طراحی و نصب تابلو های ولتاژ متوسط

تعیین تابلو برق ولتاژ متوسط

در تعیین و برنامه‌ریزی تابلو ولتاژ متوسط برای یک پست، کارکردها و عوامل تاثیرگذار می‌بایست با هم تطبیق داشته‌باشد و بین پیشنهادات مختلف سازندگان، یک راه حل موثر اقتصادی برگزیده شود.

مسائلی که باید پیرامون طراحی و نصب تابلوهای ولتاژ متوسط دانست

برای این امر هیچ دستور العمل ساده با یک راه حل روشن برای مهندسان وجود ندارد، زیرا:

1. اقدامات یک پست فرعی می‌تواند بسیار متفاوت باشد
2. بسیاری از عوامل تأثیرگذار به یکدیگر وابسته هستند
3. عوامل و الزامات تأثیرگذار مشابه توسط سازندگان مختلف می‌تواند متفاوت باشد.

بطور کلی، یک پست فرعی باید ایمنی با سطح بالا را فراهم کند تا هم حفاظت اپراتور و هم عملکرد بدون خطای شبکه تضمین شود و باید نیازهای حفاظت  لمسی را برآورده کند و احتمال وقوع عملکرد نادرست را از بین ببرد.

با این حال اگر خطایی رخ دهد، اثر آن باید در محل خطا محدود گردد و منجر به آسیب شخصی نگردد.

مقاله مرتبط:

تابلو‌های فشار ضعیف، فشار متوسط و فشار قوی (LV,MV,HV switchgear)

فهرست:

1. سطح توزیع یک تابلو MV
2. استانداردهای طراحی و نصب تابلوهای ولتاژ متوسط
3. پارامترهای پیکربندی
4. طراحی تابلوی ولتاژ متوسط
5. حفاظت اپراتور
6. قابلیت توسعه
7. مکان نصب
8. مناطق نگهداری و بهره‌برداری
9. دسترسی به محفظه ها
10. تداوم سرویس در حین کار
11. سیستم‌های باسبار

•           تک باسبار
•            دو باسبار

8. دسته‌بندی آرک داخلی
9. تخمین اثرات فشار بر اساس پیگلر
10. شبیه‌سازی اجزا محدود بار فشار تحت شرایط آرک
11. سطح توزیع یک تابلوی ولتاژ متوسط

 

ویدئو مرتبط : قطعات و مشخصات یک تابلو کنترلی PLC

در قیاس با شبکه‌های توزیع، تابلو را می‌توان به سطح توزیع اولیه یا ثانویه اختصاص داد:

توزیع اولیه: آنچه که برای سطح توزیع اولیه به عنوان مشخصه در نظر گرفته می‌شود عبارتند از جریان‌های پر باری و اتصال کوتاه و ویژگی‌های ثانویه تابلو در رابطه با حفاظت، اندازه‌گیری و کنترل از راه دور.

در سطح توزیع اولیه (شکل‌1) پست اولیه نشان داده‌شده که انرژی با ولتاژ بالاتر تغذیه می‌شود و به سطح ولتاژ متوسط ​​تبدیل می‌شود.

تابلو برق تقریباً بطور کامل مجهز به مدارشکن‌است و مصرف‌کنندگان زیادی را در کارخانه‌های صنعتی یا حلقه‌های کابل که از سطح توزیع ثانویه تغذیه می‌شوند، سوئیچ می‌کنند.

توزیع ثانویه: در سطح توزیع ثانویه، تابلوبرق مجهز به سوئیچ ها یا ترکیبی از سوئیچ ها و مدارشکن‌هاست که در آن نسبت سوئیچ‌ها غالب‌است.

در این سطح، جریان کمتر‌است و محافظت از اتصال کوتاه اغلب توسط مدارشکن‌های اختصاص یافته در سطح توزیع اولیه تأمین‌می‌شود. شرایط مورد نیاز برای ویژگی‌های ثانویه معمولاً پایین تر‌است.

