Шта ће се догодити ако користите нисконапонску расклопну опрему уместо средњенапонске?

У електроенергетским системима,нисконапонски (НН) расклопни уређајисредњенапонски (СН) расклопни уређајсу дизајнирани за потпуно различите опсеге напона, примене и безбедносне стандарде. Нисконапонски расклопни уређаји обично раде на напонима до 1000В АЦ, док СН расклопни уређаји покривају опсеге од 3кВ до 36кВ (или до 38кВ у неким стандардима). Коришћење НН расклопног уређаја уместо СН расклопног уређаја није само грешка у спецификацији – то је опасно кршење принципа електротехнике. У наставку је детаљна анализа шта би се десило у таквом сценарију.

1. Тренутни диелектрични квар (квар изолације)

Најнепосреднија и најкатастрофалнија последица би био распад изолације. НН расклопни уређаји су пројектовани са зазорима (ваздушним празнинама) и пузним стазама погодним за само до 1000В. Када је изложен средњем напону (нпр. 11кВ или 33кВ), ваздух између сабирница, терминала и кућишта би јонизовао и преплавио. Резултат је насилан бљесак унутрашњег лука, који вероватно доводи до експлозије разводног уређаја.

2. Блиц лука и опасност од пожара

Кварови средњег напона ослобађају знатно већу енергију од кварова ниског напона. Нисконапонски расклопни уређаји немају коморе за гашење лука, отворе за лук и механизме за растерећење притиска који се налазе у СН расклопним уређајима (као што су гасни СФ6 или вакуумски прекидачи). Када се у НН расклопном уређају појави лук на СН нивоима, температуре лука могу да пређу 10.000°Ц, испаравајући бакар и челик. Таласи притиска могу одувати врата са кућишта и повредити особље у близини. Истопљени метал и јонизовани гасови могу запалити околне материјале. Резултат је пожар и експлозија високог ризика, често са фаталним последицама по оператере.

3. Потпуно уништење прекидача

Нисконапонски прекидачи (нпр., ливени или ваздушни прекидачи) имају називни прекидни капацитет (Ицу) за нисконапонске кварове, али нису дизајнирани да прекидају струје квара средњег напона. Када дође до МВ квара, контакти прекидача могу се заварити због недовољног притиска контакта и могућности прекидања лука. Лук се можда неће угасити на природном укрштању нуле струје, што доводи до трајног стварања лука. Кућиште прекидача може се разбити услед притиска унутрашњег лука. Сходно томе, прекидач не успева да отклони грешку, а узводна СН заштита (на пример, напојни прекидач на трафостаници) мора да се активира — али до тада је НН расклопна опрема већ уништена.

4. Губитак електричне сигурности и опасност за особље

Средњонапонски расклопни уређаји садрже обавезне сигурносне карактеристике које НН расклопне јединице немају, укључујући прекидаче за уземљење за безбедно уземљење каблова након изолације, индикаторе присуства напона и затвараче преко фиксних контаката, блокаде за спречавање приступа деловима под напоном (као што су Цастелл или електромагнетне блокаде), и даљинске полице са системима за ублажавање бљеска лука. Без ових карактеристика, оператери који покушавају да одрже или изолују СН коло унутар НН панела суочавају се са непосредном опасношћу од потенцијала корака и додира, капацитивних наелектрисања и неограниченог бљеска лука. Резултат је тешке повреде или смрт електричног особља.

5. Прегревање и термички бег

СН разводни уређаји су дизајнирани да издрже веће континуиране струје и краткотрајне отпорне струје (нпр. 25кА у трајању од 1 до 3 секунде). НН сабирнице и прикључци су мањи и имају мању топлотну масу. У условима средњег напона, чак и нормална струја оптерећења може да изазове прекомерно загревање због премалих сабирница. Током квара, И²т енергија би скоро тренутно отопила бакарне сабирнице и изолацију. То доводи до топљења изолације, кратких спојева фаза-фаза и каскадних кварова.

6. Непоуздана координација заштите

НН заштитни релеји (често интегрисани у прекидаче) имају једноставне криве окидања и ограничену комуникацију. СН системи захтевају софистициране заштитне релеје са карактеристикама као што су диференцијална заштита, усмерена прекомерна струја, заштита удаљености (импеданса) и заштита од отказа прекидача. Нисконапонски разводни уређај повезан на СН извор не би имао начина да направи разлику између мањег преоптерећења и већег квара. Резултат је неугодно окидање - или још горе, никакво окидање. На крају, цео прекидач узводне трафостанице може да се откачи, узрокујући широко распрострањено замрачење.

7. Кршење електричних кодекса и стандарда

Коришћење НН расклопног уређаја на СН колу крши скоро све главне електричне кодексе, укључујући ИЕЦ 61439 (ЛВ склопови) у односу на ИЕЦ 62271-200 (МВ склопне уређаје затворене металом), НЕЦ (НФПА 70) чланове 240 и 490, и ИЕЕЕ Ц37.20 прекидач. Ово резултира правном одговорношћу, поништавањем осигурања и потенцијалним кривичним оптужбама за немар у случају несреће.

8. Оштећење опреме у низу

Чак и да је НН расклопна јединица опстала кратко време — што је крајње мало вероватно — трансформација напона би била погрешна. СН системи често напајају трансформаторе за смањење нивоа снаге. Постављање НН расклопног уређаја узводно од СН/НН трансформатора је физички немогуће јер би изолација НН расклопног уређаја отказала пре него што би стигла до примарне стране трансформатора, а ударна струја трансформатора би активирала или уништила НН прекидаче. Резултат је губитак свих низводних оптерећења и потенцијално оштећење трансформатора.

Закључак – Зашто се то никада не сме урадити

Да резимирамо, нисконапонски расклопни уређаји су пројектовани за напоне до 1кВ, док су средњенапонски расклопни уређаји пројектовани за 3кВ до 36кВ. Нисконапонски расклопни уређаји се ослањају на гашење ваздуха са ограниченом могућношћу прекидања лука, док СН расклопни уређаји користе вакуум или СФ6 за поуздано гашење лука. Прекидна способност НН прекидача је недовољна за СН струје квара, што доводи до заварених контаката и експлозије. Сигурносне карактеристике у НН расклопним апаратима су основне, док СН расклопне направе укључују прекидаче за уземљење, затвараче и блокаде за спречавање смртоносног удара. Коначно, нисконапонски расклопни уређаји су у складу са ИЕЦ 61439, док СН расклопни уређаји морају задовољити ИЕЦ 62271-200 — стандард који НН опрема не може да задовољи.

Коначан одговор:Коришћење нисконапонске разводне опреме уместо расклопне јединице средњег напона ће довести до тренутног квара изолације, насилне лучне експлозије, уништења опреме, екстремног ризика од смртоносних повреда особља и потпуног кршења кодекса електричне безбедности. То никада није дозвољено ни под којим околностима. Ако је потребна расклопна апаратура средњег напона, једино исправно решење је да се користи СН разводни уређај који је прописно оцењен, пројектован, испитан и сертификован за ту напонску класу.