ACB در مقابل VCB: راهنمای مقایسه کامل (استانداردهای IEC 2024)

ACB در مقابل VCB: راهنمای مقایسه کامل

شما به دو برگه اطلاعات فنی کلیدهای مدار برای پروژه تابلوی برق 15 کیلوولت خود خیره شده‌اید. هر دو، ولتاژ نامی تا 690 ولت را نشان می‌دهند. هر دو ظرفیت قطع چشمگیری را فهرست کرده‌اند. روی کاغذ، به نظر می‌رسد قابل تعویض هستند.

اینطور نیست.

اشتباه انتخاب کنید—یک کلید مدار هوایی (ACB) را در جایی نصب کنید که به یک کلید مدار خلاء (VCB) نیاز دارید، یا برعکس—و شما فقط استانداردهای IEC را نقض نمی‌کنید. شما در حال قمار با خطر آرک فلش، بودجه‌های تعمیر و نگهداری و طول عمر تجهیزات هستید. تفاوت واقعی در بروشور بازاریابی نیست. در فیزیک نحوه خاموش کردن قوس الکتریکی توسط هر کلید است، و آن فیزیک یک سقف ولتاژ سخت را تحمیل می‌کند که هیچ سلب مسئولیتی در برگه اطلاعات فنی نمی‌تواند آن را نادیده بگیرد.

در اینجا چیزی است که در واقع ACBها را از VCBها جدا می‌کند—و چگونه کلید مناسب را برای سیستم خود انتخاب کنید.


پاسخ سریع: ACB در مقابل VCB در یک نگاه

تفاوت اصلی: قطع کننده‌های مدار هوایی (ACB) قوس‌های الکتریکی را در هوای اتمسفر خاموش می‌کنند و برای سیستم‌های ولتاژ پایین تا 1000 ولت AC طراحی شده‌اند (تحت حاکمیت IEC 60947-2:2024). کلیدهای مدار خلاء (VCB) قوس‌ها را در یک محیط خلاء مهر و موم شده خاموش می‌کنند و در سیستم‌های ولتاژ متوسط از 11 کیلوولت تا 33 کیلوولت عمل می‌کنند (تحت حاکمیت IEC 62271-100:2021). این تقسیم ولتاژ یک انتخاب تقسیم‌بندی محصول نیست—بلکه توسط فیزیک قطع قوس دیکته می‌شود.

در اینجا نحوه مقایسه آنها در مشخصات مهم آمده است:

مشخصات قطع کننده مدار هوایی (ACB) کلید مدار خلاء (VCB)
محدوده ولتاژ ولتاژ پایین: 400 ولت تا 1000 ولت AC ولتاژ متوسط: 11 کیلوولت تا 33 کیلوولت (برخی 1 کیلوولت تا 38 کیلوولت)
محدوده فعلی جریان بالا: 800 آمپر تا 10000 آمپر جریان متوسط: 600 آمپر تا 4000 آمپر
شکستن ظرفیت تا 100 کیلوآمپر در 690 ولت 25 کیلوآمپر تا 50 کیلوآمپر در MV
محیط خاموش کننده قوس هوا در فشار اتمسفر خلاء (10^-2 تا 10^-6 تور)
ساز و عامل کانال‌های قوس، قوس را طولانی و خنک می‌کنند قطع کننده خلاء مهر و موم شده، قوس را در اولین صفر جریان خاموش می‌کند
فرکانس تعمیر و نگهداری هر 6 ماه (دو بار در سال) هر 3 تا 5 سال
طول عمر کنتاکت 3 تا 5 سال (قرار گرفتن در معرض هوا باعث فرسایش می‌شود) 20 تا 30 سال (محیط مهر و موم شده)
برنامه های کاربردی معمولی توزیع LV، MCCها، PCCها، پانل‌های تجاری/صنعتی تابلوی برق MV، پست‌های فرعی، حفاظت موتور HV
استاندارد IEC IEC 60947-2:2024 (≤1000V AC) IEC 62271-100:2021+A1:2024 (>1000V)
هزینه اولیه پایین‌تر (معمولاً 8K تا 15K دلار) بالاتر (معمولاً 20K تا 30K دلار)
هزینه کل 15 ساله ~48K دلار (با نگهداری) ~24K دلار (حداقل نگهداری)

متوجه خط تقسیم تمیز در 1000 ولت شدید؟ این تقسیم استانداردهااست—و وجود دارد زیرا بالاتر از 1 کیلوولت، هوا به سادگی نمی‌تواند قوس را به اندازه کافی سریع خاموش کند. فیزیک مرز را تعیین می‌کند. IEC فقط آن را مدون کرده است.

