Şalt Cihazlarında Yük Kesme İşlemi Nedir? Tanım, Örnekler ve Uygulamalar

Şalt Cihazlarında Yük Kesme İşlemi Nedir? Tanım, Örnekler ve Uygulamalar
Şalt Afişi
Şalt Cihazları

Giriş

Orta gerilim güç dağıtımında her anahtarlama olayı eşit değildir. Enerjisi kesilmiş bir baraya kapanan, yüksüz koşullarda açılan veya bir arıza akımını kesen bir şalt cihazı, her biri farklı elektriksel stres seviyeleri, kontak aşınması etkileri ve ekipman kapasitesi gereksinimleri olan temelde farklı işlemler gerçekleştirir. Tüm anahtarlama olaylarını eşdeğer olarak ele almak, yetersiz ekipmana, erken kontak arızasına ve tehlikeye atılmış ağ korumasına yol açan bir spesifikasyon hatasıdır.

Yük kesme işlemi, bir şalt cihazının normal çalışma akımı taşıyan bir devreyi kestiği özel anahtarlama olayıdır - arıza akımı değil, yüksüz akım değil, tam sistem voltajı altında nominal yük akımı - ve hangi cihazların yük kesme görevi için derecelendirildiğini, kontaklarının nasıl tasarlandığını ve elektriksel dayanıklılık sınıflarının IEC 62271 kapsamında nasıl sınıflandırıldığını belirleyen bu kesin tanımdır.

OG dağıtım sistemlerini tasarlayan elektrik mühendisleri ve şalt cihazlarını belirleyen satın alma yöneticileri için yük kesme işlemi tanımı, yük kesme anahtarlarını ve devre kesicileri ayırıcılardan ve izolatörlerden ayıran sınır koşuludur - yanlış anlaşıldığında felaket anahtarlama arızalarına, tahrip olmuş kontaklara ve personel güvenliği olaylarına neden olan bir sınır.

Bu makale, IEC tanımları ve elektrik fiziğinden cihaz seçimine, uygulama senaryolarına ve AIS, GIS ve SIS şalt tiplerinde bakım uygulamalarına kadar OG şalt cihazlarında yük kesme işlemleri için eksiksiz bir teknik referans sağlar.

İçindekiler

Yük Kırma İşlemi Nedir ve IEC Standartları Kapsamında Tam Olarak Nasıl Tanımlanır?

Akım, gerilim, güç faktörü ve ark sönme gereksinimleri dahil olmak üzere başarılı bir yük kesme işlemi için IEC tarafından tanımlanan koşullara ilişkin görsel bir kılavuz.
IEC Yük Kesme İşleminin Kesin Parametrelerinin Tanımlanması

Bir yük kesme işlemi IEC 62271-100 kapsamında tanımlanmıştır ve IEC 62271-1031 Bir cihazın, nominal normal akımında (In) veya altında akım taşırken, tam nominal sistem voltajı altında, ortaya çıkan arkın cihazın nominal ark söndürme kapasitesi dahilinde söndürüleceği beklentisiyle kontakları ayırdığı bir anahtarlama işlemi olarak - devreyi açık, tamamen yalıtılmış bir duruma geri getirir.

Hassas IEC Tanım Bileşenleri

Yük kırma işleminin IEC tanımı, işlemin nominal yük kırma olayı olarak nitelendirilmesi için hepsinin mevcut olması gereken dört eşzamanlı koşulu kapsar:

1. Akım Büyüklüğü - Nominal Normal Akımda veya Altında (In):
Kontak ayrılma anındaki devre akımı cihazın nominal normal akımını aşmamalıdır. 630A dereceli bir yük kesme anahtarı için, 630A veya altındaki herhangi bir kesinti yük kesme işlemi olarak nitelendirilir. In üzerindeki kesintiler - ister aşırı yük ister arıza nedeniyle olsun - farklı kapasite gereksinimleri olan farklı bir görev kategorisidir.

