密閉型開閉装置

XGN2-12(Z) 12kV 屋内ボックス型固定交流金属密閉開閉装置 製品マニュアル

1. 製品概要

XGN2-12 (Z)は、中国の中電圧配電分野で広く使用されている、12kV屋内ボックス型固定式交流金属密閉開閉装置です。真空遮断器を主要な遮断部品とし、金属装甲、密閉型、固定設置構造を採用しています。GB 3906「3.6kV～40.5kV交流金属密閉開閉装置及び制御装置」やIEC 60298「定格電圧1kV超52kV以下の交流金属密閉開閉装置及び制御装置」などの国内外の規格に厳密に準拠して設計・製造されています。安全性と信頼性、高い遮断容量、容易なメンテナンス、優れた拡張性といった主要な利点を備えており、従来の配電網、産業用電源、小規模変電所にとって理想的な配電機器です。

本製品は主に10kV配電網の配電、制御、保護に使用されます。回線切り替え、故障隔離、電圧監視などの機能を実現できます。都市配電所、工業・鉱業企業、発電所の補助電源、鉄道輸送用電源、新エネルギー系統連系など、幅広い用途に対応し、特に高い信頼性が求められ、頻繁な操作が必要な環境に適しています。

2. コア構造と動作原理

2.1 コア構造の構成

本製品はモジュール式の収納部設計と前後メンテナンス構造を採用しており、4つの独立した収納部とサポート部品から構成されています。

1. キャビネットのフレームと保護  

（１）キャビネットは、厚さ２．０〜２．５mmの高強度冷間圧延鋼板／アルミニウム亜鉛めっき鋼板をCNC曲げ加工および溶接して形成されています。表面はリン酸塩処理による錆除去と静電塗装が施されており、防食性、防錆性、高い機械的強度、そして８級の耐震性を備え、複雑な地形や振動環境にも適応します。

（２）キャビネットは、遮断器室、母線室、ケーブル室、リレー室の４つの独立した金属製区画に分かれています。各区画は接地された金属製の仕切りによって完全に隔離されており、故障アークや高温ガスの拡散を効果的に遮断し、故障の拡大を防ぎます。

（３）前面と背面の両開きドア設計により、壁面取り付けに対応しています。すべての主要および二次コンポーネントのメンテナンス作業を、側面メンテナンススペースを確保することなく前面/背面で完了できるため、配電室のスペース利用率が大幅に向上します。

（４）上部および各区画に方向付けされた圧力逃がしチャネルが設けられています。内部でアーク故障が発生した場合、高温高圧ガスを安全な方向に迅速に誘導し、キャビネットの破裂を防ぎ、操作および保守担当者と周辺機器の安全を確保します。

2. 主回路の主要構成要素

    (1) 真空遮断器: ZN28、ZN63 (VS1) などのシリーズの真空遮断器が標準で、永久磁石/スプリング操作機構を選択可能、定格電流は630A～3150A、定格短絡遮断電流は20kA～40kA、機械的寿命は10,000回以上。高速遮断速度、強力なアーク消弧能力、メンテナンスフリーの利点があり、負荷や短絡電流を頻繁に切り替えることができます。

（２）遮断スイッチ／接地スイッチ：回路ブレーカーに取り付けられ、手動操作機構を採用して電気的遮断と安全な接地を実現します。機械的インターロックにより回路ブレーカーおよびキャビネットドアと強制インターロックを形成し、「五つの防止」機能を厳密に実行します。

（３）バスバーシステム：錫メッキ銅バスバー／アルミニウムバスバーを採用し、相間および接地間は十分な絶縁距離を確保し、沿面距離は25mm/kV以上とする。二重バスバーまたはバイパス構造付き単一バスバーは、さまざまな配電ネットワーク要件に合わせてカスタマイズ可能。バスバーコンパートメントは、粉塵や湿気の侵入を防ぎ、長期的な絶縁安定性を確保するために密閉設計を採用。

