В обширной сети энергосистемы предохранители служат важнейшими компонентами защиты от перегрузок и коротких замыканий, а их эффективность напрямую влияет на безопасную работу оборудования и стабильность системы. Будучи ведущим предприятием в области глобальной промышленной автоматизации, Siemens, благодаря своей превосходной отключающей способности, надежности и селективности, использует предохранители серии 3NE в таких ключевых областях, как электровозы, железнодорожный транспорт и нефтехимическая промышленность. Среди них предохранитель 3NE1230-2 стал «эталоном безопасности» в промышленных системах среднего и высокого напряжения благодаря своим номинальным токам 315 А и напряжению 690 В. В данной статье подробно анализируются технические параметры, области применения и конструктивные преимущества этого изделия, а также раскрывается, как оно защищает «последнюю милю» промышленной электросети.

1. Основные параметры: точное соответствие промышленным потребностям

1. Номинальный ток и напряжение: охватывает сценарии среднего и высокого напряжения

Номинальный ток: 315А

Этот параметр позволяет ему стабильно выдерживать пусковой ток средних и больших двигателей или непрерывный рабочий ток преобразователей частоты и выпрямительного оборудования и подходит для сценариев с высокими нагрузками, таких как тяговые системы электровозов и сети электроснабжения метрополитена.

Номинальное напряжение: 690 В переменного тока/250 В постоянного тока

Поддерживает трехфазную систему переменного тока напряжением 690 В, охватывает стандартные промышленные уровни напряжения и совместим с приложениями постоянного тока напряжением 250 В, отвечая потребностям специальных сценариев, таких как электролитическая химия и гальваника.

2. Отключающая способность: «предохранительный клапан» при экстремальных неисправностях

Полный диапазон разрывной способности:

В устройстве 3NE1230-2 используется цинковый расплав в сочетании с запатентованной системой ограничения тока Siemens, которая способна быстро расплавиться до того, как ток короткого замыкания достигнет пика, ограничивая ток короткого замыкания в пределах допустимого для оборудования диапазона. Например, в тяговой системе электровозов SS8 он может отключать ток короткого замыкания в тысячи ампер в течение 10 мс, предотвращая перегорание кабеля или взрыв оборудования.

Селективная оценка соотношения:

Благодаря конструкции стандартного типоразмера NH1 его можно комбинировать с другими сериями предохранителей, такими как 3NA и 3NE, для селективной координации защиты верхнего и нижнего уровня. Например, в системе электроснабжения метрополитена предохранитель 3NE1230-2 служит основной защитой на стороне входящей линии, создавая разность уровней с нижестоящим предохранителем 3NE1225-2 (200 А), обеспечивая отключение только неисправной цепи, предотвращая перебои в электроснабжении всей станции.

3. Конструкция и материалы: двойная гарантия долговечности и надежности

Полузакрытая конструкция:

Керамическая изоляционная оболочка в сочетании с металлическими торцевыми крышками эффективно предотвращает утечку дуги и улучшает теплоотвод. В системе электропередачи нефтяных буровых установок она выдерживает экстремальные температуры от -40 ℃ до +70 ℃, обеспечивая стабильную работу в условиях пустыни и полярных широт.

Материал расплава цинка:

По сравнению с традиционными медными расплавами цинк имеет более низкую температуру плавления (419,5 ℃), но благодаря уникальной формуле сплава Siemens он сохраняет долговременную стабильность при номинальном токе 315 А, достигая при этом характеристик быстрого плавления.

2. Сценарий применения: универсальное решение для железнодорожного транспорта и промышленного производства.

1. Электровозы и железнодорожный транспорт

Типичный случай: электровоз SS9

Каждый локомотив оснащён четырьмя комплектами предохранителей 3NE1230-2 для защиты тягового преобразователя и системы собственных нужд соответственно. Предельное напряжение предохранителей 690 В позволяет выдерживать колебания напряжения в контактной сети, а номинальный ток 315 А обеспечивает пусковые характеристики двух тяговых двигателей мощностью по 800 кВт.

Поддержка данных:

По данным совместных испытаний Siemens и CRRC, среднее время наработки на отказ (MTBF) двигателя 3NE1230-2 на локомотивах SS9 превышает 200000 часов, а частота отказов составляет менее 0,003%.

