Middenspanningsschakelaars zijn de sleutel tot de veiligheid van het energiesysteem

In de kern van elk elektrisch energiesysteem liggen de onbekende bewakers van elektriciteitsoverdracht en -distributie.het uitvoeren van kritieke beschermingsfunctiesHet selecteren van de juiste schakelinstallatie is van het grootste belang om een veilige, betrouwbare en efficiënte werking van het elektriciteitssysteem te garanderen.Dit artikel onderzoekt de essentiële aspecten van de middenspanningsschakelingsapparatuur om een goed geïnformeerde besluitvorming te faciliteren..

Elektrische schakelaars zijn in wezen een geïntegreerde verzameling schakels, met inbegrip van schakelaars, zekers en schakelaars, die samenwerken om te beschermen, controleren,en isolatie van elektrische apparatuurDeze beschermende onderdelen zijn ondergebracht in metalen constructies, waarbij één of meer van deze samenstellingen een schakelingsinstallatie of -assemblage vormen.Schakelingen vinden een uitgebreide toepassing in elektriciteits- en distributiesystemenIn Noord-Amerika zijn de IEEE-normen van toepassing op elektrische schakelingen, terwijl de IEC-normen in Europa en andere wereldregio's de overhand hebben.

De primaire functie van elektrische schakelinstallaties is het verdelen van stroom naar verschillende delen van een installatie en de elektrische belastingen binnen die delen.het beschermt personeel en apparatuur door de stroom van het systeem binnen veilige operationele grenzen te houden.

Gasgeïsoleerde schakelingen (GIS) maken gebruik van afgesloten behuizingen gevuld met zwavelhexafluoride (SF6) gas of SF6 mengsels met andere isolerende gassen.installaties met een laag profielIn vergelijking met vergelijkbare met lucht geïsoleerde schakelaars maakt het gebruik van gasvormige isolatie een verminderde afstand tussen de onderbrekende componenten mogelijk.60 en C37.72De IEEE C37.20.9 norm voor gasgeïsoleerde schakelapparatuur werd in de zomer van 2019 gepubliceerd; daarvoor was GIS-apparatuur in overeenstemming met prestatienorm 62271 van de Internationale Elektrotechnische Commissie (IEC).

Definieerd door IEEE C37.20.3Metalen schakelingsapparatuur bevat schakelingsbeveiligingsapparatuur, met inbegrip van schakelaars, veiligheidsbeschermers en gesmolten schakelaars, samen met regel- en meetapparatuur.Deze onderdelen kunnen in gemeenschappelijke compartimenten worden geïnstalleerd zonder de afzonderlijke barrières of afscheiding die vereist zijn bij metalen schakelaars.Metalen schakelaars bedienen commerciële en vele industriële faciliteiten met een inkomende elektriciteit van meer dan 480/600 V.

Volgens IEEE C37.20.2, metalen schakelaars verwijst naar elektrische schakelaars met een gemiddelde spanning waarbij alle elektrische componenten inclusief inkomende bus, uitgaande bus, instrumentatie,en hoofdcircuitonderbrekers of -schakelaars zijn in aparte metalen compartimenten geplaatstDeze configuratie zorgt voor een verbeterde veiligheid, robuustheid en onderhouds-toegankelijkheid.metalen schakelaars met uittrekkende schakelaars voor vereenvoudigd onderhoud, waardoor het bijzonder geschikt is voor industriële installaties en voor elektriciteitsopwekking en -transmissie.

Definieerd door IEEE C37.74, is speciaal ontworpen voor ondergrondse distributiesystemen van 5 tot 38 kV die boven de grond moeten werken.en manipulatiebestendige constructieDeze eenheden zijn ideaal voor distributie, sectionalizering van voedingssystemen en circuitscherming.en het minimaliseren van storingen. Pad gemonteerde schakelaar kan tot zes manieren in een gemeenschappelijke geïsoleerde verzegelde tank, met isolatie opties waaronder lucht, SF6 gas, vloeistof, vaste-diëlektrische lucht technologie, en vaste materialen.

Ook gedefinieerd door IEEE C37.74, kluis- of ondergrondse schakelaars bedienen 15 tot 38 kV-distributiesystemen waarvoor het bedienen van de schakelaar vanuit een kluis- of ondergrondse locatie vereist is, ongeacht of de schakelaar droog of vatbaar is voor water.Deze configuratie maakt handmatige of met een relais bediende schakelaar vanaf het grondniveau mogelijkMet behulp van vacuümonderbrekers voor belastingbescherming en foutisolatie zijn onder andere SF6-gas, vaste-diëlektrische luchttechnologie en vaste materialen gebruikte isolatiemethoden.

