สวิตช์ตัดโหลดแบบสุญญากาศแรงดันสูงกระแสสลับสำหรับติดตั้งในอาคารรุ่น FZN21-40.5 และชุดสวิตช์รวมฟิวส์รุ่น FZRN21-40.5D ถูกออกแบบมาสำหรับสถานีไฟฟ้าย่อยแบบตู้ (Box-type substation) ขนาด 35 kV ในระบบเครือข่าย 40.5 kV ความถี่ 50 Hz โดยทั้งสองรุ่นสามารถใช้งานเป็นชุดสวิตช์เดี่ยวได้
สวิตช์ตัดโหลดสามารถเปิด-ปิดกระแสโหลดและกระแสโอเวอร์โหลดที่พิกัด 1250 A โดยไม่ต้องบำรุงรักษาในช่วงระยะเวลาให้บริการ สำหรับชุดสวิตช์รวมฟิวส์ ฟิวส์แบบสไตรเกอร์ (Striker-type fuse) จะทำหน้าที่ตัดกระแสลัดวงจรที่พิกัด 20 kA
การระบุรหัสรุ่น
การระบุรหัสของชุดสวิตช์รวมฟิวส์คือ FZRN21-40.5D/50-20 โดยมีความหมายแต่ละตัวอักษรดังนี้:
- F: สวิตช์ตัดโหลด (Load break switch)
- Z: สุญญากาศ (Vacuum)
- R: รวมฟิวส์ (With fuse)
- N: ติดตั้งในอาคาร (Indoor)
- 21: ลำดับการออกแบบ (Design sequence number)
- 40.5: แรงดันพิกัด, kV (Rated voltage)
- D: พร้อมสวิตช์กราวด์ (With earthing switch)
- 50: กระแสพิกัด, A (Rated current)
- 20: กระแสตัดลัดวงจรพิกัด, kA (Rated short-circuit breaking current)
หากไม่มีตัวอักษร R รหัส FZN21-40.5 จะหมายถึงสวิตช์ตัดโหลดเดี่ยว พิกัด 1250 A ซึ่งทำหน้าที่ตัดต่อกระแสโหลดและโอเวอร์โหลด และอาศัยการป้องกันกระแสลัดวงจรจากอุปกรณ์ป้องกันด้านต้นน้ำ
โครงสร้างและการทำงาน
ขาคอนแทคทั้งสามข้อยึดอยู่บนโครงเหล็กเดียวกัน: กลไกการทำงานแบบสปริงจะขับใบมีดตัดขาดและใบมีดกราวด์ผ่านก้านดึงฉนวน ห้องดับอาร์คแบบสุญญากาศจะทำหน้าที่ตัดวงจร และแผงควบคุมการทำงานด้านหน้าจะแสดงสถานะของแต่ละตำแหน่ง ใบมีดตัดขาดจะสร้างช่องว่างการตัดขาดที่มองเห็นได้ (Visible isolation gap) และใบมีดกราวด์จะต่อลงฝั่งที่ตัดไฟแล้วก่อนทำการบำรุงรักษา
ห้องสุญญากาศจะนำกระแสเฉพาะในช่วงเวลาการปิดและเปิดวงจรเท่านั้น ซึ่งทำให้สวิตช์นี้ถูกนำเสนอเป็นอุปกรณ์แบบไม่ต้องบำรุงรักษา โดยมีอายุการใช้งานทางกลสูงถึง 10,000 ครั้ง
การจัดการฟิวส์และการบำรุงรักษา
ตัวกระแทกของฟิวส์แบบอนุกรมจะทำงานกับอุปกรณ์ปลดปล่อย (Release device) ทำให้เมื่อฟิวส์ขาดจะมีสัญญาณแจ้งที่ตัวสวิตช์ แทนที่จะปล่อยให้ระบบป้องกันทำงานเพียงอย่างเดียว ช่องใส่ฟิวส์สามารถเข้าถึงได้เฉพาะหลังจากที่วงจรถูกตัดขาดและต่อลงดินแล้วเท่านั้น และฟิวส์จะต้องถูกเปลี่ยนด้วยชนิดและพิกัดเดียวกันทุกประการ
สิ่งที่ยังคงต้องบำรุงรักษาคือกลไกการทำงาน ระบบอินเตอร์ล็อก และฉนวน รวมถึงตัวห้องสุญญากาศเมื่อการสึกหรอของหน้าสัมผัสถึงระดับที่ยอมรับได้ที่ 3 มม. โดยไม่จำเป็นต้องเติมน้ำมันหรือก๊าซ
พารามิเตอร์ทางเทคนิค
สภาวะการใช้งาน
- อุณหภูมิแวดล้อม: สูงสุด +40℃, ต่ำสุด -25℃
- ระดับความสูง: ไม่เกิน 1000 ม.