2. Güç Faktörü - Nominal Test Güç Faktörü dahilinde:
IEC 62271-103, yük kırma işlemleri için test güç faktörlerini belirtir:

  • Ağırlıklı olarak endüktif yük: cos φ = 0,3-0,7 (motor yükleri, transformatör mıknatıslama akımı)
  • Ağırlıklı olarak dirençli yük: cos φ = 0.7-1.0 (dirençli ısıtma, aydınlatma)
  • Kapasitif yük: IEC 62271-100 Ek G uyarınca ayrı test sırası (kablo şarjı, kapasitör bankaları)

Bu güç faktörü2 Ark sönmesi anında akım sıfır ve gerilim tepe noktası arasındaki faz ilişkisini belirler - bu da doğrudan ark sönmesinin şiddetini yönetir. geçici toparlanma gerilimi3 (TRV) gerilimi ark sönmesinden hemen sonra temas boşluğu üzerinde.

3. Sistem Gerilimi - Nominal Gerilimde:
Tam nominal sistem gerilimi, geçici toparlanma gerilimi (TRV) olarak ark sönmesinden hemen sonra kontak boşluğu boyunca görünür. Düşük gerilimde bir yük kesme işlemi nominal test koşulu değildir - cihazlar nominal gerilimde tam TRV'ye dayanabilmelidir.

4. Ark Sönmesi - Cihazın Nominal Kapasitesi Dahilinde:
Kontak ayrılmasıyla oluşan ark, cihazın nominal ark söndürme ortamı (hava, SF6 veya vakum) kullanılarak birinci veya ikinci akım sıfır geçişi içinde söndürülmelidir. Bu süre içinde söndürülmemesi, başarısız bir yük kesme işlemi anlamına gelir.

Yük Kesme İşlemleri ve Diğer Anahtarlama Olay Türleri

Yük kırma işlemlerinin anlaşılması, bitişik anahtarlama olayı kategorilerinden kesin bir ayrım yapılmasını gerektirir:

Anahtarlama EtkinliğiMevcut SeviyeGerilim MevcutArk OluşturulduCihaz Gerekli
Yüksüz anahtarlama (izolasyon)0A (yüksüz)EvetMinimalAyırıcı / İzolatör
Yük kırma işlemi≤ In (normal yük)EvetOrta düzeydeLBS / Devre Kesici
Aşırı yük anahtarlamaIn ila ~6× InEvetŞiddetliDevre Kesici
Kısa devre kesmeIsc'ye kadar (hata)EvetAşırıYalnızca Devre Kesici
Hata üzerine yapmak0 → Ipeak (hata)EvetAşırıYalnızca Devre Kesici
Kapasitif anahtarlamaKüçük öncü akımEvetYüksek TRV stresiNominal CB veya LBS
Endüktif anahtarlamaKüçük gecikmeli akımEvetYüksek TRV stresiNominal CB veya LBS

Özel Yük Kırma İşlem Kategorileri

IEC 62271, standart dirençli/endüktif yük kırmanın ötesinde, farklı elektriksel stresler uygulayan birkaç özel yük kırma işlemi kategorisi tanımlar:

Kablo Şarj Akım Anahtarlama:
Yüksüz OG kablolarının kapasitif şarj akımının kesilmesi (tipik olarak 1-50A öncü akım). Akım büyüklüğü düşük olmasına rağmen, kapasitif güç faktörü, görünürde söndükten sonra arkı yeniden tetikleyebilen hızlı voltaj yükselme oranına (RRRV) sahip ciddi bir TRV üretir. Cihazlar özellikle aşağıdakiler için derecelendirilmelidir kapasitif akım anahtarlama4 IEC 62271-100 Ek G uyarınca.

Transformatör Mıknatıslanma Akımı Anahtarlama:
Yüksüz transformatörlerin endüktif mıknatıslama akımının kesilmesi (tipik olarak 0,5-5A gecikmeli akım). Yüksek endüktif güç faktörü, yüksek frekanslı akım kesilmesi ve gerilim yükselmesi (sanal akım kesilmesi) üreterek 3-5× nominal gerilimde aşırı gerilimler oluşturabilir ve potansiyel olarak transformatör yalıtımına zarar verebilir. Cihazlar transformatör mıknatıslama akımı anahtarlaması için derecelendirilmelidir.

Döngü Değiştirme:
Anahtarlama cihazından geçen akımın dolaşımdaki döngü akımı (tipik olarak 10-200A) olduğu bir halka dağıtım şebekesinde normalde kapalı bir döngünün açılması. Döngü anahtarlama standart bir yük kesme işlemidir, ancak cihazın kurulum noktasındaki belirli döngü akımı büyüklüğü için derecelendirilmesini gerektirir.