• Type 1
• Type 2
• Type 2B
• Type 2C

Conventional electrical switchgear manufactured to IEEE (North America) or IEC (Europe and elsewhere) standards provides relatively safe environments for equipment and personnel during normal operationEchter, traditionele schakelingen zijn niet ontworpen om de enorme energie te weerstaan die vrijkomt bij elektrische storingen.Arc-resistant gecertificeerde schakelingsapparatuur is ontworpen om veilig arc-flash energie bevatten en omleiden weg van de operators, meestal door middel van onder druk geplaatste kamers die de energie naar veilige vrijlatingsgebieden leiden zonder personeel of apparatuur in gevaar te brengen.

ANSI/IEEE C37.20.7 definieert boogtestnormen, waarin twee toegankelijkheidsniveaus voor schakelinstallaties worden gespecificeerd.Aanvullende achtervoegsels omschrijven de boogprestaties tussen bedieningsruimtes en verticale secties van schakelapparatuur: het achtervoegsel B geeft aan dat bij normale werking deuren/dekels op ruimten worden geopend die specifiek zijn aangeduid als laagspanningsbesturingsruimten of instrumentruimten;Het achtervoegsel C vereist isolatie van interne boogfouten tussen alle aangrenzende compartimenten binnen de montage en rond de gehele omtrek.; het achtervoegsel D heeft betrekking op installaties waar bepaalde buitenste oppervlakken ontoegankelijk blijven en waarvoor geen ontwerp van type 2 vereist is.

Met afstandsbedieningsmechanismen kunnen operaties worden uitgevoerd zoals ontkoppelen, testen,en verbinding met metalen schakelstukken, schakelaars en hulpcompartimenten op afstanden van 25 tot 30 voet.

Mediumspanningsschakelaars bieden verschillende behuizingsopties die geschikt zijn voor zowel binnen- als buitentoepassingen.Buitenkamers zijn verkrijgbaar in zowel in- als niet-inloopconfiguraties voor bepaalde spanningsklassen.

De meeste middelspanningsschakelaars hebben voor installatie en onderhoud voor- en achtertoegang nodig.een aanzienlijke ruimtebesparing in vergelijking met conventionele schakelapparatuur.

Het isolatiemiddel verwijst naar de omgeving binnen schakelinstallatiebehuizingen die actieve componenten (zoals bussen, busbars, enz.) beschermt tegen toevallige boogfouten.Terwijl lucht de meest voorkomende isolatie vormtDe in de eerste plaats is het mogelijk om de elektrische isolatie te verbeteren door de afkoeling van de splijtstof en de afkoeling van de splijtstof.

• LuchtDe meest zuinige en meest voorkomende isolatie, maar met de laagste dielectrische sterkte eigenschappen, vereist fysiek grotere, robuuste apparatuur om boogeffecten te weerstaan.
• Gasisolatie- Biedt een aanzienlijk verbeterde dielectrische sterkte ten opzichte van lucht, waarbij zwavelhexafluoride (SF6) het meest voorkomende isolatiegas is voor schakelaars.Elektrische contacten zijn verzegeld in tanks onder druk met SF6-gas, waardoor de onderhoudsvereisten voor de contactoren worden geëlimineerd.
• Solid-dielectrische luchttechnologieGebruikt isolerende, niet-geleidende materialen om structuur en isolatie te bieden voor storingsonderbrekers, busbars en hoogspanningscomponenten in afgesloten tanks gevuld met lucht met een lage luchtvochtigheid.De combinatie van niet-geleidend materiaal en luchtgaten zorgt voor een laag dielektrisch verliesDe constructie van de tank op de dode voorzijde elimineert gedeeltelijke ontlading en leidt de storingstroom naar de grond.
• Vloeibare isolatie✓ Biedt verbeterde dielectrische eigenschappen boven lucht en koelende effecten.Onder de selectiecriteria vallen brandwerendheid en milieueffecten.