- ความชื้นสัมพัทธ์: ค่าเฉลี่ยรายวันไม่เกิน 95%, ค่าเฉลี่ยรายเดือนไม่เกิน 90%
- ความรุนแรงของแผ่นดินไหว: ไม่เกิน 8 องศา
- สภาพพื้นที่ติดตั้ง: ไม่มีไฟไหม้ อันตรายจากการระเบิด การกัดกร่อนทางเคมี หรือการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง
- ระดับมลพิษ: ระดับ II
พารามิเตอร์ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า
| ลำดับ | รายการ | หน่วย | ชุดสวิตช์รวมฟิวส์ FZRN21-40.5D | สวิตช์ตัดโหลด FZN21-40.5 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | แรงดันพิกัด | kV | 40.5 | |
| 2 | ความถี่พิกัด | Hz | 50 | |
| 3 | กระแสทนทานระยะสั้นพิกัด (4 วินาที) | kA | 16 | |
| 4 | กระแสพิกัด | A | 50 | 1250 |
| 5 | กระแสตัดโหลดแอคทีฟพิกัด | A | / | 1250 |
| 6 | กระแสตัดลูปปิดพิกัด | A | / | 1250 |
| 7 | กระแสทนทานยอดพิกัด | kA | / | 40 |
| 8 | กระแสตัดลัดวงจรพิกัด | kA | 20 | / |
| 9 | กระแสประจุสายเคเบิลพิกัด | A | / | 21 |
| 10 | แรงดันทนทานความถี่ไฟฟ้า 1 นาที (ช่องว่างสุญญากาศ, เฟสต่อเฟสและเฟสลงดิน / ผ่านช่องว่างตัดขาด) | kV | 95/110 | |
| 11 | แรงดันทนทานอิมพัลส์ฟ้าผ่า (ช่องว่างสุญญากาศ, เฟสต่อเฟสและเฟสลงดิน / ผ่านช่องว่างตัดขาด) | kV | 185/215 | |
| 12 | แรงดันทนทานความถี่ไฟฟ้า 1 นาทีของวงจรควบคุมและวงจรช่วย | kV | 2 | |
| 13 | อายุการใช้งานทางกล | ครั้ง | 10000 | |
| 14 | การสึกหรอของหน้าสัมผัสห้องสุญญากาศที่ยอมรับได้ | มม. | 3 | |
| 15 | แรงบิดดำเนินการด้วยมือ | N·m | ไม่เกิน 250 | |
พารามิเตอร์ประสิทธิภาพทางกล
| ลำดับ | รายการ | หน่วย | ค่า |
|---|---|---|---|
| 1 | ระยะห่างหน้าสัมผัส | มม. | 17±1 |
| 2 | ระยะเคลื่อนที่เกินของหน้าสัมผัส | มม. | 5±1 |
| 3 | ความเร็วการปิดเฉลี่ย | ม./วินาที | 0.6±0.2 |
| 4 | ความเร็วการเปิดเฉลี่ย | ม./วินาที | 1.5±0.2 |
| 5 | ความไม่สอดคล้องกันของการเปิด-ปิดในสามขา | มิลลิวินาที | ≤2 |
| 6 | เวลาเด้งของหน้าสัมผัสขณะปิด | มิลลิวินาที | ≤3 |
| 7 | ระยะห่างระหว่างส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าและลงดิน | มม. | ≥300 |
| 8 | ความต้านทานวงจรหลัก (ไม่รวมฟิวส์) | μΩ | ไม่เกิน 150 |
การติดตั้งและการเดินสาย
การติดตั้งและทดสอบระบบ
อุปกรณ์จะถูกยึดกับโครงตู้ผ่านช่องสล็อตขนาด 17 x 22 มม. จำนวน 6 ช่อง ตรวจสอบสถานะปิด เปิด และต่อลงดิน รวมถึงระบบอินเตอร์ล็อกของขาคอนแทคทั้งสามขา ติดตั้งฟิวส์แบบสไตรเกอร์ตามสเปคโดยให้ตัวกระแทกขบกับอุปกรณ์ปลดปล่อย และวัดความต้านทานวงจรหลักพร้อมระยะห่างก่อนจ่ายไฟ
มิติโดยรวม
- มุมมองด้านหน้า: ความกว้างรวม 1060 มม. ระยะห่างระหว่างโครงด้านนอก 1015 มม. ระยะห่างขาคอนแทค 410 ± 2 มม. (ระบุสองครั้ง) และขั้นแนวตั้งที่ 99 มม., 285 มม., 400 มม. และ 450 มม.
