Ilmakatkaisijan kytkentäkaavio: Käytännön opas ACB:n rakenteeseen, kytkentään ja toimintaan

Ilmakatkaisijan kytkentäkaavio: Käytännön opas ACB:n rakenteeseen, kytkentään ja toimintaan

Automaattinen ilmakehävyrän kaavio näyttää, miten ilmapiirinkatkaisija, jota kutsutaan myös ACB , on rakennettu ja kytketty alajännitteiseen sähkönsiirtosysteemiin. Siihen kuuluu yleensä päävirtapolku, liikkuvat ja kiinteät kosketinparit, kaarinkäytävä, käyttömekanismi, suojalaiteyksikkö, virtamuuntajat, apukosketinparit sekä ohjauspiiri, jota käytetään sulkeutumiseen, avaamiseen ja suojaamiseen.

Insinööreille, paneelirakentajille, tilapäisjohtajille ja ostajille kytkentäkaavio auttaa vastaamaan kolmeen käytännön kysymykseen:

1. Miten ACB katkaisee vikavirran?
2. Missä ovat tulevat ja poistuvat teholiitännät?
3. Mitkä suojauksen, ohjauksen ja valvonnan komponentit tulisi valita sovellukseen?

Perusilmanpiirinkatkaisijan kaavio

Yksinkertaistettu ilmanpiirinkatkaisijan kaavio voidaan ymmärtää kahdesta yhdistetystä osasta: pääsähkökierros ja ohjaus/suojapiiri .

Incoming Power
     |
     |  L1 / L2 / L3
     v
+-----------------------------+
|      Air Circuit Breaker    |
|                             |
|  Fixed Contacts             |
|       |                     |
|  Moving Contacts            |
|       |                     |
|  Arc Chute                  |
|       |                     |
|  Current Transformers       |
|       |                     |
|  Electronic Trip Unit       |
|       |                     |
|  Operating Mechanism        |
|  Closing Coil / Shunt Trip  |
|  Auxiliary Contacts         |
+-----------------------------+
     |
     |  L1 / L2 / L3
     v
Outgoing Load

Todellisessa sähkökeskuksessa tai jakelupaneelissa ilmanpiirinkatkaisija (ACB) voi sisältää myös lisävarusteita, kuten alajännitereleestä, moottorilla varustettua latausmekanismia, mekaanista lukitusta, sähköistä lukitusta, viestintämoduulia ja asennontunnistuskoskettimia.

Ilmanpiirinkatkaisijan kaaviossa esitetyt pääosat

1. Pääkoskettimet

Pääkoskettimet kuljettavat nimellisvirtaa normaalissa käytössä. Ilmanpiirinkatkaisija käyttää yleensä kiinteitä ja liikkuvia koskettimia. Kun katkaisija on suljettu, virta kulkee näiden koskettimien läpi. Kun katkaisija avataan, koskettimet erottavat toisistaan ja kaari syntyy.

Koskettimiston laatu vaikuttaa suoraan lämpötilan nousuun, sähköiseen elinikään ja katkaisukykyyn.

2. Kaarikammio

Kaarinkulku on yksi tärkeimmistä osista ilmapiirikatkaisijan kaaviossa. Kun kosketinparit avautuvat kuormitustilanteessa tai vian sattuessa, niiden välille muodostuu sähköinen kaari. Kaarinkulku jakaa, jäähtyy ja sammuttaa kaaren ilmassa.

Tästä syystä laitetta kutsutaan Ilmakehäkatkoke ilmapiirikatkaisijaksi.

3. Käyttömekanismi

Käyttömekanismi ohjaa katkaisijan avautumis- ja sulkeutumisliikettä. Se voi olla käsin käytettävä tai moottoroidu.

Yleisiä käyttökomponentteja ovat:

• Käsinlatauskahva
• Jousilatausmekanismi
• Sulkupainike
• Avauspainike
• Moottorilatausyksikkö
• Mekaaninen PÄÄLLÄ/POIS päällä -osoitin
• Varattu energian osoitin

Irrotettavassa tyypin ACB:ssä mekanismi on myös koordinoitu katkaisimen asennon kanssa: kytketty, testaus, eristetty tai irrotettu.

4. Elektroninen laukaisuyksikkö

Elektroninen laukaisuyksikkö seuraa virtaa ja lähettää laukaisukäskyn poikkeavien olosuhteiden ilmetessä. Se on yleensä kytketty ACB:n sisällä oleviin virtamuuntajiin.

