Le apparecchiature di commutazione sono generalmente dotate di interruttori automatici, gli interruttori automatici sono uno dei suoi componenti principali, responsabili del controllo della commutazione dei circuiti e della protezione dai guasti. Ecco una ripartizione:
1.Il ruolo centrale degli interruttori automatici nei quadri
Integrazione funzionale
Le apparecchiature di commutazione sono il "hub di distribuzione" del sistema energetico, che combina funzioni di controllo, protezione, misurazione e segnalazione. Essendo un componente chiave, gli interruttori automatici funzionano come segue:
Apertura e chiusura manuale/automatica dei circuiti (es. isolamento dell'alimentazione durante la manutenzione delle apparecchiature);
Prevenire sovraccarico, cortocircuito, depressione, ecc. (evitare che l'apparecchiatura bruci o prenda fuoco);
Interconnessione con sistemi di automazione (ad esempio, tramite controllo remoto PLC della chiusura e apertura degli interruttori).
Necessità strutturale
Le strutture tipiche delle apparecchiature di commutazione includono una cella sbarre, una cella interruttore, una cella cavi e una cella di controllo secondario. L'interruttore è installato in modo indipendente nello scomparto interruttore, collegato all'alimentazione tramite sbarre collettrici e collegato al carico tramite cavo per formare un circuito completo di distribuzione dell'energia. Se non sono presenti interruttori automatici, il quadro può svolgere solo il ruolo di scatola di derivazione dei cavi, controllo perso e funzioni di protezione. Configurazione dell'interruttore automatico di diversi tipi di quadri
Quadri a bassa-tensione (ad es. GCK, GCS e MNS)
Tipi di interruttori automatici: ACB, MCCB, MCB.
Scenari applicativi:
Quadro di comando in ingresso: cavi CA/CC da 630 A a 6300 A vengono utilizzati per collegare e scollegare l'alimentazione principale e fornire protezione da cortocircuito-.
Quadri in uscita: interruttori automatici scatolati (MCCB, da 10 A a 1600 A) o MCB, da 1 A a 125 A per circuiti derivati-controllati dal carico.
Apparecchiature di commutazione per la compensazione dei condensatori: gli interruttori automatici speciali vengono utilizzati per commutare i dispositivi di compensazione della potenza reattiva.
Quadri ad alta-tensione (ad es. KYN28 e XGN15)
Tipo di interruttore: interruttori in vuoto (VS1 e VN2) e interruttori in SF6 (LW8). Scenari applicativi:
Quadri in ingresso: gli interruttori automatici in vuoto da 10 kV-35 kV e da 1250 A-400 A sono responsabili della commutazione e della protezione da cortocircuito per l'alimentazione ad alta tensione.
Quadri in uscita: gli interruttori automatici in vuoto controllano carichi ad alta- tensione come trasformatori e motori e la loro capacità di rottura deve corrispondere alla corrente di avviamento del carico.
Quadri PT: piccoli interruttori automatici in vuoto per la protezione dei trasformatori di tensione.
Quadri-per scopi speciali
Sottostazioni di tipo box-: il lato ad alta tensione adotta interruttori automatici sottovuoto, il lato a bassa tensione adotta interruttori automatici a telaio per ottenere una protezione integrata ad alta tensione.
Quadri CC (come l'alimentatore della metropolitana): gli interruttori automatici CC vengono utilizzati per interrompere rapidamente la corrente di cortocircuito CC-(le interruzioni CC sono più difficili delle interruzioni CA).
3. Nuovi quadri energetici (come fotovoltaico (PV), eolico, ecc.): gli interruttori protetti da inverter vengono utilizzati per impedire il ritorno dell'elettricità nella rete. Collaborazione tra interruttori automatici e altri componenti del quadro
Lavorare con gli interruttori automatici
Quadri ad alta-tensione: l'interruttore automatico è responsabile dell'interruzione della corrente di carico e della corrente di corto-circuito, mentre il sezionatore è responsabile dell'isolamento dell'alimentazione dopo che l'interruttore automatico salta, formando "punti di interruzione chiari" per garantire una manutenzione sicura.
