Διακόπτες

Τι είναι ο διακόπτης;

Τα ηλεκτρικά κυκλώματα χειρίζονται μια προκαθορισμένη χωρητικότητα φορτίου εκ κατασκευής. Πρέπει να ρυθμίζονται ώστε να αποτρέπεται η υπερθέρμανση της καλωδίωσης από υπερβολικό ρεύμα και η υπερφόρτωση του συστήματος. Ένα υπερφορτωμένο σύστημα αποτελεί κίνδυνο για την ασφάλεια που μπορεί να προκαλέσει ζημιά σε ζωτικά εξαρτήματα, ακόμη και ηλεκτρικές πυρκαγιές. Υπάρχουν διακόπτες για τη ρύθμιση των ηλεκτρικών στοιχείων και τη διασφάλιση της ασφαλούς και αποτελεσματικής λειτουργίας τους.

Τα εξαρτήματα του διακόπτου περιλαμβάνουν ηλεκτρικούς διακόπτες αποσύνδεσης, διακόπτες κυκλώματος, ασφάλειες και αντικεραυνικά που άγουν ή διακόπτουν τη ροή ηλεκτρικών ρευμάτων. Όταν συμβαίνει μια ηλεκτρική υπέρταση, ο διακόπτης διακόπτει τη ροή ισχύος και προστατεύει τα ηλεκτρικά συστήματα από τη ζημιά που προκαλείται από υπερφόρτωση ενέργειας.

Γιατί χρειάζεται ο διακόπτης;

Οι διακόπτες έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν τον εξοπλισμό που είναι συνδεδεμένος σε μια παροχή ρεύματος από την απειλή ηλεκτρικής υπερφόρτωσης. Ο ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής προστατεύει μηχανήματα, συσκευές, κινητήρες και άλλα συστήματα που περιέχουν ηλεκτρικά κυκλώματα ελέγχοντας και ρυθμίζοντας τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος.

Ο διακόπτης προστατεύει επίσης τους ειδικούς συντήρησης και επισκευής από βλάβες, διαχωρίζοντάς τους από τα ενεργοποιημένα κυκλώματα. Οι ηλεκτρολόγοι και οι εταιρείες κοινής ωφέλειας βασίζονται στον διακόπτη για την απενεργοποίηση του εξοπλισμού, ώστε να ελέγχουν με ασφάλεια τα κυκλώματα, να εκτελούν εργασίες συντήρησης και να διορθώνουν σφάλματα κατάντη.

Πώς λειτουργεί ο διακόπτης;

Ο εξοπλισμός διακοπτών αποτρέπει τις ζημιές και τις διακοπές λειτουργίας ελέγχοντας τη ροή ισχύος εντός ενός ηλεκτρικού συστήματος. Μπορεί να απομονώσει τα επηρεαζόμενα κυκλώματα, ενώ ταυτόχρονα παρέχει ισχύ από πολλαπλές πηγές σε ένα φορτίο. Όταν μια ηλεκτρική υπέρταση ή σφάλμα ενεργοποιεί έναν διακόπτη εντός του ηλεκτρικού συγκροτήματος διακοπτών, τα υποστηρικτικά εξαρτήματα διακόπτουν και εξαντλούν το ρεύμα στο υπερφορτωμένο κύκλωμα, διατηρώντας παράλληλα την παροχή ρεύματος στα λειτουργικά κυκλώματα.

Πίνακες διανομής έναντι διακοπτών
Οι πίνακες διανομής και οι διακόπτες εξυπηρετούν εντελώς διαφορετικές λειτουργίες. Έχουν διαφορετικά εξαρτήματα υλικού, τάση, χρήσεις και πρότυπα ασφαλείας. Οι πίνακες διανομής είναι συσκευές χαμηλής τάσης που χρησιμοποιούνται σε εμπορικά και βιομηχανικά περιβάλλοντα για τη μετάδοση, την αναδρομολόγηση και τη διανομή ισχύος σε μεμονωμένους μετασχηματιστές, συστήματα ελέγχου, πίνακες κυκλωμάτων και φορτία. Οι διακόπτες ρυθμίζουν τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος για την αποτροπή επικίνδυνων υπερτάσεων τάσης.

Τύποι διακοπτών
Στη Βόρεια Αμερική, τρεις τύποι ηλεκτρικού εξοπλισμού μεταγωγής ταξινομούνται σύμφωνα με τα πρότυπα ANSI/IEEE και NEC 2014 για ηλεκτρικά συστήματα που παρέχουν εναλλασσόμενα ρεύματα.

1. Ο ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής χαμηλής τάσης χρησιμοποιείται για συστήματα που λειτουργούν σε τάση μικρότερη από 1 κιλοβόλτ (kV).

2. Ο ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής μέσης τάσης λειτουργεί σε τάσεις από 1 kV έως 75 kV

3. Ο ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής υψηλής τάσης λειτουργεί σε τάσεις από 75 kV έως περίπου 230 kV.

Ο ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής πρέπει να στεγάζεται σε κατάλληλο περίβλημα με πιστοποίηση NEMA όταν χρησιμοποιείται σε εξωτερικούς χώρους, για να προστατεύεται από παραβιάσεις και τα στοιχεία της φύσης.

● Διακόπτες χαμηλής τάσης
Ο διακόπτης χαμηλής τάσης περιλαμβάνει διακόπτες, διακόπτες χαμηλής τάσης, διακόπτες διαρροής γείωσης, μικροδιακόπτες (MCB), διακόπτες κυκλώματος χυτευμένου περιβλήματος (MCCB), ασφάλειες υψηλής διακοπής (HRC) και ηλεκτρικούς μονωτές εκφόρτισης.