Tyypillisiä suojatoimintoja ovat:

• Pitkäaikainen viivästys suojaus
• Lyhyen ajan viivästys suojaus
• Hetkellinen suojaus
• Maajäännös suoja
• Ylikuormitussuojaus

Edistyneet suojakytkimet voivat tukea LCD-näyttöä, vianhistoriaa, viestintää, energiamittauksia ja säädettäviä suojauksen asetuksia.

5. Virtamuuntajat

Virtamuuntajat, joita merkitään usein ilmapiirikatkaisijan kaaviossa lyhenteellä CT, mittaavat kunkin vaiheen läpi kulkevaa virtaa. Suojakytkin käyttää tätä signaalia ylikuormitusten, oikosulkujen ja maasulkuja havaitakseen.

Oikea virtamuuntajan konfiguraatio on tärkeä tarkan suojatoiminnon varmistamiseksi.

6. Sulkukelma

Sulkukelma mahdollistaa ilmapiirikatkaisijan sähköisen sulkeutumisen. Sitä käytetään yleisesti etäohjausjärjestelmissä, automaattisissa siirtojärjestelmissä ja kytkentälaatikoissa, joissa käyttäjä ei sulje katkaisijaa manuaalisesti.

7. Sivukelma

Sivukelma avaa katkaisijan, kun se saa sähköisen signaalin. Sitä yhdistetään usein hätäpysäytysjärjestelmiin, palosuojajärjestelmiin, etäavauskäskyihin tai suojareleihin.

8. Alajänniterele

Alajännitereleä käytetään katkaisimen automaattiseen poiskytkentään, kun ohjausjännite laskee määritellyn tason alapuolelle. Se estää katkaisimen pysymästä kiinni epänormaalissa jännitetilanteessa.

9. Apukosketin

Apukosketin antaa katkaisimen tilatiedot ohjauspiireihin, ohjelmoitaviin logiikkakontrollereihin (PLC), mittareihin, hälytysjärjestelmiin ja rakennuksen hallintajärjestelmiin.

Yleisiä signaaleja ovat:

• Katkaistu
• Suljettu
• Katkaisija on lauennut
• Jousi ladattu
• Irrotettavan osan sijaintitila

Ilmakatkaisimen toimintaperiaate

Ilmapiirikatkaisimen toimintaperiaate perustuu mekaaniseen kosketinirrotukseen ja kaaren sammuttamiseen ilmassa.

Kun ilmapiirikatkaisin on suljettu, virta kulkee pääkoskettimien kautta. Jos piiri toimii normaalisti, katkaisin pysyy suljettuna ja syöttää jatkuvasti tehoa kuormaan.

Kun tapahtuu ylikuormitus tai oikosulku, laukaisuyksikkö havaitsee poikkeavan virran virtamuuntajien (CT) kautta. Kun mitattu virta ylittää suojauksen asetetun arvon, laukaisuyksikkö aktivoi laukaisumekanismin. Liikkuvat koskettimet irtoavat kiinteistä koskettimista, mikä katkaisee piirin.

Tässä irrotusvaiheessa muodostuu kaari koskettimien välille. Kaari ohjataan kaarinkiskoon, jossa se jaetaan pienempiin kaariin, jäähtyy ja sammuu. Kun kaari on sammunut, virta loppuu ja alapuolinen laitteisto on suojattu.

Tyypillinen ilmapiirikatkaisimen kytkentäkaavio

Tyypillinen ilmapiirikatkaisimen kytkentäkaavio sisältää sekä teho- että ohjauskytkennät.

Power Circuit:

Transformer / Generator
        |
        v
Main Busbar
        |
        v
Air Circuit Breaker
        |
        v
Distribution Busbar
        |
        v
Loads / MCC / Panels

Control Circuit:

Control Power
     |
     +---- Closing Button ---- Closing Coil
     |
     +---- Trip Button ------- Shunt Trip
     |
     +---- Protection Relay -- Trip Input
     |
     +---- Auxiliary Contact - Status Signal
     |
     +---- Motor Operator ---- Spring Charging

Tarkka kytkentä riippuu ACB-mallista, nimellisjännitteestä, ohjausjännitteestä, lisävarusteista ja kytkinlaitteiston suunnittelusta. Noudata aina valmistajan kytkentäkaaviota ennen asennusta.

Yleisimmät ilmapiiripiirinkatkaisijoiden kytkentäkaaviotyypit

Kiinteätyyppinen ACB-kytkentäkaavio

Kiinteätyyppinen ACB on asennettu suoraan kytkinlaitteistoon. Tulo- ja lähtöliittimet on kytketty väylä- tai kaapelijärjestelmään. Se soveltuu käyttökohteisiin, joissa katkaisimen usea poistaminen ei ole tarpeen.

