밀폐형 배전반

XGN2-12(Z) 12kV 실내 박스형 고정식 AC 금속 밀폐형 개폐기 제품 설명서

1. 제품 개요

XGN2-12(Z)는 12kV 실내 박스형 고정식 AC 금속 밀폐형 개폐기로, 중국의 중전압 배전 분야에서 널리 사용되는 대표적인 고정식 개폐기 모델입니다. 진공 차단기를 핵심 차단 부품으로 사용하며, 금속 외장, 구획 밀폐형 고정 설치 구조를 채택했습니다. GB 3906 "3.6kV~40.5kV AC 금속 밀폐형 개폐기 및 제어 장치" 및 IEC 60298 "정격 전압 1kV 초과 52kV 이하 AC 금속 밀폐형 개폐기 및 제어 장치"와 같은 국가 및 국제 표준을 엄격히 준수하여 설계 및 제조되었습니다. 안전성과 신뢰성, 높은 차단 용량, 편리한 유지보수 및 우수한 확장성 등의 핵심 장점을 갖추고 있어 기존 배전망, 산업용 전원 공급 장치 및 소규모 변전소에 이상적인 배전 설비입니다.

본 제품은 주로 10kV 배전망의 전력 분배, 제어 및 보호에 사용됩니다. 선로 전환, 고장 차단, 전압 모니터링 등의 기능을 수행할 수 있으며, 도시 배전소, 산업 및 광업 기업, 발전소 보조 전원 공급, 철도 운송 전원 공급, 신에너지 계통 연계 등 다양한 시나리오에 적용 가능합니다. 특히 높은 신뢰성이 요구되고 빈번한 동작이 필요한 작업 환경에 적합합니다.

2. 핵심 구조 및 작동 원리

2.1 핵심 구조 구성

본 제품은 모듈식 구획 설계와 전면 및 후면 정비 구조를 채택하고 있으며, 전체적으로 4개의 독립적인 구획과 지원 구성 요소로 이루어져 있습니다.

1. 캐비닛 프레임 및 보호 장치

(1) 캐비닛은 두께 2.0~2.5mm의 고강도 냉간압연강판/알루미늄-아연도금판을 CNC 벤딩 및 용접하여 제작됩니다. 표면은 인산염 방청 처리 + 정전기 스프레이 처리되어 부식 방지, 방청, 높은 기계적 강도를 가지며 8등급 내진 성능을 갖추고 있어 복잡한 지형 및 진동 환경에 적응합니다.

(2) 캐비닛은 회로 차단기 구획, 버스바 구획, 케이블 구획 및 릴레이 구획의 4개의 독립적인 금속 구획으로 나뉩니다. 각 구획은 접지된 금속 칸막이로 완전히 격리되어 고장 아크 및 고온 가스의 확산을 효과적으로 차단하고 고장 확장을 방지합니다.

    (3) 전면 및 후면 이중 도어 디자인은 벽걸이 설치를 지원합니다. 측면 유지보수 공간을 확보하지 않고 모든 1차 및 2차 구성요소의 유지보수 작업을 전면/후면에서 완료할 수 있어 배전실의 공간 활용률이 크게 향상됩니다.

    (4) 방향성 압력 방출 채널은 상단과 각 구획에 설치되어 있습니다. 내부에서 아크 결함이 발생하면 고온 고압 가스가 안전한 방향으로 빠르게 배출되어 캐비닛 파열을 방지하고 작업 및 유지 보수 담당자와 주변 장비의 안전을 보장합니다.

2. 주 회로의 핵심 구성 요소

(1) 진공 차단기: ZN28, ZN63(VS1) 및 기타 시리즈 진공 차단기가 기본 사양이며, 영구 자석/스프링 작동 메커니즘이 선택 사양이고, 정격 전류는 630A~3150A, 정격 단락 차단 전류는 20kA~40kA까지, 기계적 수명은 10,000회 이상입니다. 빠른 차단 속도, 강력한 아크 소멸 능력, 무보수 등의 장점이 있으며, 부하 및 단락 전류를 자주 전환할 수 있습니다.

(2) 절연 스위치/접지 스위치: 회로 차단기와 함께 설치되며 수동 작동 메커니즘을 채택하여 전기적 절연과 안전 접지를 실현합니다. 기계적 연동을 통해 회로 차단기 및 캐비닛 도어와 의무적 연동을 형성하여 "5가지 예방" 기능을 엄격하게 구현합니다.

(3) 버스바 시스템: 주석 도금 구리 버스바/알루미늄 버스바를 채택하고, 위상 간 및 접지에 충분한 절연 거리를 확보하며, 연면거리 ≥25mm/kV입니다. 이중 버스바 또는 바이패스 구조가 있는 단일 버스바는 다양한 전력 분배 네트워크 요구 사항을 충족하도록 맞춤 제작할 수 있습니다. 버스바 구획은 먼지와 습기의 침투를 방지하고 장기적인 절연 안정성을 보장하기 위해 밀폐형 설계를 채택합니다.

