В системах распределения электроэнергии среднего напряжения (обычно от 3,6 до 40,5 кВ) изоляция электрических цепей имеет первостепенное значение для обеспечения эксплуатационной безопасности, стабильности сети и предотвращения аварий.Распределительное устройство в металлическом корпусеслужит основной линией обороны.
Но как именно распределительное устройство в металлическом корпусе изолирует цепи в нормальных и аварийных условиях? Он основан на многоуровневом инженерном подходе, сочетающем физическое разделение, современные изолирующие материалы, надежные автоматические выключатели и надежные системы блокировки.
1. Физическое разделение: металлический барьер
Отличительной особенностью распределительного устройства в металлическом корпусе является его заземленный металлический корпус, который внутри разделен на отдельные локализованные отсеки с использованием стальных листов (часто стали с алюминиево-цинковым покрытием).
В стандартном бронированном съемном блоке, таком как ведущий в отрасли[Вставьте ссылку сюда: Страница продукта распределительного устройства с металлическим покрытием KYN28A-12]КИН28А-12-Шкаф разделен на четыре отдельных отсека:
Шинный отсек:Здесь расположены основные трехфазные шины.
Отсек автоматического выключателя (ручная тележка):Содержит выдвижной вакуумный выключатель (VCB).
Кабельный отсек:Где расположены входящие/отходящие кабели, трансформаторы тока (ТТ) и заземлители.
Отсек низкого напряжения (реле):Изолирует вторичную проводку управления и реле защиты от высоковольтных первичных цепей.
Такое физическое разделение гарантирует, что если в одном отсеке (например, кабельном) произойдет вспышка внутренней дуги, металлические барьеры предотвратят распространение повреждения на соседние цепи или главные шины, ограничивая повреждение одной зоной.
2. Диэлектрические изолирующие среды.
Одного только физического расстояния недостаточно для предотвращения электрического пробоя при высоком напряжении. В распределительных устройствах используются специальные изоляционные материалы, позволяющие минимизировать зазор, необходимый для надежной изоляции.
Воздушная изоляция (AIS):В стандартных распределительных устройствах используются определенные воздушные зазоры (например, $\ge 125\text{ мм}$ межфазный зазор и межфазный заземляющий зазор для систем 12 кВ) для обеспечения надежной изоляции.
Твердые изоляторы:Полноценныйэпоксидная смолаШирокое распространение получили изолирующие шинодержатели, желоба и контактные коробки. Эпоксидная смола обеспечивает превосходную диэлектрическую прочность и механическую жесткость, предотвращая утечку тока на заземленную конструкцию.
Газовые/Жидкие среды:В компактных приложениях специализированные компоненты схем используют элегаз или альтернативные экологические газы внутри герметичных модулей для гашения дуг и изоляции частей, находящихся под напряжением, занимая при этом значительно меньшую площадь.
3. Активное прерывание цепи с помощью вакуумных выключателей (VCB).
Хотя физические отключения обеспечивают видимую изоляцию,активная изоляция в условиях нагрузки или неисправноститребуется мощное коммутационное устройство. Современное распределительное устройство в металлическом корпусе в первую очередь опирается наВакуумные автоматические выключатели (VCB)а не устаревшие, опасные варианты с масляной погружением.
При возникновении короткого замыкания или перегрузки реле защиты системы выдает команду VCB на отключение. Внутри вакуумного прерывателя VCB электрические контакты разъединяются. Среда с высоким вакуумом быстро гасит возникающую электрическую дугу в течение миллисекунд, полностью отключая и изолируя неисправную цепь от питающей сети.
4. Механические и электрические системы блокировки («Пятипредупреждение»)
Человеческая ошибка является одной из основных причин несчастных случаев с электрическим током во время технического обслуживания. Для предотвращения неправильной эксплуатации распределительное устройство в металлическом корпусе оснащено сложной системойМеханическая и электрическая система блокировки «Пять предупреждений» (5-Proof)..
В таких моделях, как СГН15-12логика блокировки обеспечивает строгую последовательность операций:
Не допускайте вытягивания/толкания ручной тележки выключателя под нагрузкой:VCB должен быть полностью ВЫКЛЮЧЕН (открыт), прежде чем ручную тележку можно будет перемещать между положениями «Тест» и «Обслуживание».
Предотвратите случайное включение/размыкание выключателя:Устраняет несанкционированные команды при нестабильном состоянии сети.
Не допускайте включения заземлителя, когда автоматический выключатель находится под напряжением:Обеспечивает невозможность выполнения технического обслуживания в активной цепи под напряжением.
Предотвратите подачу напряжения в цепь при замкнутом заземлителе:Защищает систему от катастрофических коротких замыканий.
Не допускайте попадания в отсек под напряжением:Дверцы отсека (особенно кабельного отсека) остаются механически запертыми до тех пор, пока VCB не будет извлечен и цепь не будет полностью заземлена.
5. Заземление системы для защитной изоляции.
Изоляция не является полной без разряда остаточной электрической энергии. Распределительное устройство в металлическом корпусе имеет встроенный высокопроизводительныйзаземлитель.
Как только цепь изолирована с помощью автоматического выключателя и изолированных разъединителей, оператор замыкает заземляющий выключатель. Это соединяет изолированную цепь непосредственно с землей. Это гарантирует, что любой остаточный емкостной заряд, накопленный в длинных кабелях, будет безопасно разряжен, а также защищает от случайной обратной подачи электроэнергии во время работы обслуживающего персонала внутри шкафа.
Заключение
Изоляция цепей в распределительных устройствах в металлическом корпусе представляет собой комплексную интеграциюпассивные ограждения огражденийиактивное механическое/электрическое управление. Сочетая отдельные стальные отсеки, изоляцию из эпоксидной смолы, прецизионные вакуумные выключатели и строгие блокировки «пяти защит», современное распределительное устройство гарантирует, что высоковольтная мощность остается надежно контролируемой и безопасной для операторов.
ВФилиал ЭлектрикМы разрабатываем и производим распределительные устройства премиум-класса в металлическом корпусе на напряжение 11 кВ, 12 кВ и 24 кВ, соответствующие международным стандартам IEC.
Хотите оптимизировать безопасность распределения электроэнергии вашего проекта?
Свяжитесь со службой технической поддержки Gangheng Electricсегодня, чтобы получить индивидуальный инженерный чертеж и ценовое предложение в течение 24 часов.
Ссылки
МЭК 62271-200: Аппаратура коммутационная и управляющая высокого напряжения. Часть 200: Аппаратура коммутационная и управляющая в металлическом корпусе переменного тока для номинальных напряжений выше 1 кВ и до 52 кВ включительно.
IEEE C37.20.2: Стандарт для распределительных устройств с металлическим покрытием.