Kiinteätyyppisiä ACB:itä käytetään usein tiukkenevissä jakelupaneeleissa ja kustannustehokkuutta korostavissa hankkeissa.

Irrotettava tyypin ACB-kytkentäkaavio

Irrotettava tyypin ACB koostuu katkaisinkappaleesta ja alustasta. Katkaisin voidaan siirtää liitetyssä, testaus-, eristetyssä ja irrotetussa asennossa.

Tämä rakenne parantaa huollon turvallisuutta ja käytettävyyttä. Sitä käytetään yleisesti pääjakelulaatikoissa, teollisuuden kytkinlaitteistoissa, tietokeskuksissa ja suurissa kaupallisissa sähköverkoissa.

3-napainen ACB-kytkentäkaavio

3-napainen ilmakatkaisija suojaa kolmivaiheisia piirejä ilman neutraalijohtimen kytkentää.

4-napaisen ilmakatkaisijan kaavio

4-napainen ilmakatkaisija kytkentää kolme vaihetta ja neutraalijohtimen. Sitä käytetään usein tilanteissa, joissa vaaditaan neutraalijohtimen erottelu, kuten generaattorijärjestelmissä, siirtöjärjestelmissä sekä tietyissä kaupallisissa tai teollisissa asennuksissa.

Ilmakatkaisijoiden käyttötilanteet

Ilmakatkaisijoita käytetään pääasiassa alhaisen jännitteen sähkönsjakelujärjestelmissä, joissa vaaditaan suurta virtakykyä, luotettavaa suojausta ja helppoa huoltoa.

Yleiset käyttökohteet sisältävät:

• Päätulo-katkaisija alhaisen jännitteen kytkentälaatikoille
• Muuntajan toissijaisen puolen suojaus
• Generaattorin ulostulon suojaus
• Pääjakelulaatikon suojaus
• Automaattiset siirtokytkintärjätykset
• Teollisuuslaitoksen sähkönsjakelu
• Kaupallisten rakennusten sähköhuoneet
• Tietokeskusten virtajakelu
• Moottoriohjauskeskuksen tulo-suojaukset
• Merikäytön ja infrastruktuurin sähköjärjestelmät

Korkean virran sovelluksissa ilmapiiripiirinkatkaisijaa (ACB) suositaan usein muovikoteloista piirinkatkaisijaa (MCCB) enemmän, koska se tarjoaa korkeamman katkaisukyvyn, joustavammat suojausasetukset ja paremman huoltokelpoisuuden.

Ilmapiiripiirinkatkaisijan valinta

Ilmapiiripiirinkatkaisijan valinnassa kytkentäkaavio on vain yksi osa päätöksentekoprosessia. Tekniset tiedot täytyy sovittaa sähköjärjestelmän ja suojausvaatimusten kanssa.

1. Nimellisvirta

Valitse nimellisvirta kuormavirran, järjestelmän suunnittelumarginaalin ja lämpötilaolosuhteiden mukaan. Yleisiä ilmapiiripiirinkatkaisijoiden nimellisvirtoja ovat 630 A, 800 A, 1000 A, 1250 A, 1600 A, 2000 A, 2500 A, 3200 A, 4000 A ja sitä suuremmat.

2. Nimellis käyttöjännite

Nimellisjännitteen on vastattava järjestelmän jännitettä. Ilmapiiripiirinkatkaisijoita käytetään yleisesti alajännite-AC-järjestelmissä, kuten 400 V, 415 V, 440 V, 480 V tai 690 V.

3. Katkaisukyky

Katkaisukyvyn on oltava suurempi kuin ennustettu oikosulkuvirta asennuspisteessä. Tämä on yksi tärkeimmistä turvallisuusparametreistä.

Tarkista arvot, kuten:

• Icu: lopullinen oikosulkukatkaisukyky
• Ics: käyttökelpoinen oikosulkukatkaisukyky
• Icw: lyhytaikainen kestävyysvirta

4. Napalukumäärä

Valitse 3P tai 4P järjestelmän maadoitustavasta, nollajohtimen vaatimuksista, generaattorikäytöstä ja projektin eritelmistä riippuen.

5. Asennustyyppi

Valitse kiinteä tai irrotettava tyyppi huoltovaatimusten, kytkinlaitteiston suunnittelun, tilan ja budjetin perusteella.

6. Suojatoiminnat

Valitse laukaisuyksikkö järjestelmän suojatarpeiden mukaan. Perussuojaus voi riittää yksinkertaiseen jakeluun, kun taas kriittisissä järjestelmissä saattaa vaadita edistyneempää suojaa, mittauksia, viestintää ja tapahtumien tallennusta.

