エネルギー効率の高い金属密閉型開閉装置

I. 製品概要

XGN15-12（F）/XGN15-12（F・R）シリーズは、ボックス型固定式交流金属密閉型開閉装置（一般に「リングメインユニット」と呼ばれる）であり、10kV/12kVの中電圧配電網向けに特別に開発された新世代の屋内コア配電機器です。本製品は、SF₆ガス絶縁負荷開閉器をコアコンポーネントとして使用しています。Fタイプは純粋な負荷開閉器ユニットであり、F・Rタイプは負荷開閉器と高遮断容量ヒューズを一体化した「開閉器・ヒューズ」複合保護ユニットとなっています。

このシリーズの製品は、空気絶縁＋SF₆ガスタンクシールの複合絶縁構造を採用しており、GB 3906「3.6kV～40.5kV AC金属密閉開閉装置および制御装置」およびIEC 62271-200「高電圧開閉装置および制御装置 - パート200:金属密閉開閉装置および制御装置」などの国内外の規格に厳密に従って設計、製造されています。その主な利点は、超コンパクトな構造、高い安全性、長いメンテナンスフリー期間、および幅広いシナリオへの適応性にあります。都市配電ネットワークのリングネットワーク電源、産業および鉱業の企業ターミナル配電、既設変電所（ボックス型変電所）の高電圧側、公共施設の配電システムなどのシナリオで広く使用されています。配電網の自動化を実現し、電源の信頼性を向上させるための重要な機器です。

II．コア構造と動作原理

（１）コア構造組成

本製品はモジュール式で前面メンテナンス設計を採用しており、全体構造は以下の主要コンポーネントで構成されています。

SF₆密閉型ガスタンク：

厚さ3mmのステンレス鋼をレーザー溶接で製造し、溶接部はヘリウム質量分析法で検査され、永久的な密閉性を確保しています。また、使用期間中にガスの補充は不要です。

負荷スイッチには、ゲージ圧0.045MPaのSF₆ガスが充填されており、これが絶縁体およびアーク消弧媒体として機能します。

3 ポジション (閉/開/接地) ロード スイッチを内蔵し、絶縁スイッチと接地スイッチの機能を統合します。

高電圧主回路：

ガスタンク内部の可動接点と固定接点、および外部の高電圧ブッシングとバスバーで構成され、これらは錫メッキされた銅棒で接続されており、接触抵抗が低く、電流容量が大きい。

F・R型は、ガスタンクの外側に設置された高遮断容量の電流制限ヒューズを備えており、機械的な連結装置を介して負荷スイッチに接続されている。

動作および連動機構：

手動スプリング式操作機構を採用し、オプションで電動操作機構も選択可能。操作トルクが小さく、開閉動作が確実です。

完全な機械式インターロックを備え、「5つの防止」機能を厳密に実行します。すなわち、誤った開閉の防止、負荷がかかった状態での開閉の防止、接地線が通電した状態での開閉の防止、接地線が接続された状態での閉鎖の防止、および誤って活線区間に入ることの防止です。

キャビネットと保護:

一体成形にはアルミニウム亜鉛めっき鋼板または304ステンレス鋼を採用し、表面は静電塗装処理を施して耐腐食性および防錆性を高めている。

このキャビネットは前面開閉式設計のため、側面や背面にメンテナンススペースを確保することなく、すべてのメンテナンス作業を前面から行うことができます。

上部には方向性のある圧力解放チャネルが装備されており、内部アーク故障が発生した場合に高温高圧ガスを安全な方向に誘導し、キャビネットの爆発を防ぐことができる。

（２）動作原理

通常動作：負荷スイッチは閉位置にあり、下流の負荷に電力を供給しています。

開閉操作：停電時のメンテナンスが必要な場合、操作機構が負荷スイッチを開き、負荷電流を遮断します。

接地作業：回線が停電していることを確認した後、スイッチを接地位置に切り替え、接地線を接続して、保守作業員の安全を確保してください。

故障保護（F・R型）：変圧器に短絡や過負荷が発生すると、ヒューズが急速に溶断し、機械的な連動装置を介して負荷スイッチが自動的に開き、故障回路を遮断して変圧器と電力網を保護します。

III．仕様パラメータ（全次元カバー範囲、カスタマイズ可能）

テーブル

パラメータのカテゴリ

コア仕様

詳細な説明

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

主回路定格電流、一般的な配電ニーズを満たす

定格短絡遮断電流

20kA (2秒)

