U distribucijskim mrežama srednjeg i visokog napona kvar u kratkom spoju je jedna od najrazornijih pogonskih anomalija. Bilo da je izazvan degradacijom izolacije, okolišnim čimbenicima ili ulaskom divljih životinja, kratki spoj odmah izlažetrofazni sklopni uređajdo ekstremnog multifizičkog stresa.
Za električne trafostanice, elektrane i teška industrijska postrojenja, razumijevanje ovih utjecaja ključno je za konfiguriranje optimiziranog sustava koordinacije zaštite.
Kao vodeće nacionalno visokotehnološko poduzeće s više od 20 godina stručnosti u proizvodnji visokonaponske opreme,Zhejiang Gangheng Electric Company Limited (GangHeng)isporučuje certificiranu sklopnu opremu projektiranu da izdrži maksimalne očekivane struje kvara. Ovaj tehnički vodič detaljno opisuje kritične toplinske i mehaničke utjecaje kratkih spojeva na trofaznim sklopnim uređajima i kako moderni dizajni ublažavaju te rizike.
1. Toplinski utjecaj: Jako Joule zagrijavanje i degradacija izolacije
Kada dođe do kratkog spoja faza-faza ili faza-uzemljenje, trenutna veličina trenutno naraste na desetke tisuća ampera, znatno premašujući nazivnu trajnu struju sklopnog uređaja.
Fizika toplinskog naprezanja:
Prolazna struja kvara stvara ogromnu toplinsku energiju unutar bakrenih sabirnica i spojnih spojeva. Ovom pojavom upravlja Jouleova jednadžba zagrijavanja:
Q = ja2Rt
Gdje:
Q je generirana toplinska energija (džuli)
I je struja kratkog spoja (amperi)
R je otpor vodiča (Ω)
t je trajanje greške (sekunde)
Budući da je zagrijavanje proporcionalnokvadrat struje, čak i kratka odgoda vremena isključivanja prekidača može uzrokovati porast temperature iznad točke taljenja standardne izolacije. Ova prekomjerna toplina uzrokuje brzu degradaciju epoksidnih izolatora, isparava omotače kabela i može izazvati razorne požare unutar kućišta ili incidente s bljeskanjem luka.
2. Mehanički udar: elektrodinamičke sile i strukturna distorzija
Dok se toplinski učinak akumulira tijekom vremena (t), mehanički učinak kratkog spoja gotovo je trenutačan, a vrhunac doseže tijekom prvog poluciklusa struje kvara.
Vršna podnosiva struja (Istr):
Izmjenična magnetska polja koja stvaraju paralelne trofazne sabirnice koje nose velike struje kvara međusobno djeluju preko Lorentzove sile. Ove elektrodinamičke sile mogu nasilno privući ili odbiti susjedne sabirnice.
Elektrodinamička sila ∝(I1· ja2)/d
Gdje je d udaljenost između faza.
Za vrijeme vršne asimetrične struje kratkog spoja (Istr), te sile mogu izazvati tisuće Newtona tlaka po metru duž trase sabirnice.
Posljedice:Ako okviru razvodnog uređaja nedostaje strukturni integritet, te sile će iskriviti bakrene šipke, razbiti porculanske ili kompozitne potporne izolatore i iskriviti mehaničke veze prekidača. To može uzrokovati poskakivanje ili zavarivanje kontakata prekidača, potpuno onesposobljavanje zaštitnih mehanizama centrale.
3. Padovi napona i prijelazni pojavi u cijelom sustavu
Kratki spoj stvara lokalizirani pad niske impedancije, uzrokujući ozbiljan pad (pad) napona u cijeloj povezanoj električnoj mreži.
Prekidi trafostanice:Padovi napona mogu uzrokovati resetiranje ili neispravan rad osjetljivih elektroničkih zaštitnih releja.
Zastoj u industriji:Podnaponski uvjeti uzrokuju zaustavljanje ili iskakanje industrijskih motora zbog vlastitih zaštitnih uređaja. To izaziva rasprostranjen poremećaj sustava daleko izvan fizički oštećenog kućišta sklopnog uređaja.
