راهنمای کامل کلید ولتاژ متوسط: انواع، مشخصات و انتخاب

هنگامی که مهندسان و مدیران تدارکات به دنبال تابلو برق ولتاژ متوسط می گردند، به ندرت با یک لوح خالی شروع می کنند. اکثر آنها در حال حاضر سطح ولتاژ، نوع تاسیساتی که برای آن طراحی می‌کنند، یا فلسفه تعمیر و نگهداری که نیاز دارند در ذهن داشته باشند. چیزی که آنها نیاز دارند، تفکیک واضحی از تفاوت انواع محصولات اصلی در واقع، اینکه کدام مشخصات واقعاً برای کاربرد آنها اهمیت دارد و چه سؤالاتی باید از سازنده قبل از تعهد به سفارش خرید بپرسند است.

این راهنما همه این موارد را پوشش می دهد. بر روی سه پیکربندی که اغلب در پروژه‌های صنعتی و کاربردی در سرتاسر جهان ظاهر می‌شوند تمرکز می‌کند: تعویض دنده فلزی، تعویض دنده فلزی AC، و تعویض دنده ARMORED Drawout. درک چگونگی ارتباط این سه با یکدیگر، اساس هر تصمیم انتخاب صحیح است.

Electrical substation switchgear room

اتاق تابلو برق پست برق

آنچه که کلید ولتاژ متوسط واقعاً انجام می دهد

تابلو برق ولتاژ متوسط لایه ای از تجهیزات است که بین منبع انتقال ولتاژ بالا-و مدارهای توزیع تغذیه ساختمان ها، موتورها، ترانسفورماتورها و بارهای دیگر قرار می گیرد. وظایف اصلی آن کنترل جریان برق، جداسازی سریع خطاها و اجازه دادن به تعمیر و نگهداری ایمن است.

اصطلاح "ولتاژ متوسط" یک باند وسیع را پوشش می دهد. محدوده ولتاژ معمولاً به معنای سیستم های توزیع بالاتر از 1 کیلو ولت و به طور کلی تا و شامل 52 کیلو ولت است. در عمل، اکثر تابلوهای MV تجاری و صنعتی در محدوده 3.3 کیلوولت تا 36 کیلوولت مشخص می شوند. در زیر آن، دنده‌های ولتاژ پایین- با توان کمتر از 1 کیلو ولت قرار دارند که در ساختمان‌های مسکونی و تجاری کوچک استفاده می‌شوند. بالای آن، تجهیزات انتقال ولتاژ{10}بالا قرار دارد که به استراتژی‌های عایق کاری و ترخیص کاملاً متفاوتی نیاز دارد.

تمایز بین تابلو برق MV و LV فقط یک عدد ولتاژ نیست. تابلو برق MV هزینه، تعمیر و نگهداری در طول زمان و اندازه را متعادل می کند و آن را برای تاسیسات صنعتی کوچک تا بزرگ، پست ها و شبکه های توزیع برق مناسب می کند. این توازن به همین دلیل است که دسته بندی بسیار گسترده است و چرا انتخاب بین انواع ساخت و ساز پیامدهای واقعی هم برای هزینه اولیه و هم برای هزینه{2}دراز مدت عملیاتی دارد.

سه نوع ساخت و ساز عمده

کلید فلزی محصور شده

کلید فلزی محصور شدهدسته بندی گسترده تر و فراگیرتر از این سه است. تابلو برق محصور شده فلزی نیازی به جداسازی کامل اجزای داخلی ندارد. همه اجزای اصلی، از جمله کلیدهای مدار، میله‌های اتوبوس و اتصالات کابل، ممکن است به جای جدا شدن توسط موانع فلزی زمین‌دار بین هر ناحیه عملکردی، یک محفظه مشترک داشته باشند.

این رویکرد ساخت و ساز دارای مزایای عملی است. تابلو برق محصور شده فلزی معمولاً ارزان‌تر است، ردپای کوچک‌تری دارد و می‌تواند طیف گسترده‌تری از گزینه‌های گذرگاه و اتصال را در مقایسه با تابلوهای روکش فلزی ارائه دهد. برای پروژه‌هایی که سطح جریان خطا در آنها متوسط است و محیط نسبتاً پایدار است، این طراحی عملکرد محکمی را بدون هزینه‌ای که مربوط به دنده‌های کاملاً تقسیم‌بندی شده است، ارائه می‌کند.

تابلو برق محصور شده فلزی اغلب به دلیل مقرون به صرفه بودن انتخاب می شود و برای برنامه هایی با سطح جریان خطای کمتری مناسب است. این استاندارد با استانداردهای ANSI و IEEE مطابقت دارد و قابلیت اطمینان را برای محیط های خاص تضمین می کند.

