過電流は依然として、低電圧 (LV) 配電システムにおける壊滅的な電気故障、熱変形、および予期せぬ動作ダウンタイムの主な原因の 1 つです。送配電機器を専門とする信頼できる国家ハイテク企業として、Zhejiang Gangheng Electric Co., Ltd. は、重大な故障電流に耐え、動作継続性を保証するように設計された堅牢な低電圧開閉装置アセンブリを設計しました。

産業プラント、商業施設、変電所の配電を管理している場合でも、低電圧開閉装置に過電流保護を効果的に実装する方法を理解することが重要です。

この包括的なガイドでは、過電流のメカニズムを分析し、保護装置の選択を評価し、モジュラー開閉装置の構造的保護について詳しく説明し、実用的な保守プロトコルの概要を説明します。

1. 低圧配電盤の過電流原因を理解する

過電流は、電流が開閉装置コンポーネントまたはバスバー システムの定格連続電流処理容量 (In) を超えるたびに発生します。効果的な保護スキームを設計するには、システム エンジニアは次の 3 つの異なるタイプの過電流状態を区別する必要があります。

過負荷電流

複数の重いモーターの同時起動や予期しない機械的負担など、過剰な負荷を接続することによって発生する継続的な過電流。通常、その大きさは定格電流の約 1.2 ～ 5 倍と低くなりますが、状態が中断されない場合、熱の蓄積により時間の経過とともに導体の絶縁が劣化する可能性があります。

短絡電流

直接の相間または相から接地への短絡によって引き起こされる、突然の非常に大きな故障電流。多くの場合、数十キロアンペアを超えます。短絡が発生すると、巨大な電気力学的な力と熱サージが発生し、開閉装置の内部構造が瞬時に損傷する可能性があります。

突入電流

変圧器や大型 AC モーターなどの誘導性負荷の初期通電時に発生する過渡電流スパイク。保護装置は、迷惑なトリップを防ぐために、一時的な突入電流と実際の故障を区別する必要があります。

2. 適切な過電流保護装置 (OCPD) の選択

適切に調整され、定格が定められた保護装置を選択することが、LV 開閉装置保護における防御の第一線となります。

空気遮断器 (ACB) および配線用遮断器 (MCCB)

サーキットブレーカーは、最新の LV 開閉装置キャビネット内の主要なアクティブ保護要素です。

気中遮断器 (ACB)

エアサーキットブレーカーは通常、主受電ブレーカーまたは大容量フィーダブレーカーとして設置され、通常定格は 630A ～ 4000A 以上です。

高度な ACB はマイクロプロセッサベースのトリップ ユニット (ETU) を備えており、長時間遅延 (L)、短時間遅延 (S)、瞬時 (I)、および地絡 (G) 保護設定を正確に調整できます。この LSIG 保護構成により、エンジニアはより正確な保護調整を実現できます。

配線用遮断器 (MCCB)

MCCB は、サブ配電および分岐回路の保護に最適です。電子トリップ MCCB は、上流のバスバーと配電機器の保護に役立ちながら、下流の重大な障害を解決するための高い遮断容量 (Icu/Ics) を提供できます。

高破壊容量 (HRC) ヒューズ

HRC ヒューズは、依然としてコスト効率が高く、非常に高速な短絡保護ソリューションです。超高短絡電流が流れると、内部のヒューズ素子が非常に短時間で溶断し、ピーク短絡電流 (Ipk) が理論上の最大値に達する前に故障を遮断します。

HRC ヒューズは、補助および特定の保護回路で負荷遮断スイッチと組み合わせて使用​​されることがよくあります。

クイックデバイス選択マトリックス

3. 低圧開閉装置の構造および区画の保護

適切な内部アーキテクチャは、局所的な電気的故障、アーク現象、および熱の蓄積が連鎖的に配電盤の完全な故障につながるのを防ぐのに役立ちます。

GCS、GCK、MNS シリーズ モジュラー スイッチギヤなどの最新の引き出し式 (引き出し式) 低電圧完全スイッチギヤには、該当する IEC および GB 規格に従って設計された物理的な区画化と保護対策が組み込まれています。

モジュラー引き出し機能ユニット

GCS や MNS システムなどの引出し型開閉装置では、各フィーダ回路は独立した機能引出しユニット内に収容されています。

過電流障害または内部アークが 1 つの引き出し内で発生した場合、難燃性の金属バリアと絶縁バリアが障害領域を隔離し、隣接する機能ユニットやメイン バスバー システムへの影響を制限するのに役立ちます。