Cihaz Türüne Göre Nominal Yük-Kırılma Akımı Özeti:

Cihaz TipiNominal Yük-Kırılma AkımıIEC StandardıÖzel Görevler
Yük Ayırma Anahtarı (LBS)Nominal Girişe kadar (400A-1250A)IEC 62271-103Döngü, kablo şarjı
Vakumlu Devre Kesici (VCB)Nominal Girişe kadar (630A-4000A)IEC 62271-100Tüm özel görevler
SF6 Devre KesiciNominal Girişe kadar (630A-4000A)IEC 62271-100Tüm özel görevler
Ayırıcı / İzolatör0A (yük kırma özelliği yok)IEC 62271-102Hiçbiri
Topraklama Anahtarı0A (yük kırma özelliği yok)IEC 62271-102Hiçbiri

Yük Kırma İşlemleri AIS, GIS ve SIS Tipleri Arasında Şalt Kontaklarını Nasıl Zorlar?

Yük kırma işlemleri sırasında Hava, SF6 ve Vakum şalt teknolojileri arasındaki ark enerjisi, temas erozyonu ve geçici toparlanma gerilimi (TRV) stres seviyelerini karşılaştıran teknik bir karşılaştırma görüntüsü.
Şalt Cihazlarında Yük Kırma Çalışma Gerilmelerinin Teknik Karşılaştırması

Bir yük kesme işlemi sırasında şalt kontaklarına uygulanan elektriksel stres, birbiriyle etkileşim halinde olan üç değişkenin bir fonksiyonudur: kontak ayrılması sırasında üretilen ark enerjisi, ark söndükten sonra geçici geri kazanım voltajı (TRV) stresi ve cihazın çalışma ömrü boyunca kümülatif kontak erozyon oranı. Her şalt tipi, ark söndürme ortamına ve kontak tasarımına bağlı olarak bu gerilimlere farklı tepki verir.

Yük Kırma İşlemleri Sırasında Ark Enerjisi

Bu ark enerjisi5 Yük kesme işlemi başına ark süresi ve ark gerilimi tarafından belirlenir:

Earc=Varc×Iload×tarcE_{arc} = V_{arc} \times I_{load} \times t_{arc}

Nerede IloadI_{load} kesinti sırasındaki yük akımıdır,VarcV_{arc} ark gerilimidir (ortama bağlı) ve tarct_{arc} sönmeye kadar geçen yay süresidir.

630A yük kesme işlemi için:

  • AIS (hava ark oluğu): tarct_{arc}= 20-60 ms (1-3 döngü);EarcE_{arc} = 500-2,000J
  • GIS (SF6 puffer): tarct_{arc}= 8-20 ms (< 1 döngü);EarcE_{arc} = 100-500J
  • SIS (vakum): tarct_{arc}= 2-10 ms (< 0,5 döngü);EarcE_{arc} = 20-100J

Yük kesme işlemi başına ark enerjisindeki bu 10-100 kat fark, vakumlu kesicilerin standart bir tasarım sonucu olarak neden E2 elektrik dayanıklılığına (anahtarlar için 1.000 yük kesme işlemi; devre kesiciler için 10.000) ulaştığını doğrudan açıklarken, hava ark oluğu tasarımlarının E2 sınıfına ulaşmak için gelişmiş temas malzemeleri gerektirdiğini açıklar.

Yük Kesme İşlemlerinden Sonra Geçici Toparlanma Gerilimi (TRV)

Bir yük kesme işleminde ark söndükten hemen sonra, tam sistem gerilimi geçici kurtarma gerilimi olarak kontak boşluğu boyunca yeniden ortaya çıkar. TRV dalga biçimi şu şekilde karakterize edilir:

  • Tepe TRV gerilimi (Uc): Terminal arızaları için tipik olarak 1,4-1,7 kat nominal faz gerilimi; yük kesme işlemleri için daha düşük
  • Geri kazanım geriliminin yükselme hızı (RRRV): kV/μs - sönmeden sonra boşluk boyunca voltajın oluşma hızı
  • TRV frekansı: Bağlı devrenin LC karakteristikleri tarafından belirlenir

Kontak boşluğu, TRV'nin yükselmesinden daha hızlı bir şekilde yeterli dielektrik gücünü geri kazanmalıdır - boşluk dielektrik geri kazanım oranı RRRV'nin altına düşerse, ark yeniden vurur ve yük kesme işlemi başarısız olur. Ark söndürme ortamı seçiminin kritik olmasının nedeni budur: vakum mikrosaniyeler içinde, SF6 milisaniyeler içinde ve hava onlarca milisaniye içinde dielektrik geri kazanımı sağlar.