شما به دو برگه اطلاعات بریکر مدار برای پروژه سوئیچگیر 15 کیلوولت خود خیره شده‌اید. هر دو دارای رتبه‌بندی ولتاژ تا 690 ولت هستند. هر دو ظرفیت‌های شکست چشمگیری را فهرست می‌کنند. روی کاغذ، آن‌ها قابل تعویض به نظر می‌رسند. آن‌ها اینطور نیستند. اشتباه انتخاب کنید—یک بریکر مدار هوا (ACB) را در جایی نصب کنید که به یک بریکر مدار خلاء (VCB) نیاز دارید، یا برعکس—و شما فقط استانداردهای IEC را نقض نمی‌کنید. شما در حال قمار با خطر قوس الکتریکی، بودجه‌های تعمیر و نگهداری و طول عمر تجهیزات هستید. تفاوت واقعی در بروشور بازاریابی نیست. این در فیزیک نحوه خاموش کردن قوس الکتریکی توسط هر بریکر است، و آن فیزیک یک سقف ولتاژ سخت را تحمیل می‌کند که هیچ سلب مسئولیتی در برگه اطلاعات نمی‌تواند آن را لغو کند. در اینجا چیزی است که در واقع ACBها را از VCBها جدا می‌کند—و چگونه بریکر مناسب را برای سیستم خود انتخاب کنید. پاسخ سریع: ACB در مقابل VCB در یک نگاه تفاوت اصلی: بریکرهای مدار هوا (ACB) قوس‌های الکتریکی را در هوای اتمسفر خاموش می‌کنند و برای سیستم‌های ولتاژ پایین تا 1000 ولت AC طراحی شده‌اند (تحت حاکمیت IEC 60947-2:2024). بریکرهای مدار خلاء (VCB) قوس‌ها را در یک محیط خلاء مهر و موم شده خاموش می‌کنند و در سیستم‌های ولتاژ متوسط از 11 کیلوولت تا 33 کیلوولت کار می‌کنند (تحت حاکمیت IEC 62271-100:2021). این تقسیم ولتاژ یک انتخاب تقسیم‌بندی محصول نیست—بلکه توسط فیزیک قطع قوس دیکته می‌شود. در اینجا نحوه مقایسه آن‌ها در مشخصات حیاتی آمده است: مشخصات بریکر مدار هوا (ACB) بریکر مدار خلاء (VCB) محدوده ولتاژ ولتاژ پایین: 400 ولت تا 1000 ولت AC ولتاژ متوسط: 11 کیلوولت تا 33 کیلوولت (برخی 1 کیلوولت-38 کیلوولت) محدوده جریان جریان بالا: 800 آمپر تا 10000 آمپر جریان متوسط: 600 آمپر تا 4000 آمپر ظرفیت شکست تا 100 کیلوآمپر در 690 ولت 25 کیلوآمپر تا 50 کیلوآمپر در MVA محیط خاموش کردن قوس هوا در فشار اتمسفر خلاء (10^-2 تا 10^-6 تور) مکانیزم عملکرد کانال‌های قوس الکتریکی قوس را طولانی و خنک می‌کنند قطع کننده خلاء مهر و موم شده قوس را در اولین صفر جریان خاموش می‌کند فرکانس تعمیر و نگهداری هر 6 ماه (دو بار در سال) هر 3 تا 5 سال طول عمر کنتاکت 3 تا 5 سال (قرار گرفتن در معرض هوا باعث فرسایش می‌شود) 20 تا 30 سال (محیط مهر و موم شده) کاربردهای معمولی توزیع LV، MCCها، PCCها، پانل‌های تجاری/صنعتی سوئیچگیر MV، پست‌های تاسیساتی، حفاظت موتور HV استاندارد IEC IEC 60947-2:2024 (≤1000V AC) IEC 62271-100:2021+A1:2024 (>1000V) هزینه اولیه کمتر (معمولاً 8K-15K دلار) بیشتر (معمولاً 20K-30K دلار) هزینه کل 15 ساله ~48K دلار (با تعمیر و نگهداری) ~24K دلار (حداقل تعمیر و نگهداری) متوجه خط تقسیم تمیز در 1000 ولت شده‌اید؟ این تقسیم استانداردها است—و وجود دارد زیرا بالاتر از 1 کیلوولت، هوا به سادگی نمی‌تواند قوس را به اندازه کافی سریع خاموش کند. فیزیک مرز را تعیین می‌کند. IEC فقط آن را مدون کرد. شکل 1: مقایسه ساختاری فناوری‌های ACB و VCB. ACB (سمت چپ) از کانال‌های قوس الکتریکی در هوای آزاد استفاده می‌کند، در حالی که VCB (سمت راست) از یک قطع کننده خلاء مهر و موم شده برای خاموش کردن قوس استفاده می‌کند. خاموش کردن قوس: هوا در مقابل خلاء (چرا فیزیک سقف ولتاژ را تعیین می‌کند) هنگامی که کنتاکت‌های حامل جریان را تحت بار جدا می‌کنید، یک قوس تشکیل می‌شود. همیشه. آن قوس یک ستون پلاسما است—گاز یونیزه شده که هزاران آمپر را در دماهایی که به 20000 درجه سانتیگراد می‌رسد هدایت می‌کند (گرم‌تر از سطح خورشید). وظیفه بریکر مدار شما این است که آن قوس را قبل از اینکه کنتاکت‌ها را به هم جوش دهد یا یک رویداد قوس الکتریکی را تحریک کند، خاموش کند. نحوه انجام این کار کاملاً به محیط اطراف کنتاکت‌ها بستگی دارد. چگونه ACBها از هوا و کانال‌های قوس الکتریکی استفاده می‌کنند یک بریکر مدار هوا قوس را در هوای اتمسفر قطع می‌کند. کنتاکت‌های بریکر در کانال‌های قوس الکتریکی قرار دارند—آرایه‌هایی از صفحات فلزی که برای رهگیری قوس با جدا شدن کنتاکت‌ها قرار گرفته‌اند. در اینجا توالی آمده است: تشکیل قوس: کنتاکت‌ها جدا می‌شوند، قوس در هوا ضربه می‌زند طولانی شدن قوس: نیروهای مغناطیسی قوس را به داخل کانال قوس الکتریکی می‌رانند تقسیم قوس: صفحات فلزی کانال قوس الکتریکی قوس را به چندین قوس کوتاه‌تر تقسیم می‌کنند خنک کردن قوس: افزایش سطح و قرار گرفتن در معرض هوا پلاسما را خنک می‌کند خاموش کردن قوس: با خنک شدن و طولانی شدن قوس، مقاومت افزایش می‌یابد تا زمانی که قوس دیگر نتواند خود را در صفر جریان بعدی حفظ کند این کار به طور قابل اعتماد تا حدود 1000 ولت کار می‌کند. بالاتر از آن ولتاژ، انرژی قوس بسیار زیاد است. استحکام دی الکتریک هوا (گرادیان ولتاژی که می‌تواند قبل از شکست تحمل کند) تقریباً 3 کیلوولت بر میلی‌متر در فشار اتمسفر است. هنگامی که ولتاژ سیستم به محدوده چند کیلوولت می‌رسد، قوس به سادگی در سراسر شکاف کنتاکت در حال گسترش دوباره ضربه می‌زند. شما نمی‌توانید یک کانال قوس الکتریکی به اندازه کافی طولانی بسازید تا آن را متوقف کند بدون اینکه بریکر را به اندازه یک ماشین کوچک بسازید. این سقف ولتاژ است. چگونه VCBها از فیزیک خلاء استفاده می‌کنند یک بریکر مدار خلاء رویکرد کاملاً متفاوتی را در پیش می‌گیرد. کنتاکت‌ها در یک قطع کننده خلاء مهر و موم شده محصور شده‌اند—یک محفظه که تا فشاری بین 10^-2 و 10^-6 تور تخلیه شده است (این تقریباً یک میلیونیم فشار اتمسفر است). هنگامی که کنتاکت‌ها تحت بار جدا می‌شوند: تشکیل قوس: قوس در شکاف خلاء ضربه می‌زند یونیزاسیون محدود: با وجود تقریباً هیچ مولکول گازی، قوس فاقد محیط پایدار است دیونیزاسیون سریع: در اولین صفر جریان طبیعی (هر نیم سیکل در AC)، حامل‌های بار کافی برای دوباره ضربه زدن به قوس وجود ندارد خاموش شدن فوری: قوس در عرض یک سیکل می‌میرد (8.3 میلی‌ثانیه در یک سیستم 60 هرتز) خلاء دو مزیت بزرگ را فراهم می‌کند. اول، استحکام دی الکتریک: یک شکاف خلاء فقط 10 میلی‌متر می‌تواند ولتاژهایی تا 40 کیلوولت را تحمل کند—این 10 تا 100 برابر قوی‌تر از هوا در همان فاصله شکاف است. دوم، حفظ کنتاکت: با عدم وجود اکسیژن، کنتاکت‌ها با همان سرعت کنتاکت‌های ACB در معرض هوا اکسید یا فرسایش نمی‌یابند. این مزیت مهر و موم شده برای طول عمر است. کنتاکت‌های VCB در یک بریکر با نگهداری مناسب می‌توانند 20 تا 30 سال دوام بیاورند. کنتاکت‌های ACB در معرض اکسیژن اتمسفر و پلاسمای قوس؟ شما به تعویض هر 3 تا 5 سال یکبار نگاه می‌کنید، گاهی اوقات زودتر در محیط‌های گرد و غبار یا مرطوب. شکل 2: مکانیزم‌های خاموش کردن قوس. ACB به چندین مرحله برای طولانی کردن، تقسیم و خنک کردن قوس در هوا نیاز دارد (سمت چپ)، در حالی که VCB قوس را فوراً در اولین صفر جریان به دلیل استحکام دی الکتریک برتر خلاء خاموش می‌کند (سمت راست). نکته حرفه‌ای 1: سقف ولتاژ قابل مذاکره نیست. ACBها از نظر فیزیکی قادر به قطع قابل اعتماد قوس‌ها بالاتر از 1 کیلوولت در هوا در فشار اتمسفر نیستند. اگر ولتاژ سیستم شما از 1000 ولت AC فراتر رود، به یک VCB نیاز دارید—نه به عنوان یک گزینه "بهتر"، بلکه به عنوان تنها گزینه‌ای که با فیزیک و استانداردهای IEC مطابقت دارد. رتبه‌بندی ولتاژ و جریان: اعداد واقعاً به چه معنا هستند ولتاژ فقط یک خط مشخصات در برگه اطلاعات نیست. این معیار انتخاب اساسی است که تعیین می‌کند کدام نوع بریکر را حتی می‌توانید در نظر بگیرید. رتبه‌بندی جریان مهم است، اما در رتبه دوم قرار دارد. در اینجا چیزی است که اعداد در عمل به معنای آن هستند. رتبه‌بندی ACB: جریان بالا، ولتاژ پایین سقف ولتاژ: ACBها به طور قابل اعتماد از 400 ولت تا 1000 ولت AC کار می‌کنند (با برخی از طرح‌های تخصصی که تا 1500 ولت DC رتبه‌بندی شده‌اند). نقطه شیرین معمولی 400 ولت یا 690 ولت برای سیستم‌های صنعتی سه فاز است. بالاتر از 1 کیلوولت AC، خواص دی الکتریک هوا قطع قوس قابل اعتماد را غیرعملی می‌کند—آن سقف ولتاژی که در مورد آن بحث کردیم یک محدودیت طراحی نیست. این یک مرز فیزیکی است. ظرفیت جریان: جایی که ACBها تسلط دارند، مدیریت جریان است. رتبه‌بندی‌ها از 800 آمپر برای پانل‌های توزیع کوچک‌تر تا 10000 آمپر برای کاربردهای ورودی سرویس اصلی متغیر است. قابلیت جریان بالا در ولتاژ پایین دقیقاً همان چیزی است که توزیع ولتاژ پایین به آن نیاز دارد—به مراکز کنترل موتور (MCC)، مراکز کنترل قدرت (PCC) و تابلوهای توزیع اصلی در تاسیسات تجاری و صنعتی فکر کنید. ظرفیت شکست: رتبه‌بندی‌های قطع اتصال کوتاه تا 100 کیلوآمپر در 690 ولت می‌رسد. این چشمگیر به نظر می‌رسد—و برای کاربردهای ولتاژ پایین اینطور است. اما بیایید آن را با یک محاسبه توان در چشم‌انداز قرار دهیم: ظرفیت شکست: 100 کیلوآمپر در 690 ولت (خط به خط) توان ظاهری: √3 × 690 ولت × 100 کیلوآمپر ≈ 119 MVA این حداکثر توان خطا است که یک ACB می‌تواند با خیال راحت قطع کند. برای یک کارخانه صنعتی 400 ولت/690 ولت با یک ترانسفورماتور 1.5 MVA و نسبت‌های X/R معمولی، یک بریکر 65 کیلوآمپر اغلب کافی است. واحدهای 100 کیلوآمپر برای توزیع ولتاژ پایین در مقیاس تاسیساتی یا تاسیساتی با چندین ترانسفورماتور بزرگ به صورت موازی رزرو شده‌اند. کاربردهای معمولی: پانل‌های توزیع اصلی ولتاژ پایین (LVMDP) مراکز کنترل موتور (MCC) برای پمپ‌ها، فن‌ها، کمپرسورها مراکز کنترل قدرت (PCC) برای ماشین‌آلات صنعتی پانل‌های حفاظت و همگام‌سازی ژنراتور اتاق‌های برق ساختمان‌های تجاری (زیر 1 کیلوولت) رتبه‌بندی VCB: ولتاژ متوسط، جریان متوسط محدوده ولتاژ: VCBها برای سیستم‌های ولتاژ متوسط، معمولاً از 11 کیلوولت تا 33 کیلوولت مهندسی شده‌اند. برخی از طرح‌ها محدوده را تا 1 کیلوولت یا تا 38 کیلوولت گسترش می‌دهند (اصلاحیه 2024 به IEC 62271-100 رتبه‌بندی‌های استاندارد شده را در 15.5 کیلوولت، 27 کیلوولت و 40.5 کیلوولت اضافه کرد). استحکام دی الکتریک برتر قطع کننده خلاء مهر و موم شده این سطوح ولتاژ را در یک ردپای فشرده قابل مدیریت می‌کند. ظرفیت جریان: VCBها در مقایسه با ACBها جریان‌های متوسط را مدیریت می‌کنند، با رتبه‌بندی‌های معمولی از 600 آمپر تا 4000 آمپر. این برای کاربردهای ولتاژ متوسط کاملاً کافی است. یک بریکر 2000 آمپر در 11 کیلوولت می‌تواند 38 MVA بار مداوم را حمل کند—معادل چندین ده موتور صنعتی