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開閉装置とは何ですか?

開閉装置 (金属密閉開閉装置または組み立てられた配電機器とも呼ばれる) は、主に回路ブレーカーと関連する制御装置で構成される統合電気システムです。

回路ブレーカー、負荷遮断スイッチ、断路器、ヒューズ、計器用変圧器、サージ保護装置、バスバー、絶縁システムなどのコンポーネントを金属製の筐体内に組み合わせています。

これらのコンポーネントは、定義された電気単線図に従って組み立てられ、標準化されたモジュール式配電ユニットを形成します。

開閉装置の主な機能は次のとおりです。

• 電気回路の切り替え
• システムの制御と保護
• 電気パラメータの測定と監視

低圧開閉装置は通常、最大 1000 V AC の配電ネットワークで使用され、中電圧開閉装置は 3.6 kV ～ 40.5 kV の範囲のシステムに適用されます。

開閉装置の種類

開閉装置は、電圧レベル、絶縁技術、構造設計、アプリケーション機能に基づいて分類できます。

1. 電圧レベルによる分類

2. 絶縁媒体による分類

空気絶縁開閉装置

主な断熱媒体として空気を使用します。成熟した構造と容易なメンテナンスが特徴で、従来の配電システムで広く使用されています。典型的な例としては、低圧キャビネットや中圧金属密閉開閉装置システムなどがあります。

ガス絶縁開閉装置

すべての高電圧コンポーネントは、SF6、窒素、または乾燥空気で満たされた密閉コンパートメント内に密閉されています。優れた断熱性能、コンパクトな構造、優れた環境適応性を備えています。

固体絶縁開閉装置

エポキシ樹脂を使用して通電部品を封止し、湿気、埃、汚染などの過酷な環境に対する強い耐性を備えています。

3. 構造による分類

固定式開閉装置

すべてのコンポーネントはキャビネット内に固定されています。シンプルな構造とコスト効率の高い設計が特徴で、標準的な配電システムで一般的に使用されています。

引込み式開閉装置

サーキットブレーカーや機能ユニットは移動可能なトロリーに取り付けられているため、メンテナンスや交換が容易です。この構造により、モジュール性と運用の柔軟性が向上します。代表的な例としては、高圧センターマウント開閉装置があります。

代表的な開閉装置のタイプ

リング本体

リングメインユニットは、リングネットワーク電源用に設計されたコンパクトな分配システムです。ヒューズ保護と組み合わせた負荷遮断スイッチを使用して、障害を制御および分離します。

RMU は、都市の流通ネットワーク、住宅コミュニティ、商業ビル、産業施設で広く使用されています。空気絶縁設計とガス絶縁設計があり、コンパクトなサイズ、簡単な操作、信頼性の高い性能を提供します。

センターマウント開閉装置

センターマウント開閉装置は金属被覆の引き出し可能な中電圧配電システムで、通常は 3.6kV ～ 12kV で使用されます。

その構造は 3 つのコンパートメントに分かれています。

• バスバーと計器コンパートメント
• サーキットブレーカーコンパートメント
• ケーブルコンパートメント

この設計により、機能ユニット間の安全性と分離が向上します。発電所、産業施設、変電所、高電圧モーターの始動などに広く使用されています。また、システムの安全な動作を保証する連動保護機能もサポートしています。

ガス絶縁開閉装置

ガス絶縁開閉装置は、絶縁ガスが充填された密閉金属ハウジング内にすべての電気部品を封入します。

湿気、粉塵、汚染、腐食性雰囲気などの環境の影響に対して非常に耐性があります。都市鉄道輸送、石油化学工場、冶金、高地地域で広く使用されています。

空気絶縁システムと比較して、C-GIS はよりコンパクトで、必要な設置スペースが大幅に少なく、最小限のメンテナンスで長い耐用年数を実現します。

開閉装置の応用分野

開閉装置は以下の分野で広く使用されています。

• 発電システム
• 送配電変電所
• 産業および鉱山施設
• 都市部の住宅および商業ビル
• データセンターとインフラストラクチャのプロジェクト

RMU は、配電ネットワークやコンパクトな変電所でよく使用されます。センターマウント開閉装置は主に高圧制御およびモーター始動システムに適用されます。スペースに制限がある過酷な環境では、ガス絶縁開閉装置が好まれます。

適切なスイッチギヤの選択方法

適切な開閉装置を選択するには、いくつかの重要な要素を評価する必要があります。

1. 電気的動作条件

安定して安全に動作させるためには、電圧レベル、電流容量、周波数、負荷特性を考慮する必要があります。

2. 環境条件

温度、湿度、高度、地震レベル、汚染度は、断熱性能と機器の寿命に直接影響します。

3. 短絡要件

定格短時間耐電流および遮断容量は、システムの障害レベルと一致する必要があります。中電圧システムでは通常 3 秒の定格が使用され、低電圧システムでは 1 秒の定格が使用されることがよくあります。

4. 負荷特性

負荷の種類が異なれば、回路ブレーカー パネルや負荷遮断スイッチ システムなど、異なる構成が必要になります。

5. アプリケーション環境

• 一般内陸部：気中絶縁開閉装置
• スペースが限られたエリア: コンパクトまたはガス断熱システム
• 二次配布: RMU システム
• 産業の拡張: モジュール式および引き出し式システムを利用します。

6. プロジェクトの種類

通常、新規設置では最新の高効率システムが使用されますが、改修プロジェクトでは既存の構成が使用される場合があります。

7. メンテナンス要件

機器の設計は、メンテナンスが容易で、強力な耐腐食性と耐汚染性を備えている必要があります。

プレハブ変電所の開閉装置

プレハブ変電所は、高電圧開閉装置、変圧器、低電圧開閉装置、および制御システムをコンパクトな筐体に統合します。

高圧側

保護リレーや通信システムを備えたKYN28A-12やRMUシステムなどの中圧開閉装置が含まれます。

トランス

一般的には低損失、高効率の油入変圧器や乾式変圧器が使用されます。

低圧側

引出型低圧開閉装置システムを採用し、メンテナンスが容易で確実な配電を実現します。