2. Добыча нефти и газа

Применение электроуправляемой буровой установки:

В системе электромеханической передачи для бурения скважин глубиной 7000 метров устройство 3NE1230-2 защищает входную сторону преобразователя частоты от перегрузки, вызванной гармониками сети или остановкой двигателя. Его отключающая способность во всем диапазоне позволяет выдерживать ударный ток, до 10 раз превышающий номинальный, при запуске буровой установки.

Экологическая адаптация:

Устройство сертифицировано по уровню защиты IP67 и способно выдерживать воздействие солевого тумана, вибрации и пылевой эрозии на буровых платформах, а срок его службы составляет более 15 лет.

3. Электролитическая химия и источники питания промежуточной частоты

Защита алюминиевых электролитических ячеек:

В серии 300 кА для электролиза алюминия устройство 3NE1230-2 подключается последовательно с вторичной обмоткой выпрямительного трансформатора для предотвращения повреждения оборудования, вызванного короткими замыканиями в электролитической ячейке. Его токоограничивающая характеристика позволяет ограничить ток короткого замыкания от 120 кА до менее 20 кА, защищая тиристорный модуль внутри выпрямительного шкафа.

Оптимизация энергоэффективности:

Конструкция с низкой номинальной мощностью (<5 Вт) снижает потери энергии и помогает процессам электролиза экономить более 10% энергии.

3. Преимущество дизайна: «Скрытая конкурентоспособность» технологий Siemens

1. Глобальная сертификация и стандартизация

3NE1230-2 сертифицирован несколькими странами, такими как CE, UL, CCC, и соответствует международным стандартам, таким как IEC 60269 и GB/T 13539. Он может легко заменить аналогичную продукцию таких брендов, как ABB и Bussmann, сокращая затраты на управление запасными частями для трансграничных проектов.

2. Интеллектуальные вспомогательные средства

Компания Siemens предлагает программное обеспечение SIMARIS therm, которое позволяет моделировать кривую повышения температуры 3NE1230-2 при различных нагрузках и оптимизировать конструкцию теплоотвода в распределительных шкафах. Например, в проекте центра обработки данных программное моделирование позволило снизить температуру вокруг предохранителя с 75 ℃ до 55 ℃, что увеличило срок его службы в три раза.

3. Услуги полного жизненного цикла

Siemens предлагает комплексную поддержку: от помощи в выборе до диагностики неисправностей:

Онлайн-инструмент: ввод параметров нагрузки через платформу Industry Mall и автоматическая рекомендация моделей предохранителей;

Обслуживание на месте: более 5000 сертифицированных инженеров по всему миру могут отреагировать на неисправности в течение 24 часов, предоставляя услуги по замене предохранителей или техническому обслуживанию системы;

План переработки: вышедшие из эксплуатации предохранители, соответствующие директиве WEEE, могут быть переработаны бесплатно, чтобы избежать загрязнения тяжелыми металлами.

4. Оценка пользователя: качество свидетелей реальных дел

Некая компания-оператор метрополитена:

С момента внедрения 3NE1230-2 в 2018 году частота отказов системы тягового электроснабжения снизилась на 60%, а годовые расходы на техническое обслуживание сократились на 2 миллиона юаней. Конструкция индикаторной лампы на передней панели позволяет эксплуатационному и техническому персоналу определять состояние предохранителей без их демонтажа, что значительно повышает эффективность проверки.

Некое предприятие по электролитическому производству алюминия:

В проекте по производству электролитического алюминия мощностью 300 000 тонн в год используется 3NE1230-2 в сочетании с выпрямителем Siemens SIMOREG DC Master, и за 5 лет не было ни одного аварийного отключения, вызванного перегоранием предохранителя, при этом стабильность работы значительно превышает стабильность работы аналогичной продукции отечественного производства.

Заключение: способ достижения баланса между безопасностью и эффективностью

Предохранитель Siemens 3NE1230-2 задаёт новые стандарты промышленной защиты электропитания благодаря трём основным преимуществам: «точным параметрам, экстремальному размыканию и интеллектуальному согласованию». Благодаря концепции «двойного углерода» его конструкция отличается низким энергопотреблением и высокой надёжностью, что в большей степени соответствует тенденции экологичного производства. Будь то поезда метрополитена, курсирующие под землёй, или буровые платформы, стоящие глубоко в пустыне Гоби, этот «защитный щит» бесшумно охраняет и обеспечивает самую базовую гарантию функционирования промышленной цивилизации.