شکل‌1. ساختار سطوح توزیع توان و ولتاژ

مقاله مرتبط:

سیستم‌های توزیع برق اولیه و ثانویه

به بیان کلی، اشکال معمولی پست‌ها عبارتند از:

پست مصرف‌کننده[1]

انرژی موجود در پست مصرف‌کننده با ولتاژ خط ولتاژ متوسط توزیع می‌گردد.

کلید انتقال بار (کوپلینگ) در پست ممکن‌است مرز خاصیت بین شرکت تأمین‌کننده و مشتری را در صورتی که مشتری بخواهد قسمت تابلوی خود را بطور مستقل توسعه دهد، شکل دهد. در این حالت تجهیزات اندازه‌گیری و سنجش برای صورتحساب نیز در دسترس خواهد‌بود.

پست واحد ثانویه[2]

پست فرعی که به آن پست واحد ثانویه نیز گفته‌می‌شود، انرژی از سطح ​​ ولتاژ متوسط به ولتاژ پایین تبدیل‌می‌شود و به همین ترتیب توزیع‌می‌شود.

در کارخانجات صنعتی، پستها اغلب در مراکز تولیدی که مراکز بار نیز هستند نصب می‌شوند. بنابراین، این پستها به عنوان پستهای مرکز بار شناخته‌می‌شوند. برای پستهای کاملا فشرده که قابل دسترسی نیستند، نامگذاری “پست کوچک” یا “پست فشرده[3]” معروف شده‌است.

شکل 3- پست فشرده: (عکس: تابلو ولتاژ متوسط ​​عایق بندی شده با گاز برای واحد ثانویه تا 24 کیلوولت)

2-استانداردها برای نصب و طراحی تابلوهای ولتاژ متوسط

 بین دو گروه اصلی تابلو ولتاژ متوسط:

1. پلنت‌های با تایپ تست [4]و مونتاژ‌‎شده درکارخانه با استاندارد:

• محفظه فلزی مطابق با IEC 62271-200 (VDE 0671-200)
• محفظه پلاستیکی تولید‌شده مطابق با IEC 62271-201 (VDE 0671-201)

2. تابلوهای در محل یا ساخته‌شده در کارگاه مطابق با IEC 61936-1 (VDE 0101-1 که امروزه بندرت ساخته‌می‌شود.

در ادامه تابلو تست‌شده با ولتاژ متوسط در محفظه فلزی مطابق با IEC 62271 200 (VDE 0671 200) توصیف خواهد‌شد، چرا که هر دو تابلو‌های محفظه پلاستیکی محصور و تابلو‌های در محل ساخته و تابلو‌های ساخته‌شده در کارگاه، کمتر تولید می‌شوند(البته در ایران کامل رعایت نمی‌شود).

هزینه بالای تولید و آزمایش، درصورتی که تعداد زیادی تابلو و مطابق با استاندارد تولید گردد کاهش می‌یابد. داده‌های فنی باید توسط تست‌های نوعی(تایپ تست) تأیید شوند. کیفیت ساخت نیز توسط تست‌های معمول [5]کنترل‌می‌شود.

3-پارامترهای پیکربندی

پارامترهای انتخاب برای پیکربندی تابلو می‌تواند به شرح زیر باشد:

از پیش تعیین‌شده

بعنوان مثال اتصال به زمین، ولتاژ شبکه، فرکانس شبکه، اتصال نقطه خنثی، شرایط محیط، پیک جریان اتصال کوتاه.

قابلیت انتخاب مشروط

به عنوان مثال سطح عایق، اتصال نقطه خنثی، حفاظت اضافه‌ ولتاژ، مدت زمان اتصال کوتاه، نوع ناحیه بهره‌برداری، طراحی پست.

هر انتخاب

بعنوان مثال نوع تابلو، دستگاه‌های سوئیچینگ و مکانیسم‌های عملکرد آنها، مدار باسبار، محفظه‌ها و پارتیشن‌ها، در دسترس‌پذیری بهره‌برداری، شرایط آرک تصادفی.

در جدول 1 مروری بر پارامترها و خصوصیات پیکربندی ارائه‌شده که ممکن‌است در برنامه‌ریزی نقش مهمی ایفا کند. مهم‌ترین جنبه‌ها با جزئیات بیشتر در زیر ارائه‌شده‌است.

