Orta Gerilim Hücresi Yerine Alçak Gerilim Hücresi Kullanırsanız Ne Olur?

Elektrik güç sistemlerinde,alçak gerilim (LV) şalt sistemiVeorta gerilim (MV) şalt sistemitamamen farklı voltaj aralıkları, uygulamalar ve güvenlik standartları için tasarlanmıştır. AG şalt donanımı tipik olarak 1.000 V AC'ye kadar olan voltajlarda çalışırken, OG şalt donanımı 3kV ila 36kV (veya bazı standartlarda 38kV'a kadar) aralığını kapsar. OG şalt cihazı yerine AG şalt cihazının kullanılması yalnızca spesifikasyonda bir hata değildir, aynı zamanda elektrik mühendisliği ilkelerinin tehlikeli bir ihlalidir. Aşağıda böyle bir senaryoda ne olacağına dair ayrıntılı bir analiz bulunmaktadır.

1. Ani Dielektrik Arıza (İzolasyon Arızası)

Bunun en acil ve yıkıcı sonucu izolasyonun bozulması olacaktır. AG şalt sistemi, yalnızca 1.000 V'a kadar uygun boşluklar (hava boşlukları) ve kaçak mesafeleri ile tasarlanmıştır. Orta gerilime (örneğin 11kV veya 33kV) maruz bırakıldığında baralar, terminaller ve muhafaza arasındaki hava iyonlaşacak ve parlayacaktır. Sonuç, muhtemelen şalt donanımının patlamasına yol açacak şiddetli bir iç ark parlamasıdır.

2. Ark Parlaması ve Yangın Tehlikesi

Orta gerilim arızaları, düşük gerilim arızalarından önemli ölçüde daha yüksek enerji açığa çıkarır. AG şalt cihazı, OG şalt cihazında bulunan ark söndürme odaları, ark olukları ve basınç tahliye mekanizmalarından (SF6 gazı veya vakum kesiciler gibi) yoksundur. AG şalt sisteminde OG seviyelerinde bir ark meydana geldiğinde, ark sıcaklıkları 10.000°C'yi aşabilir ve bakır ve çeliğin buharlaşmasına neden olabilir. Basınç dalgaları kapıları muhafazalardan fırlatabilir ve yakındaki personelin yaralanmasına neden olabilir. Erimiş metal ve iyonize gazlar çevredeki malzemeleri tutuşturabilir. Sonuç, genellikle operatörler için ölümcül sonuçlar doğuran, yüksek riskli bir yangın ve patlamadır.

3. Devre Kesicilerin Tamamen İmha Edilmesi

AG devre kesiciler (örneğin, kalıplanmış kasa veya havalı devre kesiciler), düşük gerilim arızaları için nominal kesme kapasitesine (Icu) sahiptir, ancak orta gerilim arıza akımlarını kesmek için tasarlanmamışlardır. Bir OG arızası oluştuğunda, yetersiz kontak basıncı ve ark kesme özelliği nedeniyle kesici kontakları birbirine kaynaklanabilir. Ark, doğal akımın sıfır geçişinde sönmeyebilir, bu da sürekli ark oluşumuna yol açabilir. Kesici gövdesi iç ark basıncı nedeniyle parçalanabilir. Sonuç olarak, devre kesici arızayı gideremez ve yukarı yöndeki MV korumasının (örneğin, trafo merkezindeki bir besleyici kesici) açma yapması gerekir - ancak o zamana kadar AG şalt sistemi zaten tahrip edilmiştir.

4. Elektrik Güvenliğinin Kaybı ve Personel Tehlikesi

Orta gerilim şalt donanımı, izolasyondan sonra kabloların güvenli bir şekilde topraklanması için topraklama anahtarları, sabit kontaklar üzerindeki gerilim varlığı göstergeleri ve panjurlar, canlı parçalara erişimi önlemek için kilitlemeler (Castell veya solenoid kilitler gibi) ve ark parlaması azaltma sistemleriyle uzaktan raflama dahil olmak üzere AG şalt cihazının sahip olmadığı zorunlu güvenlik özelliklerini içerir. Bu özellikler olmadan, bir AG paneli içindeki bir OG devresini korumaya veya izole etmeye çalışan operatörler, adım ve dokunma potansiyelleri, kapasitif yükler ve kontrolsüz ark parlaması nedeniyle acil tehlikeyle karşı karşıya kalır. Sonuç, elektrik personelinin ciddi yaralanması veya ölümüdür.