بزرگ یا تقاضای برق کل یک تاسیسات صنعتی با اندازه متوسط. ظرفیت شکست: VCBها از 25 کیلوآمپر تا 50 کیلوآمپر در سطوح ولتاژ مربوطه خود رتبه‌بندی شده‌اند. بیایید همان محاسبه توان را برای یک VCB 50 کیلوآمپر در 33 کیلوولت اجرا کنیم: ظرفیت شکست: 50 کیلوآمپر در 33 کیلوولت (خط به خط) توان ظاهری: √3 × 33 کیلوولت × 50 کیلوآمپر ≈ 2850 MVA این 24 برابر بیشتر از توان قطع کننده ACB 100 کیلوآمپر ما در 690 ولت است. ناگهان، آن ظرفیت شکست "پایین‌تر" 50 کیلوآمپر چندان متوسط به نظر نمی‌رسد. VCBها جریان‌های خطا را در سطوح توانی قطع می‌کنند که کانال قوس الکتریکی ACB را بخار می‌کند. شکل 3: تجسم سقف ولتاژ. ACBها به طور قابل اعتماد تا 1000 ولت کار می‌کنند اما نمی‌توانند قوس‌ها را بالاتر از این آستانه (منطقه قرمز) با خیال راحت قطع کنند، در حالی که VCBها بر محدوده ولتاژ متوسط از 11 کیلوولت تا 38 کیلوولت تسلط دارند (منطقه سبز). کاربردهای معمولی: پست‌های توزیع تاسیساتی (11 کیلوولت، 22 کیلوولت، 33 کیلوولت) سوئیچگیر ولتاژ متوسط صنعتی (واحدهای اصلی حلقه، تابلوهای برق فلزی) حفاظت موتور القایی ولتاژ بالا (>1000 HP) حفاظت اولیه ترانسفورماتور تاسیسات تولید برق (بریکرهای مدار ژنراتور) سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر (مزرعه‌های بادی، ایستگاه‌های اینورتر خورشیدی) نکته حرفه‌ای 2: ظرفیت شکست را فقط در کیلوآمپر مقایسه نکنید. توان قطع کننده MVA را محاسبه کنید (√3 × ولتاژ × جریان). یک VCB 50 کیلوآمپر در 33 کیلوولت توان بسیار بیشتری را نسبت به یک ACB 100 کیلوآمپر در 690 ولت قطع می‌کند. هنگام ارزیابی قابلیت بریکر، ولتاژ مهم‌تر از جریان است. تقسیم استانداردها: IEC 60947-2 (ACB) در مقابل IEC 62271-100 (VCB) کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) استانداردها را به طور اتفاقی تقسیم نمی‌کند. هنگامی که IEC 60947-2 بر بریکرها تا 1000 ولت حاکم است و IEC 62271-100 بالاتر از 1000 ولت مسئولیت را بر عهده می‌گیرد، آن مرز منعکس کننده واقعیت فیزیکی است که در مورد آن بحث کرده‌ایم. این تقسیم استانداردها است و قطب‌نمای طراحی شماست. IEC 60947-2:2024 برای بریکرهای مدار هوا دامنه: این استاندارد برای بریکرهای مدار با ولتاژ نامی بیش از 1000 ولت AC یا 1500 ولت DC اعمال نمی‌شود. این مرجع معتبر برای حفاظت مدار ولتاژ پایین، از جمله ACBها، بریکرهای مدار قاب‌بندی شده (MCCB) و بریکرهای مدار مینیاتوری (MCB) است. نسخه ششم در سپتامبر 2024 منتشر شد و جایگزین نسخه 2016 شد. به‌روزرسانی‌های کلیدی عبارتند از: مناسب بودن برای جداسازی: الزامات روشن شده برای استفاده از بریکرهای مدار به عنوان سوئیچ‌های جداسازی حذف طبقه‌بندی: IEC طبقه‌بندی بریکرها را بر اساس محیط قطع کننده (هوا، روغن، SF6 و غیره) حذف کرد. چرا؟ زیرا ولتاژ از قبل محیط را به شما می‌گوید. اگر در 690 ولت هستید، از هوا یا یک قاب‌بندی شده مهر و موم شده استفاده می‌کنید. سیستم طبقه‌بندی قدیمی زائد بود. تنظیمات دستگاه خارجی: مقررات جدید برای تنظیم تنظیمات جریان بیش از حد از طریق دستگاه‌های خارجی آزمایش پیشرفته: آزمایش‌های اضافه شده برای رله‌های خطای زمین و خواص دی الکتریک در موقعیت قطع شده بهبودهای EMC: روش‌های آزمایش سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) و روش‌های اندازه‌گیری تلفات توان به‌روزرسانی شده تجدید نظر 2024 استاندارد را تمیزتر و بیشتر با واحدهای سفر دیجیتال مدرن و فناوری بریکر هوشمند همسو می‌کند، اما مرز ولتاژ اصلی—≤1000V AC—تغییر نکرده است. بالاتر از آن، شما خارج از صلاحیت IEC 60947-2 هستید. IEC 62271-100:2021 (اصلاحیه 1: 2024) برای بریکرهای مدار خلاء دامنه: این استاندارد بر بریکرهای مدار جریان متناوب طراحی شده برای سیستم‌های سه فاز با ولتاژهای بالاتر از 1000 ولت حاکم است. این به طور خاص برای سوئیچگیرهای داخلی و خارجی ولتاژ متوسط و ولتاژ بالا طراحی شده است، جایی که VCBها فناوری غالب هستند (در کنار بریکرهای SF6 برای بالاترین کلاس‌های ولتاژ). نسخه سوم در سال 2021 منتشر شد و اصلاحیه 1 در آگوست 2024 منتشر شد. به‌روزرسانی‌های اخیر عبارتند از: مقادیر TRV (ولتاژ بازیابی گذرا) به‌روزرسانی شده: پارامترهای TRV در چندین جدول برای انعکاس رفتار سیستم واقعی و طرح‌های ترانسفورماتور جدیدتر دوباره محاسبه شده است ولتاژهای نامی جدید: رتبه‌بندی‌های استاندارد شده در 15.5 کیلوولت، 27 کیلوولت و 40.5 کیلوولت اضافه شده است تا ولتاژهای سیستم منطقه‌ای (به ویژه در آسیا و خاورمیانه) را پوشش دهد تعریف خطای ترمینال اصلاح شده: روشن شده است که چه چیزی یک خطای ترمینال را برای اهداف آزمایش تشکیل می‌دهد معیارهای آزمایش دی الکتریک: معیارهایی برای آزمایش دی الکتریک اضافه شده است. به صراحت بیان شده است که آزمایش‌های تخلیه جزئی فقط برای GIS (سوئیچگیر عایق گازی) و بریکرهای مخزن مرده اعمال می‌شود، نه VCBهای معمولی ملاحظات زیست محیطی: راهنمایی‌های پیشرفته در مورد ارتفاع، آلودگی و عوامل کاهش دما اصلاحیه 2024 استاندارد را با تغییرات زیرساخت شبکه جهانی همگام نگه می‌دارد، اما اصل اساسی همچنان پابرجاست: بالاتر از 1000 ولت، به یک بریکر ولتاژ متوسط نیاز دارید، و برای محدوده 1 کیلوولت تا 38 کیلوولت، این تقریباً همیشه به معنای VCB است. چرا این استانداردها همپوشانی ندارند مرز 1000 ولت خودسرانه نیست. این نقطه‌ای است که در آن هوای اتمسفر از 'محیط خاموش کننده قوس کافی" به "مسئولیت" تبدیل می‌شود. IEC دو استاندارد ایجاد نکرد تا کتاب‌های بیشتری بفروشد. آن‌ها واقعیت مهندسی را رسمی کردند: زیر 1 کیلوولت: طرح‌های مبتنی بر هوا یا قاب‌بندی شده کار می‌کنند. کانال‌های قوس الکتریکی موثر هستند. بریکرها فشرده و اقتصادی هستند. بالاتر از 1 کیلوولت: هوا به کانال‌های قوس الکتریکی به طور غیرعملی بزرگ نیاز دارد. خلاء (یا SF6 برای ولتاژهای بالاتر) برای قطع قوس ایمن و قابل اعتماد در یک ردپای معقول ضروری می‌شود. هنگامی که در حال تعیین یک بریکر هستید، اولین سوال این نیست که "ACB یا VCB؟" این است که "ولتاژ سیستم من چیست؟" آن پاسخ شما را به استاندارد صحیح هدایت می‌کند، که شما را به نوع بریکر صحیح هدایت می‌کند. نکته حرفه‌ای 3: هنگام بررسی برگه اطلاعات بریکر مدار، بررسی کنید که با کدام استاندارد IEC مطابقت دارد. اگر IEC 60947-2 را فهرست کند، یک بریکر ولتاژ پایین (≤1 کیلوولت) است. اگر IEC 62271-100 را فهرست کند، یک بریکر ولتاژ متوسط/بالا (>1 کیلوولت) است. انطباق استاندارد فوراً کلاس ولتاژ را به شما می‌گوید. کاربردها: تطبیق نوع بریکر با سیستم شما انتخاب بین ACB و VCB در مورد ترجیح نیست. این در مورد تطبیق قابلیت‌های فیزیکی بریکر با ویژگی‌های الکتریکی و الزامات عملیاتی سیستم شما است. در اینجا نحوه نگاشت نوع بریکر به کاربرد آمده است. چه زمانی از ACBها استفاده کنیم بریکرهای مدار هوا انتخاب مناسبی برای سیستم‌های توزیع ولتاژ پایین هستند که در آن ظرفیت جریان بالا مهم‌تر از اندازه فشرده یا فواصل تعمیر و نگهداری طولانی است. کاربردهای ایده‌آل: توزیع سه فاز 400 ولت یا 690 ولت: ستون فقرات بیشتر سیستم‌های الکتریکی صنعتی و تجاری مراکز کنترل موتور (MCC): حفاظت برای پمپ‌ها، فن‌ها، کمپرسورها، نوار نقاله‌ها و سایر موتورهای ولتاژ پایین مراکز کنترل قدرت (PCC): توزیع اصلی برای ماشین‌آلات صنعتی و تجهیزات فرآیند پانل‌های توزیع اصلی ولتاژ پایین (LVMDP): ورودی سرویس و بریکرهای اصلی برای ساختمان‌ها و تاسیسات حفاظت ژنراتور: ژنراتورهای پشتیبان ولتاژ پایین (معمولاً 480 ولت یا 600 ولت) دریایی و دریایی: توزیع توان کشتی ولتاژ پایین (جایی که IEC 60092 نیز اعمال می‌شود) چه زمانی ACBها از نظر مالی منطقی هستند: اولویت هزینه اولیه کمتر: اگر بودجه سرمایه‌ای محدود است و شما قابلیت تعمیر و نگهداری داخلی دارید الزامات جریان بالا: هنگامی که به رتبه‌بندی‌های 6000 آمپر+ نیاز دارید که در فرم فاکتورهای ACB اقتصادی‌تر هستند نصب مجدد در سوئیچگیر LV موجود: هنگام جایگزینی مانند به مانند در پانل‌های طراحی شده برای ACBها محدودیت‌هایی که باید به خاطر داشته باشید: بار تعمیر و نگهداری: انتظار بازرسی هر 6 ماه یکبار و تعویض کنتاکت هر 3-5 سال یکبار را داشته باشید ردپا: ACBها به دلیل مجموعه‌های کانال قوس الکتریکی بزرگ‌تر و سنگین‌تر از VCBهای معادل هستند صدا: قطع قوس در هوا بلندتر از خلاء مهر و موم شده است عمر سرویس محدود: معمولاً 10000 تا 15000 عملیات قبل از تعمیر اساسی چه زمانی از VCBها استفاده کنیم بریکرهای مدار خلاء بر کاربردهای ولتاژ متوسط تسلط دارند که در آن قابلیت اطمینان، تعمیر و نگهداری کم، اندازه فشرده و عمر سرویس طولانی هزینه اولیه بالاتر را توجیه می‌کند. کاربردهای ایده‌آل: پست‌های تاسیساتی 11 کیلوولت، 22 کیلوولت، 33 کیلوولت: سوئیچگیر توزیع اولیه و ثانویه سوئیچگیر MV صنعتی: واحدهای اصلی حلقه (RMU)، تابلوهای برق فلزی، ترانسفورماتورهای نصب شده روی پد حفاظت موتور ولتاژ بالا: موتورهای القایی بالاتر از 1000 HP (معمولاً 3.3 کیلوولت، 6.6 کیلوولت یا 11 کیلوولت) حفاظت ترانسفورماتور: بریکرهای سمت اولیه برای ترانسفورماتورهای توزیع و توان تاسیسات تولید برق: بریکرهای مدار ژنراتور، توان کمکی ایستگاه سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر: مدارهای جمع کننده مزرعه بادی، ترانسفورماتورهای افزایش دهنده اینورتر خورشیدی معدن و صنایع سنگین: جایی که گرد و غبار، رطوبت و شرایط سخت تعمیر و نگهداری ACB را مشکل‌ساز می‌کند چه زمانی VCBها تنها گزینه هستند: ولتاژ سیستم >1 کیلوولت AC: فیزیک و IEC 62271-100 به بریکرهای دارای رتبه ولتاژ متوسط نیاز دارند عملیات سوئیچینگ مکرر: VCBها برای 30000+ عملیات مکانیکی رتبه‌بندی شده‌اند (برخی از طرح‌ها از 100000 عملیات فراتر می‌روند) دسترسی محدود به تعمیر و نگهداری: پست‌های راه دور، سکوهای دریایی، تاسیسات پشت بام که در آن بازرسی‌های نیمه سالانه ACB غیرعملی است تمرکز بر هزینه چرخه عمر طولانی: هنگامی که هزینه کل مالکیت در طول 20-30 سال از هزینه سرمایه اولیه بیشتر است مزایایی در محیط‌های سخت: قطع کننده‌های خلاء مهر و موم شده تحت تأثیر گرد و غبار، رطوبت، اسپری نمک یا ارتفاع قرار نمی‌گیرند (تا محدودیت‌های کاهش رتبه) هیچ کانال قوس الکتریکی برای تمیز کردن یا تعویض وجود ندارد عملکرد بی‌صدا (مهم برای پست‌های داخلی در ساختمان‌های اشغال شده) ردپای.

