Konstruktion von amerikanischen Standard-Mittelspannungsschaltanlagen

Die Produktentwicklung erfordert einen soliden und ernsthaften Ansatz. Zunächst besteht die Nachfrage des Kunden nach authentischen amerikanischen Standards und IEEE C37.20.2 Standard-Metallpanzer-Schaltanlagen. Was authentisch ist, ist die weltweit erste 15-kV, 2-lagige Höhe, horizontale Vakuum-Leistungsschalter-Schaltanlage PowerVac, die 1976 von GE entwickelt wurde.

Anschließend produzierten verschiedene amerikanische Unternehmen Mittelspannungsschaltanlagen nach diesem Standard, und der Standard IEEE C37.20.2 wurde ebenfalls auf der Grundlage dieses Produkts entwickelt. Das heißt, bis zu diesem Jahr ist diese Schaltanlage genau 50 Jahre alt.

Die amerikanische Standard-Schaltanlage hat ihre einzigartigen Merkmale, insbesondere den hochintegrierten Leistungsschalter und sein Fach. Primär- und Sekundärseite sind tief integriert, und der Stromwandler ist am Kontaktkasten montiert. Die Hilfsschalter zum Öffnen und Schließen des Leistungsschalters und die Position des Leistungsschalterwagens sind im Leistungsschalterfach installiert. Die Sekundäreinrichtung und der Instrument-Mikroprozessorschutz sind an der Tür des Leistungsschalterfachs angebracht. Ein Fach ist ein integrierter Ein- und Ausgangskreis für Betrieb, Messung und Schutz.

Daher haben doppellagige Leistungsschalter oder Spannungswandler und andere Funktions-Einschubwagen, ähnlich wie Niederspannungs-Schaltanlagen, mehr Abgangskreise und mehr Hilfsfunktionen in einer Schaltanlage.

Die 15kV/27kV US-amerikanische Norm-Schaltanlage ist mit doppellagigen Leistungsschaltern ausgestattet. Unabhängig von den Strom- und Kurzschlussstromspezifikationen beträgt die Breite der Schaltanlage 36 Zoll bzw. 914 mm, mit einem Phasenabstand von 10 Zoll bzw. 254 mm.

Die Anforderung an US-amerikanische Norm-Leistungsschalter ist, die Rolle für die Einschubwagen des Leistungsschalters zu vergrößern, damit diese auf dem Boden rollen können. Die Außenabmessungen des Primärkontakts, insbesondere des Hochstromkontakts mit 3000 A, müssen klein sein, und der Leistungsschalter muss die Federenergiespeicherung freigeben, um das Fach herauszuziehen.

Das Design des Leistungsschalterfachs ist der Kern, bestehend aus einem festen Kontakt und einem Kontaktkasten. Der Durchgangs-Spannungswandler mit 600 V ist auf dem Kontaktkasten montiert, und der Außendurchmesser des Kontaktkastens muss klein sein. Für 38 kV beträgt der Phasenabstand im Allgemeinen 280 mm, und der Außendurchmesser des Kontaktkastens darf 176 mm nicht überschreiten. Der Außendurchmesser des 3000 A Primärkontakts liegt jedoch im Allgemeinen über 120 mm. Daher beträgt die Wandstärke des Kontaktkastens nur 28 mm, und es muss eine innere und äußere Druckausgleichs-Abschirmabdeckung verwendet werden.

Die 15/27kV Schaltanlage kann auch ein einlagiges Leistungsschalter-Wagen-Design verwenden, aber das Kernfunktionsfach muss die Anforderungen der Norm C37.20.2 erfüllen. Die Norm C37.20.2 verlangt, dass zwischen den Fächern keine Lüftungsöffnungen vorhanden sein dürfen, die Dicke der Trennwände nicht weniger als 3 mm betragen darf und die Dicke von Türblättern und Abdeckplatten nicht weniger als 1,9 mm betragen darf. Große oder schwere Abdeckplatten erfordern Scharniere oder Hebevorrichtungen.

Der Schutzgrad im Innenbereich ist im Allgemeinen NEMA 1 IP2X. Bei Lüftungsöffnungen muss ein ausreichender Abstand zu spannungsführenden Teilen wie Sammelschienen gewährleistet sein. Andernfalls sind kleine Gitterplatten zur Abschirmung erforderlich. Die Oberseite des Schranks muss staubdichte Abdeckungen haben.

Für den Lichtbogenschrank kann er ebenfalls nach NEMA 1 ausgelegt werden, einfach die Abdeckplatte schnell schließen, die Lüftung im Normalbetrieb öffnen und bei einem internen Lichtbogenfehler schnell schließen, um einen Lichtbogenüberschlag zu verhindern.

Die Schaltanlage muss eine mechanische Verriegelung aufweisen. Amerikanische Normschaltanlagen verwenden keine Erdungsschalter, daher gibt es keine entsprechende mechanische Verriegelung. Zum Beispiel muss bei der hinteren Schaltschranktürplatte nicht gesagt werden, dass nur der Erdungsschalter geschlossen werden kann, um die Abdeckplatte zu öffnen. Außerdem ist kein elektromagnetisches Schloss mit Spannungsanzeige erforderlich, um die hintere Abdeckplatte zwangsweise zu verriegeln. Es reicht aus, sie mit Bolzen auf der Grundlage der Werkzeugöffnung festzuziehen.

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