Rozdzielnice

Czym jest Switchgear?

Obwody elektryczne są projektowane z uwzględnieniem obciążenia. Muszą być regulowane, aby zapobiec przegrzaniu okablowania i przeciążeniu systemu przez nadmierny prąd. Przeciążony system stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa, mogąc uszkodzić kluczowe podzespoły, a nawet spowodować pożar. Rozdzielnice służą do regulacji urządzeń elektrycznych i zapewnienia ich bezpiecznej i wydajnej pracy.

Do elementów rozdzielnic należą wyłączniki elektryczne, wyłączniki nadprądowe, bezpieczniki i odgromniki, które przewodzą lub przerywają przepływ prądu elektrycznego. W przypadku przepięcia elektrycznego rozdzielnice przerywają przepływ prądu i chronią systemy elektryczne przed uszkodzeniami spowodowanymi przeciążeniem.

Dlaczego potrzebna jest aparatura rozdzielcza?

Rozdzielnice służą do ochrony urządzeń podłączonych do sieci elektrycznej przed przeciążeniem elektrycznym. Urządzenia rozdzielcze chronią maszyny, urządzenia, silniki i inne systemy zawierające obwody elektryczne poprzez sterowanie i regulację przepływu prądu elektrycznego.

Rozdzielnice chronią również specjalistów ds. konserwacji i napraw przed urazami, oddzielając ich od obwodów pod napięciem. Elektrycy i zakłady energetyczne wykorzystują rozdzielnice do odłączania urządzeń od zasilania, aby bezpiecznie testować obwody, wykonywać prace konserwacyjne i usuwać usterki.

Jak działa rozdzielnica?

Rozdzielnice zapobiegają uszkodzeniom i przerwom w dostawie prądu poprzez kontrolowanie przepływu energii w systemie elektrycznym. Umożliwiają one izolację uszkodzonych obwodów, jednocześnie dostarczając energię z wielu źródeł do odbiornika. Gdy przepięcie lub awaria elektryczna wyzwoli wyłącznik w zespole rozdzielczym, podzespoły pomocnicze przerywają i odprowadzają prąd z przeciążonego obwodu, jednocześnie utrzymując zasilanie obwodów roboczych.

Rozdzielnice a aparatura rozdzielcza
Rozdzielnice i aparatura rozdzielcza pełnią bardzo różne funkcje. Różnią się komponentami sprzętowymi, napięciem, zastosowaniem i standardami bezpieczeństwa. Rozdzielnice to urządzenia niskiego napięcia wykorzystywane w obiektach komercyjnych i przemysłowych do przesyłania, przekierowania i dystrybucji energii do poszczególnych transformatorów, systemów sterowania, paneli obwodów i odbiorników. Aparatura rozdzielcza reguluje przepływ prądu elektrycznego, zapobiegając niebezpiecznym przepięciom.

Rodzaje rozdzielnic
W Ameryce Północnej wyróżnia się trzy rodzaje urządzeń przełączających, zgodnie z normami ANSI/IEEE i NEC 2014 dotyczącymi systemów elektrycznych dostarczających prąd przemienny.

1. Urządzenia przełączające niskiego napięcia stosuje się w systemach pracujących przy napięciu mniejszym niż 1 kilowolt (kV).

2. Urządzenia rozdzielcze średniego napięcia pracują przy napięciu od 1 kV do 75 kV.

3. Urządzenia rozdzielcze wysokiego napięcia pracują przy napięciu od 75 kV do około 230 kV.

Urządzenia elektryczne przeznaczone do użytku na zewnątrz muszą być umieszczone w odpowiedniej obudowie zgodnej z normą NEMA, aby chronić je przed manipulacją i czynnikami atmosferycznymi.

● Rozdzielnice niskiego napięcia
Rozdzielnice niskiego napięcia zawierają przełączniki, wyłączniki niskiego napięcia, wyłączniki różnicowoprądowe, wyłączniki nadprądowe miniaturowe (MCB), wyłączniki kompaktowe (MCCB), bezpieczniki o dużej zdolności wyłączania (HRC) i izolatory elektryczne odciążające.