جاهایی که تابلو برق محصور فلزی بهترین جا را دارد: پست‌های فرعی، تأسیسات تجاری کوچک‌تر، برنامه‌هایی که در آن فضا محدود است و جریان خطا قابل مدیریت است، و پروژه‌هایی که در آن نظم و انضباط بودجه یک محدودیت اولیه است.

کلید AC با روکش فلزی

روکش فلزی ACدنده سوئیچ نشان دهنده سطح بالاتر ساخت و ساز ولتاژ متوسط است. مشخصه تعیین کننده تقسیم بندی است. هر یک از اجزای عملکردی، از جمله مدار شکن، شین‌ها و محفظه‌های کابل، در محفظه ورق فلزی خود جدا شده‌اند. این محفظه ها برای جلوگیری از تماس تصادفی و حاوی خطاهای احتمالی کاملاً جدا شده اند.

پیامدهای ایمنی این طراحی قابل توجه است. از نقطه نظر ایمنی، تابلو برق با روکش فلزی حفاظت عالی را ارائه می دهد. بخش بندی گسترش گسل ها را محدود می کند، خطر انتشار فلاش قوس را کاهش می دهد، و اجازه می دهد تا تعمیر و نگهداری در یک بخش انجام شود، در حالی که بخش های مجاور انرژی دارند.

قطع کننده های مدار مورد استفاده در AC Metal Clad Switchgear به عنوان یک نیاز استاندارد از نوع کششی هستند، نه یک ویژگی اختیاری. ماهیت کشش شکن های آن امکان تعمیر و نگهداری و آزمایش ساده را فراهم می کند. یک بریکر را می‌توان به صورت فیزیکی در موقعیت‌های متصل، آزمایش و قطع شده بدون اینکه{2}}کل خط‌آپ را انرژی‌دهی کرد، جابه‌جا کرد. قطع کننده های یدکی را می توان از قبل آزمایش کرد و قطع کننده ها را می توان با کمترین اختلال در سرویس برق تعویض کرد. سیستم‌های کنترل و رله‌های حفاظتی را می‌توان در موقعیت تست بدون ضربه زدن به فیدر توزیع برق مربوطه آزمایش کرد.

تابلو برق با روکش فلزی به استانداردهای صنعتی دقیقی مانند IEC 62271-200 و ANSI/IEEE C37.20.2 پایبند است. درجه بندی ولتاژ معمولاً از 4.76 کیلو ولت تا 38 کیلو ولت در رده های بالا اجرا می شود که اکثر کاربردهای صنعتی و تجاری بزرگ را پوشش می دهد.

جاهایی که AC Metal Clad Switchgear مناسب‌تر است: مأموریت‌ها{0}}امکانات حیاتی مانند بیمارستان‌ها، مراکز داده، و کارخانه‌های تولیدی که در آنها نیاز به زمان بالاست. محیط هایی با سطوح جریان خطا بالا؛ و پروژه هایی که انعطاف پذیری نگهداری در طول عمر نصب، سرمایه گذاری اولیه بالاتر را توجیه می کند.

تعویض دنده زرهی

تعویض دنده زرهیاصطلاحی است که غالباً در مشخصات پروژه نوشته شده با استانداردهای IEC و در تجهیزات سوئیچ ساخت{0} چینی صادر شده تحت چارچوب های 3906 GB ظاهر می شود، اگرچه مفهوم مهندسی زیربنایی دقیقاً با آنچه استانداردهای آمریکای شمالی به عنوان روکش فلزی تعریف می کنند، مطابقت دارد. نام خود نشان دهنده هدف طراحی است: محفظه یک زره فیزیکی در اطراف هر محفظه فراهم می کند و قطع کننده مدار به جای اینکه در جای خود ثابت شود قابل برداشته شدن است.

تابلوی زرهی دارای ساختار چهار محفظه ای است که ناحیه شینه، ناحیه شکن، ناحیه کابل و منطقه کنترل را پوشش می دهد. این ساختار تضمین می کند که یک گسل در حال توسعه در یک منطقه وجود دارد و از پرسنل و تجهیزات مجاور محافظت می کند. بریکر، که معمولاً یک قطع کننده مدار خلاء در طراحی های مدرن است، می تواند در حالی که در داخل محفظه باقی می ماند، بین موقعیت ها قرار گیرد و نیازی به حضور پرسنل در نزدیکی هادی های برق در طول عملیات معمول را از بین ببرد.

تابلو برق متحرک زرهی به گونه ای طراحی شده است که ایمنی و دوام بیشتری را ارائه دهد و از منبع تغذیه مطمئن در محیط های سخت اطمینان حاصل کند. ساختار محکم آن در برابر ضربه های خارجی مقاومت می کند و آن را برای شرایط چالش برانگیز سایت ایده آل می کند. ماهیت مدولار طراحی همچنین تعمیر و نگهداری آسان و ارتقاء آینده را تسهیل می کند.