（４）ケーブル接続部品：ケーブルコンパートメントは十分なスペースがあり、断面積が３×３００mm²以下の高電圧ケーブルに対応でき、ケーブルクランプ、接地端子、電流トランスを備えており、ケーブルの設置、接地、電流監視が容易です。

3．二次制御およびインターロックシステム

（１）「５つの予防」機械的インターロック：連結棒やラッチなどの機械構造を通して強制インターロックを実現し、以下のことを保証する。

        ① 負荷がかかった状態での遮断スイッチの開閉を防止する。

②真空遮断器の誤った開閉を防止する。

③ 電源が入っている状態で接地線を接続したり、接地スイッチを閉じたりしないでください。

④ 接地線／接地スイッチが閉じている状態での閉路を防止する。

        ⑤誤ってライブコンパートメントに入ることを防止します。

（２）二次リレー室：保護リレー、電流計、電圧計、表示灯、操作ボタンを統合しています。過電流、瞬時トリップ、零相、過電圧などの保護機能を備え、統合保護装置や自動化システムとの接続をサポートします。

    (3) 操作機構: 遮断器はスプリング操作機構を採用しており、手動・電動ともに操作トルクが小さく確実な開閉が可能です。遮断開閉器・接地開閉器は手動操作を採用し、機器の状態を視覚的に表示する位置表示器を備えています。

2.2 動作原理

- 通常動作: 真空遮断器が閉じ、遮断スイッチが閉位置にあり、電流は母線→遮断器→ケーブル→下流負荷へと分配されます。二次システムは、電流や電圧などの動作パラメータをリアルタイムで監視します。

- 開路操作：回路ブレーカーを手動または電気的に作動させて開路し、負荷電流を遮断します。保守作業時には、遮断スイッチを外し、接地スイッチを閉じて、電気的絶縁と安全な接地を実現します。

- 故障保護：回線上で短絡、過負荷、その他の故障が発生した場合、保護リレーが作動して回路ブレーカーを迅速に開き、故障回路を遮断して故障の拡大を防ぎます。故障が解消された後、手動リセットを実行して電源供給を復旧できます。

3. コア仕様（完全網羅、カスタマイズ可能）

| パラメータカテゴリ | コア仕様 | 詳細説明 |

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

| 定格電圧 | 12kV | 中国の10kV配電網規格に適合 |

| 定格周波数 | 50Hz | 電力周波数グリッド規格に準拠 |

| 定格電流 | 630A / 1250A / 1600A / 2000A / 3150A | 小規模配電から大規模産業負荷まで、あらゆるシナリオに対応 |

| 定格短絡遮断電流 | 20kA / 25kA / 31.5kA / 40kA (3秒) | 要件に応じて、異なる遮断容量の真空遮断器を選択できます |

| 定格ピーク耐電流 | 50kA / 63kA / 80kA / 100kA | 短絡遮断電流のピーク耐容量に対応 |

| メインスイッチタイプ | 真空遮断器 | オプション：ZN28、ZN63 (VS1) およびその他のモデル、スプリング/永久磁石機構 |

| 絶縁レベル | 商用周波数耐電圧: 42kV/1分、雷インパルス耐電圧: 75kV | GB 311規格に準拠し、絶縁の信頼性を確保 |

| 保護等級 | IP30 (キャビネット) / IP67 (回路ブレーカー端子) | 活電部への指の接触を防止。回路ブレーカー端子の防塵・防水 |

| キャビネット寸法 | 高さ: 2200～2300mm、幅: 1000～1200mm、奥行き: 1200～1500mm | 構成に応じてサイズをカスタマイズ可能 |

| 機械的寿命 | 回路遮断器：10,000 回以上、遮断スイッチ：5,000 回以上 | 主要部品の長寿命と長いメンテナンスフリーサイクル |

| 作業環境 | 温度: -25℃～+40℃、湿度: ≤95% (結露なし)、高度: ≤2000m (高地向けにカスタマイズ可能) | ほとんどの屋内環境に適応。高地向けに断熱性を強化 |

