Supracurentul rămâne una dintre cauzele principale ale defecțiunilor electrice catastrofale, deformării termice și timpilor neaștepți de funcționare în sistemele de distribuție a energiei de joasă tensiune (BT). Fiind o întreprindere națională de înaltă tehnologie de încredere, specializată în echipamente de transmisie și distribuție a energiei, Zhejiang Gangheng Electric Co., Ltd. a conceput ansambluri robuste de comutatoare de joasă tensiune, concepute pentru a rezista curenților critici de defect și pentru a asigura continuitatea operațională.

Indiferent dacă gestionați distribuția de energie pentru instalații industriale, complexe comerciale sau substații de utilități, înțelegerea modului de implementare eficientă a protecției la supracurent pentru instalațiile dvs. de distribuție de joasă tensiune este vitală.

În acest ghid cuprinzător, vom descompune mecanismele de supracurent, vom evalua selecțiile dispozitivelor de protecție, vom detalia protecția structurală în aparatele de comutare modulare și vom schița protocoalele de întreținere acționabile.

1. Înțelegerea cauzelor supracurentului în tablourile de joasă tensiune

Supracurent apare atunci când curentul electric depășește capacitatea nominală de gestionare a curentului continuu (In) a componentelor tabloului de distribuție sau a sistemelor de bare colectoare. Pentru a proiecta o schemă de protecție eficientă, inginerii de sistem trebuie să distingă între trei tipuri distincte de condiții de supracurent:

Curenți de suprasarcină

Supracurent susținut cauzat de conectarea unor sarcini în exces, cum ar fi mai multe motoare grele care pornesc simultan sau solicitări mecanice neașteptate. Deși de obicei mai mică ca magnitudine, de aproximativ 1,2 până la 5 ori curentul nominal, acumularea termică poate degrada izolația conductorului în timp, dacă starea nu este întreruptă.

Curenți de scurtcircuit

Curenți de defect bruște, extrem de mari, care depășesc adesea zeci de kiloamperi, cauzați de scurtcircuite directe fază la fază sau fază la pământ. Scurtcircuitele produc forțe electrodinamice masive și supratensiuni termice care pot deteriora instantaneu structurile interne ale aparatului de comutare.

Curenți de aprindere

Picurile de curent tranzitorii care apar în timpul alimentării inițiale a sarcinilor inductive, cum ar fi transformatoarele și motoarele de curent alternativ mari. Dispozitivele de protecție trebuie să diferențieze curenții tranzitori de aprindere de defecțiuni reale pentru a preveni declanșarea neplăcută.

2. Selectarea dispozitivelor corecte de protecție la supracurent (OCPD)

Selectarea dispozitivelor de protecție coordonate și evaluate în mod corespunzător este prima linie de apărare în protecția aparatelor de comutare LV.

Întreruptoare cu aer (ACB) și întrerupătoare cu carcasă turnată (MCCB)

Întreruptoarele de circuit sunt principalele elemente de protecție active din dulapurile moderne de comutație de JT.

Întrerupătoare de aer (ACB)

Întreruptoarele de aer sunt instalate în mod obișnuit ca întreruptoare principale de intrare sau întreruptoare de alimentare de mare capacitate, de obicei evaluate de la 630A la 4000A sau mai mult.

ACB-urile avansate dispun de unități de declanșare bazate pe microprocesor (ETU), permițând reglarea precisă a setărilor de protecție cu întârziere lungă (L), întârziere scurtă (S), instantanee (I) și defect de masă (G). Această configurație de protecție LSIG permite inginerilor să realizeze o coordonare mai precisă a protecției.

Întreruptoare cu carcasă turnată (MCCB)

MCCB-urile sunt ideale pentru sub-distribuție și protecția circuitelor de ramificație. MCCB-urile cu declanșare electronică pot oferi o capacitate mare de rupere (Icu/Ics) pentru a elimina defecțiunile severe din aval, ajutând în același timp la protejarea barelor colectoare din amonte și a echipamentelor de distribuție.

