Kapcsolóberendezések

Mi az a kapcsolóberendezés?

Az elektromos áramkörök tervezésükből adódóan előre meghatározott terhelhetőséget kezelnek. Ezeket szabályozni kell, hogy megakadályozzuk a vezetékek túlmelegedését és a rendszer túlterhelését a túlzott áram miatt. A túlterhelt rendszer biztonsági kockázatot jelent, amely károsíthatja a létfontosságú alkatrészeket, sőt akár elektromos tüzet is okozhat. A kapcsolóberendezések célja az elektromos eszközök szabályozása és biztonságos, hatékony működésük biztosítása.

A kapcsolóberendezések alkatrészei közé tartoznak az elektromos leválasztó kapcsolók, megszakítók, biztosítékok és villámhárítók, amelyek vezetik vagy megszakítják az áramló elektromos áramot. Áramlökés esetén a kapcsolóberendezés megszakítja az áram áramlását, és megvédi az elektromos rendszereket az energia túlterhelés okozta károsodástól.

Miért van szükség kapcsolóberendezésre?

A kapcsolóberendezések célja, hogy megvédjék a tápegységhez csatlakoztatott berendezéseket az elektromos túlterhelés veszélyétől. Az elektromos kapcsolóberendezések az elektromos áram áramlásának szabályozásával és szabályozásával védik a gépeket, készülékeket, motorokat és más, elektromos áramköröket tartalmazó rendszereket.

A kapcsolóberendezések a karbantartási és javítási szakembereket is megvédik a sérülésektől azáltal, hogy elválasztják őket a feszültség alatt lévő áramköröktől. A villanyszerelők és a közműszolgáltatók a kapcsolóberendezésekre támaszkodnak a berendezések feszültségmentesítéséhez, az áramkörök biztonságos teszteléséhez, a karbantartási feladatok elvégzéséhez és a további hibák elhárításához.

Hogyan működnek a kapcsolóberendezések?

A kapcsolóberendezések az elektromos rendszeren belüli teljesítményáramlás szabályozásával megakadályozzák a károkat és a szolgáltatáskimaradásokat. Képesek elkülöníteni az érintett áramköröket, miközben egyidejűleg több forrásból táplálják a terhelést. Amikor egy túlfeszültség vagy hiba kiold egy megszakítót az elektromos kapcsolóberendezésen belül, a támogató alkatrészek megszakítják és elvezetik az áramot a túlterhelt áramkörben, miközben fenntartják a működő áramkörök működését.

Kapcsolótáblák vs. kapcsolóberendezések
A kapcsolótáblák és a kapcsolóberendezések rendkívül eltérő funkciókat látnak el. Különböző hardverkomponensekkel, feszültséggel, felhasználási módokkal és biztonsági szabványokkal rendelkeznek. A kapcsolótáblák kisfeszültségű eszközök, amelyeket kereskedelmi és ipari környezetben használnak az energia továbbítására, átirányítására és elosztására az egyes transzformátorokhoz, vezérlőrendszerekhez, áramköri panelekhez és terhelésekhez. A kapcsolóberendezések szabályozzák az elektromos áram áramlását a veszélyes túlfeszültségek megelőzése érdekében.

Kapcsolóberendezések típusai
Észak-Amerikában az ANSI/IEEE és az NEC 2014 szabványok szerint háromféle elektromos kapcsolóberendezést osztályoznak a váltakozó áramot szolgáltató elektromos rendszerekre vonatkozóan.

1. Az alacsony feszültségű elektromos kapcsolóberendezéseket olyan rendszereknél használják, amelyek kevesebb mint 1 kilovolton (kV) feszültséggel működnek.

2. A középfeszültségű elektromos kapcsolóberendezések 1 kV és 75 kV közötti feszültségen működnek.

3. A nagyfeszültségű elektromos kapcsolóberendezések 75 kV és körülbelül 230 kV közötti feszültségen működnek.

A kültéri használat esetén az elektromos kapcsolóberendezéseket megfelelő NEMA-besorolású tokozásban kell elhelyezni, hogy megvédjék azokat a manipulációtól és az elemektől.

● Kisfeszültségű kapcsolóberendezések
A kisfeszültségű kapcsolóberendezések kapcsolókat, kisfeszültségű megszakítókat, földzárlat-megszakítókat, miniatűr megszakítókat (MCB-ket), öntött tokos megszakítókat (MCCB-ket), nagy megszakítóképességű (HRC) biztosítékokat és tehermentesítő elektromos leválasztókat tartalmaznak.