(4) 케이블 연결 구성 요소: 케이블 구획은 충분한 공간을 갖추고 있어 단면적이 3×300mm² 이하인 고전압 케이블을 수용할 수 있으며, 케이블 설치, 접지 및 전류 모니터링이 편리하도록 케이블 클램프, 접지 단자 및 전류 변압기가 장착되어 있습니다.

3. 보조 제어 및 연동 시스템

(1) "5가지 예방" 기계적 연동: 연결봉 및 걸쇠와 같은 기계적 구조를 통해 의무적 연동을 구현하여 다음을 보장합니다.

① 부하 상태에서 차단 스위치의 개폐를 방지하십시오.

② 진공 차단기의 잘못된 개폐를 방지합니다.

③ 전원이 켜진 상태에서 접지선을 연결하거나 접지 스위치를 닫지 마십시오.

④ 접지선/접지 스위치가 닫힌 상태에서 폐쇄되지 않도록 하십시오.

⑤ 실수로 생물 사육실에 들어가지 않도록 하십시오.

    (2) 보조 계전기함: 보호 계전기, 전류계, 전압계, 표시등 및 작동 버튼을 통합합니다. 과전류, 순간 트립, 영순위 및 과전압과 같은 보호 기능을 구성할 수 있으며 통합 보호 장치 및 자동화 시스템과의 연결을 지원합니다.

(3) 작동 메커니즘: 회로 차단기는 스프링 작동 메커니즘을 채택하여 작은 작동 토크와 안정적인 닫힘 및 열림으로 수동/전기적으로 작동할 수 있습니다. 절연 스위치/접지 스위치는 수동 작동을 채택하고 장비 상태를 시각적으로 표시하기 위한 위치 표시기가 장착되어 있습니다.

2.2 작동 원리

- 정상 작동: 진공 차단기가 닫히고, 절연 스위치가 닫힌 위치에 있으며, 전류는 모선→차단기→케이블→하류 부하를 통해 분배됩니다. 2차 시스템은 전류 및 전압과 같은 작동 매개변수를 실시간으로 모니터링합니다.

- 개방 작동: 회로 차단기를 수동 또는 전기적으로 작동시켜 부하 전류를 차단합니다. 유지 보수 시에는 절연 스위치를 분리하고 접지 스위치를 닫아 회로의 전기적 절연 및 안전한 접지를 확보합니다.

- 고장 보호: 단락, 과부하 등의 고장이 발생하면 보호 계전기가 작동하여 회로 차단기를 신속하게 개방시켜 고장 회로를 차단하고 고장 확산을 방지합니다. 고장 제거 후 수동으로 재설정하여 전원을 복구할 수 있습니다.

3. 핵심 사양 (전체 적용 범위, 맞춤 설정 가능)

| 파라미터 범주 | 핵심 사양 | 상세 설명 |

|--------------------|---------------------|----------------------|

정격 전압 | 12kV | 중국 10kV 배전망 표준에 맞춰 설계됨 |

정격 주파수 | 50Hz | 전력망 주파수 표준 준수 |

정격 전류 | 630A / 1250A / 1600A / 2000A / 3150A | 소규모 배전부터 대규모 산업 부하까지 모든 시나리오에 적합 |

정격 단락 차단 전류 | 20kA / 25kA / 31.5kA / 40kA (3초) | 필요에 따라 차단 용량이 다른 진공 차단기를 선택할 수 있습니다.

정격 최대 내전류 | 50kA / 63kA / 80kA / 100kA | 단락 차단 전류의 최대 내전류 용량에 해당 |

| 주 스위치 유형 | 진공 차단기 | 옵션: ZN28, ZN63(VS1) 및 기타 모델, 스프링/영구 자석 메커니즘 |

| 절연 등급 | 전력 주파수 내전압: 42kV/1분; 낙뢰 임펄스 내전압: 75kV | 절연 신뢰성을 보장하기 위해 GB 311 표준을 준수합니다 |

보호 등급 | IP30 (캐비닛) / IP67 (차단기 단자) | 활선 부분에 손가락이 닿지 않도록 보호하며, 차단기 단자는 방진 및 방수 기능을 제공합니다.

| 캐비닛 크기 | 높이: 2200~2300mm; 너비: 1000~1200mm; 깊이: 1200~1500mm | 구성에 따라 크기 맞춤 가능 |

| 기계적 수명 | 차단기: 10,000회 이상; 절연 스위치: 5,000회 이상 | 핵심 부품의 긴 수명 및 긴 무보수 주기 |

| 작업 환경 | 온도: -25℃~+40℃; 습도: 95% 이하(결로 없음); 고도: 2000m 이하(고고도 환경에 맞게 맞춤 설정 가능) | 대부분의 실내 환경에 적합하며, 고고도 지역을 위한 단열 기능 강화 |

| 구현 표준 | GB 3906, IEC 60298, GB 311, DL/T 404 | 국가, 산업 및 국제 표준을 완벽하게 준수합니다 |

4. 핵심 제품 장점

4.1 궁극적인 안전 보호 및 통제 가능한 운영 위험

1. "5가지 예방" 연동 장치 완비: 기계식 의무 연동 장치는 인적 오류로 인한 인명 및 장비 사고를 근본적으로 예방합니다.

