KYN28A-12 に代表される 10kV 集中設置型引込開閉装置は、配電システムの主流の選択肢となっています。この記事では、構造設計、安全インターロック、重要な選択ポイントの 3 つの側面から集中設置開閉装置の技術的ロジックとエンジニアリング価値を分析します。
中央設置開閉装置と従来の固定機器の基本的な違いは、金属外装、中央設置トロリー、および 4 コンパートメントの独立した構造設計にあります。 KYN28A-12 を例に挙げると、キャビネットは金属製のパーティションによって 4 つの独立したコンパートメントに厳密に分割されています。
作業位置、試験位置、退避位置の切り替えが可能な真空遮断器トロリ（VS1、VD4など共通機種）を搭載しています。手押し車スタイルの設計の中核となる価値は、回路のメンテナンスが必要なときに、他のキャビネットの通常動作に影響を与えることなく、停電時間を大幅に短縮することなく、回路ブレーカー カート全体を移動できる機能にあります。内部には総合的な機械的インターロックシステムが装備されており、物理的な側面から作動の安全性を確保しています。
メインバスバーは、絶縁体でサポートされた T2 銅バスバーを使用しており、独立した密閉設計が特徴です。バスバー コンパートメントの隔離は非常に重要です。バスバー側で障害が発生した場合、金属製の隔壁がアークや高温ガスの他のコンパートメントへの拡散を効果的に防止し、相間の短絡や障害の拡大を回避します。 T2 銅バスバーの高い導電率により、大電流条件下での温度上昇の制御も保証されます。
変流器、零相変圧器、接地開閉器、ケーブル端末、避雷器などの取り付けに使用します。ケーブルコンパートメントには十分なスペースがあり、工事配線やその後のメンテナンスや調整が容易になります。この設計は、出力回路を頻繁に変更する必要がある産業ユーザーや太陽光発電所にとって特に実用的です。
この部屋には、マイクロプロセッサベースの保護デバイス、計器、操作スイッチ、端子台などの二次コンポーネントが収納されています。計器室は中電圧の一次側エリアから完全に物理的に隔離されており、二次側で作業する保守員の感電の危険が根本的に排除されています。これは、高圧開閉装置を従来の固定機器よりも安全にする重要な設計機能の 1 つです。
4 つの独立したコンパートメントの本質は障害の分離です。どのコンパートメントの障害も他のコンパートメントに影響を与えないため、障害の影響が最小限に抑えられます。化学、冶金、データセンター産業など、継続的な生産要件が高いシナリオでは、この特性は生産の安全性と経済効率に直接関係します。
高電圧開閉装置の誤操作は、機器の損傷、人身傷害、さらには大規模な停電につながる可能性があります。したがって、「5 つの予防インターロック」は、GB/T 3906 および DL/T 404 規格で明示的に規定されている必須の安全要件です。いわゆる「5つの予防」には具体的には次のようなものがあります。
1. 負荷下でのサーキットブレーカートロリーの動作の防止 – サーキットブレーカーが閉位置にある場合、負荷下でのプラグの抜き差しによるアーク発生を防ぐため、トロリーは出入りできません。
2. 回路ブレーカーの偶発的な開閉の防止 – 操作アクセス制御と機械的インターロックにより、権限のない人が誤って回路ブレーカーを操作することを防ぎます。
3. 通電中に接地スイッチが閉じることの防止 – 回路ブレーカーが開いておらず、トロリーがテスト位置に戻っていない場合、接地スイッチは操作できません。
4. 接地スイッチが閉じているときの通電の防止 – 接地スイッチが閉位置にあるとき、回路ブレーカーのトロリーを動作位置まで押すことはできず、接地線が接続されている状態で回路ブレーカーが閉じるのを防ぐことができます。
5. 通電コンパートメントへの偶発的な侵入の防止 – キャビネットのドアは通電部分と連動しており、機器の通電中はキャビネットのドアを開けることができません。
集中開閉装置は通常、主な方法として機械的インターロックを使用し、二次的な方法として電気的インターロックを使用する方式を使用します。機械式インターロックにより信頼性が高く、停電の影響を受けないため、5つの安心機能を実現します。一方、電気的連動は、手押し車と接地開閉器の連動や上位保護信号との連動など、より複雑な論理制御を実現します。両方を組み合わせることで、操作のソースから実行の最後まで完全な安全防御ラインが形成されます。
高圧開閉装置の選定は、単にパラメータを積み上げるだけではなく、実際の使用条件を踏まえたシステム構成が必要となります。次の点は特に注意が必要です。
真空遮断器は、高圧開閉装置の中核コンポーネントです。 VS1 と VD4 は、現在最も広く使用されている 2 つのモデルです。 VS1は中国の主流モデルであり、高い費用対効果と豊富なスペアパーツを提供します。 VD4 は、優れた機械的寿命と破壊性能を備えた古典的な ABB モデルで、頻繁な操作と高い信頼性が要求されるアプリケーションに適しています。定格短絡遮断電流（通常25kA、31.5kA、40kA）と動作周波数を総合的に判断して選定してください。