Quadri a bassa-tensione: alcuni progetti utilizzano una combinazione di interruttori automatici e interruttori automatici per ottenere un doppio isolamento.
Interazione con trasformatori di corrente
I TA monitorano le correnti del circuito in tempo reale e trasmettono segnali ai dispositivi di protezione dell'interruttore come relè di sovraccarico e dispositivi di rilascio di cortocircuito.
Quando la corrente è anomala, il dispositivo di protezione fa scattare l'interruttore automatico per saltare e disconnettere il circuito difettoso.
Integrazione con sistemi automatizzati
I quadri moderni sono dotati di controllori intelligenti che caricano lo stato dell'interruttore (spento e acceso, registrazioni di guasti) al sistema di monitoraggio tramite interfacce di comunicazione (ad esempio RS485 ed Ethernet).
Ciò consente operazioni remote, avvisi di guasto e gestione dell'efficienza energetica.
4. Un caso di studio sulle apparecchiature di commutazione mancanti dell'interruttore automatico
Scatola di derivazione cavi
Struttura: contiene solo sbarre collettrici, connettori dei cavi e isolante; senza interruttori automatici. Funzione: solo per la diramazione e il collegamento dei cavi, nessuna capacità di controllo o protezione.
Limitazioni: se un carico a valle va in cortocircuito-, deve essere protetto da interruttori automatici a monte, che potrebbero prolungare l'interruzione dell'alimentazione.
Semplice scatola di distribuzione dell'energia
Struttura: fusibile + sezionatori.
Domanda:
Dopo che il fusibile è bruciato, deve essere sostituito per impedire un rapido ripristino dell'alimentazione.
L'interruttore a coltello non è dotato di protezione da cortocircuito- e richiede fusibili aggiuntivi.
Scenari applicabili: domanda temporanea di elettricità o requisiti di bassa affidabilità.
V. Considerazioni chiave Considerazioni sugli interruttori automatici nella scelta delle apparecchiature di commutazione
Tipi di carico
Carichi del motore: considerare la corrente di avviamento (solitamente 5-7 volte la corrente nominale), scegliere l'interruttore automatico, l'interruttore automatico deve avere un potere di interruzione sufficiente.
Carico di illuminazione: per una corrente stabile, è possibile utilizzare un interruttore automatico con scatola a pressione standard-.
Carico di capacità: è necessario un interruttore automatico per armoniche inverse per prevenire danni all'apparecchiatura dovuti a correnti di spunto.
Stato dell'ambiente
Ambiente ad alta temperatura: selezionare un interruttore automatico resistente alle alte temperature (ad esempio, temperatura di esercizio nominale maggiore o uguale a 70 gradi). Ambienti umidi: scegliere interruttori automatici con grado di protezione IP65 o superiore per evitare che la condensa causi un cortocircuito.
Ambienti corrosivi: scegli gli interruttori automatici con custodia in acciaio inossidabile o rivestimento resistente alla corrosione.
Coordinamento del sistema
5. Livelli di protezione corrispondenti su e giù: l'interruttore superiore dovrebbe funzionare più a lungo di quello inferiore per evitare-interventi eccessivi.
Calcolo della corrente di cortocircuito-: seleziona l'interruttore automatico (ad es.. 50kA, 65kA) in base alla capacità di cortocircuito-del sistema.
VI. INTRODUZIONE Abstract
Configurazione standard: oltre il 90% dei quadri elettrici (siano essi a bassa tensione, ad alta tensione o per scopi speciali) sono dotati di interruttori automatici, che costituiscono il nucleo del controllo e della protezione del circuito.
Eccezioni: le apparecchiature senza requisiti di protezione, come scatole di derivazione cavi e scatole di distribuzione semplici, non devono essere dotate di interruttore automatico. Tuttavia, questo tipo di attrezzatura spesso fa affidamento su dispositivi di protezione superiore, limitandone l'applicabilità.
Scegliere il tipo e i parametri dell'interruttore appropriati in base alle caratteristiche del carico, alle condizioni ambientali e ai requisiti del sistema per garantire il funzionamento sicuro e affidabile del quadro.