Siguranțe cu capacitate mare de rupere (HRC).

Siguranțele HRC rămân o soluție rentabilă și extrem de rapidă pentru protecția la scurtcircuit. Când curge un curent de scurtcircuit ultra-înalt, elementul siguranței interne se topește într-o perioadă foarte scurtă, întrerupând defecțiunea înainte ca curentul de scurtcircuit de vârf (Ipk) să atingă maximul teoretic.

Siguranțele HRC sunt frecvent asociate cu întrerupătoare de sarcină în circuitele auxiliare și specifice de protecție.

Matrice de selecție rapidă a dispozitivului

3. Protecția structurală și compartimentală în instalațiile de comutare BT

Arhitectura internă adecvată ajută la prevenirea defecțiunilor electrice locale, evenimentelor de arc și acumularea de căldură să se transforme în defecțiuni complete ale tabloului de distribuție.

Aparatul complet de joasă tensiune retrasabil (demontabil) modern, cum ar fi aparatele de comutație modulare din seria GCS, GCK și MNS, încorporează compartimentare fizică și măsuri de protecție concepute în conformitate cu standardele aplicabile IEC și GB.

Unități funcționale modulare extrase

În aparatele de comutare de tip extras, cum ar fi sistemele GCS și MNS, fiecare circuit de alimentare este găzduit în interiorul unei unități de sertare funcționale independente.

Dacă în interiorul unui sertar apare o defecțiune de supracurent sau un arc intern, barierele metalice și izolatoare ignifuge pot ajuta la izolarea zonei de defecțiune și la limitarea impactului acesteia asupra unităților funcționale adiacente și asupra sistemului principal de bare colectoare.

Capacitate de rezistență termică și dinamică a barelor colectoare

Barele principale din cupru trebuie să fie dimensionate corespunzător în funcție de curentul de rezistență de vârf necesar (Ipk) și curentul de rezistență de scurtă durată (Icw).

Barele colectoare din cupru de înaltă calitate, combinate cu izolarea fază adecvată și suportul mecanic, ajută la prevenirea deformărilor excesive cauzate de forțele electromagnetice puternice generate în condițiile de scurtcircuit.

Disiparea eficientă a căldurii și ventilație termică

Funcționarea susținută cu curent ridicat generează căldură prin pierderi I²R. Prin urmare, proiectarea corectă a instalației de comutare necesită o disipare eficientă a căldurii și o ventilație.

Dulapurile avansate ale aparatelor de distribuție pot include dispozitive de reducere a presiunii și canale de ventilație pentru a ajuta la controlul temperaturii carcasei și pentru a reduce riscul de stres termic excesiv în timpul funcționării continue.

4. Proiectarea sistemului și coordonarea protecției (selectivitatea)

Dispozitivele de protecție nu pot funcționa eficient în mod izolat. O rețea de distribuție a energiei bine concepută utilizează coordonarea selectivă, cunoscută și sub numele de discriminare, pentru a se asigura că dispozitivul de protecție cel mai apropiat de o defecțiune funcționează primul ori de câte ori este posibil.

Coordonarea timp-curent

ACB-urile din amonte pot fi configurate cu întârzieri de scurtcircuit adecvate pentru a permite MCCB-urilor din aval să elimine mai întâi defecțiunile de ramificație localizate.

Această abordare ajută la prevenirea întreruperii inutile a întregii instalații atunci când apare o defecțiune pe un circuit în aval relativ mic.

Calcule precise de sarcină și scurtcircuit

Integratorii de sistem ar trebui să calculeze curentul potențial de scurtcircuit la bornele de intrare ale aparatului de comutare.

Capacitatea de rupere a echipamentului selectat trebuie să fie adecvată pentru nivelul de defecțiune potențial. Pentru întrerupătoarele de circuit, capacitățile de întrerupere nominale relevante, cum ar fi Icu și Ics, trebuie evaluate în conformitate cu standardul de produs aplicabil și condițiile de aplicare.