Şalt Tipine Göre Yük Kırma Çalışma Gerilimi Karşılaştırması

Stres ParametresiAIS (Hava)CBS (SF6)SIS (Vakum)
Op başına Ark Enerjisi (630A)500-2,000J100-500J20-100J
Ark Süresi1-3 döngü< 1 döngü< 0,5 döngü
Dielektrik Geri Kazanım OranıYavaş (ms aralığı)Hızlı (ms aralığı)Çok Hızlı (μs aralığı)
TRV Yeniden Grev RiskiOrta düzeydeDüşükÇok Düşük
Op Başına Temas Erozyonu2-10 mg0,5-3 mg< 0,5 mg
E2 Sınıfı UlaşılabilirlikMümkün (geliştirilmiş tasarım)StandartDoğal
Özel Görev YeteneğiSınırlıTamTam

Müşteri Vakası: Kapasitif Anahtarlama Görevinde Yük Kırma Arızası

Bir Avrupa şehrinde 12kV yeraltı kablo şebekesini yöneten bir kamu kuruluşunun satın alma müdürü, fider anahtarlama panellerinde meydana gelen bir dizi yük kırılma arızasının ardından Bepto ile iletişime geçti. Görünürde söndükten sonra arkın yeniden çarpması ve ardından temas kaynağı ile karakterize edilen arızalar, kablo şarj akımının yaklaşık 12A öncü (kapasitif) olduğu kablo fider anahtarlama işlemlerinde meydana geliyordu.

Yapılan incelemede, kurulu LBS panellerinin standart endüktif yük kesme görevi için derecelendirildiği, ancak IEC 62271-100 Ek G uyarınca kapasitif akım anahtarlama için test edilmediği veya derecelendirilmediği ortaya çıktı. Kapasitif güç faktörü, hava ark kanalının dielektrik geri kazanım oranını aşan RRRV ile ciddi bir TRV üretti ve her kablo enerjilendirme işleminde sürekli ark yeniden çarpmasına neden oldu.

Etkilenen paneller Bepto'nun kapasitif akım anahtarlama için derecelendirilmiş vakumlu devre kesicileri içeren SIS şalt sistemi ile değiştirildikten sonra, kamu hizmeti, takip eden 18 ay boyunca 240 kablo anahtarlama işleminde sıfır yeniden çarpma olayını doğruladı. Vakumlu kesicinin mikrosaniyelik dielektrik geri kazanım oranı, hava ark şutu tasarımının sağlayamadığı kapasitif TRV'ye karşı marjı sağlamıştır.

Şalt Uygulamanız için Yük Kırma Kapasitesi Nasıl Doğru Belirlenir?

Etkileşimli veri görselleştirmeleri ile akış şeması şeklinde görsel bir spesifikasyon kılavuzu, yük kesme kapasitesini doğru bir şekilde tanımlama sürecini dört adıma ayırır: anahtarlama olaylarını karakterize etme, TRV gereksinimlerini tanımlama, cihaz tipi ve dayanıklılık sınıfını eşleştirme ve uyumluluk için doğru IEC ve GB standartlarını seçme. Görselde belirli standart referansları (IEC 62271-100, -103, vb.) ve açıklayıcı dalga formları bulunmaktadır.
IEC Standartlarına Göre Orta Gerilim Şalt Cihazları için Yük Kırma Kapasitesini Belirlemeye Yönelik Sistematik Kılavuz

Yük kesme kapasitesinin doğru bir şekilde belirlenmesi, cihazın hizmet ömrü boyunca gerçekleştireceği her anahtarlama olayının sistematik bir şekilde karakterize edilmesini gerektirir - sadece nominal normal akım değil, aynı zamanda güç faktörü, özel görev kategorileri ve belirli kurulum noktasındaki TRV ortamı.