جداول:

مروری بر مقادیر نامی و پارامترهای انتخاب برای آرایش تابلوهای ولتاژ متوسط

مقاله مرتبط:

مقادیر نامی کلید‌های قدرت(کلید هوایی، کامپکت و…) / جریان قطع نامی / جریان وصل نامی

مقادیر نامی اولیه

تجهیزات کلیدزنی

طراحی و نوع پنل

سیستم عایقی

 

قطع‌کننده

 

فشرده‌سازی

 

محفظه ها و پارتیشن ها

اجزای فیدر خروجی

اجزای باسبار

تجهیزات ثانویه

4-طراحی تابلوهای ولتاژ متوسط

از تابلوهای با عایق گازی باید برای پست مصرف‌کننده ولتاژ متوسط ​​استفاده‌شود. مزایای اتصالات عایق‌بندی‌شده با گاز عبارتند از:

1. فضای مورد نیاز کمتر (حداکثر 70٪ صرفه جویی با 30 کیلوولت) در مقایسه با تابلو عایقی با هوا
2. اندازه کوچکتر و در نتیجه حمل و نقل آسان تر
3. افزایش قابلیت اطمینان کارکرد به دلیل مهر و موم کردن قسمت گاز اصلی تابلو برق (اثرات نامطلوب ناشی از آلودگی، حیوانات کوچک، تماس، تراکم به دلیل محصور کردن )
4. بخش اصلی تعمیر و نگهداری رایگان (بدون روانکاری و اصلاح مجدد لازم)
5. تعادل بهتر با محیط زیست نسبت به تابلو عایق هوا که به کل چرخه عمر سیستم اشاره دارد.

خواص گاز SF6 در کلید‌های قدرت پست‌های GIS

4.1. حفاظت اپراتور

1. لمس تابلوی عایق بندی شده با گاز به لطف محفظه فلزی محصور شده در آن ایمن‌است.
2. فیوزهایHC HRC و انتهای کابل‌ها تنها در صورت زمین شدن مدارهای شاخه قابل دسترسی هستند.
3. عملکرد تابلو فقط درصورتی امکان‌پذیر‌است که محفظه کاملاً بسته شده‌باشد (و تمام درب‌ها بسته‌باشد)
4. سیستم جذب فشار بدون نگهداری، تحت عنوان “سیستم خنک کننده ویژه”، اثرات حرارتی و مرتبط با فشار ناشی از خطای آرک را کاهش می‌دهد تا پرسنل و ساختمان ایمن باشند (شکل‌4).

شکل‌4 – آرایش اتاقک تابلوها با فشار به سمت پایین (سمت چپ) و با مجرای جذب فشار

4.2. قابلیت توسعه

تابلو برق باید با صرف حداقل زمان قابل توسعه باشد. یک سیستم مدولار با گزینه‌های سفارش برای توسعه باسبار  در سمت راست، چپ یا هر دو طرف بهترین پیش نیاز برای این امر را فراهم می‌کند:

• پنل‌های جداگانه و بلوک‌های تابلو را می‌توان در کنار هم نصب کرد و مطابق میل خود توسعه داد – بدون نیاز به گاز در محل.
• محفظه ولتاژ پایین (مکعب) در دو ارتفاع موجود‌است که با‌استفاده از اتصالات پلاگین به پنل سوئیچ وصل‌می‌شود
• تمامی پنل‌ها در هر زمانی قابل جایگزینی هستند.

4.3. مکان نصب

تابلو ولتاژ متوسط ​​به صورت نصب داخلی مطابق با استاندارد IEC 61936 1 (VDE 0101 1) قابل استفاده است.

تمایز بین:

1. انواع تابلو‌ها در مکان هایی به دور از دسترسی عموم مردم، در خارج از نواحی کار برق. محفظه‌های تابلو فقط با کمک ابزار قابل برداشتن هستند و از کار با افراد عادی باید جلوگیری‌شود.
2. نواحی بسته کار الکتریکی: یک ناحیه بسته کار الکتریکی، اتاق یا مکانی‌است که فقط برای بهره برداری از تابلو برق استفاده‌می‌شود و به صورت قفل نگه‌داشته‌می‌شود.