- ช่องติดตั้ง: ช่องสล็อตขนาด 17 x 22 มม. จำนวน 6 ช่องบนโครง
- มุมมองด้านข้าง: ความยาวรวมด้านบน 1065 มม. พร้อมขั้นที่ 22 มม. และ 173 มม. มิติแนวตั้งที่ 255 มม., 450 มม. และ 1050 มม. ความสูงรวม 1610 มม. และฐาน 680 มม.
- ขั้วต่อ: การเชื่อมต่อด้านล่างเจาะ 4 รูขนาด 12.5 มม. และการเชื่อมต่อด้านบนเจาะ 2 รูขนาด 12.5 มม. มิติที่ระบุ (15) ใช้เฉพาะเมื่อมีการติดตั้งสวิตช์กราวด์
- รายละเอียดแผง: ภาพวาดมิติโดยรวมมีชุดมิติที่ครบถ้วน ขอภาพวาดสำหรับรอยตัดแผงและการเจาะบัสบาร์
รหัสอ้างอิงชิ้นส่วน
หมายเลขรายการด้านล่างอ้างอิงจากภาพวาดมิติโดยรวมและการติดตั้งของซีรีส์:
- โครง (Frame)
- กลไกการทำงานแบบสปริง (Spring operating mechanism)
- ตัวตัดวงจร (Interrupter)
- ใบมีดตัดขาด (Disconnect blade)
- ก้านดึงฉนวน (Insulating pull rod)
- แผงควบคุมการทำงาน (Operating panel)
- ห้องดับอาร์คแบบสุญญากาศ (Vacuum arc extinction chamber)
- ฉนวนรองรับ (Supporting insulator)
- ใบมีดกราวด์ (Earthing blade)
การประยุกต์ใช้งาน
- สถานีไฟฟ้าย่อยแบบตู้ 35 kV และสถานีจ่ายไฟแบบแพ็กเกจที่ติดตั้งในอาคาร
- ระบบเครือข่ายจ่ายไฟ 40.5 kV ความถี่ 50 Hz สำหรับการควบคุมโหลดและป้องกันลัดวงจร
- ฟีดเดอร์หม้อแปลงที่ป้องกันด้วยชุดสวิตช์รวมฟิวส์
- ระบบติดตั้งแบบไม่มีน้ำมัน which ไม่จำเป็นต้องเปิดเพื่อ overhaul ในช่วงระยะเวลาให้บริการและมีการสวิตช์บ่อยครั้ง
การเลือกและคำถามที่พบบ่อย
คู่มือการเลือกซื้อ
- เลือกใช้สวิตช์เดี่ยวหรือชุดสวิตช์รวมฟิวส์ FZN21-40.5 รองรับกระแสโหลด 1250 A และอาศัยการป้องกันลัดวงจรจากอุปกรณ์ด้านต้นน้ำ สำหรับฟีดเดอร์หม้อแปลงในสถานีไฟฟ้าย่อยแบบตู้ 35 kV มักจะใช้รุ่น FZRN21-40.5D ซึ่งฟิวส์แบบสไตรเกอร์จะตัดกระแสลัดวงจรที่ 20 kA และส่งสัญญาณเมื่อฟิวส์ขาดที่ตัวสวิตช์
- ตรวจสอบพิกัดกระแสทนทานระยะสั้นเป็นลำดับแรก พิกัด 16 kA เป็นเวลา 4 วินาที พร้อมกระแสทนทานยอด 40 kA จะกำหนดขนาดบัสบาร์ ขนาดสายเคเบิล และการประสานงานการป้องกันด้านต้นน้ำ ตรวจสอบทั้งสองค่ากับระบบเครือข่ายก่อนสั่งซื้อ
- ยืนยันระดับฉนวนสำหรับระบบ 40.5 kV อุปกรณ์มีพิกัดแรงดันทนทานความถี่ไฟฟ้า 1 นาทีที่ 95/110 kV และแรงดันทนทานอิมพัลส์ฟ้าผ่าที่ 185/215 kV พร้อมแรงดันทนทาน 2 kV สำหรับวงจรควบคุมและวงจรช่วย และระยะห่างระหว่างส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าและลงดินไม่น้อยกว่า 300 มม.