Onder onderbrekingsinrichtingen voor schakelaars die de stroomstroom onderbreken, vallen onder meer overstroombeschermingsinrichtingen (sluiters, schakelaars) en schakelaars:

• LuchtschakelaarsGebruik lucht als dielektrisch medium, dat doorgaans een lager onderbrekingsvermogen biedt dan olie- of vacuümschakelaars, maar een grotere economie en zichtbare ontkoppelingsmogelijkheid.
• Verstuiveringen Onderbreken van overmatige stroom door gesmolten draden of banden die zijn ontworpen voor specifieke tijd/temperatuur kenmerken.veiligheidsbeschermers worden vaak gekoppeld aan schakelaars om overstromingsbescherming te bieden en om een circuit te openen/sluiten.
• Olie-schakelaars¢ Schakelaars die ondergedompeld zijn in met olie gevulde behuizingen, die gewoonlijk worden gebruikt in schakelaars met padmontage waarbij olie-isolatie een compacte, laagprofielconstructie mogelijk maakt.
• Vacuümcircuitsluiters¢ Bevat boogonderbreking en -uitblussen in afgesloten vacuümflessen, waardoor een snelle boogverdoofing mogelijk is die de boogenergie vermindert.Deze apparaten kunnen hogere spanningsfouten onderbreken dan luchtcircuitsluiters met aanzienlijk verminderde ruimtebehoeften.
• Vacuümfoutonderbrekers Het heeft een dubbele functie als overstromingsbeschermingsinrichting en als schakelaar voor de belastingonderbreking, waardoor er geen behoefte meer is aan een afzonderlijke zekering/schakelaar.
• Vacuümschakelaars- Elektrische schakelaars waarbij binnen verzegelde vacuümflessen een stroomonderbreking optreedt, waardoor een snelle boogverwijdering mogelijk is.Deze ruimtezuinige schakelaars kunnen hogere spanningen onderbrengen dan lucht- of olieschakelaars.

Bij de keuze van een middenspanningsschakelinstallatie moeten deze kritieke elektrische parameters zorgvuldig worden overwogen:

een vermogen van meer dan 50 W;Deze rating geeft de maximale stroom aan die een overstroombeschermingsapparaat (meestal een vacuümsluiting) veilig kan onderbreken zonder zichzelf of de schakelaar te beschadigenDe maximum- en asymmetrische waarden zijn ook gebruikelijk voor beschermingsapparatuur tegen overstromingen bij middelspanning.Let op dat onderbrekingsclassificaties alleen van toepassing zijn op de werkelijke overstromingsbeschermingsinrichtingen die circuits onder storingsomstandigheden onderbreken., niet aan de schakelinstallatie zelf.Mediumspanningsvacuümcircuitsluiters bieden doorgaans onderbrekingswaarden variërend van 25 kAIC tot 63 kAIC symmetrisch (in IEC-apparatuur breekstroom genoemd).

Deze rating geeft de maximale stroom aan die het schakelapparaat veilig kan weerstaan (doorlaten) zonder schade te ondervinden.het waarborgen van de integriteit van de bus bij het geleiden van hoge stromen als gevolg van storingen stroomafwaarts. Upstream-schakelinstallaties moeten de door de schakelinstallatie doorlopende worst-case-stroom overschrijden tijdens downstream-fouten om schade aan upstream-apparatuur in het foutstroompad te voorkomen.typische kortcircuits (of bestandheids) waarden variëren van 25 kA tot 63 kA symmetrisch voor 2 seconden waardenEen alternatieve term is een kortcircuitsysteem of een kortcircuitsysteem.

Deze parameter geeft de maximale stroom aan die de hoofdoverstromingsbeschermingsinrichtingen en de hoofdbus van de schakelinstallatie continu kunnen doorvoeren zonder dat er sprake is van ontkoppeling of schade aan de apparatuur.Mediumspanningsschakelingen bieden doorgaans een continue stroom van 600A tot 4000A.

ANSI- en IEEE-normen definiëren deze spanningsclassificaties:

• Laagspanning: tot 600 V
• Mediumspanning: 600 V tot 69 kV
• Hoogspanning: 69 kV tot 230 kV

Terwijl ANSI/IEEE-normen ook extra-hoge en ultra-hoge spanningsklassen definiëren, heeft NEC 2014 de definitie van laagspanning uitgebreid tot maximaal 1.000 V.

Bijvoorbeeld, 15 kV schakelapparatuur (maximale spanning rating) meestal verschillende werkelijke spanningen zoals 12,47 kV, 13,2 kV, 13.8 kV en 14,4 kV.

Het selecteren van een geschikte middenspanningsschakelinstallatie is van fundamenteel belang voor de veiligheid, betrouwbaarheid en efficiëntie van het elektriciteitssysteem.en relevante normen, kunnen belanghebbenden weloverwogen beslissingen nemen bij het kiezen van optimale oplossingen voor hun elektrische systemen.milieuomstandigheden, en begrotingsbeperkingen, met professionele elektrotechnische consultatie aanbevolen om de geschiktheid op lange termijn te waarborgen.