変流器および零相変流器の変圧比と精度クラスは、実際の動作電流と保護要件に基づいて合理的に選択する必要があります。通常、計測回路には 0.2S クラスが必要ですが、保護回路には 0.5 または 10P クラスを使用できます。零相変流器の構成は、システムが低電流地絡位置検出機能を必要とするかどうかによって異なります。
適切な短絡容量を備えた接地スイッチ モデルを構成する必要があります。逆給電が発生する可能性がある太陽光発電グリッドに接続された回路の場合、接地スイッチの定格短絡電流は特に重要です。これは、偶発的な通電の場合に接地スイッチが溶接せずに安全に閉じることができるかどうかを決定します。
マイクロプロセッサベースの統合保護デバイスが標準装備されており、過電流、瞬時トリップ、ゼロシーケンス、過電圧、および不足電圧保護機能を提供します。新しいエネルギー網に接続されたシナリオでは、単独運転防止や逆電力保護などの特別な機能も考慮する必要があります。保護装置の通信プロトコルは上位監視システムと互換性がある必要があります。
標準の中圧開閉装置は、標高 1000 メートル以下、周囲温度 -10℃ ～ +40℃の一般的な環境に適しています。高地地域 (例: 3000 メートル以上)、湿気の多い熱帯地域、重度の汚染地域、または低温地域の場合は、極限条件下での機器の断熱性能と動作安定性を確保するために、高地または熱帯湿潤タイプなどの適切な特殊構成を選択する必要があります。
高圧開閉装置は柔軟なキャビネット構成を提供し、配電方式に応じて自由に組み合わせることができます。一般的なキャビネットのタイプには、入力ライン キャビネット、出力ライン キャビネット、PT キャビネット、計量キャビネット、区分キャビネット、絶縁キャビネット、タイ キャビネット、モーター キャビネット、およびステーション変圧器キャビネットが含まれます。典型的な 10kV 配電室は、通常、入力ライン キャビネット、PT キャビネット、計量キャビネット、複数の出力ライン キャビネット、およびタイ キャビネットで構成され、単一のバスバーのセクション化または単一のバスバー接続スキームを形成します。
アプリケーションの観点から見ると、中圧開閉装置は以下の分野で広く使用されています。
変電所 10kV 配電システム: 都市送電網および産業用電源のコアノードとして機能します。
工場ワークショップの配電: 生産ライン、エアコンプレッサー、ウォーターポンプ、その他の負荷に信頼性の高い電力供給を提供します。
化学および製薬産業: 継続的な生産が要求され、電源の信頼性とセキュリティに非常に敏感です。
冶金企業: 高電流および衝撃負荷が発生し、高い機器遮断能力が必要です。
建物配電：高層ビルや商業施設の主配電室。
中電圧モーターの制御と保護: 大型ウォーターポンプ、ファン、コンプレッサーの直接またはソフトスタート制御。
新しいエネルギーグリッド接続: 分散型太陽光発電およびエネルギー貯蔵発電所用の 10kV 接続開閉装置。
知能化、小型化、環境保護 高圧開閉装置の技術進化は止まりません。業界は現在、次の 3 つの方向に発展しています。
インテリジェント化。オンライン温度監視、部分放電検出、サーキットブレーカーの機械的特性監視などのセンサーの統合により、高圧開閉装置は「定期保守」から「状態ベース保守」に変わりつつあります。小型化。絶縁構造の最適化と複合絶縁材料の採用により、キャビネットのサイズは徐々に縮小されており、これは土地資源が乏しい都市部の変電所やデータセンターにとって重要です。
環境に優しい。 SF6 ガスは優れた絶縁特性によりガス絶縁開閉装置 (GIS) に広く使用されていますが、その地球温暖化係数 (GWP) は CO2 の 23,500 倍です。環境政策がますます厳格になる中、SF6 を含まない環境に優しい開閉装置が業界で注目の研究テーマとなっており、空気絶縁、真空絶縁、乾燥空気絶縁技術も並行して開発されています。
中圧開閉装置が 10kV 配電分野で主流となっている根本的な理由は、その構造設計とエンジニアリング要件が高度に一致していることです。4 つの独立したコンパートメントが故障の隔離を実現し、手押し車タイプの構造が便利な操作とメンテナンスを保証し、5 つの耐圧インターロックが安全基準を強化します。新しい電力システムの構築が深化するにつれて、高圧開閉装置はかなりの期間にわたって主流の地位を維持し、インテリジェント化、小型化、環境への配慮を目指して進化し続けるでしょう。機器メーカーにとって、高圧開閉装置の技術ロジックを理解し、業界の進化傾向を把握することは、製品開発や市場競争において積極的な姿勢を維持するために不可欠です。
ジュンレイ電気は長い間、高電圧および低電圧開閉装置の研究開発と製造に注力してきました。同社の KYN28A-12 シリーズの中圧開閉装置は、630A ～ 4000A の全範囲の電流定格と 25kA ～ 40kA の全遮断容量をカバーし、カスタマイズされた構成をサポートし、電力網、産業、新エネルギーなどのさまざまなシナリオに幅広く適応できます。