شکل 1: مقایسه ساختاری فناوری‌های ACB و VCB. ACB (چپ) از کانال‌های قوس در هوای آزاد استفاده می‌کند، در حالی که VCB (راست) از یک قطع کننده خلاء مهر و موم شده برای خاموش کردن قوس استفاده می‌کند.


خاموش کردن قوس: هوا در مقابل خلاء (چرا فیزیک سقف ولتاژ را تعیین می‌کند)

هنگامی که کنتاکت‌های حامل جریان را زیر بار جدا می‌کنید، یک قوس تشکیل می‌شود. همیشه. آن قوس یک ستون پلاسما است—گاز یونیزه شده که هزاران آمپر را در دماهای تا 20000 درجه سانتیگراد هدایت می‌کند (گرمتر از سطح خورشید). وظیفه کلید مدار شما این است که آن قوس را قبل از اینکه کنتاکت‌ها را به هم جوش دهد یا یک رویداد آرک فلش را تحریک کند، خاموش کند.

نحوه انجام این کار کاملاً به محیط اطراف کنتاکت‌ها بستگی دارد.

چگونه ACBها از هوا و کانال‌های قوس استفاده می‌کنند

یک Air Circuit Breaker قوس را در هوای اتمسفر قطع می‌کند. کنتاکت‌های کلید در کانال‌های قوس قرار دارند—آرایه‌هایی از صفحات فلزی که برای رهگیری قوس با جدا شدن کنتاکت‌ها قرار گرفته‌اند. در اینجا توالی آمده است:

  1. تشکیل قوس: کنتاکت‌ها جدا می‌شوند، قوس در هوا زده می‌شود
  2. طولانی شدن قوس: نیروهای مغناطیسی قوس را به داخل کانال قوس می‌رانند
  3. تقسیم قوس: صفحات فلزی کانال، قوس را به چندین قوس کوتاه‌تر تقسیم می‌کنند
  4. خنک کردن قوس: افزایش سطح و قرار گرفتن در معرض هوا، پلاسما را خنک می‌کند
  5. خاموش شدن قوس: با خنک شدن و طولانی شدن قوس، مقاومت افزایش می‌یابد تا زمانی که قوس دیگر نتواند خود را در صفر جریان بعدی حفظ کند

این کار به طور قابل اعتماد تا حدود 1000 ولت کار می‌کند. بالاتر از آن ولتاژ، انرژی قوس بسیار زیاد است. استحکام دی الکتریک هوا (گرادیان ولتاژی که می‌تواند قبل از شکستن تحمل کند) تقریباً 3 کیلوولت بر میلی‌متر در فشار اتمسفر است. هنگامی که ولتاژ سیستم به محدوده چند کیلوولت می‌رسد، قوس به سادگی در سراسر شکاف کنتاکت در حال گسترش دوباره زده می‌شود. شما نمی‌توانید یک کانال قوس به اندازه کافی طولانی بسازید تا آن را متوقف کند بدون اینکه کلید را به اندازه یک ماشین کوچک بسازید.

که سقف ولتاژ.

چگونه VCBها از فیزیک خلاء استفاده می‌کنند

الف قطع کننده مدار خلاء یک رویکرد کاملاً متفاوت را در پیش می‌گیرد. کنتاکت‌ها در یک قطع کننده خلاء مهر و موم شده محصور شده‌اند—محفظه‌ای که تا فشاری بین 10^-2 و 10^-6 تور تخلیه شده است (این تقریباً یک میلیونیم فشار اتمسفر است).

هنگامی که کنتاکت‌ها زیر بار جدا می‌شوند:

  1. تشکیل قوس: قوس در شکاف خلاء زده می‌شود
  2. یونیزاسیون محدود: با وجود تقریباً هیچ مولکول گازی، قوس فاقد محیط نگهدارنده است.
  3. دی‌یونیزاسیون سریع: در اولین صفر جریان طبیعی (در هر نیم سیکل در AC)، حامل‌های بار کافی برای ایجاد مجدد قوس وجود ندارد.
  4. خاموش شدن فوری: قوس در عرض یک سیکل از بین می‌رود (8.3 میلی‌ثانیه در سیستم 60 هرتز)

خلاء دو مزیت بزرگ ارائه می‌دهد. اول،, استحکام دی‌الکتریک: یک شکاف خلاء فقط 10 میلی‌متر می‌تواند ولتاژهایی تا 40 کیلوولت را تحمل کند—این 10 تا 100 برابر قوی‌تر از هوا در همان فاصله است. دوم،, حفظ تماس: با عدم وجود اکسیژن، کنتاکت‌ها با همان سرعتی که کنتاکت‌های ACB در معرض هوا اکسید یا فرسوده می‌شوند، اکسید یا فرسوده نمی‌شوند. این مزیت مهر و موم شده برای زندگی.

کنتاکت‌های VCB در یک بریکر که به درستی نگهداری می‌شود، می‌توانند 20 تا 30 سال دوام بیاورند. کنتاکت‌های ACB در معرض اکسیژن اتمسفر و پلاسمای قوس؟ شما هر 3 تا 5 سال یکبار به تعویض نیاز دارید، گاهی اوقات زودتر در محیط‌های گرد و غبار یا مرطوب.

Arc quenching mechanisms

شکل 2: مکانیسم‌های خاموش کردن قوس. ACB برای طولانی کردن، تقسیم و خنک کردن قوس در هوا به مراحل متعددی نیاز دارد (چپ)، در حالی که VCB به دلیل استحکام دی‌الکتریک برتر خلاء، قوس را فوراً در اولین صفر جریان خاموش می‌کند (راست).

Pro-Tip #1: سقف ولتاژ قابل مذاکره نیست. ACBها از نظر فیزیکی قادر به قطع مطمئن قوس‌های بالاتر از 1 کیلوولت در هوا در فشار اتمسفر نیستند. اگر ولتاژ سیستم شما از 1000 ولت AC فراتر رود، به VCB نیاز دارید—نه به عنوان یک گزینه “بهتر”، بلکه به عنوان تنها گزینه‌ای که با فیزیک و استانداردهای IEC مطابقت دارد.


رتبه‌بندی ولتاژ و جریان: اعداد واقعاً به چه معنا هستند

ولتاژ فقط یک خط مشخصات در برگه داده نیست. این معیار انتخاب اساسی است که تعیین می‌کند کدام نوع بریکر را حتی می‌توانید در نظر بگیرید. رتبه‌بندی جریان مهم است، اما در درجه دوم قرار دارد.

در اینجا معنای اعداد در عمل آمده است.

رتبه‌بندی ACB: جریان بالا، ولتاژ پایین

سقف ولتاژ: ACBها به طور قابل اعتماد از 400 ولت تا 1000 ولت AC کار می‌کنند (با برخی از طرح‌های تخصصی که تا 1500 ولت DC رتبه‌بندی شده‌اند). نقطه مطلوب معمولی 400 ولت یا 690 ولت برای سیستم‌های صنعتی سه فاز است. بالاتر از 1 کیلوولت AC، خواص دی‌الکتریک هوا قطع مطمئن قوس را غیرعملی می‌کند—این سقف ولتاژ که در مورد آن بحث کردیم یک محدودیت طراحی نیست. این یک مرز فیزیکی است.

ظرفیت جریان: جایی که ACBها غالب هستند، مدیریت جریان است. رتبه‌بندی‌ها از 800 آمپر برای پانل‌های توزیع کوچک‌تر تا 10000 آمپر برای کاربردهای ورودی سرویس اصلی متغیر است. قابلیت جریان بالا در ولتاژ پایین دقیقاً همان چیزی است که توزیع ولتاژ پایین به آن نیاز دارد—مراکز کنترل موتور (MCC)، مراکز کنترل قدرت (PCC) و تابلوهای توزیع اصلی در تأسیسات تجاری و صنعتی را در نظر بگیرید.

ظرفیت شکستن: رتبه‌بندی قطع اتصال کوتاه تا 100 کیلوآمپر در 690 ولت می‌رسد. این چشمگیر به نظر می‌رسد—و برای کاربردهای ولتاژ پایین نیز همینطور است. اما بیایید آن را با یک محاسبه توان در چشم انداز قرار دهیم:

  • ظرفیت قطع: 100 کیلوآمپر در 690 ولت (خط به خط)
  • توان ظاهری: √3 × 690V × 100kA ≈ 119 مگاولت آمپر

این حداکثر توان خطا است که یک ACB می‌تواند با خیال راحت قطع کند. برای یک کارخانه صنعتی 400 ولت/690 ولت با ترانسفورماتور 1.5 مگاولت آمپر و نسبت‌های X/R معمولی، یک بریکر 65 کیلوآمپر اغلب کافی است. واحدهای 100 کیلوآمپر برای توزیع ولتاژ پایین در مقیاس خدمات شهری یا تأسیساتی با چندین ترانسفورماتور بزرگ به صورت موازی رزرو شده‌اند.