Adım 1: Tüm Anahtarlama Olaylarını Karakterize Edin

Cihazın gerçekleştireceği her anahtarlama olayı türünü belgeleyin:

  • Normal yük anahtarlama: Akım büyüklüğü (A), güç faktörü (cos φ), frekans (operasyon/yıl)
  • Kablo şarj değiştirme: Kablo uzunluğu ve şarj akımı (A leading); IEC 62271-100 Ek G derecelendirmesini belirtin
  • Transformatör mıknatıslama anahtarlaması: Transformatör değeri (kVA) ve mıknatıslama akımı (A gecikmeli); mıknatıslama akımı anahtarlama değerini belirtin
  • Döngü değiştirme: Döngü akımı büyüklüğü (A) ve sistem yapılandırması (açık halka / kapalı halka)
  • Kondansatör bankası anahtarlama: Banka değeri (kVAr) ve ani akım özellikleri; kapasitör bankası anahtarlama değerini belirtin
  • Motor anahtarlama: Motor değeri (kW) ve başlatma akımı özellikleri; varsa faz dışı anahtarlama değerini belirtin

Adım 2: TRV Gereksinimlerini Tanımlayın

  • Muhtemel TRV'yi hesaplayın: Kurulum noktasındaki TRV tepe gerilimini (Uc) ve RRRV'yi hesaplamak için sistem kısa devre empedansını ve bağlı kablo/transformatör parametrelerini kullanın
  • Cihazın TRV özelliğini doğrulayın: IEC 62271-100 Tablo 1 uyarınca belirtilen şalt cihazının nominal TRV zarfının kurulum noktasındaki olası TRV'yi kapsadığını onaylayın
  • Özel TRV koşulları: Kapasitif anahtarlama ve transformatör mıknatıslama anahtarlaması, standart terminal hatası TRV zarflarını aşan TRV dalga formları oluşturur - belirli görev değerlerini doğrulayın

Adım 3: Cihaz Tipini ve Dayanıklılık Sınıfını Seçin

Anahtarlama olayı profilini uygun cihaz tipi ve dayanıklılık sınıfı ile eşleştirin:

  • Sadece standart endüktif/rezistif yük anahtarlama: IEC 62271-103 uyarınca uygun E1 veya E2 sınıfı ile derecelendirilmiş LBS
  • Kapasitif, mıknatıslama veya döngü anahtarlama dahildir: IEC 62271-100 uyarınca derecelendirilmiş ve özel görev değerleri beyan edilmiş devre kesici (VCB veya SF6 CB)
  • Yüksek anahtarlama frekansı (> 100 işlem/yıl): E2 sınıfı zorunludur; en düşük temas erozyonu oranı için vakumlu kesici tercih edilir
  • Karışık görev (yük kesme + arıza kesme): E2 elektriksel dayanıklılık ve M2 mekanik dayanıklılık kombinasyonuna sahip devre kesici; tip testi sertifikasında her iki görev döngüsünü de doğrulayın

Adım 4: Standartları ve Sertifikaları Eşleştirin

  • IEC 62271-100: Devre kesici yük kesme ve arıza kesme kapasitesi - özel görev değerleri dahil (kapasitif, mıknatıslama, döngü)
  • IEC 62271-103: AC şalter yük kırma kapasitesi - standart endüktif/dirençli görev; döngü anahtarlama derecesi
  • IEC 62271-200: Metal muhafazalı şalt tertibatı - sadece anahtarlama elemanının değil, tüm tertibatın yük kırma kapasitesi
  • IEC 62271-1: Ortak özellikler - TRV gereksinimleri ve nominal gerilim/akım tanımları
  • GB/T 3804 / GB/T 11022: YG şalterleri ve şalt tertibatları için Çin ulusal standartları

Yük Kırma Görev Türüne Göre Uygulama Senaryoları

  • Kentsel Kablo Ağı Besleyici Anahtarlama: Kapasitif akım anahtarlama derecesine sahip VCB veya SF6 CB; sık kablo enerjilendirme işlemleri için E2 sınıfı
  • Halka Ana Ünite Döngü Anahtarlama: IEC 62271-103 uyarınca döngü anahtarlama derecesine sahip LBS; günlük yük aktarım işlemleri için E2 sınıfı
  • Endüstriyel Transformatör YG Anahtarlama: Transformatör mıknatıslama akımı anahtarlama derecesine sahip LBS veya VCB; seyrek anahtarlama için E1 sınıfı
  • Kondansatör Bankası Anahtarlama: IEC 62271-100 Ek G uyarınca özel kondansatör bankası anahtarlama VCB; özel ani akım sınırlama reaktörü gerekebilir
  • Güneş Enerjisi Çiftliği OG Toplama Anahtarlaması: Kablo şarjı ve transformatör mıknatıslama değerlerine sahip VCB; günlük ışınım odaklı operasyonlar için E2/M2 sınıfı
  • Motor Besleyici OG Anahtarlama: Faz dışı anahtarlama değerine sahip VCB; günlük motor çalıştırma/durdurma işlemleri için E2 sınıfı

Yaygın Yük Kırma İşlemi Arızaları ve Bakım Gereksinimleri Nelerdir?