5. Aşırı Isınma ve Termal Kaçak

OG şalt cihazı, daha yüksek sürekli akımları ve kısa süreli dayanım akımlarını (örneğin, 1 ila 3 saniye için 25kA) idare edecek şekilde tasarlanmıştır. AG baraları ve bağlantıları daha küçüktür ve termal kütleleri daha düşüktür. OG koşullarında normal yük akımı bile baraların boyutlarının küçük olması nedeniyle aşırı ısınmaya neden olabilir. Bir arıza sırasında I²t enerjisi bakır baraları ve izolasyonu neredeyse anında eritecektir. Bu, yalıtımın erimesine, fazdan faza kısa devrelere ve ardışık arızalara yol açar.

6. Güvenilmez Koruma Koordinasyonu

AG koruyucu röleler (genellikle kesicilere entegre edilir) basit açma eğrilerine ve sınırlı iletişime sahiptir. OG sistemleri diferansiyel koruma, yönlü aşırı akım, mesafe koruma (empedans) ve kesici arıza koruması gibi özelliklere sahip gelişmiş koruma röleleri gerektirir. Bir OG kaynağına bağlı bir AG şalt cihazının küçük bir aşırı yük ile büyük bir arıza arasında ayrım yapmasının hiçbir yolu olmayacaktır. Sonuç olarak, rahatsız edici bir tetikleme olur veya daha da kötüsü, hiç tetikleme olmaz. Sonuçta, tüm yukarı akış trafo merkezi kesicisi devreye girerek geniş çaplı bir elektrik kesintisine neden olabilir.

7. Elektrik Kodları ve Standartlarının İhlali

Bir OG devresinde AG anahtarlama donanımının kullanılması, IEC 61439 (LV düzenekleri) ve IEC 62271-200 (MV metal muhafazalı anahtarlama donanımı), NEC (NFPA 70) Madde 240 ve 490 ve OG anahtarlama donanımı için IEEE C37.20.2 dahil olmak üzere hemen hemen tüm ana elektrik yasalarını ihlal eder. Bu, bir kaza durumunda yasal sorumluluk, sigortanın geçersiz kılınması ve olası cezai ihmal suçlamalarıyla sonuçlanır.

8. Alt Ekipmanların Hasarı

AG şalteri kısa bir süreliğine hayatta kalsa bile - ki bu son derece düşük bir ihtimal - gerilim dönüşümü yanlış olacaktır. OG sistemleri genellikle düşürücü transformatörler sağlar. Bir AG/AG transformatörünün yukarı akışına bir AG şalt cihazının yerleştirilmesi fiziksel olarak imkansızdır çünkü AG şalt donanımının yalıtımı, transformatörün birincil tarafına ulaşmadan arızalanır ve transformatörün ani akımı, AG kesicilerini tetikler veya yok eder. Sonuç, tüm aşağı yöndeki yüklerin kaybı ve potansiyel transformatör hasarıdır.

Sonuç – Bu Neden Asla Yapılmamalı

Özetlemek gerekirse, alçak gerilim şalt sistemi 1kV'a kadar gerilimler için derecelendirilmişken, orta gerilim şalt sistemi 3kV ila 36kV için tasarlanmıştır. AG şalt donanımı sınırlı ark kesme kapasitesiyle havayla söndürmeye dayanırken, OG şalt donanımı güvenilir ark söndürme için vakum veya SF6 kullanır. AG kesicilerin kesme kapasitesi OG arıza akımları için yetersiz olduğundan kaynaklı kontaklara ve patlamaya neden olur. AG şalt donanımındaki güvenlik özellikleri temeldir; OG şalt donanımı ise ölümcül şokları önlemek için topraklama anahtarları, panjurlar ve kilitler içerir. Son olarak, AG şalt donanımı IEC 61439'a uygundur, oysa OG şalt donanımı, LV ekipmanının karşılayamayacağı bir standart olan IEC 62271-200'ü karşılamalıdır.

Son cevap:Orta gerilim şalt cihazı yerine düşük voltaj şalt cihazının kullanılması, ani izolasyon arızasına, şiddetli ark patlamasına, ekipmanın tahrip olmasına, personelin aşırı ölümcül yaralanma riskine ve elektrik güvenlik kurallarının tamamen ihlal edilmesine yol açacaktır. Hiçbir durumda buna izin verilemez. Orta gerilim şalt donanımı gerekiyorsa tek doğru çözüm, o gerilim sınıfı için uygun şekilde tasarlanmış, test edilmiş ve onaylanmış OG şalt donanımının kullanılmasıdır.