2. 아크 결함 보호: 구획 격리 + 방향성 압력 방출 채널은 결함 확산을 효과적으로 억제하고 작동 및 유지 보수 담당자의 안전을 보장합니다.

3. 탁월한 절연 성능: 증가된 연면거리와 충분한 절연 간격으로 높은 습도 및 오염과 같은 열악한 환경에도 안정적이고 신뢰할 수 있는 절연 성능을 제공합니다.

4. 금속 밀폐 구조: 완전 금속 외피 접지 구조로 감전 및 외부 환경 간섭을 방지하여 더욱 안전한 작동을 보장합니다.

4.2 뛰어난 성과 및 복잡한 작업 환경에 대한 적응력

1. 높은 차단 용량 및 대전류: 진공 차단기는 강력한 차단 용량을 갖추고 있어 대형 변전소 및 산업 부하와 같은 대전류 환경의 요구 사항을 충족합니다.

2. 잦은 작동에 대한 적응성: 이 회로 차단기는 기계적 수명이 길어 철강 및 화학 산업과 같이 빈번한 스위칭이 필요한 산업에 적합합니다.

3. 유연한 모선 구성: 단일 모선, 이중 모선, 바이패스가 있는 단일 모선 등 다양한 구조를 지원하여 다양한 배전망에 적응할 수 있습니다.

4. 모든 작동 조건과의 호환성: 특별한 환경 제한 없이 -25℃~+40℃, 고고도 및 고습도와 같은 환경에서 안정적으로 작동할 수 있습니다.

4.3 편리한 유지보수 및 낮은 생애주기 비용

1. 구획별 유지보수 설계: 각 구획은 독립적이므로, 다른 회로의 작동에 영향을 주지 않고 구획 내에서 수리할 수 있습니다.

2. 양면 유지보수 배치: 전면 및 후면 출입문, 벽걸이 설치, 측면 유지보수 공간 불필요, 높은 공간 활용률.

3. 유지보수가 필요 없는 핵심 부품: 진공 차단기의 아크 소멸 챔버는 유지보수가 필요 없으며, 전체 구조에 취약한 부품이 없어 유지보수 비용이 저렴합니다.

4. 시각적 모니터링: 위치 표시기와 계기창이 장착되어 있어 장비 상태를 육안으로 확인하고 일상적인 점검을 용이하게 합니다.

4.4 미래를 위한 지능형 확장

1. 지능형 업그레이드: 온도 감지 모니터링, 아크 보호, 온라인 모니터링 모듈을 통합하여 장비 상태를 파악할 수 있습니다.

2. 자동화 연동: Modbus 및 IEC 61850과 같은 통신 프로토콜을 지원하며, 배전망 자동화 시스템과 원활하게 연결될 수 있습니다.

3. 다양한 보호 장치와의 호환성: 국내외 주요 통합 보호 장치 및 측정 제어 장치와 연동하여 스마트 그리드의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

5. 일반적인 적용 시나리오

1. 도시 배전망: 10kV 배전소의 입력, 출력 및 구간 분리 스위치로 사용되어 전력 분배 및 고장 차단을 실현합니다.

2. 산업 및 광업 기업: 공장, 광산, 제련소 및 기타 산업 분야에서 모터, 팬과 같은 중요 부하를 보호하기 위한 전력 분배에 사용됩니다.

3. 발전소 보조 전원 공급: 발전소 보조 전원 공급용 개폐 장치로서 발전기 세트의 보조 시스템에 안정적인 전원 공급을 보장합니다.

4. 철도 운송: 지하철, 경전철 및 기타 철도 운송 수단의 견인 전력 공급 시스템에 사용되어 안정적이고 신뢰할 수 있는 전력 분배를 보장합니다.

5. 신에너지 계통 연계: 태양광, 풍력 및 기타 신에너지 발전소의 계통 연계형 개폐 장치로서 신에너지 전력의 안전한 전송을 실현합니다.

6. 기반 시설: 공항, 병원, 데이터 센터와 같이 전력 공급 신뢰성이 매우 중요한 장소에 적용됩니다.