OG şalt cihazları için yük kesme işlemi arızalarının ve bakımının görsel bir özeti. Devreye alma öncesi kontrolleri, yeniden grev ve kaynak gibi arıza modlarını ve IEC standartlarına göre bakım programlarını gösterir.
Yük Kırma Operasyonu Arızaları ve Bakım - Teknik Genel Bakış

Yük kesme işlemi arızaları, OG şalt cihazlarında en çok zarar veren olaylar arasındadır - sürekli bir arkın yıkıcı enerjisi ile başarısız bir anahtarlama işleminin mekanik stresini birleştirir. Her bir yük kesme görev tipine özgü arıza modlarının anlaşılması, proaktif spesifikasyon, devreye alma doğrulaması ve bakım planlamasına olanak sağlar.

Devreye Alma Öncesi Yük Kırma Doğrulama Kontrol Listesi

  1. Tüm Anahtarlama Olaylarına Karşı Yük Kırma Değerini Doğrulayın - Kurulum noktasında cihazın nominal yük kesme akımının ≥ maksimum yük akımı olduğunu doğrulayın; özel görev değerlerinin (kapasitif, mıknatıslama, döngü) tanımlanan tüm anahtarlama olayı türleriyle eşleştiğini doğrulayın
  2. TRV Kapasitesini Onaylayın - IEC 62271-100 uyarınca cihaz TRV zarfının tüm anahtarlama olayı türleri için kurulum noktasında hesaplanan olası TRV'yi kapsadığını doğrulayın
  3. Kontak Boşluğu Ayarını Kontrol Edin - Kontak boşluğunun üretici spesifikasyonu dahilinde olduğunu doğrulayın; yetersiz boşluk yük kırılması ark sönmesinden sonra TRV dayanımını azaltır
  4. Ark Söndürme Ortamını Doğrulayın - GIS için: ilk yük kırma işleminden önce SF6 basıncının nominal dolum basıncında olduğunu doğrulayın; SIS için: tüm kesicilerde vakum hi-pot testi yapın
  5. Önce Düşük Akımda Test Edin - Mümkünse, tam nominal akım anahtarlamasından önce düşük yükte ilk yük kesme işlemlerini gerçekleştirin; temel çalışma süresini ve ark davranışını belirler
  6. Temel Temas Direncini Kaydedin - İlk yük kesme işleminden önce kontak direncini ölçün ve kaydedin (< 100 μΩ); işlem sonrası karşılaştırma anormal ark erozyonunu tespit eder

Yük Kırma İşlemi Arıza Modları

Yok Oluştan Sonra Ark Yeniden Saldırı:
En yaygın yük kırılması arıza modu - ark sıfır akımda söner, ancak TRV kontak boşluğu boyunca dielektrik mukavemetinin geri kazanılmasından daha hızlı oluştuğu için yeniden ateşlenir. Yeniden çarpma, orijinalinden daha yüksek enerjili ikinci bir ark oluşturarak ciddi temas hasarına ve potansiyel temas kaynağına neden olur. Birincil nedenler:

  • Nominal kapasitif anahtarlama kapasitesi olmadan kapasitif anahtarlama
  • SF6 basıncı minimum işlevsel seviyenin altında (GIS)
  • Vakum kesici bozulması (SIS)
  • Yetersiz temas boşluğu (tüm tipler)

Temas Kaynağı:
Yüksek akımlı yapım işlemleri veya şiddetli ark yeniden çarpma olayları anlık kontak yüzeyi füzyonuna neden olabilir. Kaynaklı kontaklar bir sonraki açma komutunda açılmaz - arıza izolasyonunu engellediği için en tehlikeli yük kesme arıza modudur. Birincil nedenler:

  • Tespit edilmemiş bir arıza üzerine yapma (yük kırma yapma değerini aşma)
  • Temas yüzeyleri temasa yakın konumdayken ark yeniden çarpması
  • Kontak malzemesi belirli ark söndürme ortamı için optimize edilmemiştir