7. Ohjausjännite

Vahvista sulkukelan, ohjauslaukaisimen, alajännitereleyn ja moottorilatausmekanismien jännite. Yleisiä ohjausjännitteitä ovat AC 110 V, AC 220 V, DC 110 V ja DC 220 V, riippuen projektista.

8. Lisävarusteet

Yleisiä ACB-lisävarusteita ovat:

• Ohjauslaukaisin
• Sulkeumaatti
• Alajännitepoiskytkin
• Moottorikäyttöinen toimija
• Apukosketin
• Hälytyskosketin
• Mekaaninen lukitus
• Sähköinen lukitus
• Viestintämoduuli
• Ovivälilukko
• Asennon ilmaisu kontakti

9. Standardit ja sertifiointi

Tarkista, täyttääkö ilmapiiripiirin katkaisija (ACB) projektimarkkinoille asetetut sähköiset standardit. Yleisiä viitteitä ovat esimerkiksi alajännitepiirinkatkaisijoiden IEC-standardit sekä asiaankuuluvat paikallisetsertifiointivaatimukset.

Ilmapiiripiirin katkaisijan (ACB) kytkentäkaavio vs. modulaarisen piirinkatkaisijan (MCCB) kytkentäkaavio

Ilmapiiripiirin katkaisijan kytkentäkaavio on yleensä monimutkaisempi kuin modulaarisen piirinkatkaisijan kytkentäkaavio, koska ilmapiiripiirin katkaisija on suunniteltu suurempia virran arvoja, korkeampaa katkaisukykyä, joustavampia suojausasetuksia ja enemmän lisävarusteita varten.

Tuote	Ilmakehäkatkoke	Muovikasa-jännityssulkuvaroitin
Yleinen käyttö	Pääjakelu, suurviritteiset järjestelmät	Haarakytkennät, pienempi jakelu
Nykyinen luokitus	Korkeampi	Alhaisempi keskitasolle
Suojausasetukset	Lisää säädettävissä	Perustasolta edistyneeseen, mallista riippuen
Huolto	Helpompi, erityisesti ulosvetotyyppinen	Yleensä rajoitettu
Tarvikkeet	Lisää vaihtoehtoja	Vähemmän vaihtoehtoja
Asennus	Kytkinlaitteet ja pääpaneelit	Jakopaneelit ja paneelit

Ilmapiirikatkaisimen kytkentäkaavion tarkastelu vaiheittain

Ilmapiirikatkaisimen kytkentäkaavion tarkastelussa seuraa ensin tehon kulku, sitten tarkista ohjauspiiri.

1. Tunnista tulevat virtaterminaali.
2. Seuraa päävirtapolkua koskettimien kautta.
3. Etsi virtamuuntajat (CT) ja laukaisuyksikkö.
4. Tarkista kaarikammio ja kosketinjärjestelmä.
5. Tunnista kuormaan menevät ulostuloterminaalit.
6. Tarkista sulkukelan ja sivuohjattavan laukaisupiirin toiminta.
7. Vahvista apukoskettimien signaalit.
8. Tarkista ohjausjännite ja johtojen merkintätarrat.
9. Varmista, että lisävarusteet vastaavat projektin vaatimuksia.
10. Tarkista kytkentäkaavio valmistajan asennusohjeiden mukaisesti.

UKK

Mikä on ilmakytkimen kytkentäkaavio?

Ilmakytkimen kytkentäkaavio on tekninen piirros, joka esittää ilmakytkimen rakennetta, tehopiiriä, ohjauspiiriä ja suojakomponentteja. Se auttaa käyttäjiä ymmärtämään, miten kytkin liitetään, toimii, laukaisee ja suojaa sähköjärjestelmää.

Mikä on ilmakytkimen tehtävä?

Ilmakytkimen päätehtävä on suojata alajännitteiset sähköjärjestelmät ylikuormituksilta, oikosuluilta ja maasuluilta. Se katkaisee virran avaamalla kosketinparinsa ja sammuttamalla kaaren ilmassa.

Mitkä ovat ilmakytkimen pääosat?

Ilmakytkimen pääosat ovat kiinteät kosketinparit, liikkuvat kosketinparit, kaarinkatkaisukammio, käyttömekanismi, elektroninen laukaisuyksikkö, virtamuuntajat, sulkeutumakela, sivukytkentälaite, apukosketinparit ja liittimet.

Missä ilmakytkintä käytetään?