Sprzęt ten może być skonfigurowany do użytku wewnątrz lub na zewnątrz i może być zasilany napięciem 208 V, 240 V, 480 V, 600 V i aż do 1000 V. W obiektach przemysłowych, komunalnych i komercyjnych powszechnie stosuje się rozdzielnice niskiego napięcia do regulacji zasilania systemów HVAC, oświetlenia i innych systemów budynkowych.

● Rozdzielnice średniego napięcia
Rozdzielnice średniego napięcia wykorzystują izolatory olejowe, gazowe lub próżniowe oraz wyłączniki, aby przerwać przepływ prądu w przypadku przepięcia lub awarii systemu. Izolatory chronią i chłodzą podzespoły wewnątrz rozdzielnicy, a wyłącznik rozsuwa styki obwodu, aby zgasić łuk elektryczny.

Systemy wewnętrzne i zewnętrzne są zazwyczaj znamionowane napięciem 5 kV, 12 kV, 15 kV i 35 kV do 75 kV, co wskazuje maksymalne napięcie, jakie mogą obsługiwać. Ten elektryczny sprzęt przełączający jest powszechnie stosowany w elektrowniach i podstacjach przesyłowych. Służy również do sterowania silnikami, obwodami zasilającymi i generatorami w obiektach przemysłowych i komercyjnych.

● Rozdzielnice wysokiego napięcia
Rozdzielnice wysokiego napięcia sterują systemami elektroenergetycznymi o napięciu co najmniej 75 kV. Urządzenia te wykorzystują odłączniki, uziemniki, mechanizmy przełączające wysokiego prądu, bezpieczniki i wyłączniki do sterowania, regulacji, przerywania, izolowania i odprowadzania prądu.

Ponieważ każda awaria elektryczna może spowodować powstanie niezwykle silnego łuku elektrycznego, urządzenia przełączające wysokiego napięcia muszą działać nieprzerwanie i niezawodnie. Urządzenia te są niezbędne w instalacjach, w których często dochodzi do awarii elektrycznych i które wymagają regularnego odłączania zasilania. Są one powszechnie spotykane w dużych systemach przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej oraz obiektach komercyjnych i przemysłowych.

Typy izolacji rozdzielnic
Przy zmiennym napięciu, rozdzielnice mogą również wykorzystywać różne rodzaje izolacji, aby chronić urządzenia pod napięciem przed awariami elektrycznymi. Obudowy rozdzielnic wykorzystują następujące rodzaje izolacji.

● Urządzenia rozdzielcze elektryczne izolowane gazem
Rozdzielnice z izolacją gazową (GIS) wykorzystują wyłączniki, które wykorzystują sprężony sześciofluorek siarki (SF6) do izolacji przewodów i styków oraz gaszenia łuku elektrycznego powstającego w wyniku zwarcia elektrycznego. Dwutlenek węgla (CO2) jest przyjazną dla klimatu alternatywą dla SF6. Zastąpienie SF6 CO2 może zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych o 10 ton w całym cyklu życia urządzenia.

● Urządzenia rozdzielcze elektryczne izolowane powietrzem
W rozdzielnicach z izolacją powietrzną (AIS) stosuje się wyłączniki, które wykorzystują sprężone powietrze lub siłę magnetyczną do wydłużenia łuku elektrycznego, co umożliwia jego rozładowanie.

● Urządzenia rozdzielcze elektryczne izolowane olejem
W rozdzielnicach izolowanych olejem olej mineralny odparowuje wzdłuż łuku elektrycznego powstającego w wyniku rozdzielenia się styków przewodzących prąd, a następnie zostaje otoczony pęcherzykiem gazu wodorowego, który odprowadza prąd i zapobiega ponownemu zapłonowi łuku.

● Urządzenia przełączające z izolacją próżniową
Rozdzielnice z izolacją próżniową eliminują cząsteczki, które mogłyby ulec jonizacji pod wpływem prądu elektrycznego. Każdy łuk elektryczny zostanie rozciągnięty i wyczerpany nawet wraz ze wzrostem napięcia.

Montaż rozdzielnic
Pracownicy posiadający odpowiednie uprawnienia muszą instalować wszystkie urządzenia elektryczne zgodnie z obowiązującymi przepisami bezpieczeństwa, wytycznymi budowlanymi i instrukcjami producenta. Prawidłowa instalacja zapewnia optymalną niezawodność działania.