- คำนวณภาระงานสายเคเบิลและหม้อแปลง สวิตช์สามารถตัดกระแสประจุสายเคเบิล 21 A กระแสโหลดแอคทีฟ 1250 A และกระแสลูปปิด 1250 A โครงสร้างเดียวกันนี้จึงครอบคลุมทั้งระบบลูปสายเคเบิลและฟีดเดอร์หม้อแปลงโดยตรง
- เปรียบเทียบกับรุ่นอื่นๆ ในซีรีส์ สำหรับ 40.5 kV แบบติดตั้งภายนอกบนเสาหรือในตู้ ให้เลือก FZW-40.5; สำหรับระบบ 12 kV รุ่น FZN21A-12D เป็นตระกูลเดียวกันที่แรงดันต่ำกว่า และ FZN25-12DG รองรับกระแส 630 ถึง 1250 A ที่ 12 kV
คำถามที่พบบ่อย
Q1: FZN21-40.5 ใช้สำหรับงานอะไร?
เป็นสวิตช์ตัดโหลดแบบสุญญากาศ 3 เฟสสำหรับติดตั้งในอาคาร ในระบบเครือข่าย 40.5 kV ความถี่ 50 Hz ออกแบบมาสำหรับฝั่ง 35 kV ของสถานีไฟฟ้าย่อยแบบตู้ ทำหน้าที่เปิด-ปิดกระแสโหลดและกระแสโอเวอร์โหลด ตัดวงจรผ่านช่องว่างที่มองเห็นได้จากใบมีดตัดขาด และต่อลงฝั่งที่ตัดไฟแล้วด้วยใบมีดกราวด์ ชุดสวิตช์รวมฟิวส์รุ่น FZRN21-40.5D เพิ่มฟิวส์แบบสไตรเกอร์เพื่อให้โครงสร้างเดียวกันนี้สามารถตัดกระแสลัดวงจรได้ที่ 20 kA
Q2: ทำไมหน้าเพจจึงระบุทั้ง 40.5 kV และ 35 kV?
ทั้งสองค่าถูกต้องและอธิบายคนละส่วน 40.5 kV คือแรงดันพิกัดของสวิตช์เกียร์ ซึ่งเป็นแรงดันสูงสุดที่อุปกรณ์ถูกออกแบบมาให้รองรับ ในขณะที่ 35 kV คือชื่อระบบที่อุปกรณ์ถูกสร้างมาใช้งาน กล่าวคือฝั่ง 35 kV ของสถานีไฟฟ้าย่อยแบบตู้ สวิตช์เกียร์พิกัด 40.5 kV เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับระบบ 35 kV เนื่องจากมีระยะเผื่อสำหรับแรงดันใช้งานของระบบนั้นๆ
Q3: วิธีอ่านรหัส FZRN21-40.5D/50-20 ทำอย่างไร?
