Switchgear Tegangan Menengah Kunci Keamanan Sistem Listrik

Di inti setiap sistem listrik terletak penjaga yang tidak dikenal dari transmisi dan distribusi daya ∙ switchgear. komponen canggih ini berfungsi sebagai penjaga pelindung,melakukan fungsi penting untuk perlindungan, kontrol, dan isolasi dalam jaringan listrik. Pemilihan switchgear yang tepat sangat penting untuk memastikan operasi sistem listrik yang aman, andal, dan efisien.Artikel ini memeriksa aspek penting dari switchgear tegangan menengah untuk memfasilitasi pengambilan keputusan yang tepat.

Perangkat switch listrik pada dasarnya merupakan rangkaian terpadu dari perangkat perlindungan sirkuit, termasuk pemutus sirkuit, sekring, dan saklar, bekerja secara kolektif untuk melindungi, mengendalikan,dan mengisolasi peralatan listrikKomponen-komponen pelindung ini ditempatkan dalam struktur logam, dengan satu atau lebih kumpulan semacam itu yang merupakan lineup switchgear atau assembly.Switchgear menemukan aplikasi luas dalam sistem transmisi dan distribusi utilitasSementara standar IEEE mengatur switchgear listrik di Amerika Utara, standar IEC berlaku di Eropa dan wilayah global lainnya.

Fungsi utama dari switchgear listrik melibatkan distribusi daya ke berbagai bagian dari fasilitas dan beban listrik dalam bagian-bagian tersebut.melindungi personel dan peralatan dengan menjaga arus sistem dalam batas operasi yang aman.

Perangkat pemisah terisolasi gas (GIS) menggunakan kandang tertutup yang diisi dengan gas sulfur hexafluoride (SF6) atau campuran SF6 dengan gas isolasi lainnya.instalasi profil rendahDibandingkan dengan peralatan pemisah terisolasi udara yang sama, penggunaan isolasi gas memungkinkan jarak yang lebih kecil antara komponen yang mengganggu arus.60 dan C37.72IEEE C37.20.9 standar untuk switchgear terisolasi gas diterbitkan pada musim panas 2019; sebelum ini, peralatan GIS mematuhi standar kinerja Komisi Elektrotechnical Internasional (IEC) 62271.

didefinisikan oleh IEEE C37.20.3, peralatan switch yang terbungkus logam menggabungkan perangkat perlindungan sirkuit termasuk pemutus sirkuit, sekering listrik, dan saklar yang disambung, bersama dengan peralatan kontrol dan pengukuran.Komponen-komponen ini dapat dipasang di kompartemen umum tanpa hambatan terpisah atau pemisahan yang diperlukan dalam switchgear berlapis logamPerangkat pemutar yang tertutup logam melayani fasilitas komersial dan banyak fasilitas industri dengan layanan listrik masuk melebihi 480/600V.

Menurut IEEE C37.20.2, switchgear berlapis logam mengacu pada struktur switchgear listrik tegangan menengah di mana semua komponen listrik termasuk bus masuk, bus keluar, instrumentasi,dan pemutus sirkuit atau saklar utama terkurung dalam kompartemen logam terpisahKonfigurasi ini memberikan keamanan yang ditingkatkan, ketahanan, dan akses perawatan.peralatan pemisah berlapis logam memiliki pemutus sirkuit tarik untuk pemeliharaan yang disederhanakan, sehingga sangat cocok untuk fasilitas industri, serta peralatan pembangkit listrik dan transmisi.

didefinisikan oleh IEEE C37.74, switchgear pad-mounted dirancang khusus untuk sistem distribusi bawah tanah dengan nilai 5 kV hingga 38 kV yang membutuhkan operasi di atas tanah.dan konstruksi tahan penyimpangan, unit ini sangat ideal untuk distribusi utilitas, pembagian feeder, dan aplikasi perlindungan sirkuit.dan meminimalkan gangguanPerangkat pemutar yang dipasang pada bantalan dapat menampung hingga enam cara dalam tangki tertutup terisolasi umum, dengan opsi isolasi termasuk udara, gas SF6, cairan, teknologi udara dielektrik padat, dan bahan padat.

Juga didefinisikan oleh IEEE C37.74, alat pemutar kubah atau bawah tanah melayani sistem distribusi 15 kV hingga 38 kV yang membutuhkan operasi switch dari lokasi kubah atau bawah tanah Konfigurasi ini memungkinkan operasi switch manual atau relay-dioperasikan dari tingkat tanahMetode isolasi termasuk gas SF6, teknologi udara dielektrik padat, dan bahan padat.

