Kas atsitiks, jei vietoj vidutinės įtampos skirstytuvo naudosite žemos įtampos skirstytuvą?

Elektros energijos sistemose,žemos įtampos (LV) skirstomieji įrenginiaiirvidutinės įtampos (MV) skirstomieji įrenginiaiyra skirti visiškai skirtingiems įtampos diapazonams, pritaikymams ir saugos standartams. LV skirstomieji įrenginiai paprastai veikia esant iki 1000 V kintamosios srovės įtampai, o MV skirstomieji įrenginiai svyruoja nuo 3 kV iki 36 kV (arba iki 38 kV kai kuriuose standartuose). Žemos įtampos skirstomųjų įrenginių naudojimas vietoje MV skirstomųjų įrenginių yra ne tik specifikacijos klaida – tai pavojingas elektrotechnikos principų pažeidimas. Žemiau pateikiama išsami analizė, kas nutiktų tokiu atveju.

1. Greitas dielektriko gedimas (izoliacijos gedimas)

Tiesioginė ir katastrofiškiausia pasekmė būtų izoliacijos gedimas. LV skirstomieji įrenginiai suprojektuoti su tarpais (oro tarpais) ir valkšnumo atstumais, tinkančiais tik iki 1000 V. Veikiant vidutinei įtampai (pvz., 11 kV arba 33 kV), oras tarp šynų, gnybtų ir gaubto jonizuotųsi ir mirksėtų. Rezultatas yra stiprus vidinis lanko blyksnis, dėl kurio gali sprogti skirstomoji įranga.

2. Lanko blykstės ir gaisro pavojus

Vidutinės įtampos gedimai išskiria žymiai daugiau energijos nei žemos įtampos gedimai. LV skirstomuosiuose įrenginiuose trūksta lanko gesinimo kamerų, lanko latakų ir slėgio mažinimo mechanizmų, esančių MV skirstomuosiuose įrenginiuose (pvz., SF6 dujų arba vakuumo pertraukikliai). Kai žemosios srovės skirstomuosiuose įrenginiuose MV lygiu atsiranda lankas, lanko temperatūra gali viršyti 10 000 °C, garinant varį ir plieną. Slėgio bangos gali nupūsti duris nuo gaubtų ir sužaloti netoliese esantį personalą. Išlydytas metalas ir jonizuotos dujos gali uždegti aplinkines medžiagas. Dėl to kyla didelės rizikos gaisras ir sprogimas, dažnai sukeliantis mirtinus padarinius operatoriams.

3. Visiškas grandinės pertraukiklių sunaikinimas

Žemos įtampos grandinės pertraukikliai (pvz., Formuoti korpusai arba oro grandinės pertraukikliai) turi vardinę pertraukimo galią (Icu) žemos įtampos gedimams, tačiau jie nėra skirti nutraukti vidutinės įtampos gedimų sroves. Įvykus MV gedimui, pertraukiklio kontaktai gali susivirinti dėl nepakankamo kontaktinio slėgio ir lanko pertraukimo galimybės. Lankas gali neužgesti, kai natūrali srovė kerta nulį, todėl susidaro nuolatinis lankas. Pertraukiklio korpusas gali sudužti dėl vidinio lanko slėgio. Vadinasi, grandinės pertraukiklis nepašalina gedimo, o prieš srovę esanti MV apsauga (pvz., pastotės maitinimo pertraukiklis) turi suveikti, tačiau iki to laiko LV skirstomieji įrenginiai jau buvo sunaikinti.

4. Elektros saugos praradimas ir pavojus personalui

Vidutinės įtampos skirstomuosiuose įrenginiuose yra privalomų saugos priemonių, kurių neturi žemos įtampos skirstomieji įrenginiai, įskaitant įžeminimo jungiklius, skirtus saugiam kabelių įžeminimui po izoliacijos, įtampos buvimo indikatorius ir sklendes virš fiksuotų kontaktų, blokatorius, neleidžiančius pasiekti įtampingųjų dalių (pvz., Castell arba solenoidinių blokų), ir nuotolinį stovą su lanko blyksnio mažinimo sistemomis. Be šių funkcijų operatoriai, bandantys išlaikyti arba izoliuoti MV grandinę LV skydelyje, susiduria su tiesioginiu pavojumi dėl žingsnio ir prisilietimo potencialo, talpinių krūvių ir nesulaikomos lanko blykstės. Dėl to elektros darbuotojai gali sunkiai sužaloti arba mirti.