دسترسی فقط به افراد دارای مهارت و آموزش اعطا می‌شود. افراد معمولی فقط در صورت همراهی با افراد متخصص برق یا راهنما مجاز می‌باشند.

شکل‌5 – نصب تابلو مطابق با استاندارد IEC 61936-1 (VDE 0101-1)

4.4. نواحی نگهداری و کار

این نواحی شامل راهروها، گذرگاه‌ها، مناطق دسترسی، مسیرهای حمل و نقل و راه در رو می‌باشد.

راهروها و راه‌های دسترسی باید به اندازه کافی برای کار، بهره برداری و حمل و نقل اجزای ابعاد ایجاد‌شوند و حداقل 800 میلیمتر عرض داشته‌باشند.

عرض کریدور، نباید توسط برآمدگی تجهیزات از قبیل درایورهایی که بطور دائم نصب شده‌اند دچار مانع گردد.

عرض مسیر دررو باید حداقل 500 میلی متر باشد، حتی اگر قطعات قابل حذف یا درهای کاملاً باز در مسیر دررو بیرون زده باشند.

درهای پانل یا محفظه تابلو باید در جهت راه دررو بسته شوند.

برای کار نصب و نگهداری در پشت واحدهای محصور (مستقل) عرض مسیر به میزان 500 میلی متر کافی‌است.

حداقل ارتفاع 2000 میلی متر در زیر سقف‌ها یا محوطه‌ها، به جز قسمت تحتانی کابل مورد نیاز‌است.

خروجها باید به گونه‌ای تنظیم شوند که در صورت وجود ولتاژهای نامی تا 52 کیلو ولت، طول مسیر دررو در داخل اتاقک از 20 متر تجاوز نکند. این شرط برای پیاده‌روی در مسیرهای کابل یا مجاری کابل صدق نمی‌کند.

برای تاسیساتی با ولتاژ نامی تا 52 کیلو ولت، طول مسیر دررو در داخل اتاقک نباید از 20 متر تجاوز کند (40 متر برای نصب بالاتر از 52 کیلو ولت)

نردبان ثابت یا امکانات مشابه با خروج اضطراری در مسیرهای دررو مجاز‌است.

4.5. دسترس‌پذیری محفظه‌ها

استاندارد IEC 62271 200 (VDE 0671 200) برای تابلوبرق فلزی سطح دسترسی A  را برای پرسنل مجاز و سطح دسترسی B برای دسترسی‌های نامحدود (همچنین برای عموم مردم) متمایز می‌کند.

علاوه بر این، امکان باز‌شدن یک محفظه متمایز شده‌است که این امر بر دسترسی و در نتیجه دسترس‌پذیری یک تابلو تأثیر می‌گذارد. یک کلید عایق بندی‌شده با گاز بر اساس شرایط زیر در دسترس‌است:

1-محفظه غیر قابل دسترسی

که نباید باز شود. باز‌کردن چنین محفظه‌ای می‌تواند آن را از بین ببرد و عملکرد دستگاه تابلو را مختل کند. کلید ولتاژ متوسط ​​با توجه به 3 نوع باز شدن تمایز می‌شود:

2-محفظه قابل دسترسی کنترل‌شونده با قفل داخلی[23]

قفل  داخلی در پنل زمانیکه بخش‌های برقدار جدا و زمین شده‌اند در دسترس خواهد‌بود. باز کردن کلید در شرایط کار معمولی یا برای نگهداری، به عنوان مثال برای جایگزینی فیوزهای HV HRC، امکان‌پذیر‌است.

3-محفظه قابل دسترسی وابسته به فرآیند[24]

دسترسی با دستورالعمل شرکت بهره‌بردار بیان‌می‌شود و یک قفل باید ایمنی دسترسی را در حین کار و نگهداری عادی تضمین کند.

4-محفظه قابل دسترسی وابسته به ابزار[25]

برای باز کردن محفظه، به ابزارها و دستورالعملهای دقیق کار به عنوان مثال یک یادداشت ایمنی، لازم‌است. این نوع دسترسی در حین کار یا نگهداری معمولی قابل استفاده نیست.