کاربردهای معمولی:

  • پانل‌های توزیع اصلی ولتاژ پایین (LVMDP)
  • مراکز کنترل موتور (MCC) برای پمپ‌ها، فن‌ها، کمپرسورها
  • مراکز کنترل قدرت (PCC) برای ماشین آلات صنعتی
  • پانل‌های حفاظت و همگام سازی ژنراتور
  • اتاق‌های برق ساختمان‌های تجاری (زیر 1 کیلوولت)

رتبه‌بندی VCB: ولتاژ متوسط، جریان متوسط

محدوده ولتاژ: VCBها برای سیستم‌های ولتاژ متوسط، معمولاً از 11 کیلوولت تا 33 کیلوولت طراحی شده‌اند. برخی از طرح‌ها محدوده را تا 1 کیلوولت یا تا 38 کیلوولت گسترش می‌دهند (اصلاحیه 2024 IEC 62271-100 رتبه‌بندی‌های استاندارد شده را در 15.5 کیلوولت، 27 کیلوولت و 40.5 کیلوولت اضافه کرد). استحکام دی‌الکتریک برتر قطع کننده خلاء مهر و موم شده، این سطوح ولتاژ را در یک ردپای جمع و جور قابل مدیریت می‌کند.

ظرفیت جریان: VCBها در مقایسه با ACBها، جریان‌های متوسط را با رتبه‌بندی‌های معمولی از 600 آمپر تا 4000 آمپر مدیریت می‌کنند. این برای کاربردهای ولتاژ متوسط کاملاً کافی است. یک بریکر 2000 آمپر در 11 کیلوولت می‌تواند 38 مگاولت آمپر بار پیوسته را حمل کند—معادل چندین ده موتور صنعتی بزرگ یا تقاضای برق کل یک تأسیسات صنعتی با اندازه متوسط.

ظرفیت شکستن: VCBها از 25 کیلوآمپر تا 50 کیلوآمپر در سطوح ولتاژ مربوطه خود رتبه‌بندی شده‌اند. بیایید همان محاسبه توان را برای یک VCB 50 کیلوآمپر در 33 کیلوولت اجرا کنیم:

  • ظرفیت قطع: 50 کیلوآمپر در 33 کیلوولت (خط به خط)
  • توان ظاهری: √3 × 33kV × 50kA ≈ 2850 مگاولت آمپر

که 24 برابر توان قطع بیشتر از ACB 100 کیلوآمپر ما در 690 ولت. ناگهان، آن ظرفیت قطع “پایین‌تر” 50 کیلوآمپر چندان متوسط به نظر نمی‌رسد. VCBها جریان‌های خطا را در سطوح توانی قطع می‌کنند که کانال قوس ACB را بخار می‌کند.

the Voltage Ceiling visualization

شکل 3: تجسم سقف ولتاژ. ACBها به طور قابل اعتماد تا 1000 ولت کار می‌کنند اما نمی‌توانند قوس‌ها را بالاتر از این آستانه (منطقه قرمز) با خیال راحت قطع کنند، در حالی که VCBها در محدوده ولتاژ متوسط از 11 کیلوولت تا 38 کیلوولت (منطقه سبز) غالب هستند.

کاربردهای معمولی:

  • پست‌های توزیع خدمات شهری (11 کیلوولت، 22 کیلوولت، 33 کیلوولت)
  • کلیدهای ولتاژ متوسط صنعتی (واحدهای اصلی حلقه، تابلو برق)
  • حفاظت از موتور القایی ولتاژ بالا (>1000 اسب بخار)
  • حفاظت اولیه ترانسفورماتور
  • تأسیسات تولید برق (بریکرهای مدار ژنراتور)
  • سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر (مزرعه‌های بادی، ایستگاه‌های اینورتر خورشیدی)

Pro-نکته #2: ظرفیت قطع را فقط بر حسب کیلوآمپر مقایسه نکنید. توان قطع مگاولت آمپر را محاسبه کنید (√3 × ولتاژ × جریان). یک VCB 50 کیلوآمپر در 33 کیلوولت توان بسیار بیشتری را نسبت به یک ACB 100 کیلوآمپر در 690 ولت قطع می‌کند. هنگام ارزیابی قابلیت بریکر، ولتاژ مهمتر از جریان است.


تقسیم استانداردها: IEC 60947-2 (ACB) در مقابل IEC 62271-100 (VCB)

کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) استانداردها را به طور اتفاقی تقسیم نمی‌کند. هنگامی که IEC 60947-2 بر بریکرهای تا 1000 ولت حاکم است و IEC 62271-100 بالاتر از 1000 ولت را در بر می‌گیرد، این مرز منعکس کننده واقعیت فیزیکی است که در مورد آن بحث کرده‌ایم. این تقسیم استانداردها, است و این قطب نمای طراحی شماست.

IEC 60947-2:2024 برای بریکرهای مدار هوا

دامنه: این استاندارد برای بریکرهای مدار با ولتاژ نامی اعمال می‌شود که از 1000 ولت AC یا 1500 ولت DC تجاوز نمی‌کند. این مرجع معتبر برای حفاظت از مدار ولتاژ پایین، از جمله ACBها، بریکرهای مدار قاب‌دار (MCCB) و بریکرهای مدار مینیاتوری (MCB) است.

نسخه ششم در سپتامبر 2024, منتشر شد و جایگزین نسخه 2016 شد. به‌روزرسانی‌های کلیدی عبارتند از:

  1. مناسب بودن برای جداسازی: الزامات روشن شده برای استفاده از قطع کننده‌های مدار به عنوان کلیدهای جداکننده
  2. حذف طبقه‌بندی: IEC طبقه‌بندی قطع کننده‌ها بر اساس محیط قطع (هوا، روغن، SF6 و غیره) را حذف کرد. چرا؟ زیرا ولتاژ از قبل نوع محیط را مشخص می‌کند.. اگر در 690 ولت هستید، از هوا یا یک محفظه قالب‌گیری شده مهر و موم شده استفاده می‌کنید. سیستم طبقه‌بندی قدیمی زائد بود.
  3. تنظیمات دستگاه خارجی: مقررات جدید برای تنظیم تنظیمات جریان اضافه از طریق دستگاه‌های خارجی
  4. تست پیشرفته: تست‌های اضافه شده برای رله‌های خطای زمین و خواص دی‌الکتریک در وضعیت قطع شده
  5. بهبود EMC: روش‌های تست سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) و روش‌های اندازه‌گیری تلفات توان به‌روزرسانی شده

ویرایش 2024 استاندارد را تمیزتر و همسو با واحدهای تریپ دیجیتال مدرن و فناوری قطع کننده هوشمند می‌کند، اما مرز ولتاژ اصلی—≤1000 ولت AC—تغییر نکرده است. بالاتر از آن، شما خارج از حوزه قضایی IEC 60947-2 هستید.

IEC 62271-100:2021 (اصلاحیه 1: 2024) برای قطع کننده‌های مدار خلاء

دامنه: این استاندارد حاکم بر قطع کننده‌های مدار جریان متناوب است که برای سیستم‌های سه فاز با ولتاژهای بالاتر از 1000 ولت طراحی شده‌اند.. این استاندارد به طور خاص برای تابلوهای برق داخلی و خارجی ولتاژ متوسط و ولتاژ بالا طراحی شده است، جایی که VCBها فناوری غالب هستند (در کنار قطع کننده‌های SF6 برای بالاترین کلاس‌های ولتاژ).

ویرایش سوم در سال 2021 منتشر شد، با اصلاحیه 1 در آگوست 2024 منتشر شد.. به‌روزرسانی‌های اخیر شامل موارد زیر است:

  1. مقادیر TRV (ولتاژ بازیابی گذرا) به‌روزرسانی شده: پارامترهای TRV در جداول متعدد برای انعکاس رفتار سیستم واقعی و طرح‌های جدیدتر ترانسفورماتور دوباره محاسبه شده‌اند.
  2. ولتاژهای نامی جدید: رتبه‌بندی‌های استاندارد شده در 15.5 کیلوولت، 27 کیلوولت و 40.5 کیلوولت اضافه شده است برای پوشش ولتاژهای سیستم منطقه‌ای (به ویژه در آسیا و خاورمیانه)
  3. تعریف تجدید نظر شده خطای ترمینال: روشن شده است که چه چیزی یک خطای ترمینال را برای اهداف آزمایش تشکیل می‌دهد.
  4. معیارهای تست دی‌الکتریک: معیارهایی برای تست دی‌الکتریک اضافه شده است. به صراحت بیان شده است که تست‌های تخلیه جزئی فقط برای GIS (تابلو برق عایق گازی) و قطع کننده‌های تانک مرده اعمال می‌شود، نه VCBهای معمولی.
  5. ملاحظات زیست محیطی: راهنمایی‌های پیشرفته در مورد عوامل کاهش رتبه ارتفاع، آلودگی و دما

اصلاحیه 2024 استاندارد را با تغییرات زیرساخت شبکه جهانی همگام نگه می‌دارد، اما اصل اساسی همچنان پابرجاست: بالاتر از 1000 ولت، شما به یک قطع کننده ولتاژ متوسط نیاز دارید, و برای محدوده 1 کیلوولت تا 38 کیلوولت، این تقریباً همیشه به معنای VCB است.

چرا این استانداردها همپوشانی ندارند

مرز 1000 ولت произвольный نیست. این نقطه‌ای است که هوای اتمسفر از “محیط خاموش کننده قوس کافی” به “مسئولیت” تبدیل می‌شود. IEC دو استاندارد ایجاد نکرد تا کتاب‌های بیشتری بفروشد. آنها واقعیت مهندسی را رسمیت بخشیدند:

  • زیر 1 کیلوولت: طرح‌های مبتنی بر هوا یا محفظه قالب‌گیری شده کار می‌کنند. کانال‌های قوس موثر هستند. قطع کننده‌ها جمع و جور و مقرون به صرفه هستند.
  • بالای 1 کیلوولت: هوا به کانال‌های قوس بسیار بزرگ نیاز دارد. خلاء (یا SF6 برای ولتاژهای بالاتر) برای قطع قوس ایمن و قابل اعتماد در یک ردپای معقول ضروری می‌شود.

وقتی در حال تعیین مشخصات یک قطع کننده هستید، اولین سوال این نیست که “ACB یا VCB؟” این است که “ولتاژ سیستم من چقدر است؟” این پاسخ شما را به استاندارد صحیح هدایت می‌کند، که شما را به نوع قطع کننده صحیح هدایت می‌کند.