バスバーの熱および動的耐性

主銅バスバーは、必要なピーク耐電流 (Ipk) と短時間耐電流 (Icw) に応じて適切なサイズにする必要があります。

高品質の銅バスバーは、適切な相絶縁および機械的サポートと組み合わされて、短絡状態中に発生する強い電磁力によって引き起こされる過度の変形を防止します。

効果的な放熱と熱排出

高電流動作が継続すると、I²R 損失によって熱が発生します。したがって、適切な開閉装置の設計には、効果的な放熱と換気が必要です。

高度な開閉装置キャビネットには、エンクロージャの温度を制御し、連続運転中の過度の熱ストレスのリスクを軽減するために、圧力逃がし設備と換気チャネルが組み込まれている場合があります。

4. システム設計と保護調整 (選択性)

保護装置は単独では効果的に動作できません。適切に設計された配電ネットワークは、識別とも呼ばれる選択的調整を利用して、実際には障害に最も近い保護装置が最初に動作するようにします。

時間と現在の調整

上流の ACB に適切な短絡時間遅延を設定して、下流の MCCB が局所的な分岐障害を最初にクリアできるようにすることができます。

このアプローチは、比較的小規模なダウンストリーム回線で障害が発生した場合に、施設全体の不必要な中断を防ぐのに役立ちます。

正確な負荷と短絡の計算

システム インテグレーターは、開閉装置の入力端子で予想される短絡電流を計算する必要があります。

選択した機器の遮断容量は、予想される障害レベルに適している必要があります。サーキットブレーカーの場合、Icu や Ics などの関連する定格遮断容量は、該当する製品規格およびアプリケーション条件に従って評価する必要があります。

地絡およびゼロシーケンス保護

零相変流器 (CT) を適切な保護方式に組み込んで、地絡電流を検出できます。

適切に設計および調整されている地絡保護は、異常な漏れ電流や故障電流を検出し、局所的な故障がより深刻な電気故障に発展する前に回路遮断を開始するのに役立ちます。

5. 予防保守とリアルタイム監視

過電流保護システムの信頼性は、定期的なメンテナンスと継続的な状態監視に大きく依存します。

熱画像および赤外線監査

赤外線サーモグラフィーを使用して、バスバーの接合部、ケーブルの終端、回路ブレーカーの接続、および接点アセンブリを定期的に検査してください。

熱画像は、接続の緩み、異常な接触抵抗、位相の不均衡、および局所的な過熱を、これらの状態が深刻な機器故障に発展する前に特定するのに役立ちます。

二次連絡先および機械式引き出しの監査

引出開閉装置の場合は、引出挿入機構、一次接点クリップ、二次制御配線プラグ、インターロック機構を定期的に点検してください。

ほこりや汚れは適切に除去し、電気接触面は機器メーカーのメンテナンス要件に従って維持する必要があります。

スマート電力監視とIoT統合

デジタル電力メーターとオンライン温度センサーを備えた LV 配電盤を改造すると、相電流、中性電流、母線温度をリアルタイムで監視できます。

自動アラームしきい値により、異常な負荷状態、電流の不均衡、初期段階の過熱をオペレーターに警告することができ、過負荷がより深刻な障害に発展する前に是正措置を講じることができます。

信頼性の高い低圧開閉装置ソリューションのためのGangheng Electricとの提携

過電流のリスクを軽減するには、高品質の製造、正確なバスバーエンジニアリング、信頼性の高い保護装置、および厳格なテストが必要です。

20 年以上の専門知識を持つ ISO 9001、ISO 14001、および CQC 認定メーカーとして、Zhejiang Gangheng Electric Co., Ltd. は、産業、商業、インフラストラクチャ、公益事業アプリケーション向けに完全にカスタマイズ可能な低電圧開閉装置アセンブリを提供しています。

当社の低電圧開閉装置ソリューションには次のものが含まれます。

・GCS形低圧引出完全開閉装置

・GCK形低圧引出し完全開閉装置

• MNS シリーズ モジュラー開閉装置キャビネット

• GGD 低電圧固定開閉装置アセンブリ

カスタマイズされたエンジニアリング、IEC および GB 規格への準拠、短納期スケジュール、またはグローバル EPC プロジェクト向けの単一ユニットのカスタム ビルドが必要な場合でも、当社のエンジニアリング チームはお客様のプロジェクト要件をサポートできます。

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参考文献

- 配電ハンドブック、ジョージ J. アンダース著

• 低電圧開閉装置および制御装置機器規格、IEC 60947 - x シリーズ
  -電気システムの過電流保護、電力供給に関するIEEEトランザクション