2秒間、20kAの短絡電流衝撃に耐えることができます。

定格雷インパルス耐電圧

75kV

雷の過電圧による機器の損傷を防ぎます

メインスイッチの種類

SF₆ 3ポジション負荷スイッチ

閉鎖、開放、接地機能を統合しており、追加の設定は不要です。

ヒューズ（F・Rタイプ）

高遮断容量電流制限ヒューズ

定格電流100A-200A、1600kVA以下の変圧器を保護できます

絶縁媒体

SF₆はガスタンク内、外部空気

信頼性と環境保護の両方を考慮した複合断熱材

保護クラス

IP30（内部）／IP65（ガスタンク）

通電部への指の接触を防ぎ、ガスタンクは完全に防塵・防水仕様です。

キャビネットの材質

アルミニウム亜鉛めっき鋼板／304ステンレス鋼

耐腐食性・防錆性に優れ、屋内・屋外（ボックス型変電所内）での使用に適しています。

キャビネット単体の幅

375mm / 500mm

超小型設計で、配電室のスペースを大幅に節約できます。

機械的寿命

10000回以上

スイッチの動作寿命が長く、メンテナンスフリー期間が長い。

作業環境

温度：-25℃～+40℃、湿度：95%以下（結露なし）、標高：2000m以下（高地はカスタマイズ可能）

大半の屋内環境に適応し、高地向けに断熱性能を強化するカスタマイズも可能です。

IV．製品の主要利点

（１）安全で信頼性が高く、リスクを制御可能

完全密閉ガスタンク：ステンレス製ガスタンクはレーザー溶接とヘリウム質量分析による漏れ検出技術を採用し、SF₆ガスの漏れゼロを保証し、絶縁性能は外部環境の影響を受けず、動作は安全で安定しています。

完全な「5つの予防」インターロック：機械式インターロックと電気式インターロックの二重保護により、誤操作による人身事故や設備事故を根本的に排除します。

アーク故障保護：内蔵された方向性圧力解放チャネルは、内部アーク故障が発生した場合に効果的に圧力を解放し、操作および保守担当者と機器の安全を確保します。

精密保護（F・Rタイプ）：ロードスイッチと高遮断ヒューズの組み合わせにより、変圧器故障時に速やかに電源を遮断し、変圧器を損傷から守ります。

（２）コンパクトな構造で、省スペース

超コンパクトなモジュール化：キャビネット1台の幅はわずか375mmで、従来のスイッチキャビネットと比較して床面積を約30%削減できます。特に、スペースが限られた配電室やボックス型変電所に最適です。

3ポジション統合：負荷スイッチは、開閉および接地という3つのポジションを統合することで、キャビネット構造を簡素化し、故障箇所を減らし、全体的な信頼性を向上させます。

前面メンテナンス設計：側面や背面にメンテナンススペースを確保する必要がなく、キャビネット前面で全ての操作とメンテナンスを完了できるため、スペースの利用効率が大幅に向上します。

（３）操作とメンテナンスが容易で、コストが低い

メンテナンスフリー設計：SF₆ガスタンクは永久密閉構造で、スイッチの機械的寿命が長く、通常の運転では定期的なメンテナンスが不要なため、運転およびメンテナンスコストを大幅に削減できます。

視覚監視：キャビネットには観察窓が装備されており、スイッチの位置やヒューズの状態を直接確認できるため、動作状況が一目でわかります。

インテリジェントな運用と保守はオプションです。インテリジェントなオンライン監視モジュールを構成することで、遠隔監視、障害警報、遠隔操作を実現し、「無人」のインテリジェント配電ネットワークの実現を支援します。

（４）高い適応力、幅広いシナリオ

柔軟な組み合わせ：入力線、出力線、計測、計量器、相互接続など、さまざまな機能ユニットに自由に組み合わせることができ、さまざまな配電ネットワークのニーズに対応できます。

幅広いシナリオに対応：都市配電網、工業・鉱業企業、商業ビル、病院、学校、事前設置型変電所など、様々なシナリオで幅広く使用されています。

優れた互換性：国内外の主要な保護リレーや自動化システムとシームレスに接続できるため、配電網の自動化アップグレードを容易に実現できます。

V. 典型的なアプリケーションシナリオ

都市配電網の変革：リングネットワーク電源ユニットとして、「連携」電源供給を実現し、電源供給の信頼性を向上させ、停電の範囲を縮小します。

工業・鉱業企業の配電：工場、鉱山などの重要な生産設備（モーターやファンなど）を保護するために、末端の配電に使用されます。

事前設置型変電所（ボックス型変電所）：ボックス型変電所内部の高電圧開閉装置として、変圧器や低電圧キャビネットと連携して、完全な配電ソリューションを構成します。

公共施設：ショッピングモール、空港、地下鉄、病院など、電力供給の信頼性に極めて高い要求が求められる場所に適用されます。

新エネルギーへのアクセス：太陽光発電や風力発電などの新エネルギー発電所向けの系統連系スイッチ装置として、新エネルギー電力の安全かつ安定した送電を保証します。