• Tipe 1
• Tipe 2  Membutuhkan resistensi busur di sekitar seluruh perimeter peralatan
• Tipe 2B ️ Mempertahankan resistensi busur di seluruh perimeter bahkan dengan pintu ruang instrumen atau kontrol terbuka
• Tipe 2C ️ Membutuhkan resistensi busur antara kompartemen yang berdekatan dalam kumpulan peralatan dan di sekitar seluruh perimeter

Conventional electrical switchgear manufactured to IEEE (North America) or IEC (Europe and elsewhere) standards provides relatively safe environments for equipment and personnel during normal operationNamun, switchgear tradisional tidak dirancang untuk menahan energi yang luar biasa dilepaskan selama peristiwa kesalahan listrik.Perangkat switch yang disertifikasi tahan busur dirancang untuk dengan aman menahan energi arc-flash dan mengalihkannya dari operator, biasanya melalui ruang bertekanan yang menyalurkan energi ke area pelepasan yang aman tanpa membahayakan personel atau peralatan.

ANSI/IEEE C37.20.7 mendefinisikan standar pengujian busur, menentukan dua tingkat aksesibilitas untuk rangkaian switchgear. Tipe 1 memberikan perlindungan hanya di bagian depan peralatan, sedangkan Tipe 2 menawarkan perlindungan di semua sisi.Penggantinya menentukan kinerja busur antara kompartemen kontrol dan bagian vertikal switchgear: Suffix B menunjukkan operasi normal melibatkan pembukaan pintu/tutup pada kompartemen yang secara khusus diidentifikasi sebagai ruang kontrol tegangan rendah atau ruang instrumen;Suffix C membutuhkan isolasi efek kesalahan busur internal antara semua kompartemen yang berdekatan dalam perakitan dan di sekitar seluruh perimeter; Suffix D mengacu pada instalasi di mana permukaan eksternal tertentu tetap tidak dapat diakses dan tidak memerlukan desain Tipe 2.

Mekanisme operasi jarak jauh memungkinkan operasi seperti memutuskan sambungan, pengujian,dan menghubungkan pemutus sirkuit switchgear berlapis logam dan kompartemen bantu dari jarak yang biasanya mencakup 25-30 kaki.

Perangkat switch tegangan menengah menawarkan berbagai pilihan kandang yang cocok untuk aplikasi indoor dan outdoor.Lapisan luar tersedia dalam konfigurasi masuk dan tidak masuk untuk kelas tegangan tertentu.

Sebagian besar switchgear tegangan menengah membutuhkan akses depan dan belakang untuk pemasangan dan pemeliharaan.menawarkan penghematan ruang yang signifikan dibandingkan dengan switchgear konvensional.

Media isolasi mengacu pada lingkungan di dalam kotak switchgear yang melindungi komponen hidup (seperti bushing, bus bar, dll.) dari kesalahan bus yang tidak disengaja.Sementara udara mewakili insulator yang paling umum, isolasi gas dan cair memberikan kekuatan dielektrik yang lebih tinggi, memungkinkan struktur switchgear yang lebih kompak.

• Udara¢ Isolator yang paling ekonomis dan umum, tetapi dengan sifat kekuatan dielektrik terendah, membutuhkan peralatan yang lebih besar dan lebih kuat secara fisik untuk menahan efek busur.
• Isolasi Gas️ Menawarkan kekuatan dielektrik yang jauh lebih baik dibandingkan dengan udara, dengan sulfur hexafluoride (SF6) menjadi gas isolasi switchgear yang paling umum.Kontak listrik disegel dalam tangki bertekanan dengan gas SF6, menghilangkan persyaratan perawatan kontaktor.
• Teknologi Udara Solid-DielectricMenggunakan bahan isolasi, non-konduktif untuk memberikan struktur dan isolasi untuk pemutus kesalahan, bus bar, dan komponen tegangan tinggi di tangki tertutup yang diisi dengan udara kelembaban rendah.Kombinasi bahan tidak konduktif dan celah udara memberikan kehilangan dielektrik rendah, kekuatan mekanik yang tinggi, dan ketahanan terhadap degradasi termal / kimia.
• Isolasi CairanBerbagai cairan berfungsi sebagai isolator listrik di switchgear, transformer, dan peralatan lainnya.Kriteria seleksi termasuk ketahanan terhadap api dan pertimbangan lingkungan.