Pro-نکته #3: هنگام بررسی برگه داده قطع کننده مدار، بررسی کنید که با کدام استاندارد IEC مطابقت دارد. اگر IEC 60947-2 را فهرست کند، یک قطع کننده ولتاژ پایین (≤1 کیلوولت) است. اگر IEC 62271-100 را فهرست کند، یک قطع کننده ولتاژ متوسط/بالا (>1 کیلوولت) است. انطباق با استاندارد، کلاس ولتاژ را فوراً به شما می‌گوید.


کاربردها: تطبیق نوع قطع کننده با سیستم شما

انتخاب بین ACB و VCB مربوط به ترجیح نیست. این در مورد تطبیق قابلیت‌های فیزیکی قطع کننده با ویژگی‌های الکتریکی و الزامات عملیاتی سیستم شما است.

در اینجا نحوه نگاشت نوع قطع کننده به برنامه آورده شده است.

چه زمانی از ACBها استفاده کنیم

قطع کننده‌های مدار هوا انتخاب درستی هستند برای سیستم‌های توزیع ولتاژ پایین جایی که ظرفیت جریان بالا مهم‌تر از اندازه جمع و جور یا فواصل طولانی نگهداری است.

کاربردهای ایده آل:

  • توزیع سه فاز 400 ولت یا 690 ولت: ستون فقرات بیشتر سیستم‌های الکتریکی صنعتی و تجاری
  • مراکز کنترل موتور (MCC): حفاظت برای پمپ‌ها، فن‌ها، کمپرسورها، نوار نقاله‌ها و سایر موتورهای ولتاژ پایین
  • مراکز کنترل توان (PCC): توزیع اصلی برای ماشین آلات صنعتی و تجهیزات فرآیند
  • پانل‌های توزیع اصلی ولتاژ پایین (LVMDP): ورودی سرویس و قطع کننده‌های اصلی برای ساختمان‌ها و امکانات
  • حفاظت ژنراتور: ژنراتورهای پشتیبان ولتاژ پایین (به طور معمول 480 ولت یا 600 ولت)
  • دریایی و فراساحلی: توزیع توان کشتی ولتاژ پایین (جایی که IEC 60092 نیز اعمال می‌شود)

چه زمانی ACBها از نظر مالی منطقی هستند:

  • اولویت هزینه اولیه کمتر: اگر بودجه سرمایه محدود است و شما قابلیت نگهداری داخلی دارید
  • الزامات جریان بالا: هنگامی که به رنج‌های 6,000 آمپر و بالاتر نیاز دارید که در فرم فاکتورهای ACB مقرون به صرفه‌تر هستند
  • نوسازی در تابلوی برق LV موجود: هنگام جایگزینی مشابه در پانل‌های طراحی شده برای ACBها

محدودیت‌هایی که باید به خاطر داشت:

  • بار نگهداری: انتظار بازرسی هر 6 ماه و تعویض کنتاکت هر 3-5 سال
  • ردپا: ACBها به دلیل مجموعه‌های محفظه قوس، بزرگتر و سنگین‌تر از VCBهای معادل هستند
  • نویز: قطع قوس در هوا بلندتر از قطع در خلاء مهر و موم شده است
  • عمر سرویس محدود: معمولاً 10,000 تا 15,000 عملیات قبل از تعمیرات اساسی

چه زمانی از VCBها استفاده کنیم

کلیدهای مدار خلاء غالب هستند کاربردهای ولتاژ متوسط جایی که قابلیت اطمینان، نگهداری کم، اندازه جمع و جور و عمر طولانی، هزینه اولیه بالاتر را توجیه می‌کند.

کاربردهای ایده آل:

  • پست‌های برق 11 کیلوولت، 22 کیلوولت، 33 کیلوولت: تابلوی برق توزیع اولیه و ثانویه
  • تابلوی برق MV صنعتی: واحدهای اصلی حلقه (RMU)، تابلوهای برق فلزی، ترانسفورماتورهای نصب شده روی پد
  • حفاظت موتور ولتاژ بالا: موتورهای القایی بالای 1000 اسب بخار (معمولاً 3.3 کیلوولت، 6.6 کیلوولت یا 11 کیلوولت)
  • حفاظت ترانسفورماتور: بریکرهای سمت اولیه برای ترانسفورماتورهای توزیع و قدرت
  • تاسیسات تولید برق: کلیدهای مدار ژنراتور، توان کمکی ایستگاه
  • سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر: مدارهای جمع کننده مزرعه بادی، ترانسفورماتورهای افزاینده اینورتر خورشیدی
  • معدن و صنایع سنگین: جایی که گرد و غبار، رطوبت و شرایط سخت، نگهداری ACB را مشکل‌ساز می‌کند

چه زمانی VCBها تنها گزینه هستند:

  • ولتاژ سیستم > 1 کیلوولت AC: فیزیک و IEC 62271-100 به بریکرهای دارای رتبه ولتاژ متوسط نیاز دارند
  • عملیات سوئیچینگ مکرر: VCBها برای 30,000+ عملیات مکانیکی رتبه بندی شده‌اند (برخی از طرح‌ها از 100,000 عملیات فراتر می‌روند)
  • دسترسی محدود به نگهداری: پست‌های راه دور، سکوهای دریایی، تاسیسات پشت بام که در آن بازرسی‌های نیمه سالانه ACB غیرعملی است
  • تمرکز بر هزینه چرخه عمر طولانی: هنگامی که کل هزینه مالکیت در طول 20-30 سال بیشتر از هزینه سرمایه اولیه باشد

مزایا در محیط‌های سخت:

  • قطع کننده‌های خلاء مهر و موم شده تحت تأثیر گرد و غبار، رطوبت، اسپری نمک یا ارتفاع قرار نمی‌گیرند (تا محدودیت‌های کاهش رتبه)
  • بدون محفظه قوس برای تمیز کردن یا تعویض
  • عملکرد بی‌صدا (مهم برای پست‌های داخلی در ساختمان‌های اشغال شده)
  • ردپای جمع و جور (بحرانی در پست‌های شهری با املاک گران قیمت)

ماتریس تصمیم گیری: ACB یا VCB؟

ویژگی‌های سیستم شما نوع بریکر پیشنهادی دلیل اصلی
ولتاژ ≤ 1,000V AC ای سی بی حوزه قضایی IEC 60947-2؛ خاموش کردن هوا کافی است
ولتاژ > 1,000V AC فرم کامل MCCB در مقابل سایر اختصارات قطع کننده مدار: مقایسه کامل IEC 62271-100 مورد نیاز است. هوا نمی‌تواند قوس را به طور قابل اعتماد قطع کند
جریان بالا (>5,000A) در LV ای سی بی مقرون به صرفه‌تر برای جریان بسیار بالا در ولتاژ پایین
سوئیچینگ مکرر (>20/روز) فرم کامل MCCB در مقابل سایر اختصارات قطع کننده مدار: مقایسه کامل دارای رتبه 30,000+ عملیات در مقابل 10,000 ACB
محیط سخت (گرد و غبار، نمک، رطوبت) فرم کامل MCCB در مقابل سایر اختصارات قطع کننده مدار: مقایسه کامل قطع کننده مهر و موم شده تحت تأثیر آلودگی قرار نمی‌گیرد
دسترسی محدود به نگهداری فرم کامل MCCB در مقابل سایر اختصارات قطع کننده مدار: مقایسه کامل فواصل سرویس 3-5 ساله در مقابل برنامه 6 ماهه ACB
تمرکز بر هزینه چرخه عمر 20+ ساله فرم کامل MCCB در مقابل سایر اختصارات قطع کننده مدار: مقایسه کامل TCO پایین‌تر با وجود هزینه اولیه بالاتر
محدودیت‌های فضایی تنگ فرم کامل MCCB در مقابل سایر اختصارات قطع کننده مدار: مقایسه کامل طراحی جمع و جور؛ بدون حجم محفظه قوس
پروژه سرمایه با محدودیت بودجه ACB (اگر ≤1kV) هزینه اولیه کمتر، اما بودجه تعمیر و نگهداری را در نظر بگیرید.

Circuit breaker selection flowchart

شکل 5: نمودار گردش کار انتخاب قطع کننده مدار. ولتاژ سیستم معیار اصلی تصمیم گیری است و شما را بر اساس مرز 1000 ولت به کاربردهای ACB (ولتاژ پایین) یا VCB (ولتاژ متوسط) هدایت می کند.

Pro-نکته #4: اگر ولتاژ سیستم شما در نزدیکی مرز 1 کیلوولت است، VCB را مشخص کنید. سعی نکنید یک ACB را تا حداکثر ولتاژ نامی آن بکشید. سقف ولتاژ حداکثر نامی وجود ندارد - این یک محدودیت فیزیکی سخت است. با حاشیه طراحی کنید.


مالیات نگهداری: چرا VCB ها در طول 20 سال هزینه کمتری دارند

آن ACB با قیمت 15000 دلار در مقایسه با VCB با قیمت 25000 دلار جذاب به نظر می رسد. تا زمانی که اعداد را در طول 15 سال اجرا کنید.

خوش آمدید به مالیات نگهداری- هزینه پنهان و مکرری که معادله اقتصادی را تغییر می دهد.

نگهداری ACB: بار دو بار در سال

قطع کننده های مدار هوا به نگهداری منظم و عملی نیاز دارند زیرا کنتاکت ها و محفظه های قوس آنها در یک محیط هوای آزاد کار می کنند. در اینجا برنامه نگهداری معمولی توصیه شده توسط سازندگان و IEC 60947-2 آمده است:

هر 6 ماه (بازرسی نیمه سالانه):

  • بازرسی بصری کنتاکت ها از نظر حفره، فرسایش یا تغییر رنگ
  • تمیز کردن محفظه قوس (حذف رسوبات کربن و بقایای بخار فلز)
  • اندازه گیری فاصله و سایش کنتاکت
  • تست عملکرد مکانیکی (دستی و اتوماتیک)
  • بررسی گشتاور اتصال ترمینال
  • روغن کاری قطعات متحرک (لولاها، اتصالات، یاتاقان ها)
  • تست عملکرد واحد تریپ جریان اضافه

هر 3-5 سال (سرویس اصلی):

  • تعویض کنتاکت (اگر فرسایش از محدودیت های سازنده فراتر رود)
  • بازرسی محفظه قوس و تعویض در صورت آسیب دیدگی
  • تست مقاومت عایق (تست مِگر)
  • اندازه‌گیری مقاومت تماسی
  • جداسازی و تمیز کردن کامل
  • تعویض قطعات مکانیکی فرسوده

تفکیک هزینه (معمولی، بسته به منطقه متفاوت است):

  • بازرسی نیمه سالانه: 600 تا 1000 دلار برای هر قطع کننده (هزینه نیروی کار پیمانکار: 3-4 ساعت)
  • تعویض کنتاکت: 2500 تا 4000 دلار (قطعات + نیروی کار)
  • تعویض محفظه قوس: 1500 تا 2500 دلار (در صورت آسیب دیدگی)
  • تماس سرویس اضطراری (اگر قطع کننده بین بازرسی ها از کار بیفتد): 1500 تا 3000 دلار

برای یک ACB با عمر مفید 15 سال:

  • بازرسی های نیمه سالانه: 15 سال × 2 بازرسی در سال × 800 دلار میانگین = $24,000
  • تعویض کنتاکت: (15 سال ÷ 4 سال) × 3000 دلار = $9,000 (3 تعویض)
  • خرابی های برنامه ریزی نشده: فرض کنید 1 خرابی × 2000 دلار = $2,000
  • کل نگهداری در طول 15 سال: 35000 دلار

هزینه خرید اولیه (15000 دلار) را اضافه کنید، و کل هزینه مالکیت 15 ساله شما 50000 دلار است..