برای کاربردهای ولتاژ متوسط از 1 کیلو ولت تا 35 کیلو ولت، تابلو برق زرهی برای کارخانه‌های صنعتی، پست‌های برق و زیرساخت‌های مقیاس بزرگ ایده‌آل است. سری KYN28A-12 یکی از خط‌های تولیدی است که به طور گسترده در این دسته ارجاع داده شده است، که معمولاً برای پروژه‌های توزیع 10 کیلوولت در سراسر آسیا، خاورمیانه و آفریقا مشخص می‌شود. در 35 کیلو ولت، پیکربندی های زره پوش استاندارد مراقبت برای کار پست اولیه است.

جاهایی که ARMORED Drawout Switchgear مناسب‌تر است: پروژه‌هایی که مطابق با IEC 62271-200 یا GB 3906 مشخص می‌شوند. پست های برق و کاربردهای شبکه حلقه در بازارهایی که تابلو برق ساخت چین رایج است. و امکاناتی که نیاز به مهار خطای قوی در ترکیب با انعطاف عملیاتی مکانیزم شکن قابل برداشت دارند.

GANGHENG XGN17-40.5 Box-Type Fixed AC Metal-Enclosed Switchgear

GANGHENG XGN17-جعبه 40.5-نوع کلید AC ثابت فلزی محصور شده

مشخصات کلیدی برای ارزیابی

انتخاب نوع ساخت و ساز تنها بخشی از فرآیند انتخاب است. هر بسته مشخصات باید پارامترهای فنی زیر را قبل از رفتن به یک تولید کننده برای نقل قول بررسی کند.

ولتاژ نامی (Ur).این حداکثر ولتاژ عملیاتی پیوسته است که تجهیزات برای تحمل آن طراحی شده است. ولتاژ نامی باید بالاتر از بالاترین مقدار ولتاژ عملیاتی انتخاب شود و با سطح عایق همراه باشد. رتبه بندی های رایج برای پروژه های صنعتی 12 کیلو ولت، 24 کیلو ولت و 36 کیلو ولت است. تعیین درجه بندی خیلی نزدیک به ولتاژ واقعی سیستم، فضایی برای اضافه ولتاژهای گذرا باقی نمی گذارد.

سطح عایق پایه (BIL).این مقدار مشخص می کند که تابلو برق تا چه اندازه در برابر حوادث صاعقه مقاومت می کند. ولتاژ مقاومت در برابر ضربه رعد و برق تمام رویدادها را در فرکانس بالا پوشش می دهد، معمولاً ولتاژهای اضافی با منشاء خارجی. تطبیق BIL تابلو برق با برقگیرها و پایانه های کابل در یک مدار الزامی است که مهندسان گاهی اوقات هنگام مونتاژ مشخصات از آن غافل می شوند.

جریان عادی دارای رتبهاین جریان پیوسته ای است که شین های اصلی و قطع کننده های مدار باید بدون تجاوز از محدودیت های دما حمل کنند. رتبه بندی استاندارد برای خطوط MV از 630 A در انتهای پایین تا 3000 A یا بالاتر برای بخش های درآمد اصلی در تاسیسات بزرگ متغیر است.

رتبه-مدار کوتاه.رتبه‌بندی اتصال کوتاه باید مقدار متقارن kA و مدت زمان، معمولاً یک ثانیه، را برای بریکرها، شینه‌ها، کلیدهای زمین و قطع‌کننده‌ها بیان کند. ساخت قابلیت فعلی نیز باید گنجانده شود. کوچک‌تر کردن رتبه‌بندی اتصال کوتاه-یکی از خطاهای جدی‌تر در مشخصات تابلو برق است، زیرا هم بر بقای تجهیزات در هنگام خطا و هم بر ایمنی پرسنل مجاور تأثیر می‌گذارد.

مطابقت با استانداردهاپروژه های با خریداران یا وام دهندگان بین المللی مستلزم اعلام شفاف استاندارد قابل اجرا است. IEC 62271-200 تابلو برق MV محصور شده فلزی را تحت چارچوب بین المللی اداره می کند. ANSI/IEEE C37.20.2 برای تابلوهای روکش فلزی در بازارهای آمریکای شمالی کاربرد دارد. رعایت استانداردهای ایمنی، شیوه های انتخاب مدرن را هدایت می کند. برای پروژه های صادراتی از چین، تراز GB 3906 نیز رایج است و باید با سازنده تایید شود.