Ez a berendezés beltéri vagy kültéri használatra is konfigurálható, és 208 volt, 240 volt, 480 volt és 600 volt, akár 1000 voltig terjedő feszültségre is alkalmas lehet. Az ipari, önkormányzati és kereskedelmi létesítmények gyakran használnak kisfeszültségű kapcsolóberendezéseket a HVAC, a világítás és egyéb épületgépészeti rendszerek energiaellátásának szabályozására.

● Középfeszültségű kapcsolóberendezések
A középfeszültségű kapcsolóberendezések olaj-, gáz- vagy vákuumszigetelőket és áramkör-megszakítókat használnak az áram áramlásának megszakítására túlfeszültség vagy rendszerhiba esetén. A szigetelők védik és hűtik az elektromos kapcsolóberendezések alkatrészeit, míg az áramkör-megszakító széthúzza az áramkör érintkezőit, hogy elszívja az ívet.

A beltéri és kültéri rendszereket általában 5 kV, 12 kV, 15 kV és 35 kV-tól 75 kV-ig terjedő feszültségértékekkel osztályozzák, jelezve a maximálisan kiszolgálható feszültséget. Ezt az elektromos kapcsolóberendezést általában áramtermelő állomásokon és átviteli alállomásokon alkalmazzák. Ipari és kereskedelmi létesítményekben motorok, betápláló áramkörök és generátorok vezérlésére is használják.

● Nagyfeszültségű kapcsolóberendezések
A nagyfeszültségű kapcsolóberendezések legalább 75 kV-on működő energiaellátó rendszereket vezérelnek. Ezek az elektromos kapcsolóberendezések leválasztókat, földelőkapcsolókat, nagyáramú kapcsolómechanizmusokat, biztosítékokat és megszakítókat használnak az áram vezérlésére, szabályozására, megszakítására, leválasztására és elvezetésére.

Mivel bármilyen elektromos hiba rendkívül erős ívet hozhat létre, a nagyfeszültségű elektromos kapcsolóberendezéseknek folyamatosan és megbízhatóan kell működniük. Ezek a kapcsolóberendezések létfontosságúak azoknál a műveleteknél, ahol nagy az elektromos hibák előfordulása, és ahol a berendezéseket rendszeresen feszültségmentesíteni kell. Gyakran megtalálhatók nagy villamos átviteli és elosztó rendszerekben, valamint kereskedelmi vagy ipari létesítményekben.

Kapcsolóberendezések szigetelési típusai
Változó feszültségek esetén a kapcsolóberendezések különböző típusú szigeteléseket is használhatnak a feszültség alatt lévő eszközök elektromos hibák elleni védelmére. A kapcsolóberendezések burkolatai a következő szigeteléstípusokat használják.

● Gázszigetelésű elektromos kapcsolóberendezések
A gázszigetelésű kapcsolóberendezések (GIS) olyan megszakítókat használnak, amelyek nyomás alatt lévő kén-hexafluorid gázt (SF6) használnak a vezetők és érintkezők szigetelésére, valamint az elektromos hiba által létrehozott íváram eloltására. A szén-dioxid (CO2) az SF6 klímabarát alternatívája. Az SF6 CO2-vel való helyettesítése 10 tonnával csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátását a berendezés életciklusa alatt.

● Légszigetelt elektromos kapcsolóberendezések
A levegőszigetelésű kapcsolóberendezések (AIS) olyan megszakítókat használnak, amelyek sűrített levegőt vagy mágneses erőt használnak az ív megnyújtására, így az magától kisül.

● Olajszigetelésű elektromos kapcsolóberendezések
Az olajszigetelésű kapcsolóberendezések elpárologtatják az ásványolajat az ív mentén, amely akkor keletkezik, amikor az áramvezető érintkezők elválnak, és hidrogéngázbuborékkal veszik körül, amely elszívja az áramot és megakadályozza az ív újbóli fellángolását.

● Vákuumszigetelésű elektromos kapcsolóberendezések
A vákuumszigetelésű kapcsolóberendezések kiküszöbölik azokat a molekulákat, amelyeket az elektromos áram ionizálhatna. Bármely ív megnyúlik és kisül, még a feszültség emelkedésével is.

Kapcsolóberendezések telepítése
A megfelelő engedéllyel rendelkező munkavállalóknak minden elektromos kapcsolóberendezést a vonatkozó biztonsági előírásoknak, építési irányelveknek és a gyártói utasításoknak megfelelően kell telepíteniük. A megfelelő telepítés biztosítja az optimális üzembiztonságot.