NT および NW エアサーキットブレーカー サプライヤー

業界の知識

フレーム サイズの選択が NT および NW ブレーカーのシステム調整に与える影響

フレームサイズ NTおよびNW気中遮断器 これは単なる物理的な寸法ではなく、ブレーカーの通電容量、内部コンポーネントの熱定格、そして重要なことに、上流および下流のデバイスとの選択的調整に参加する能力を直接制御します。 NT ブレーカーは 160 A ～ 630 A の範囲のフレームで利用可能ですが、NW ブレーカーはこの範囲を大幅に拡張し、高容量バージョンで 800 A から 6300 A までカバーします。純粋に安全マージンを求めて過大なフレームを選択すると、実際には調整が損なわれる可能性があります。NT250 ダウンストリームとペアになっている NW1600 アップストリームは、障害電流が両方のデバイスが同時に応答するゾーン内にある場合、選択的トリップに失敗し、不必要なアップストリームの切断が発生する可能性があります。

適切な調整を行うには、両方のデバイスの時間 - 電流特性曲線 (TCC) を同じ対数グラフで確認する必要があります。上流ブレーカーの曲線は、過電流範囲全体にわたって、下流ブレーカーの曲線の完全に右側かつ上に位置する必要があります。電子トリップ ユニットを備えた NT および NW ブレーカの場合、この分析は瞬間 (I) ピックアップ設定にまで拡張されます。選択性を保証するには、上流デバイスの瞬間しきい値が下流デバイスの予想される最大故障電流を超える必要があります。 Zhejiang Mingtuo では、カスタマイズされたソリューション サービスの一環としてこの調整分析を通じてクライアントをサポートし、保護スキームが想定されたものではなく設計されたものであることを保証します。

トリップユニット技術: NT/NW アプリケーションにおける電子技術と熱磁気技術

トリップ ユニットは気中遮断器のインテリジェンス層であり、熱磁気トリップ ユニットと電子トリップ ユニットの選択はシステム パフォーマンスに重大な影響を及ぼします。より低いフレーム サイズの NT ブレーカーには、熱磁気トリップ ユニットが搭載されていることが多く、熱 (過負荷) 検出にはバイメタル ストリップ、瞬間的な短絡応答には電磁コイルが使用されます。これらは堅牢で補助電源を必要とせず、本質的にフェールセーフですが、調整範囲が狭く、トリップ特性は正確なデジタル設定値ではなく製造公差によって固定されます。

NW ブレーカーは、主配電盤やバスタイ位置での用途を考慮すると、ほぼ例外なく完全電子トリップ ユニット (ETU) を採用しています。 NW ブレーカー上の最新の ETU は、独立して調整可能な 4 つの保護機能を提供します。

• 長時間 (Ir/Isd): 調整可能な電流ピックアップと時間遅延による過負荷保護。通常、秒単位の時間設定を伴う定格電流の倍数 (0.4×In ～ 1.0×In) で表されます。
• 短時間 (Isd/tsd): 遅延短絡保護により、上流での意図的な時間調整が可能になります。瞬間的な応答だけに依存せずに完全な選択性を達成するために重要です。
• 瞬時(Ii): 厳しい故障電流に対する遅延のない応答。多くの場合、完全な識別が必要なゾーンに対して設定または無効化が可能です。
• 地絡 (Ig/tg): 短絡しきい値を下回る相地絡故障を検出するための漏電保護。確実に接地されたシステムに不可欠です。

NW クラス ブレーカー上の高度な ETU には、相ごとの真の実効値電流測定、高調波成分の表示、エネルギー測定、Modbus RTU や IEC 61850 などのフィールドバス インターフェイスなどの測定および通信機能も組み込まれています。これらにより、ブレーカーは受動的保護デバイスから電力管理システムのアクティブ ノードに変換されます。

遮断容量定格の理解: ICU、ＩＣＳ、および ＩＣＷ の説明

遮断容量定格 NTおよびNW気中遮断器 しばしば誤解されますが、IEC 60947-2 に基づく機器の安全性認証の基礎です。銘板には 3 つの異なる値が表示され、それぞれ異なる運用上の意味があります。

主な収入源のポジションに配備されている NW ブレーカーの場合、Icw 評価は特に重要です。下流のブレーカーが最初に障害を解消すると予想される場合、上流の NW ブレーカーは、トリップしたり損傷を受けたりすることなく、下流のデバイスの解消時間の間、全障害電流に耐える必要があります。高い Icw 定格 (例: 1 秒間 85 kA) により、NW ブレーカーは、下流の障害イベントごとに無差別にトリップするのではなく、完全なバックアップ選択性を備えたバス保護として効果的に機能することができます。