Ilmakytkintä käytetään alajännitteisessä kytkentälaiteissa, pääjakelupaneelissa, muuntajan suojausjärjestelmissä, generaattorin suojausjärjestelmissä, teollisuuden voimajärjestelmissä, kaupallisissa rakennuksissa, tietokeskuksissa ja infrastruktuuriprojekteissa.

Mikä on ero ilmakytkimen (ACB) ja modulaarisen piirinkatkaisijan (MCCB) välillä?

ACB:tä käytetään yleensä korkeamman virran ja pääjakelun sovelluksiin, kun taas MCCB:tä käytetään yleisesti pienempien syöttölinjojen ja haara-kytkentöjen yhteydessä. ACB:t tarjoavat usein paremman huoltokelpisuuden, korkeamman katkaisukyvyn ja edistyneempiä suojatoimintoja.

Mikä on kiinteän tyypin ja vetämisvyöhykkeen tyypin ACB:n välinen ero?

Kiinteän tyypin ACB asennetaan suoraan paneeliin, kun taas vetämisvyöhykkeen tyypin ACB voidaan liikutella kantimen sisään ja ulos. Vetämisvyöhykkeen tyypin ACB:t ovat helpommin huollettavia ja niitä käytetään usein kriittisissä sähkönsiirtojärjestelmissä.

Voiko ilmakatkaisijaa käyttää generaattorinsuojaukseen?

Kyllä. Ilmakatkaisijoita käytetään yleisesti generaattorin lähtösuojaukseen, erityisesti alhaisen jännitteen generaattorijärjestelmissä. ACB:n valinnan on vastattava generaattorin nimellisarvoa, oikosulkutasoa, suojauksen asetuksia ja ohjausjärjestelmää.

Miksi ACB käyttää kaarikammiorakennetta?

ACB-katkaisin käyttää kaarakuilua sammuttaakseen kaaren, joka syntyy, kun kosketinparit erottuvat kuormituksen tai vikavirran aikana. Kaarakuilu jakaa ja jäähdyttää kaarta, jotta katkaisin voi katkaista virran turvallisesti.

Sisäiset linkkiehdotukset

• Linkki kohteeseen Ilmakehäkatkoke tuoteryhmäsivulle ankkuritekstillä: `Ilmapiirikatkaisin`
• Linkki sivulle Alajännitepiirinkatkaisija ankkuritekstillä: `pienjännitekatkaisin`
• Linkki kohteeseen MCCB tuotesivulle ankkuritekstillä: `Muovikuoretun katkaisimen`
• Linkki sivulle Käytävän komponentit sivulle ankkuritekstillä: `kytkentälaitteiston komponentit`
• Linkki sivulle Piirisuojakatkaisijoiden valintatehdas artikkeliin ankkuritekstillä: `miten valita katkaisin`
• Linkki sivulle Ota meihin yhteyttä tai Pyydä tarjous sivulle ankkuritekstillä: `pyydä ACB-katkaisimen tarjous`

Johtopäätös

Automaattinen ilmakehävyrän kaavio auttaa käyttäjiä ymmärtämään ACB-katkaisimen rakenteen, kytkennän ja suojalogiikan. Tärkeimmät osat ovat pääkosketinparit, kaarakuilu, laukaisuyksikkö, virtamuuntajat, toimintamekanismi ja ohjauslisävarusteet.

Valitessasi ilmapiiripiirinkatkaisijaa (ACB) keskity rated virran, jännitteen, katkaisukyvyn, navojen lukumäärän, asennustyyppiin, suojatoimintoihin, ohjausjännitteeseen ja vaadittaviin lisävarusteisiin. Pääjakelujärjestelmissä, teollisuuskytkentälaitteistoissa, kaupallisissa rakennuksissa ja generaattorisovelluksissa oikein valittu ilmapiiripiirinkatkaisija tarjoaa luotettavaa suojausta, käyttökelvollisuutta ja turvallisempaa pitkäaikaista huoltoa.

Kuvaehdotukset

• Kuva: https://shopcdnpro.grainajz.com/category/393259/3085/cb3888cd0728341249a6cd45f750b3ac/Low%20Voltage%20Switchgear.jpg
• ALT: ilmapiiripiirinkatkaisijan kytkentäkaavio: Käytännöllinen opas ACB:n rakenteeseen, kytkentään ja toimintaan
• Kuva: https://shopcdnpro.grainajz.com/category/393259/3085/0d8eff1a4b0aa9d0ae08ae3e4251e524/Medium%20Voltage%20Switchgear.jpg
• ALT: enwei Electricin sähkönt jakelulaitteistopaketti