Tamamlanmamış Ark Yok Oluşu (Sürekli Ark):
Ark, herhangi bir akım sıfır geçişinde sönmez ve kontak tertibatını, ark kanalını ve çevresindeki yalıtımı aşamalı olarak tahrip eden iletken bir plazma kanalını sürdürür. Kapalı şalt cihazında, sürekli bir ark aşırı basınç ve sıcaklık üreterek dahili bir ark arızasını tetikler. Birincil nedenler:

  • Nominal yük kırma kapasitesini aşan akım (aşırı yük veya arıza akımı)
  • Ark söndürme ortamı arızası (SF6 sızıntısı, vakum kaybı)
  • Kontak yolu yeterli ark gerilimi oluşturmak için yetersiz

Yük Ayırıcı Şalt Cihazları için Bakım Programı

TetikleyiciEylemStandart Referans
YıllıkKontak direnci ölçümü; işlem sayısı incelemesiIEC 62271-100
100 yük kırma işlemi başına (E1)Temaslı görsel inceleme; ark erozyonu değerlendirmesiÜretici protokolü
500 yük kırma operasyonu başına (E2)Temas direnci eğilimi; ark oluğu / gaz / vakum kontrolüIEC 62271-100
Hata kırma işlemi başınaAnında temas denetimi; ark söndürme ortamı kontrolüIEC 62271-100
Temas direnci > 150 μΩTemas yüzeyinin durumunu araştırın; değişimi planlayınIEC 62271-100
E1 / E2 sınırındaHizmete devam etmeden önce zorunlu temas değerlendirmesiIEC 62271-100/103

Yaygın Spesifikasyon ve Operasyonel Hatalar

  • Yük kesme görevi için bir ayırıcı kullanma - ayırıcılar sıfır yük kesme kapasitesine sahiptir; yük akımı altında bir ayırıcıyı açmaya çalışmak, cihazı tahrip eden ve personeli tehlikeye atan sürekli kontrolsüz bir ark oluşturur
  • Ek G derecelendirmesi olmadan kapasitif anahtarlama için LBS belirtilmesi - standart LBS yük kesme değerleri kapasitif TRV'yi kapsamaz; kablo besleyici uygulamaları için her zaman özel kapasitif anahtarlama kapasitesini doğrulayın
  • Yük kırma spesifikasyonunda güç faktörünün göz ardı edilmesi - 630A dirençli yük kırma için derecelendirilmiş bir cihaz, tip testinde güç faktörü düzeltmesi doğrulanmazsa 630A endüktif yük kırma görevinde başarısız olabilir
  • SF6 minimum işlevsel basıncının altında çalışma - GIS yük kırma kapasitesi doğrudan SF6 basıncına bağlıdır; minimum basıncın altında ark sönmesi başarısız olur ve temas kaynağı olasıdır

Sonuç

Yük kesme işlemleri, orta gerilim şalt sisteminin tanımlayıcı elektriksel görevini temsil eder - tam sistem gerilimi altında akım kesintisinin kontakları zorlayan, dielektrik geri kazanımını zorlayan ve her işlemde elektriksel dayanıklılık sınıfı izinlerini tüketen arklar oluşturduğu belirli anahtarlama olayları. Yük kesme görev profilinin (akım büyüklüğü, güç faktörü, özel görev kategorileri, TRV ortamı ve anahtarlama frekansı) hassas bir şekilde tanımlanması, her güvenilir OG şalt cihazı spesifikasyonunun teknik temelini oluşturur.

Cihazınızın gerçekleştireceği her anahtarlama olayını tanımlayın, özel kategoriler de dahil olmak üzere tüm görev türlerine karşı yük kesme değerlerini doğrulayın ve bir yük kesme anahtarının işini asla bir ayırıcıdan istemeyin - çünkü orta gerilim anahtarlamada, nominal bir yük kesme işlemi ile nominal olmayan bir işlem arasındaki fark, kontrollü bir anahtarlama olayı ile katastrofik bir ark hatası arasındaki farktır.

Şalt Cihazlarında Yük Ayırma İşlemleri Hakkında SSS

S: Orta gerilim şalt cihazlarında bir yük kesme işlemini yüksüz anahtarlama işleminden tam olarak ayıran nedir?

A: Bir yük kesme işlemi, tam sistem gerilimi altında nominal normal akımda (In) veya altında akımı keserek aktif söndürme gerektiren bir ark oluşturur. Yüksüz anahtarlama, önemli bir ark oluşmayan enerjisiz veya ihmal edilebilir akımlı bir devre açar - cihazdan ark söndürme özelliği gerektirmez.