 

4.6. تداوم کار در حین سرویس

IEC 62271 200 (VDE 0671 200)  گروه‌های دسترس‌پذیری عملیاتی ( LSC، از دست دادن تداوم سرویس) واحدهای عملکردی یک کلید را مشخص‌می‌کند. این استاندارد های توصیف می‌کنند که در طی فرآیند باز‌شدن محفظه تابلو چه قسمت هایی باید از آن خارج شوند. دسترسی کلیدها و ترمینال‌ها طبق جدول 2 در زیر طبقه‌بندی شده‌است:

شکل‌6 (در زیر) نمونه‌هایی را برای دسته‌های مختلف تداوم خدمات نشان‌می‌دهد:

شکل‌6- مثال‌هایی از تداوم خدمات (LSC) کلید ولتاژ متوسط

4.7. سیستم‌های باسبار

 جنبه های زیر هنگام انتخاب یک باسبار تکی یا دوتایی نقش دارند:

1. تعداد فیدرهای ورودی و خروجی
2. عملکرد جداگانه بخش‌های تاسیسات مورد نیاز
3. عملکرد برخی از بخش‌های تاسیسات مورد نیاز در حین کار و تعمیر و نگهداری
4. وصل نمودن مشتریان به بخش‌های مختلف در حال تغذیه
5. سوئیچ غیرقابل قطع مورد نیاز باشد

باسبار تکی

یک باسبار تکی برای بیشتر اقدامات تغذیه‌ای کافی‌است، حتی اگر این این واحد تغذیه شامل دو فیدر ورودی باشد. این کار ساده و آسان‌است، که احتمال خطای کلیدزنی را کاهش می‌دهد.

هنگامی که عملیات کلیدزنی تحت تاثیر خطا اتفاق می افتد، فقط باید مدارشکن‌ها کار کنند. اگر مدارشکن به صورت غیرعادی و اشتباه کار کند، در اینصورت مسائل ایمنی در تابلو برق وجود نخواهد داشت و خطری نخواهد داشت زیرا مدارشکن‌ها قادر به قطع و وصل کلیه جریان‌های بار و اتصال کوتاه، حتی در شرایط خطای زمین و دیگر خطاها هستند.

در صورت انشعاب شدیدتر (قانون شست : بیش از پنج فیدر) باسبار تکی را می‌توان یک یا چند بار تقسیم‌بندی نمود که فیدر مخصوص آن در هر بخش وجود دارد. قطع‌کننده‌ها یا جدا‌کننده‌های سوئیچ در نقاط قطعی باعث ایجاد انشعاب در شین می‌گردند، در حالی که مدارشکن‌ها اتصال‌دهنده‌های باسبار طولی (BCL[26])  ایجاد‌می‌کنند. اگر بخش‌های باسبار متناوبا از هم جدا شوند، استفاده‌از BCL معقول‌است.

باسبار دوبل

دلایل استفاده از باسبار دوبل عبارتند از:

1. دو یا چند نقطه تحت تغذیه باید جداگانه کار کنند (زیرا تغذیه‌کننده‌های مختلفی وجود دارد و یا از توان تولیدی جاسازی شده‌استفاده‌می‌شود.)
2. مصرف‌کنندگانی که در شبکه دچار اختلال شده‌اند از مصرف‌کنندگانی که نیاز بالایی در کیفیت منبع تغذیه قرار دارند، جدا می‌شوند.
3. مصرف‌کنندگان با توجه به اهمیت طبقه‌بندی‌می‌شوند و به الزامات تداوم سرویس که روی شبکه‌ها قرار می گیرند، اختصاص می یابند.
4. شدت محدود اتصال کوتاه تجهیزات از قبل نصب‌شده نیاز به تقسیم دو زیر سیستم جهت ابجاد تعادل بار در حالت تغییر توان درخواستی دارد.