این مالیات نگهداری. است. شما آن را در ساعات کار، زمان خرابی و قطعات مصرفی می پردازید - هر سال، دو بار در سال، برای عمر قطع کننده.

نگهداری VCB: مزیت مهر و موم شده برای زندگی

قطع کننده های مدار خلاء معادله نگهداری را تغییر می دهند. قطع کننده خلاء مهر و موم شده از کنتاکت ها در برابر اکسیداسیون، آلودگی و قرار گرفتن در معرض محیط محافظت می کند. نتیجه: فواصل سرویس به طور چشمگیری افزایش می یابد.

هر 3-5 سال (بازرسی دوره ای):

  • بازرسی بصری خارجی
  • بررسی تعداد عملکرد مکانیکی (از طریق شمارنده یا رابط دیجیتال)
  • بررسی نشانگر سایش کنتاکت (برخی از VCB ها دارای نشانگرهای خارجی هستند)
  • تست عملیاتی (سیکل های باز/بسته)
  • تست عملکرد مدار کنترل
  • بازرسی اتصال ترمینال

هر 10-15 سال (بازرسی اصلی، اگر اصلاً):

  • تست یکپارچگی خلاء (با استفاده از تست ولتاژ بالا یا بازرسی اشعه ایکس)
  • اندازه گیری فاصله کنتاکت (نیاز به جداسازی جزئی در برخی از مدل ها دارد)
  • آزمایش مقاومت عایقی

توجه کنید که چه چیزی لزوماً در لیست نیست:

  • بدون تمیز کردن کنتاکت (محیط مهر و موم شده)
  • بدون نگهداری محفظه قوس (وجود ندارد)
  • بدون بازرسی نیمه سالانه (غیر ضروری)
  • بدون تعویض معمول کنتاکت (طول عمر 20-30 سال)

تفکیک هزینه (معمولی):

  • بازرسی دوره ای (هر 4 سال): 400 تا 700 دلار برای هر قطع کننده (هزینه نیروی کار پیمانکار: 1.5-2 ساعت)
  • تعویض قطع کننده خلاء (در صورت نیاز پس از 20-25 سال): 6000 تا 10000 دلار

برای یک VCB با همان دوره ارزیابی 15 ساله:

  • بازرسی های دوره ای: (15 سال ÷ 4 سال) × 500 دلار میانگین = $1,500 (3 بازرسی)
  • خرابی‌های برنامه‌ریزی نشده: بسیار نادر؛ فرض کنید 0٪ (VCBها 10 برابر نرخ خرابی کمتری دارند)
  • تعمیرات اساسی: در عرض 15 سال مورد نیاز نیست
  • کل نگهداری در طول 15 سال: 1500 دلار

هزینه خرید اولیه (25000 دلار) را اضافه کنید، و کل هزینه مالکیت 15 ساله شما تقریباً 26500 دلار است.

نقطه تقاطع TCO

بیایید آنها را کنار هم قرار دهیم:

مولفه هزینه ACB (15 سال) VCB (15 سال)
خرید اولیه $15,000 $25,000
تعمیر و نگهداری روتین $24,000 $1,500
تعویض کنتاکت/قطعه $9,000 $0
خرابی‌های برنامه‌ریزی نشده $2,000 $0
هزینه کل مالکیت $50,000 $26,500
هزینه در سال 3333 دلار در سال 1767 دلار در سال

VCB فقط از طریق صرفه‌جویی در نگهداری هزینه خود را جبران می‌کند. اما نکته مهم اینجاست: این تقاطع حدود سال 3 اتفاق می‌افتد.

  • سال 0: ACB = 15 هزار دلار، VCB = 25 هزار دلار (ACB با 10 هزار دلار جلوتر است)
  • سال 1.5: 3 بازرسی اول ACB = 2400 دلار؛ VCB = 0 دلار (ACB با 7600 دلار جلوتر است)
  • سال 3: شش بازرسی ACB = 4800 دلار؛ VCB = 0 دلار (ACB با 5200 دلار جلوتر است)
  • سال 4: اولین تعویض کنتاکت ACB + 8 بازرسی = 9400 دلار؛ اولین بازرسی VCB = 500 دلار (ACB با 900 دلار جلوتر است)
  • سال 5: کل نگهداری ACB = 12000 دلار؛ VCB = 500 دلار (VCB شروع به صرفه‌جویی در هزینه می‌کند)
  • سال 15: کل ACB = 50 هزار دلار؛ کل VCB = 26.5 هزار دلار (VCB مبلغ 23500 دلار صرفه‌جویی می‌کند)

5-Year Total Cost of Ownership (TCO) analysis

شکل 4: تجزیه و تحلیل کل هزینه مالکیت (TCO) 15 ساله. علی‌رغم هزینه اولیه بالاتر، VCBها به دلیل نیازهای نگهداری به طور چشمگیری کمتر، تا سال 3 اقتصادی‌تر از ACBها می‌شوند و در طول 15 سال 23500 دلار صرفه‌جویی می‌کنند.

اگر قصد دارید کلید را برای 20 سال نگه دارید (معمول برای تاسیسات صنعتی)، شکاف صرفه‌جویی به 35000+ دلار در هر قطع‌کننده افزایش می‌یابد. برای یک پست برق با 10 قطع‌کننده، این مقدار 350000 دلار صرفه‌جویی در طول عمر است.

هزینه‌های پنهان فراتر از فاکتور

محاسبه TCO در بالا فقط هزینه‌های مستقیم را در نظر می‌گیرد. فراموش نکنید:

خطر خرابی:

  • خرابی‌های ACB بین بازرسی‌ها می‌تواند باعث قطعی‌های برنامه‌ریزی نشده شود
  • خرابی‌های VCB نادر است (MTBF اغلب با استفاده مناسب از 30 سال فراتر می‌رود)

در دسترس بودن نیروی کار:

  • یافتن تکنسین‌های واجد شرایط برای نگهداری ACB با تغییر صنعت به سمت VCBها دشوارتر می‌شود
  • پنجره‌های نگهداری نیمه سالانه نیاز به توقف تولید یا برنامه‌ریزی دقیق دارد

ایمنی:

  • حوادث قوس الکتریکی ACB در طول نگهداری شایع‌تر از حوادث VCB است (کنتاکت‌های هوای آزاد در مقابل قطع‌کننده مهر و موم شده)
  • الزامات PPE قوس الکتریکی برای نگهداری ACB سخت‌گیرانه‌تر است

عوامل محیطی:

  • ACBها در محیط‌های گرد و غباری، مرطوب یا خورنده نیاز دارند بیشتر نگهداری مکرر (فصلی به جای نیمه سالانه)
  • VCBها تحت تأثیر قرار نمی‌گیرند—قطع‌کننده مهر و موم شده به شرایط خارجی اهمیتی نمی‌دهد

نکته حرفه‌ای 5 (نکته بزرگ): کل هزینه مالکیت را در طول عمر مورد انتظار کلید (15-25 سال) محاسبه کنید، نه فقط هزینه سرمایه اولیه. برای کاربردهای ولتاژ متوسط، VCBها تقریباً همیشه در TCO برنده می‌شوند. برای کاربردهای ولتاژ پایین که باید از ACB استفاده کنید، 2000 تا 3000 دلار در سال به ازای هر قطع‌کننده برای نگهداری بودجه در نظر بگیرید—و اجازه ندهید برنامه نگهداری به تعویق بیفتد. بازرسی‌های نادیده گرفته شده به خرابی‌های فاجعه‌بار تبدیل می‌شوند.


سوالات متداول: ACB در مقابل VCB

س: آیا می‌توانم از ACB بالای 1000 ولت استفاده کنم اگر آن را کاهش دهم یا سرکوب قوس الکتریکی خارجی اضافه کنم؟

پاسخ: خیر. محدودیت 1000 ولت برای ACBها یک مسئله تنش حرارتی یا الکتریکی نیست که کاهش آن بتواند آن را حل کند—این یک محدودیت اساسی فیزیک قوس الکتریکی است. بالاتر از 1 کیلوولت، هوای اتمسفر نمی‌تواند به طور قابل اعتماد قوس الکتریکی را در بازه‌های زمانی ایمن خاموش کند، صرف نظر از اینکه چگونه قطع‌کننده را پیکربندی کنید. IEC 60947-2 به صراحت ACBها را به ≤1000 ولت AC محدود می‌کند، و عملکرد خارج از این محدوده استاندارد را نقض می‌کند و خطرات قوس الکتریکی ایجاد می‌کند. اگر سیستم شما بالاتر از 1 کیلوولت است، شما از نظر قانونی و ایمنی باید از یک قطع‌کننده ولتاژ متوسط ​​(VCB یا قطع‌کننده SF6 طبق IEC 62271-100) استفاده کنید.

س: آیا تعمیر VCBها در صورت بروز مشکل گران‌تر از ACBها است؟

پاسخ: بله، اما VCBها بسیار کمتر دچار خرابی می‌شوند. هنگامی که قطع‌کننده خلاء VCB از کار می‌افتد (نادر)، معمولاً نیاز به تعویض کارخانه‌ای کل واحد مهر و موم شده با قیمت 6000 تا 10000 دلار دارد. کنتاکت‌ها و کانال‌های قوس الکتریکی ACB را می‌توان در محل با قیمت 2500 تا 4000 دلار سرویس کرد، اما شما آنها را 3-4 بار در طول عمر VCB تعویض خواهید کرد. این محاسبات همچنان به نفع VCBها است: یک تعویض قطع‌کننده VCB در 25 سال در مقابل سه تعویض کنتاکت ACB در 15 سال، به علاوه مالیات نگهداری هر شش ماه.