S: Bir yük kesme anahtarı neden yük kesme işlemlerini gerçekleştirebilirken kısa devre kesme işlemlerini gerçekleştiremez?

A: Bir LBS ark söndürme sistemi, nominal normal akıma (In) karşılık gelen ark enerjisi seviyeleri için tasarlanmış ve tip testine tabi tutulmuştur. Kısa devre arıza akımı, LBS kontak ve ark oluğu tasarım limitlerini aşarak 100-1.000 kat daha yüksek ark enerjisi üretir - yalnızca devre kesiciler arıza akımı kesintisi için tasarlanmış ve derecelendirilmiştir.

S: Kapasitif akım anahtarlamasını standart endüktif yük anahtarlamasından daha zorlu bir yük kesme görevi haline getiren nedir?

A: Kapasitif anahtarlama, ark söndükten hemen sonra hızlı voltaj yükselme oranına (RRRV) sahip ciddi bir TRV oluşturan bir öncü akım üretir. Kontak boşluğu dielektrik geri kazanım hızı RRRV'den daha yavaşsa, ark yeniden oluşur - standart yük kesme kapasitesinin ötesinde IEC 62271-100 Ek G uyarınca özel kapasitif anahtarlama değerleri gerektirir.

S: Yük kırma işlemlerinin sayısı IEC 62271-103'teki elektriksel dayanıklılık sınıfı E1 ve E2 ile nasıl ilişkilidir?

A: IEC 62271-103, E1 sınıfını minimum 100 nominal yük kırma işlemi ve E2 sınıfını minimum 1.000 işlem olarak tanımlar - her ikisi de E2 sırasında temas bakımı olmadan nominal akımda tip testi ile doğrulanır. Sınıf, cihazın tasarım ömrü boyunca beklenen toplam yük kırma işlemleriyle eşleşmelidir.

S: GIS şalt cihazında minimum işlevsel seviyenin altında SF6 gaz basıncı ile bir yük kesme işlemi gerçekleştirmenin sonucu nedir?

A: Minimum SF6 basıncının altında, gaz patlama hızı ve elektronegatiflik, yük kırılma arkını sıfır akımında söndürmek için yetersizdir. Ark yeniden vurur, devam eder ve kontak tertibatını hızla tahrip eder - potansiyel olarak kapalı GIS bölmesinde yıkıcı yapısal ve güvenlik sonuçları olan bir iç ark hatasını tetikler.

  1. Alternatif akım anahtarları ve 1 kV üzerindeki nominal gerilimler için anahtar ayırıcılar için uluslararası standarda bakın.

  2. Gerçek ve görünür güç arasındaki ilişkiyi ve bunun devre kesintisi üzerindeki etkisini anlamak.

  3. Ark sönmesi üzerine bir anahtarlama cihazının kontakları boyunca ortaya çıkan gerilim hakkında bilgi edinin.

  4. Güç şebekelerindeki kapasitif yüklerin anahtarlanması ile ilgili özel teknik gereksinimleri ve stresleri analiz eder.

  5. Akım taşıyan kontakların ayrılması sırasında bir elektrik arkı tarafından üretilen termal enerjiyi keşfedin.

İlgili

Jack Bepto

Merhaba, ben Jack, güç dağıtımı ve orta gerilim sistemlerinde 12 yılı aşkın deneyime sahip bir elektrikli ekipman uzmanıyım. Bepto electric aracılığıyla, şalt cihazları, yük ayırma anahtarları, vakumlu devre kesiciler, ayırıcılar ve alet transformatörleri dahil olmak üzere temel elektrik şebekesi bileşenleri hakkında pratik bilgiler ve teknik bilgiler paylaşıyorum. Platform, mühendislerin ve sektör profesyonellerinin elektrikli ekipmanları ve güç sistemi altyapısını daha iyi anlamalarına yardımcı olmak için bu ürünleri görseller ve teknik açıklamalarla yapılandırılmış kategoriler halinde düzenliyor.

Bana şu adresten ulaşabilirsiniz [email protected] elektrikli ekipman veya güç sistemi uygulamaları ile ilgili sorularınız için.

İçindekiler
Form İletişim
🔒 Bilgileriniz güvenli ve şifrelidir.