Αυτός ο εξοπλισμός μπορεί να διαμορφωθεί για εσωτερική ή εξωτερική χρήση και μπορεί να έχει ονομαστική τιμή για χρήση στα 208 βολτ, 240 βολτ, 480 βολτ και 600 βολτ έως και 1000 βολτ. Οι βιομηχανικές, δημοτικές και εμπορικές εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν συνήθως διακόπτες χαμηλής τάσης για τη ρύθμιση της παροχής ισχύος σε συστήματα HVAC, φωτισμού και άλλα κτιριακά συστήματα.

● Διακόπτης μέσης τάσης
Οι διακόπτες μέσης τάσης χρησιμοποιούν μονωτές λαδιού, αερίου ή κενού και διακόπτες κυκλώματος για να διακόψουν τη ροή ρεύματος σε περίπτωση υπέρτασης ή σφάλματος συστήματος. Οι μονωτές προστατεύουν και ψύχουν τα εξαρτήματα εντός του ηλεκτρικού εξοπλισμού μεταγωγής, ενώ ο διακόπτης κυκλώματος διαχωρίζει τις επαφές του κυκλώματος για να εξαντλήσει το τόξο.

Τα εσωτερικά και εξωτερικά συστήματα ονομάζονται συνήθως στα 5 kV, 12 kV, 15 kV και 35 kV έως και 75 kV για να υποδείξουν τη μέγιστη τάση που μπορούν να εξυπηρετήσουν. Αυτός ο ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής χρησιμοποιείται συνήθως σε σταθμούς παραγωγής και υποσταθμούς μεταφοράς. Χρησιμοποιείται επίσης για τον έλεγχο κινητήρων, κυκλωμάτων τροφοδοσίας και γεννητριών σε βιομηχανικές και εμπορικές εγκαταστάσεις.

● Διακόπτες υψηλής τάσης
Ο ηλεκτρικός εξοπλισμός υψηλής τάσης ελέγχει συστήματα ισχύος που λειτουργούν σε ελάχιστη τάση 75 kV. Αυτός ο ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής χρησιμοποιεί αποζεύκτες, γειωτές, μηχανισμούς μεταγωγής υψηλού ρεύματος, ασφάλειες και διακόπτες κυκλώματος για τον έλεγχο, τη ρύθμιση, τη διακοπή, την απομόνωση και την εξάτμιση του ρεύματος.

Επειδή οποιοδήποτε ηλεκτρικό σφάλμα μπορεί να δημιουργήσει ένα εξαιρετικά ισχυρό τόξο, ο ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής υψηλής τάσης πρέπει να λειτουργεί συνεχώς και αξιόπιστα. Αυτός ο εξοπλισμός μεταγωγής είναι ζωτικής σημασίας για λειτουργίες που παρουσιάζουν υψηλή συχνότητα ηλεκτρικών βλαβών και πρέπει να απενεργοποιούν τακτικά τον εξοπλισμό. Βρίσκεται συνήθως σε μεγάλα συστήματα μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας και σε εμπορικές ή βιομηχανικές εγκαταστάσεις.

Τύποι μόνωσης διακοπτών
Με ποικίλες τάσεις, οι διακόπτες μπορούν επίσης να χρησιμοποιούν διαφορετικούς τύπους μόνωσης για την προστασία των ενεργοποιημένων συσκευών από ηλεκτρικά σφάλματα. Τα περιβλήματα διακόπτων χρησιμοποιούν τους ακόλουθους τύπους μόνωσης.

● Ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής με μόνωση αερίου
Οι διακόπτες με μόνωση αερίου (GIS) χρησιμοποιούν διακόπτες που χρησιμοποιούν πεπιεσμένο αέριο εξαφθοριούχο θείο (SF6) για την μόνωση αγωγών και επαφών και την κατάσβεση του ρεύματος τόξου που δημιουργείται από ηλεκτρικό σφάλμα. Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) είναι μια φιλική προς το κλίμα εναλλακτική λύση αντί του SF6. Η αντικατάσταση του SF6 με CO2 μπορεί να μειώσει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου κατά 10 τόνους κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής του εξοπλισμού.

● Ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής με μόνωση αέρα
Οι διακόπτες με μόνωση αέρα (AIS) χρησιμοποιούν διακόπτες κυκλώματος που χρησιμοποιούν πεπιεσμένο αέρα ή μαγνητική δύναμη για να επιμηκύνουν το τόξο, ώστε να εξαντληθεί μόνο του.

● Ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής με μόνωση λαδιού
Ο διακόπτης με μόνωση λαδιού εξατμίζει το ορυκτέλαιο κατά μήκος της διαδρομής του τόξου που δημιουργείται όταν οι επαφές που μεταφέρουν ρεύμα διαχωρίζονται και το περιβάλλει με μια φυσαλίδα αερίου υδρογόνου που εξαντλεί το ρεύμα και εμποδίζει την επανεμφάνιση του τόξου.

● Ηλεκτρικός εξοπλισμός μεταγωγής με μόνωση κενού
Ο διακόπτης με μόνωση κενού εξαλείφει τα μόρια που θα μπορούσαν να ιονιστούν από το ηλεκτρικό ρεύμα. Οποιοδήποτε τόξο θα τεντωθεί και θα εξαντληθεί ακόμη και καθώς η τάση αυξάνεται.

Εγκατάσταση Διακόπτη
Οι κατάλληλα αδειοδοτημένοι εργαζόμενοι πρέπει να εγκαθιστούν όλο τον ηλεκτρικό εξοπλισμό μεταγωγής σύμφωνα με τους ισχύοντες κώδικες ασφαλείας, τις οδηγίες κατασκευής και τις οδηγίες του κατασκευαστή. Η σωστή εγκατάσταση διασφαλίζει βέλτιστη λειτουργική αξιοπιστία.