Protecție împotriva erorilor la pământ și a secvenței zero

Transformatoarele de curent cu secvență zero (TC) pot fi încorporate în schemele de protecție adecvate pentru a detecta curenții de eroare la pământ.

Atunci când este proiectată și coordonată corespunzător, protecția împotriva defecțiunii la pământ poate ajuta la detectarea scurgerilor anormale sau a curenților de defect și poate iniția întreruperea circuitului înainte ca o defecțiune localizată să devină o defecțiune electrică mai gravă.

5. Întreținere preventivă și monitorizare în timp real

Fiabilitatea unui sistem de protecție la supracurent depinde în mare măsură de întreținerea de rutină și de monitorizarea continuă a stării.

Audituri termice și infraroșu

Inspectați în mod regulat îmbinările barelor colectoare, terminațiile cablurilor, conexiunile întrerupătoarelor de circuit și ansamblurile de contact folosind termografie în infraroșu.

Imaginile termice pot ajuta la identificarea conexiunilor slăbite, a rezistenței anormale de contact, a dezechilibrului de fază și a supraîncălzirii localizate înainte ca aceste condiții să devină defecțiuni grave ale echipamentelor.

Audituri de contact secundar și sertare mecanice

Pentru aparatele de comutare detașabilă, inspectați periodic mecanismele de inserare a sertarelor, clemele de contact primare, ștecherele pentru cablurile de control secundar și mecanismele de interblocare.

Praful și contaminarea trebuie îndepărtate în mod corespunzător, iar suprafețele de contact electrice trebuie menținute conform cerințelor de întreținere ale producătorului echipamentului.

Monitorizare inteligentă a puterii și integrare IoT

Modernizarea tablourilor de JT cu contoare digitale de putere și senzori de temperatură online asigură monitorizarea în timp real a curenților de fază, curentului neutru și temperaturilor barelor colectoare.

Pragurile automate de alarmă pot alerta operatorii despre condiții anormale de încărcare, dezechilibru de curent și supraîncălzire în stadiu incipient, permițând acțiuni corective înainte ca suprasarcina să devină o defecțiune mai gravă.

Partener cu Gangheng Electric pentru soluții fiabile de comutație LV

Atenuarea riscurilor de supracurent necesită o producție de înaltă calitate, o inginerie precisă a barelor colectoare, dispozitive de protecție fiabile și teste riguroase.

În calitate de producător certificat ISO 9001, ISO 14001 și CQC cu peste 20 de ani de experiență, Zhejiang Gangheng Electric Co., Ltd. oferă ansambluri de comutație de joasă tensiune complet personalizabile pentru aplicații industriale, comerciale, de infrastructură și de utilități.

Soluțiile noastre de comutație de joasă tensiune includ:

• Aparatură completă de întrerupere de joasă tensiune de tip GCS

• Aparatură completă de întrerupere de joasă tensiune de tip GCK

• Dulapuri de comutație modulare din seria MNS

• Ansambluri de comutație fixe de joasă tensiune GGD

Indiferent dacă aveți nevoie de inginerie personalizată, de conformitate cu standardele IEC și GB, de programe de livrare rapide sau de proiecte personalizate cu o singură unitate pentru proiecte EPC globale, echipa noastră de ingineri vă poate sprijini cerințele proiectului.

Contactați Gangheng Electric

Doriți să vă îmbunătățiți siguranța distribuției de energie?

Contactați astăzi echipa Gangheng Electric Engineeringpentru o consultație tehnică detaliată sau o ofertă de proiect.

Referințe

-Manual de distribuție a energiei electrice, de George J. Anders

• Standarde pentru echipamente de comutație și echipamente de control de joasă tensiune, seria IEC 60947 - x
  -Protecție la supracurent în sistemele electrice, tranzacții IEEE privind livrarea energiei