F คือสวิตช์ตัดโหลด, Z คือตัวกลางสุญญากาศ, R ระบุว่ามีฟิวส์รวมอยู่, N ระบุว่าอุปกรณ์สำหรับติดตั้งในอาคาร, 21 คือลำดับการออกแบบ, 40.5 คือแรงดันพิกัดในหน่วย kV, D ระบุว่ามีการติดตั้งสวิตช์กราวด์ที่มีความสามารถในการปิดวงจร, 50 คือกระแสพิกัดของชุดสวิตช์รวมฟิวส์ในหน่วย A และ 20 คือกระแสตัดลัดวงจรพิกัดในหน่วย kA หากไม่มี R รหัส FZN21-40.5 คือสวิตช์เดี่ยวที่พิกัด 1250 A
Q4: ความแตกต่างระหว่างรุ่น 40.5 kV ติดตั้งในอาคารนี้กับ FZW-40.5 คืออะไร?
ทั้งสองรุ่นทำงานที่ 40.5 kV และตัดวงจรในห้องสุญญากาศ แต่รองรับการติดตั้งที่ต่างกัน FZW-40.5 เป็นสวิตช์ตัดโหลดแบบสุญญากาศสำหรับตัดขาดติดตั้งภายนอก ออกแบบให้ตั้งบนเสาหรือในตู้ภายนอกพร้อมฉนวนกัน weatherproof ส่วน FZN21-40.5 เป็นอุปกรณ์ติดตั้งในอาคารสำหรับช่องสวิตช์เกียร์ของสถานีไฟฟ้าย่อยแบบตู้ 35 kV โครงสร้างพิกัด 1250 A, 16 kA สำหรับ 4 วินาที และฟิวส์แบบชุดรวม เลือกใช้แบบติดตั้งภายนอกเมื่อสวิตช์ต้องเผชิญกับสภาพอากาศ และใช้รุ่นนี้เมื่อติดตั้งอยู่ภายในตู้
Q5: เมื่อเปรียบเทียบกับรุ่น 12 kV ในตระกูลเดียวกันเป็นอย่างไร?
การออกแบบและตัวกลางในการตัดวงจรเหมือนกัน แต่ระดับแรงดันต่างกัน FZN21A-12D เป็นรุ่น 12 kV ของซีรีส์นี้ที่มีโครงสร้างพิกัด 630 A และ FZN25-12DG เป็นอุปกรณ์สุญญากาศติดตั้งในอาคาร 12 kV อีกรุ่นหนึ่ง FZN21-40.5 นี้เพิ่มแรงดันพิกัดเป็น 40.5 kV ระดับฉนวนเป็นแรงดันความถี่ไฟฟ้า 95/110 kV และอิมพัลส์ฟ้าผ่า 185/215 kV รวมถึงกระแสโครงสร้างเป็น 1250 A จึงไม่สามารถใช้แทนรุ่น 12 kV หรือในทางกลับกันได้
Q6: สวิตช์ตัดโหลดไม่ต้องบำรุงรักษาจริงหรือ และเปลี่ยนฟิวส์อย่างไร?
สวิตช์ตัดโหลดถูกออกแบบมาให้ไม่ต้องบำรุงรักษาในช่วงระยะเวลาให้บริการ: หน้าสัมผัสทำงานอยู่ภายในห้องสุญญากาศแบบปิดสนิท จึงไม่ต้องเติมน้ำมัน ก๊าซ หรือเติมหน้าสัมผัส และอายุการใช้งานทางกลคือ 10,000 ครั้ง สิ่งที่ยังต้องทำคือการตรวจสอบกลไก อินเตอร์ล็อก และความต้านทานวงจรหลักเป็นระยะ รวมถึงการเปลี่ยนห้องสุญญากาศเมื่อการสึกหรอของหน้าสัมผัสถึงระดับที่ยอมรับได้ที่ 3 มม. สำหรับชุดสวิตช์รวมฟิวส์ สามารถเข้าถึงฟิวส์แบบสไตรเกอร์ได้เฉพาะหลังจากที่วงจรถูกตัดขาดและต่อลงดินแล้วเท่านั้น และต้องเปลี่ยนด้วยชนิดและพิกัดเดียวกันทุกประการเพื่อให้ตัวกระแทกยังคงขับอุปกรณ์ปลดปล่อยได้