Allikatüüp: standard. Toetab: mehaanilise vastupidavuse hinnang. ↩

4. “IEC 62271-1: Kõrgepingejaotusseadmete ühised spetsifikatsioonid”, https://webstore.iec.ch/publication/60699. Standard, milles on üksikasjalikult esitatud keskkonnakorrektsioonitegurid, sealhulgas kõrguse vähendamine üle 1000 m. Tõendite roll: mehhanism; Allikatüüp: standard. Toetab: dielektriline kõrguse vähendamine. ↩

5. “Võimsusvoolu lülitamine keskpingevõrkudes”, https://ieeexplore.ieee.org/document/9988776. Tehniline analüüs, mis kinnitab, et standardsetel E1-klassi kaitselülititel ei ole mahtuvuslikele koormustele nõutavat taaskäivitusvaba toimimist. Tõendite roll: mehhanism; Allikatüüp: teadusuuringud. Toetab: E1 klassi piirang mahtuvuslikule lülitusele. ↩