Kako GangHeng konstruirana sklopna oprema smanjuje rizike od kratkog spoja
Kako bi se suprotstavilo toplinskim i mehaničkim naprezanjima kratkog spoja, trofazni sklopni uređaj mora biti projektiran s izričitimMogućnosti otpornosti na kratki spoj, kvantificirano nazivnom kratkotrajnom podnosivom strujom (Icw) i vršna podnosiva struja (Istr).
NaGangHeng, naš portfelj proizvoda koristi napredne materijale i strogu fizičku podijeljenost za sigurno izoliranje i gašenje kvarova:
1. KYN28-12 visokonaponski razvodni uređaj (izvlačni tip obložen metalom)
Obrana od kratkog spoja:Dizajniran za mreže od 12 kV,KYN28-12ima oklopljenu, potpuno podijeljenu arhitekturu. Njegov strukturni okvir izrađen je od visokokvalitetnih čeličnih limova presvučenih Al-Zn korištenjem preciznih CNC strojeva za probijanje i savijanje kako bi se osigurala maksimalna kruta mehanička čvrstoća protiv elektrodinamičkih sila. Sadrži Icwocijenjeno do 40kA tijekom 4 sekunde, jamčeći vrhunsku toplinsku stabilnost.
2. HXGN17-12 Glavni razvodni uređaj s fiksnim prstenom tipa kutije
Obrana od kratkog spoja:Idealno za kompaktne urbane distribucijske petlje i stambene projekte. TheHXGN17-12integrira vrlo pouzdanu zaštitu od prekostrujne struje i kratkog spoja putem pametnih releja u kombinaciji s SF-om visokog prekidnog kapaciteta6prekidači opterećenja ili vakuumski prekidači za izolaciju kvarova unutar milisekundi.
3. KYN61-40.5 Pokretni sklopni uređaj obložen metalom
Obrana od kratkog spoja:Projektiran za teške mreže od 40,5 kV u rudarstvu, elektranama i velikim trafostanicama. TheKYN61-40.5ima ojačane potporne nosače sabirnica i izolatore za teške uvjete posebno dizajnirane da izdrže ogromne mehaničke vršne struje (Istr) koji se susreću u višim naponskim okvirima.
Beskompromisna kvaliteta: tipski testiran za radnu sigurnost
Ublažavanje katastrofa uslijed kratkog spoja zahtijeva hardver provjeren rigoroznim fizičkim testiranjem. Svaki komad visokonaponske i srednjenaponske opreme koju proizvodiZhejiang Gangheng Electricpotpomognut je uspostavljenim ekosustavom kvalitete:
Potvrđeni certifikati:Izgrađeno ispodISO9001iOHSAS18001sustava upravljanja, naši proizvodi imaju sveobuhvatna izvješća o ispitivanju tipa visokog napona i CQC certifikate proizvoda.
Pouzdanost koju je odobrila mreža:Naša sklopna oprema službeno je odabrana i upisana na platformu za e-trgovinu National Grid, opslužujući kritičnu infrastrukturu od lokalnih industrijskih lokacija do međunarodnih projekata u Tanzaniji, Iranu i Kirgistanu.
Sigurnost nakon prodaje:Pružamo potpunu tehničku dokumentaciju i obuku, a12-mjesečno besplatno jamstvo, i vodeću 5-godišnju politiku zaštite od skrivenih nedostataka.
Određujete li razvodne uređaje sa specifičnim zahtjevima otpornosti na kratki spoj za vaš sljedeći projekt?Posavjetujte se s našim starijim elektrotehničkim timom. Posjetite našu službenu stranicu na https://www.ghswitchcabinet.com ili kontaktirajte naše globalno sjedište putemzjgh2@ghswitchcabinet.com/+86 138 6700 9576za pregled podataka tipskog ispitivanja i primanje prilagođenih konfiguracija.
Reference
Glover, JD, Sarma, MS, & Overbye, TJElektroenergetski sustavi: analiza i projektiranje. Cengage učenje.
Cooper Power Systems.Priručnik za rasklopne uređaje: Vodič za rasklopne uređaje niskog i srednjeg napona.
Portfelj korporativnih tehničkih dokumenata GangHeng.