5. Perkaitimas ir terminis pabėgimas

MV skirstomieji įrenginiai skirti valdyti didesnes nuolatines sroves ir trumpalaikes atsparumo sroves (pvz., 25 kA 1–3 sekundes). LV šynos ir jungtys yra mažesnės ir turi mažesnę šiluminę masę. MV sąlygomis net normali apkrovos srovė gali sukelti per didelį įkaitimą dėl per mažų šynų. Gedimo metu I²t energija beveik akimirksniu išlydys varines šynas ir izoliaciją. Tai veda prie izoliacijos tirpimo, fazių trumpųjų jungimų ir kaskadinių gedimų.

6. Nepatikimas apsaugos koordinavimas

LV apsauginės relės (dažnai integruotos į pertraukiklius) turi paprastas išjungimo kreives ir ribotą ryšį. MV sistemoms reikalingos sudėtingos apsaugos relės su tokiomis funkcijomis kaip diferencialo apsauga, kryptinė viršsrovė, apsauga nuo nuotolio (impedancija) ir apsauga nuo pertraukiklio gedimo. Žemos įtampos skirstomieji įrenginiai, prijungti prie MV šaltinio, negalėtų atskirti nedidelės perkrovos ir didelio gedimo. Rezultatas yra nemalonus užkliuvimas – arba, dar blogiau, užkliūti iš viso. Galiausiai gali suveikti visas pastotės pertraukiklis prieš srovę ir dėl to gali nutrūkti elektros energijos tiekimas.

7. Elektros kodeksų ir standartų pažeidimas

Naudodami žemos įtampos skirstomuosius įrenginius MV grandinėje, pažeidžiami beveik visi pagrindiniai elektros kodai, įskaitant IEC 61439 (ŽV mazgai) ir IEC 62271-200 (MV metalu uždengti skirstomieji įrenginiai), NEC (NFPA 70) 240 ir 490 straipsnius ir IEEE C37.20.2 MV skirstomuosius įrenginius. Dėl to nelaimingo atsitikimo atveju atsiranda teisinė atsakomybė, draudimo pripažinimas negaliojančiu ir galimi mokesčiai už nusikalstamą aplaidumą.

8. Žemiau esančios įrangos pažeidimas

Net jei LV skirstomieji įrenginiai išgyventų trumpą laiką – o tai labai mažai tikėtina – įtampos transformacija būtų neteisinga. MV sistemos dažnai tiekia žeminamuosius transformatorius. Žemos įtampos skirstomojo įrenginio pastatymas prieš MV/ŽS transformatorių yra fiziškai neįmanomas, nes žemos įtampos skirstomojo įrenginio izoliacija sugestų nepasiekusi pirminės transformatoriaus pusės, o transformatoriaus įėjimo srovė suveiktų arba sunaikintų žemos įtampos pertraukiklius. Dėl to prarandamos visos pasroviui tenkančios apkrovos ir galimas transformatoriaus pažeidimas.

Išvada – kodėl to niekada negalima daryti

Apibendrinant galima pasakyti, kad žemos įtampos skirstomieji įrenginiai skirti įtampai iki 1 kV, o vidutinės įtampos skirstomieji įrenginiai skirti nuo 3 kV iki 36 kV. LV skirstomieji įrenginiai priklauso nuo oro gesinimo su ribota lanko pertraukimo galimybe, o MV skirstomieji įrenginiai naudoja vakuumą arba SF6 patikimam lanko gesinimui. Žemosios srovės pertraukiklių pertraukimo galia yra nepakankama MV gedimų srovėms, todėl suvirinami kontaktai ir gali sprogti. Žemos įtampos skirstomųjų įrenginių saugos funkcijos yra pagrindinės, o MV skirstomieji įrenginiai apima įžeminimo jungiklius, sklendes ir blokatorius, kad būtų išvengta mirtino smūgio. Galiausiai, žemos įtampos skirstomieji įrenginiai atitinka IEC 61439, o MV skirstomieji įrenginiai turi atitikti IEC 62271-200 – standartą, kurio negali atitikti LV įranga.

Galutinis atsakymas:Vietoj vidutinės įtampos skirstomųjų įrenginių naudojant žemos įtampos skirstomuosius įrenginius, iš karto sugenda izoliacija, įvyks smarkus lanko sprogimas, sunaikinama įranga, didžiulė rizika mirtinai sužaloti personalą ir visiškai pažeisti elektros saugos kodeksai. Tai niekada neleistina jokiomis aplinkybėmis. Jei reikalingas vidutinės įtampos skirstomasis įrenginys, vienintelis teisingas sprendimas yra naudoti tinkamai įvertintus MV skirstomuosius įrenginius, suprojektuotus, išbandytus ir sertifikuotus tai įtampos klasei.