جدای از مثال اول، مثالهای دو تا چهار، استفاده‌از یک کوپلر باسبار عرضی[27] (BCT) را امکان پذیر می سازد، که اجازه می‌دهد تا بدون ایجاد وقفه در جریان انرژی، تعویض شین‌ها انجام گیرد. (شکل‌ 7)

شکل‌7 a- تکثیر باسبار با سکشنلایزر شین و کوپلر باسبار عرضی

شکل‌7 b- تابلوی عایق شده با گاز  NXPLUS C

4.8.طبقه‌بندی آرک داخلی

آزمایش موفق تابلو ولتاژ متوسط ​​نیز نیاز به طبقه‌بندی خطای آرک داخلی IAC مطابق با IEC 62271 200 (VDE 0671 200) دارد.

طبقه بندی به شرح زیر‌است:

دسترسی:

A: دسترسی فقط برای پرسنل واجد شرایط

B: دسترسی عمومی (به معنی تست در شرایط سخت)

طرف های واجد شرایط، قابل دسترسی:

F: جلویی

L: جانبی

R: پشتی

مدت زمان و جریان تست

مثال: طبقه‌بندی آرک داخلی: IAC AR BFL 25 kA 1 s

مشخصات بدین معناست که طرف عقب فقط توسط پرسنل واجد شرایط قابل دسترسی‌است، در حالی که قسمتهای جلویی و جانبی ممکن‌است توسط هر کسی قابل دسترسی باشد. آزمون آرک داخلی با جریان تست 25 کیلو آمپر به مدت 1 ثانیه انجام‌شد.

توجه: تابلو‌های ولتاژ متوسط ​​به طور کلی برای دسترسی به نوع A. مورد آزمایش قرار می‌گیرد. فقط ایستگاه‌های مونتاژ‌شده کارخانه‌ای (پست های ترانسفورماتور / پست هایمرکز بار) برای نوع B آزمایش می‌شوند. آزمایش عادی  تابلو برای مطابقت با نوع B معنی ندارد، زیرا همواره آنها در یک ایستگاه اضافی در فضاهای عمومی قرار می‌‌گیرند.

با توجه به خطرات ناشی از بروز یک خطای آرک، هنگام پیکربندی بر اساس استاندارد IEC 61936 1 (VDE 0101 1) باید به جنبه‌های زیر توجه‌شود:

1. محافظت در برابر خطای اپراتور، به عنوان مثال با اقدامات زیر تضمین می‌شود:

• کلیدهای جدا‌کننده [28]بجای جدا‌کننده‌ها [29]
• کلیدهای ارت‌کننده حتی با وجود ولتاژ نامی[30](در صورت ارت‌کردن اشتباه این نوع کلید‌ها قابلیت تحمل جریان اتصال کوتاه را دارند)

تجهیزات قفل

قفل کلید صریح

2. راهروهای در حال کار را تا حد امکان کوتاه، زیاد و عریض نگه دارید.
3. به جای کپسوله سازی با بازشوها یا سیم مشبک، از محفظه های بسته شده یا درپوش استفاده‌کنید.
4. به جای تاسیسات مربوط به طرح باز، از تاسیساتی که با خطای آرک آزمایش شده اند استفاده‌کنید (مثلاً تاسیسات ها مطابق با IEC 62271 200؛ VDE 0671 200).
5. گازهای قوس الکتریکی را به جهتی دور از پرسنل اپراتور و در صورت لزوم، از ساختمان خارج‌کنید.
6. از دستگاه‌های محدودکننده جریان استفاده‌کنید
7. از زمان‌های بسیارکوتاه قطع ناشی از رله‌های سریع یا دستگاه‌هایی که به فشار، نور یا گرما پاسخ می‌دهند، اطمینان حاصل‌کنید.
8. تاسیسات را از فاصله ایمن انجام دهید.
9. از برق دار کردن دوباره با استفاده‌از وسایل غیر قابل بازنشانی که خطاهای تجهیزات داخلی را شناسایی‌می‌کنند جلوگیری‌کنید، از رله حفاظتی تقلیل فشار استفاده‌کرده و یک نشانگر خارجی فراهم نمایید.