引出し構成と固定設置構成: メンテナンスと運用への影響

NW エアサーキットブレーカーは一般に、固定取り付けバージョンと引き出し (引き出し可能) バージョンの両方で入手可能であり、この選択は、メンテナンスのスケジュール、システムの可用性、および生涯所有コストに永続的な影響を及ぼします。固定取り付けの NW ブレーカーはバスバー システムに直接ボルトで固定されています。メンテナンス、テスト、または交換を行うには、分電盤セクション全体の電源を切る必要があります。対照的に、引出型 NW ブレーカーは、プラグイン接点システムを備えたクレードル内に設置されており、配電盤自体は通電されたままで、クレードルは動作したままで、ブレーカーをラックアウトして、ラインと負荷バスバーの両方から切り離すことができます。

引き出し構成は、安全なスイッチング操作の中心となる 3 つの定義された位置をサポートします。

• 接続位置： 主接点と補助回路が完全に接続されている。ブレーカーは作動しています。
• テスト位置: 主接点はバスバーから切り離されていますが、補助配線と制御配線は接続されたままです。ブレーカーは、活電力にさらされることなく、トリップテスト、リレー機能の検証、およびトリップユニットの校正のために電気的に操作できます。
• 切断位置: 主接点と補助回路は両方とも完全に絶縁されています。ブレーカーは、メンテナンスまたは交換のために配電盤から物理的に取り外すことができます。

テスト位置は十分に活用されていないことがよくありますが、病院、データセンター、連続プロセス製造環境など、稼働時間要件が厳しい施設では大きな価値があります。テストポジションでの定期テストにより、メンテナンスチームは、計画停止を行うことなく、ETU 機能、補助接点の動作、およびライブボード上のモーター充電メカニズムを検証できます。当社の NW シリーズ引き出し設計は、IEC 60947-2 の安全要件に準拠して、ブレーカーがオープン状態にならない限りラックインおよびラックアウト操作が発生しないように、誤プラグ防止機能と位置インターロックを備えて設計されています。

NWブレーカーゾーン選択連動によるアークフラッシュハザード低減戦略

アークフラッシュの入射エネルギーは、障害が持続できる期間に直接比例します。従来の時間段階的保護方式では、下流の NT ブレーカーとの選択性を維持するために、上流の NW ブレーカーに 400 ミリ秒以上の短時間遅延が設定される場合があります。この 400 ミリ秒の間に、下流のバスバーでのアーク フラッシュ イベントは、障害が 100 ミリ秒未満で解消された場合よりも大幅に多くのエネルギーを放出します。これにより、入射エネルギー レベルが NFPA 70E に従ってカテゴリー 2 からカテゴリー 3 または 4 に押し上げられる可能性があります。これは、アーク定格フェイス シールド、頑丈なアーク フラッシュ スーツ、および重大な作業者のリスクに対する PPE 要件に相当します。

ゾーン選択的インターロック (ZSI) は、選択性とアークフラッシュ軽減の間のこの矛盾を解決します。 ZSI スキームでは、下流のブレーカーは専用の配線接続を介して上流のブレーカーに抑制信号を送信します。障害が発生すると、下流のブレーカーは直ちにこの信号を上向きに送信し、同時に独自のトリップ シーケンスを開始します。上流の NW ブレーカーは、抑制信号を受信して​​いる限り、下流で障害が解消されることを確信して、プログラムされた短時間の遅延を待ちます。下流のブレーカーが故障を解消できない場合、抑制信号は消え、上流の NW ブレーカーは遅延なく直ちにトリップします。これにより、時間グレーディング間隔がなくなり、アーク フラッシュ エネルギーが大幅に削減されます。

実際の結果: ZSI は、通常の状態では完全な選択的調整を維持しながら、下流のブレーカーに障害が発生した場合に上流レベルでの解除時間を約 50 ～ 80 ミリ秒に短縮します。この単一の設計機能により、上流バスでのアークフラッシュ入射エネルギーを 5 分の 1 以上削減でき、施設は保護調整を犠牲にすることなく、より低い PPE カテゴリ定格を達成できるようになります。

電動オペレータとリモート スイッチング: 実際の導入に関する考慮事項

NT と NW のどちらの気中遮断器にも電動操作機構を装備することができ、制御配線またはフィールドバスを介して遠隔から開閉コマンドを実行できます。これは簡単そうに聞こえますが、電動オペレーターがサービス中に確実に機能するかどうかは、いくつかの実際的な考慮事項によって決まります。まず、スプリングチャージ機構では、ブレーカーを閉じる前に充電モーターがフルサイクルを完了する必要があります。通常の再充電時間は、フレームのサイズとバネのエネルギーに応じて 3 ～ 8 秒の範囲です。再充電が完了する前にクローズコマンドを試みると、十分なエネルギーが蓄えられずにクローズに失敗するか、スプリングリリースが係合することになり、コンタクトメイクが不完全になる危険があります。

第 2 に、電動 NW ブレーカーは充電サイクル中にかなりの突入電流を消費します。多くの場合、モーターの仕様に応じて、24 VDC または 230 VAC でピーク 5 ～ 10 A になります。制御電源のサイジングは、特に複数の NW ブレーカーが同じ制御サイクル内でクローズ コマンドを受信する可能性がある自動転送スイッチング (ATS) アプリケーションの場合、配電盤内の複数のブレーカーにわたる同時モーター充電を考慮する必要があります。制御電源のサイズが小さいと、発電機の起動シーケンス中に誤動作が発生する一般的な現場故障モードです。