| 実装規格 | GB 3906、IEC 60298、GB 311、DL/T 404 | 国内、産業、国際規格に完全に準拠 |

4. 製品の主要利点

4.1 究極の安全保護と制御可能な運用リスク

1. 完全な「5つの予防」インターロック：機械式強制インターロックにより、人為的操作ミスによる人身事故や設備事故を発生源で排除します。

2. アーク故障保護：区画隔離＋方向性圧力解放チャネルにより、故障の拡散を効果的に抑制し、運転および保守担当者の安全を確保します。

3. 優れた絶縁性能：沿面距離の増加と十分な絶縁間隔により、高湿度や汚染などの過酷な環境に適応し、安定した信頼性の高い絶縁を実現します。

4. 金属密閉構造：完全金属製の筐体による接地により、感電や外部環境からの干渉を防ぎ、より安全な動作を保証します。

4.2 複雑な作業環境に対する優れたパフォーマンスと適応性

1. 高い遮断容量と大電流：真空遮断器は強力な遮断容量を備えており、大規模変電所や産業用負荷などの大電流シナリオの要件を満たします。

2. 頻繁な操作への適応性：この遮断器は機械的寿命が長く、鉄鋼業や化学工業など、頻繁な開閉操作を必要とする産業に適しています。

3. 柔軟なバスバー構成：シングルバスバー、ダブルバスバー、バイパス付きシングルバスバーなどの構造をサポートし、さまざまな配電ネットワークに対応します。

4. 完全な動作条件互換性：特別な環境制限なしに、-25℃～+40℃、高地、高湿度などの環境で安定して動作できます。

4.3 メンテナンスの容易さとライフサイクルコストの低さ

1. コンパートメントメンテナンス設計：各コンパートメントは独立しており、他の回路の動作に影響を与えることなく、区画ごとに修理できます。

2. 両面メンテナンスレイアウト：前面と背面にドアがあり、壁に取り付けて設置するため、側面のメンテナンススペースは不要で、スペースの利用率が高い。

3. メンテナンスフリーのコアコンポーネント：真空遮断器のアーク消弧室はメンテナンスフリーであり、全体構造に脆弱な部品がなく、メンテナンスコストが低く抑えられます。

4. 目視監視：位置表示器と計器窓を備え、機器の状態を目視で確認し、日常点検を容易にします。

4.4 未来に向けたインテリジェントな拡張

1. インテリジェントアップグレード：温度センシング監視、アーク保護、オンライン監視モジュールを統合して、機器の状態認識を実現できます。

2. 自動化ドッキング：ModbusやIEC 61850などの通信プロトコルをサポートし、配電網自動化システムにシームレスに接続できます。

3. 各種保護装置との互換性：国内外の主流の統合保護装置や計測制御装置と連携して、スマートグリッドのニーズに対応できます。

5. 一般的なアプリケーションシナリオ

1. 都市配電ネットワーク：10kV配電所の受電、送電、区分開閉器として、配電と故障隔離を実現します。

2. 工業および鉱山企業: モーターやファンなどの重要な負荷を保護するために、工場、鉱山、冶金およびその他の産業の配電に使用されます。

3. 発電所の補助電源：発電機セットの補助システムへの信頼性の高い電力供給を確保するための発電所の補助電源用開閉装置として。

4. 鉄道輸送：地下鉄、ライトレール、その他の鉄道輸送の牽引電力供給システムに使用され、安定した信頼性の高い電力供給を保証します。

5. 新エネルギー系統連系：太陽光発電、風力発電、その他の新エネルギー発電所向けの系統連系開閉装置として、新エネルギー電力の安全な送電を実現します。

6. インフラストラクチャ：空港、病院、データセンターなど、高い電力供給信頼性が求められる場所に適用されます。