رتبه بندی زیست محیطیعوامل محیطی مانند رطوبت و دما در هنگام انتخاب تابلو برق برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد، ملاحظات مهمی هستند. تاسیسات در فضای باز به ضد آب و هوای اضافی نیاز دارند و محیط‌های استوایی یا ساحلی ممکن است نیاز به بخاری‌های ضد تراکم-و تصفیه‌های سطح ارتقا یافته داشته باشند. الزامات رتبه بندی IP باید به صراحت در مشخصات ذکر شود.

نحوه مقایسه تامین کنندگان

هنگامی که مشخصات فنی مشخص شد، فرآیند انتخاب به ارزیابی تولیدکنندگان تغییر می کند. چند حوزه سزاوار توجه ویژه هستند.

اسناد آزمون نوع اختیاری نیست. یک مجموعه تجهیزات سوئیچ که به درستی آزمایش شده باشد، دارای گواهینامه های طبقه بندی قوس داخلی، گزارش های تست مقاومت در برابر مدار کوتاه-و سوابق تست افزایش دما خواهد بود. تولیدکنندگانی که نمی‌توانند این اسناد را تولید کنند، تنها بر اساس قیمت می‌فروشند، و توجیه ریسک این خرید در هر پروژه مهمی دشوار است.

قابلیت تولید کارخانه بیش از ادعاهای بروشور اهمیت دارد. سازندگان جا افتاده تابلو برق MV خطوط تولید اختصاصی را با ساخت CNC برای اجزای محفظه، فرآیندهای کنترل شده برای مونتاژ باس بار، و آزمایش‌های پتانسیل بالا در خانه قبل از ارسال نگهداری می‌کنند. درخواست ممیزی کارخانه یا ترتیبات بازرسی تولید برای سفارشات در مقیاس معنی دار منطقی است.

زمان سررسید و در دسترس بودن قطعات یدکی اغلب در ارزیابی اولیه کم وزن است. مجموعه تابلو برقی که تولید آن 20 هفته طول می کشد و فاقد قطع کننده های جایگزین ذخیره شده در محلی است، ریسک عملیاتی را برای مالک تاسیسات ایجاد می کند. درک برنامه تحویل استاندارد سازنده، موجودی شکن یدکی موجود، و{3}}شبکه پشتیبانی پس از فروش باید بخشی از مقایسه فروشنده باشد، نه یک فکر بعدی در مرحله سفارش خرید.

انتخاب نوع مناسب برای پروژه

تصمیم‌گیری بین جعبه‌دنده فلزی محصور شده، تعویض دنده فلزی متناوب AC، و تعویض دنده ARMORED Drawout در نهایت به سه عامل بستگی دارد: سطح جریان خطا موجود در سیستم، فلسفه تعمیر و نگهداری تاسیسات و چارچوب استانداردهای قابل اجرا.

برای پروژه‌هایی با سطح جریان خطای پایین‌تر، محیط‌های پایدار و بودجه‌های فشرده‌تر، تعویض‌کننده‌های محصور فلزی عملکرد مناسبی را با قیمت رقابتی ارائه می‌دهند. برای مأموریت{1}}امکانات حیاتی که در آن مهار فلاش قوس الکتریکی و قابلیت تعمیر و نگهداری اتوبوس زنده-قابل مذاکره نیست، تعویض دنده AC Metal Clad انتخاب مناسبی است. برای پروژه‌هایی که چارچوب‌های IEC یا GB را مشخص می‌کنند، به‌ویژه در زمینه‌های کاربردی و زیرساختی، ARMORED Drawout Switchgear طراحی قطع‌کننده‌ای را ارائه می‌دهد که{5}}شکن‌کننده‌ای که مهندسان و شرکت‌های برقی در آن بازارها انتظار دارند، به‌صورت بخش‌بندی شده و قابل برداشت هستند.

هیچ یک از این انواع ذاتا برتر نیست. هر کدام یک پاسخ مهندسی به مجموعه ای از الزامات تعریف شده است. خریداری که با درک روشنی از این الزامات به تولیدکننده می رسد، با پشتوانه مشخصات دقیق، به طور مداوم قیمت بهتر، انطباق بهتر و شگفتی های کمتری را در طول راه اندازی نسبت به خریداری که انتخاب را به تامین کننده واگذار می کند، دریافت می کند.

اگر در حال کار بر روی مشخصات یک پروژه آتی هستید و به راهنمایی فنی در مورد پارامترهای رتبه‌بندی شده، الزامات آزمایش نوع یا زمان‌های تولید نیاز دارید، نقطه شروع مناسب مکالمه با سازنده‌ای است که می‌تواند مستندات هر سه را نشان دهد.

آنچه که کلید ولتاژ متوسط ​​واقعاً انجام می دهد