س: کدام نوع قطع‌کننده برای سوئیچینگ مکرر بهتر است (بانک‌های خازنی، راه‌اندازی موتور)؟

پاسخ: VCBها با اختلاف زیاد. قطع‌کننده‌های مدار خلاء برای 30000 تا 100000+ عملیات مکانیکی قبل از تعمیرات اساسی رتبه‌بندی شده‌اند. ACBها معمولاً برای 10000 تا 15000 عملیات رتبه‌بندی شده‌اند. برای کاربردهایی که شامل سوئیچینگ مکرر هستند—مانند سوئیچینگ بانک خازنی، راه‌اندازی/توقف موتور در فرآیندهای دسته‌ای، یا طرح‌های انتقال بار—VCBها از نظر تعداد عملیات 3:1 تا 10:1 بیشتر از ACBها دوام خواهند آورد. علاوه بر این، خاموش شدن سریع قوس الکتریکی VCBها (یک سیکل) تنش روی تجهیزات پایین‌دستی را در طول هر رویداد سوئیچینگ کاهش می‌دهد.

س: آیا VCBها در مقایسه با ACBها فراتر از هزینه اولیه، معایبی دارند؟

پاسخ: سه نکته جزئی: (1) خطر اضافه ولتاژ هنگام سوئیچینگ بارهای خازنی یا القایی—خاموش شدن سریع قوس در VCBها می‌تواند اضافه ولتاژهای گذرا تولید کند که ممکن است برای بارهای حساس به برقگیر یا اسنابرهای RC نیاز باشد. (2) پیچیدگی تعمیر—اگر یک قطع کننده خلاء از کار بیفتد، نمی‌توانید آن را در محل تعمیر کنید. کل واحد باید تعویض شود. (3) صدای وزوز قابل شنیدن—برخی از طرح‌های VCB صدای وزوز با فرکانس پایین از مکانیزم عملکرد تولید می‌کنند، اگرچه این صدا بسیار کم‌تر از صدای انفجار قوس در ACB است. برای 99% کاربردها، این معایب در مقایسه با مزایا ناچیز هستند (به بخش مزیت مهر و موم شده برای طول عمر مراجعه کنید). مزیت مهر و موم شده برای طول عمر بخش).

س: آیا می‌توانم یک VCB را در پانل‌های سوئیچگیر ACB موجود نصب کنم؟

پاسخ: گاهی اوقات، اما نه همیشه. VCBها فشرده‌تر از ACBها هستند، بنابراین فضای فیزیکی به ندرت یک مشکل است. چالش‌ها عبارتند از: (1) ابعاد نصب—الگوهای سوراخ نصب ACB و VCB متفاوت است. ممکن است به صفحات آداپتور نیاز داشته باشید. (2) باسبار پیکربندی شینه—ممکن است پایانه‌های VCB بدون اصلاح با شینه‌های ACB موجود هم‌تراز نباشند. (3) ولتاژ کنترل—مکانیزم‌های عملکرد VCB ممکن است به توان کنترل متفاوتی نیاز داشته باشند (به عنوان مثال، 110 ولت DC در مقابل 220 ولت AC). (4) هماهنگی حفاظت—تغییر انواع بریکر می‌تواند زمان‌های رفع اتصال کوتاه و منحنی‌های هماهنگی را تغییر دهد. همیشه قبل از نصب مجدد با سازنده سوئیچگیر یا یک مهندس برق واجد شرایط مشورت کنید. تاسیسات جدید باید VCBها را برای ولتاژ متوسط و ACBها (یا MCCBها) را برای ولتاژ پایین از ابتدا مشخص کنند. کلیدهای مینیاتوری (MCCB)) برای ولتاژ پایین از ابتدا مشخص کنند.

س: چرا تولیدکنندگان ACB برای ولتاژ متوسط (11 کیلوولت، 33 کیلوولت) نمی‌سازند؟

پاسخ: آن‌ها تلاش کردند. ACBهای ولتاژ متوسط در اواسط قرن بیستم وجود داشتند، اما بسیار بزرگ بودند—بریکرهایی به اندازه یک اتاق با کانال‌های قوس الکتریکی به طول چند متر. استحکام دی الکتریک نسبتاً پایین هوا (~3 کیلوولت بر میلی‌متر) به این معنی بود که یک بریکر 33 کیلوولت به فاصله‌های تماسی و کانال‌های قوس الکتریکی نیاز داشت که بر حسب متر اندازه‌گیری می‌شدند، نه میلی‌متر. اندازه، وزن، بار تعمیر و نگهداری و خطر آتش‌سوزی آن‌ها را غیرعملی کرد. هنگامی که فناوری قطع کننده خلاء در دهه‌های 1960-1970 بالغ شد، ACBهای ولتاژ متوسط منسوخ شدند. امروزه، بریکرهای خلاء و SF6 بر بازار ولتاژ متوسط تسلط دارند زیرا فیزیک و اقتصاد هر دو از طرح‌های قطع کننده مهر و موم شده بالاتر از 1 کیلوولت حمایت می‌کنند. این یک تصمیم محصول نیست—این یک واقعیت مهندسی است. سقف ولتاژ این یک تصمیم محصول نیست—این یک واقعیت مهندسی است.


نتیجه‌گیری: اول ولتاژ، سپس همه چیز دیگر به دنبال آن می‌آید

آن دو برگه اطلاعات از ابتدا را به خاطر دارید؟ هر دو دارای رتبه‌بندی ولتاژ تا 690 ولت بودند. هر دو ادعا کردند که ظرفیت شکست قوی دارند. اما اکنون می‌دانید: ولتاژ فقط یک عدد نیست—این خط تقسیم بین فناوری‌های بریکر است.

در اینجا چارچوب تصمیم‌گیری در سه بخش آمده است:

1. ولتاژ نوع بریکر را تعیین می‌کند (سقف ولتاژ)

  • ولتاژ سیستم ≤1000 ولت AC → بریکر مدار هوا (ACB) تحت حاکمیت IEC 60947-2:2024
  • ولتاژ سیستم >1000 ولت AC → بریکر مدار خلاء (VCB) تحت حاکمیت IEC 62271-100:2021+A1:2024
  • این قابل مذاکره نیست. فیزیک مرز را تعیین می‌کند. استانداردها آن را رسمی کردند.

2. استانداردها تقسیم را رسمی می‌کنند (تقسیم استانداردها)

  • IEC دو استاندارد جداگانه برای تقسیم‌بندی بازار ایجاد نکرد—آن‌ها این واقعیت را مدون کردند که قطع قوس مبتنی بر هوا در بالای 1 کیلوولت با شکست مواجه می‌شود
  • ولتاژ سیستم شما به شما می‌گوید کدام استاندارد اعمال می‌شود، که به شما می‌گوید کدام فناوری بریکر را مشخص کنید
  • علامت انطباق IEC بریکر را بررسی کنید: 60947-2 = ولتاژ پایین، 62271-100 = ولتاژ متوسط

3. تعمیر و نگهداری اقتصاد چرخه عمر را تعیین می‌کند (مالیات تعمیر و نگهداری)

  • ACBها هزینه اولیه کمتری دارند اما سالانه 2000 تا 3000 دلار در بازرسی‌های نیمه سالانه و تعویض کنتاکت‌ها هزینه دارند
  • VCBها در ابتدا هزینه بیشتری دارند اما فقط هر 3-5 سال یکبار نیاز به بازرسی دارند، با طول عمر کنتاکت 20-30 سال
  • نقطه تلاقی TCO در حدود سال 3 اتفاق می‌افتد. تا سال 15، VCBها 20000 تا 25000 دلار در هر بریکر صرفه‌جویی می‌کنند
  • برای کاربردهای ولتاژ متوسط (جایی که به هر حال باید از VCBها استفاده کنید)، مزیت هزینه یک پاداش است
  • برای کاربردهای ولتاژ پایین (جایی که ACBها مناسب هستند)، برای مالیات تعمیر و نگهداری بودجه‌بندی کنید مالیات نگهداری و به برنامه بازرسی پایبند باشید

برگه اطلاعات ممکن است رتبه‌بندی ولتاژ همپوشانی را نشان دهد. بروشور بازاریابی ممکن است نشان دهد که آن‌ها قابل تعویض هستند. اما فیزیک مذاکره نمی‌کند، و شما هم نباید.

بر اساس ولتاژ سیستم خود انتخاب کنید. هر چیز دیگری—رتبه‌بندی جریان، ظرفیت شکست، فواصل تعمیر و نگهداری، ردپا—هنگامی که آن انتخاب اول را به درستی انجام دادید، در جای خود قرار می‌گیرد.


به کمک در انتخاب بریکر مدار مناسب نیاز دارید؟

تیم مهندسی کاربردی VIOX دهه‌ها تجربه در تعیین ACBها و VCBها برای کاربردهای صنعتی، تجاری و تاسیساتی در سراسر جهان دارد. چه در حال طراحی یک MCC 400 ولت جدید باشید، چه در حال ارتقاء یک پست 11 کیلوولت باشید، یا در حال عیب‌یابی خرابی‌های مکرر بریکر باشید، ما الزامات سیستم شما را بررسی می‌کنیم و راه‌حل‌های سازگار با IEC را توصیه می‌کنیم که عملکرد، ایمنی و هزینه چرخه عمر را متعادل می‌کنند.

امروز با VIOX تماس بگیرید برای: today برای:

  • محاسبات انتخاب و اندازه‌گیری بریکر مدار
  • مطالعات هماهنگی اتصال کوتاه
  • ارزیابی‌های امکان‌سنجی نصب مجدد سوئیچگیر
  • بهینه‌سازی تعمیر و نگهداری و تجزیه و تحلیل TCO

زیرا اشتباه گرفتن نوع بریکر فقط پرهزینه نیست—بلکه خطرناک است.

نویسنده تصویر

سلام من جو, اختصاصی حرفه ای با 12 سال تجربه در صنعت برق است. در VIOX برقی تمرکز من این است که در ارائه با کیفیت بالا و راه حل های الکتریکی طراحی شده برای دیدار با نیازهای مشتریان ما. من تخصص دهانه اتوماسیون صنعتی و سیم کشی مسکونی و تجاری سیستم های الکتریکی.با من تماس بگیرید [email protected] اگر شما هر گونه سوال.

فهرست مطالب
    Ajouter un en-tête pour commencer à générer la table des matières
    همین حالا درخواست قیمت کنید