بر این اساس، در اتاق کار همیشه باید اقدامات حفاظتی که در برابر اثرات یک خطای آرک انجام‌می‌شود گنجانده‌شود:

1. محاسبه بار فشار دینامیکی در اتاق کار وارده از یک معمار یا مهندس سازه که باید فشار سازه‌های ساختمان را تشخیص دهد، توصیه‌می‌شود.
2. اتاق کار باید به دهانه‌های کاهش‌دهنده فشار [31]با سطح مقطع کافی و یا با مجرای کاهش فشار مجهز باشد.

زیمنس دو روش را برای ایجاد مقادیر راهنمای دقیق برای محاسبه ابعاد اتاق و / یا دهانه‌های کاهش فشار در مرحله برنامه ریزی فراهم‌می‌کند.

4.9. تخمین اثرات فشار بر اساس پیگلر

یک روش ساده تخمین را بر اساس F. Pigler برای اتاق‌هایی تا 50 متر مربع فراهم‌می‌کند. داده‌های مربوط به حجم اتاق، مساحت سطح مقطع امداد آزاد و جریان اتصال کوتاه برای آزمایش، وارد یک ماتریس می‌شوند و  یک منحنی ساده برای فشار اضافه بار را فراهم می‌کند (شکل‌8 را ببینید)

شکل‌8 – نمونه فشارهای اضافی ساکن ناشی از خطاهای آرک داخلی

4.9. شبیه‌سازی اجزا محدود [32]بار فشار در شرایط آرک

اگرچه بروز عیب داخلی (خطای آرک) در کلیدهای با عایق هوا یا گاز مورد آزمایش بسیار بعید به نظر می‌رسد، عواقب چنین خطای آرکی ممکن‌است به همان اندازه که برای پرسنل شدید‌است برای خود اتاق نیز خطرآفرین باشد.

لذا باید اقدامات مناسبی در رابطه با وضعیت اتاق برای کاهش فشار از قبیل پریزهای فشار، داکت‌ها، جاذب یا کولر انجام شود. احتمالاً این امر باید در مرحله نصب و برنامه‌ریزی اتاق در نظر گرفته‌شود.

به کمک روشهای فوق العاده مدرن اجزا محدود ، محاسبات فشار را می‌توان در کل فضای نگاشته‌شده به صورت سه بعدی در کل زمان سوختن قوس تصادفی انجام داد.

برخی از تولید کنندگان تابلوهای ولتاژ MV مانند زیمنس – خدمات محاسبات عددی را بر اساس مدل حجم سه بعدی ارائه‌می‌دهند که در آن نصب واقعی تابلو، توسعه فشار، بازتاب و ترتیب دهانه‌های کاهش فشار در نظر گرفته‌شده‌است.

شکل‌9 – ترسیم کانتور از یک شبیه سازی در نقطه 0.1 ثانیه

سناریو های مختلف بار فشار را می‌توان برای انواع مختلف کلید، جریانهای اتصال کوتاه و سایتهای نصب محاسبه کرد. بنابراین مشتری از امنیت برنامه‌ریزی گسترده و یک راه حل بهینه سازی هزینه بهره می برد.

شرایط جریان به صورت شرایط مرزی تعریف می‌شوند. اولا، اینها ورق‌های فولادی تابلو و دوم، ورق‌های جاذب برای نفوذ هستند. در آخر، دهانه های کاهش فشار در اتاقک کلید تعریف شده‌است. اما این مدل اجازه می‌دهد تا یک اتاق کاملاً محصور یا عاملی در دهانه‌های کاهش فشار با فشار پاسخ از پیش تعریف‌شده را محاسبه کند. در نتیجه، این مدل افزایش فشار و شرایط جریان را در هر نقطه از شبکه اجزا محدود نسبت به زمان ارائه‌می‌دهد.

علاوه بر این، توزیع فشار روی دیواره‌ها را می‌توان به عنوان یک نمودار کانتور در یک نقطه معین از زمان نشان داد (شکل‌9).

توجه: به طور معمول، فشار بیش از حد ناشی از خطای آرک، با فرض حجم یکسان برای اتاق، برای تابلوهای عایق هوا بطور قابل توجهی بیشتر از تابلوهای فلزی محصور و عایق‌بندی‌شده با گاز‌است.

اشنایدر