Persyaratan desain struktural dan kinerja listrik dari switchgear tipe laci

Persyaratan desain struktural dan kinerja listrik dari switchgear tipe laci

Desain struktural keseluruhan dari switchgear tegangan rendah melibatkan empat aspek persyaratan kinerja listrik:

1. Koordinasi isolasi

2. Kinerja stabilitas termal dinamis

3. Meningkatkan kemampuan perlindungan terhadap busur kesalahan

4. Kenaikan suhu

① Memperkuat kinerja isolasi peralatan membantu meningkatkan kemampuan keseluruhan untuk menahan overvoltage.

Koordinasi isolasi dari switchgear tipe laci ditentukan oleh faktor-faktor seperti kondisi lingkungan operasi, lokasi pemasangan dalam sistem pasokan listrik (kategori overvoltage), dan kinerja bahan isolasi, yang menentukan jarak listrik minimum dan jarak merayap. Klasifikasi bahan isolasi dibagi menjadi empat kategori berdasarkan rentang nilai indeks pelacakan komparatif (CTI) dari bahan tersebut: Kategori I 600≤CTI; II 400≤CTI<600; III 175≤CTI<400E; IV 100≤CTI<175E. Ada banyak komponen isolasi dalam kabinet laci tegangan rendah, seperti isolator, penjepit busbar, dan papan fungsional yang terbuat dari plastik rekayasa polikarbonat, serta konektor sekunder, yang semuanya mempengaruhi kinerja isolasi keseluruhan dari kabinet. Statistik menunjukkan bahwa sekitar 50% kecelakaan pada produk listrik di China disebabkan oleh sistem isolasi. Tentu saja, jika komponen isolasi dipilih dengan tepat dan memenuhi persyaratan kualitas selama operasi normal sistem, kinerja listrik mereka masih dapat memenuhi persyaratan, karena tingkat voltase tidak tinggi. Jika di bawah tingkat pencemaran 4, pemilihan bahan isolasi harus menjadi pertimbangan utama, seperti menggunakan isolasi untuk busbar utama di dalam kabinet yang melebihi kinerja standar dalam hal jarak merayap dan jarak listrik, serta menggunakan komponen isolasi dengan nilai CTI yang tinggi.

② Kinerja stabilitas termal dinamis dari kabinet selalu menjadi pertimbangan utama bagi pelanggan. Terutama di bawah kondisi arus tinggi, persyaratan kekuatan struktural untuk kabinet sangat tinggi. Dalam hal terjadi hubung singkat, kabinet harus memiliki kemampuan untuk menahan arus hubung singkat. Sebagai seorang desainer kabinet tegangan rendah, pertimbangan pertama haruslah metode pengikatan dan penempatan busbar utama horizontal. Misalnya, di sebuah pembangkit listrik besar dengan unit 300MW, arus masuk tegangan rendah umumnya lebih besar dari 4000A, dan sesuai dengan persyaratan proses, busbar utama adalah 3X3 (100x10). Namun, dalam praktiknya, ini tidak dipilih seperti itu. Umumnya, pengaturan fase tunggal dipertimbangkan dengan dua lapisan, masing-masing lapisan memiliki dua busbar 80x10, dan penjepit busbar terisolasi khusus digunakan untuk pengikatan. Desain struktural ini menyebarkan dampak arus hubung singkat pada kabinet, sangat meningkatkan kemampuan keseluruhan kabinet untuk menahan arus hubung singkat. Memperkuat tekanan kontak di titik sambungan baut dan memastikan torsi serta sudut sambungan baut juga dapat menahan dampak arus hubung singkat.

③ Untuk meningkatkan kemampuan perlindungan busur kesalahan dari peralatan, partisi logam umumnya digunakan untuk isolasi dan langkah pencegahan dalam struktur, mengisolasi konduktor hidup, menambahkan saluran pelepasan tekanan, dan perangkat deteksi busur.

Ada berbagai faktor yang berkontribusi terhadap timbulnya busur kesalahan, yang tidak akan dibahas di sini. IEC 4397-1 menetapkan tujuan perlindungan busur, yang pada akhirnya memerlukan: ① untuk mencegah akses ke bagian berbahaya dari unit fungsional yang berdekatan; ② untuk mencegah benda asing padat masuk ke unit yang berdekatan dari satu unit peralatan lengkap; ③ untuk memberikan tingkat perlindungan pribadi yang setinggi mungkin. Untuk tujuan ini, ruang fungsional dari kabinet dipisahkan secara ketat, terutama dibagi menjadi ruang unit fungsional, ruang busbar (ruang busbar horizontal dan vertikal), dan ruang kabel, yang tidak hanya mencegah penyebaran kecelakaan tetapi juga memfasilitasi pemeliharaan hidup. Ini adalah aspek unik dari desain struktural kabinet laci tegangan rendah, yang bertujuan untuk membatasi timbulnya busur, serta intensitas dan durasinya.

Untuk mencegah busur kesalahan yang dihasilkan dalam switchgear membahayakan personel di sekitarnya, perangkat pelepasan tekanan ditambahkan di bagian atas kabinet. Ketika busur kesalahan menyala, tekanan yang dihasilkan memaksa perangkat pelepasan tekanan untuk terbuka, mengarahkan gas panas ke arah atas kabinet, sehingga memastikan keselamatan personel. Fungsi perlindungan busur pasif ini adalah langkah yang diambil setelah busur terjadi, terutama untuk melindungi keselamatan pribadi, tetapi ini adalah bagian penting dari desain struktural kabinet. Juga perlu disebutkan bahwa mengembangkan switchgear lengkap tegangan rendah dengan perlindungan busur kesalahan dan memverifikasinya melalui IEC-1641 "Pedoman untuk Pengujian Busur Kesalahan dari Switchgear dan Kontrol Tegangan Rendah yang Tertutup" sangat penting.

④ Kenaikan suhu dari switchgear laci juga merupakan indikator penting untuk mengevaluasi desain struktural kabinet. Kenaikan suhu di dalam kabinet terkait dengan parameter seperti ukuran cangkang, bentuk pemasangan cangkang, apakah ada slot ventilasi dan ukurannya, jumlah partisi horizontal internal, kehilangan efektif komponen, dan jumlah unit laci. Sebagai produsen, ketika desain produk diselesaikan, tidak mungkin untuk mengubah berbagai parameter pada gambar. Dalam proses desain yang sebenarnya, beberapa klien atau lembaga desain, untuk menghemat ruang dan jumlah perangkat, telah secara berlebihan melengkapi jumlah laci. Meskipun pemasangan dapat diselesaikan, kenaikan suhu kabinet sering kali diabaikan, terutama di musim panas. Jika ruang distribusi memiliki ventilasi yang buruk, kenaikan suhu di dalam kabinet dapat menjadi terlalu tinggi selama penggunaan, menyebabkan kerusakan peralatan dan kerusakan isolasi, yang mengakibatkan kecelakaan hubung singkat. Ini harus menarik perhatian para desainer kami, dan perlu untuk mengangkat masalah ini dengan pihak lain.

Desain slot ventilasi atas dan bawah tidak hanya harus memenuhi persyaratan kenaikan suhu tetapi juga mempertimbangkan apakah tingkat perlindungan memadai. Untuk kabinet IP54, faktor penurunan harus dipertimbangkan sepenuhnya; jika tidak, mudah menyebabkan kenaikan suhu yang berlebihan. Selain itu, perusahaan harus secara teratur melakukan pengujian kenaikan suhu untuk mendapatkan data yang cukup dan melakukan perbaikan serta penyesuaian yang diperlukan pada struktur internal kabinet.