Perangkat pemutus switchgear yang memutus aliran arus termasuk perangkat pelindung overcurrent (fuse, pemutus sirkuit) dan switch:

• Air SwitchMenggunakan udara sebagai media dielektrik, biasanya menawarkan kapasitas gangguan yang lebih rendah daripada saklar minyak atau vakum tetapi ekonomi yang lebih besar dan kemampuan pemutusan yang terlihat.
• Fuse¢ Menghentikan arus yang berlebihan dengan melelehkan kawat atau strip yang dirancang untuk karakteristik waktu/suhu tertentu.sekring sering dipasangkan dengan saklar untuk memberikan perlindungan overcurrent ditambah kemampuan pembukaan / penutupan sirkuit.
• Saklar MinyakPerangkat switchgear yang terendam dalam kandang yang diisi minyak, biasanya digunakan dalam switchgear yang dipasang pada bantalan di mana isolasi minyak memungkinkan konstruksi yang kompak dan profil rendah.
• Pemutus sirkuit vakumFitur pemutusan busur dan pemadam dalam botol vakum tertutup, memungkinkan pemadam busur yang cepat yang mengurangi energi busur.Perangkat-perangkat ini dapat mengganggu kesalahan tegangan yang lebih tinggi daripada pemutus sirkuit udara dengan kebutuhan ruang yang sangat berkurang.
• Pemutus kesalahan vakum¢ Berfungsi ganda sebagai perangkat perlindungan overcurrent dan switch load-break, menghilangkan kebutuhan sekring/switch yang terpisah.
• Saklar vakum¢ Saklar listrik di mana gangguan arus terjadi dalam botol vakum tertutup, memungkinkan pemadaman busur cepat.Saklar hemat ruang ini mengakomodasi tegangan yang lebih tinggi daripada saklar udara atau minyak.

Ketika memilih switchgear tegangan menengah, parameter listrik penting ini membutuhkan pertimbangan yang cermat:

Biasanya ditentukan dalam istilah arus simetris,rating ini menunjukkan arus maksimum perangkat perlindungan overcurrent (biasanya pemutus sirkuit vakum) dapat dengan aman terputus tanpa merusak dirinya sendiri atau switchgearRating puncak dan asimetris juga umumnya berlaku untuk perangkat perlindungan overcurrent tegangan menengah.Perhatikan bahwa peringkat gangguan hanya berlaku untuk perangkat perlindungan overcurrent yang sebenarnya mengganggu sirkuit dalam kondisi kesalahan, bukan untuk pemisah peralatan sendiri.Pemutus sirkuit vakum tegangan menengah biasanya menawarkan rating gangguan mulai dari 25 kAIC hingga 63 kAIC simetris (disebut sebagai arus pemutus dalam peralatan IEC).

Peringkat ini menentukan arus maksimum yang dapat dengan aman ditangani (dioperasikan) oleh switch without sustaining damage.memastikan integritas bus saat melakukan arus tinggi akibat kesalahan hilir. Upstream switchgear harus melebihi arus terburuk yang melewatinya selama kesalahan downstream untuk mencegah kerusakan pada peralatan upstream di jalur arus kesalahan.Rating sirkuit pendek (atau tahan) khas berkisar dari 25 kA hingga 63 kA simetris untuk rating 2 detik, dan 40 kA hingga 101 kA asimetris untuk peringkat 10-siklus. Istilah alternatif termasuk rating tahan sirkuit pendek atau rating tahan.

Parameter ini menunjukkan arus maksimum yang dapat ditransfer terus-menerus oleh perangkat proteksi overcurrent utama switchgear dan bus utama tanpa memicu pemicu atau menyebabkan kerusakan peralatan.Perangkat switch tegangan menengah biasanya menawarkan nilai arus terus menerus dari 600A hingga 4000A.

Standar ANSI dan IEEE mendefinisikan klasifikasi tegangan ini:

• Tegangan rendah: Hingga 600V
• Tegangan menengah: 600V sampai 69 kV
• Tegangan tinggi: 69 kV sampai 230 kV

Sementara standar ANSI/IEEE juga mendefinisikan kelas tegangan ekstra tinggi dan ultra tinggi, NEC 2014 memperluas definisi tegangan rendah untuk mencakup hingga 1.000V.

Perangkat switch tegangan menengah diklasifikasikan berdasarkan tegangan layanan maksimumnya..8 kV, dan 14,4 kV.

Memilih switchgear tegangan menengah yang tepat sangat penting untuk memastikan keamanan, keandalan, dan efisiensi sistem listrik.dan standar yang relevan, para pemangku kepentingan dapat membuat keputusan berdasarkan informasi ketika memilih solusi optimal untuk sistem listrik mereka.kondisi lingkungan, dan keterbatasan anggaran, dengan konsultasi teknik listrik profesional dianjurkan untuk memastikan kesesuaian jangka panjang.