第三に、電動構成ではアンチポンピング保護を検証する必要があります。アンチポンピング ロジックは、ブレーカーが永続的な障害で繰り返し閉じることを防ぎます。この状態は、ブレーカーが障害でトリップしている間にリモートの閉じるコマンドがアサートされたままになっている場合に発生します。 IEC 60947-2 は耐ポンピング性能を義務付けており、銘板の仕様だけから推測するのではなく、試運転テスト中に機構が機能することを確認する必要があります。信頼性の高い電気保護に深く取り組むメーカーとして、Zhejiang Mingtuo は、安全な自動スイッチング ワークフローをサポートするために、統合されたアンチポンピング リレーとクローズ禁止フィードバックを備えた電動機構アクセサリを設計しています。

高地および高温環境でのディレーティング

NT および NW エアサーキットブレーカーは、IEC 60947-2 で定義された標準条件、つまり周囲温度 40°C (開放設置) または 35°C (密閉設置)、標高 2000 m まで、相対湿度 40°C で 50% を超えない条件で定格されます。これらの条件外で設置する場合は、安全で信頼性の高い動作を維持するためにディレーティングが必要です。高地は見落とされがちです。2000 m を超えると空気密度が低下し、アーク シュートの消弧効果が低下し、エア ギャップの絶縁耐力が低下します。 IEC 60664-1 は補正係数を規定しており、耐電圧能力は 2000 m を超えると 100 m ごとに約 1.3% 減少します。アンデスやチベットの工業地帯で一般的な標高 4000 m の NW ブレーカーの場合、これは絶縁耐力が約 26% 低下することになり、設置の絶縁を強化するか電圧ディレーティングを行う必要があります。

周囲温度が上昇した場合の熱ディレーティングは、別の曲線に従います。 NT および NW ブレーカの通電容量は、周囲温度が定格 40°C を超えると低下します。これは、バイメタルのトリップ要素と銅導体の設計温度制限に達するまでの熱ヘッドルームが小さいためです。一般的なガイドラインとして、強制冷却を行わない気中ブレーカーの電流容量は、40°C を超えると摂氏 1 度あたり約 1 ～ 1.5% 減少します。周囲温度が 55°C に達するエンクロージャ内の 2000 A NW ブレーカーの場合、実効定格電流は約 1700 A に低下する可能性があります。迷惑なトリップや早期の絶縁劣化を防ぐために、配電盤の負荷スケジュールにこの 15% の削減を考慮する必要があります。

バスカプラーのアプリケーション: ダブルバスバー構成の NW ブレーカー

中規模および大規模の配電システムでは、バス セクション カプラーを備えたダブル バスバー構成が、メンテナンスまたは部分的なシステム障害時に電源の継続性を維持するための標準トポロジです。この配置では、2 つの入力 NW ブレーカー (バスバー セクションごとに 1 つ) が独立したバスバーに給電し、3 番目の NW ブレーカーがそれらの間のバス カプラー (またはバス タイ) として機能します。通常の動作では、バス カプラーは開いており、各受信器は独自のセクションに独立して電力を供給します。 1 つのインカムに障害が発生した場合、またはメンテナンスが必要な場合は、バス カプラーが閉じて、残りのインカムが両方のセクションに電力を供給できるようになります。

この構成では、保護に関する重大な課題が生じます。バス カプラーが閉じられ、両方のバスバーが 1 つの電源から電力を供給されている場合、結合されたバスの障害レベルは、単一セクションの動作と比較して 2 倍になります。 3 つすべての NW ブレーカーの保護設定は、通常 (オープン カプラー) と緊急 (クローズ カプラー) の両方の動作モードで確認する必要があります。スプリットバス モードで有効だった固定瞬時設定により、結合モードでスルー フォールトが発生する可能性があり、逆に、結合モードに適した設定が通常のスプリット バス動作には敏感すぎる可能性があります。バスカプラの位置が定期的に変化する施設には、適応型保護リレーまたはリモート制御パラメータ切り替え機能付きデュアル設定電子トリップユニットが推奨されるソリューションです。

自動バス転送 (ABT) スキームは、このトポロジーをさらに自動化し、電圧および周波数監視リレーを使用してインマーの故障を検出し、故障したインマーを開く→バスバーが非通電であることを確認する→バスカプラーを閉じるというシーケンスを自動的に開始します。電動 NW ブレーカーと適切に設計された ABT コントローラーを使用すると、200 ミリ秒未満の転送時間が達成でき、敏感な負荷に対してほぼシームレスな電源復旧が可能になります。当社は、現場でのシステム エンジニアリングを簡素化するために、適合する電動オペレーター、補助接点配線、および文書化されたインターロック ロジックを備えた、ABT 統合用に事前構成された NW ブレーカー パッケージを提供します。