1kV DC breaker switch

Bij de toepassing van gelijkspanning in elektriciteitsnetten voor stroomverdeling aan boord van schepen is beveiliging van essentieel belang. Onze snelle DC breaker switch beschermt DC zones aan boord tegen kortsluiting in elk willekeurig deel van het netwerk.

  • Hogere system up-time
  • Maximale veiligheid aan boord
  • Hogere productiecontinuïteit
  • Minder gevolgschade bij kortsluiting
  • Minimale onderhoudskosten

Astrol DC breaker switch

Solid-state 1kV DC breaker switch voor toepassing aan boord van schepen: maximaliseer system up-time en veiligheid, en beperk gevolgschade bij kortsluiting tot een minimum.

Steeds meer DC netwerken aan boord van schepen

De vraag naar elektrisch vermogen aan boord van schepen neemt toe omdat verwacht wordt dat in toenemende mate duurzame energiebronnen en opslagsystemen geïntegreerd zullen worden, waaronder batterijopslag. DC installaties zijn hiervoor ideaal, maar kunnen niet veilig worden ingezet zonder noodzakelijke beveiliging. Door een juiste selectie van beschermende componenten (DC schakelaars, snelle zekeringen of een stroomonderbreker) toe te passen in de DC bus netwerken, zorgt de system integrator voor een selectie beschermde zones in de installatie.

Bescherming van het gelijkspanningsnet

De elektrische beveiliging(en) die zich het dichtst bij de foutlocatie bevindt, moet(en) de fout isoleren voordat beschermende componenten in de overige zones worden aangesproken. Dat wil zeggen, ze reageren alleen op fouten binnen de eigen zone en detecteren normaal gesproken geen fouten buiten die zone. De foutlocatie wordt geïsoleerd en de niet-beïnvloede zones kunnen operationeel blijven. De selectiviteit van de bescherming wordt bereikt wanneer het juiste type apparaat is gekozen en geplaatst op de juiste locatie in het distributieniveau. De selectiviteit tussen twee beveiligingsapparaten kan compleet (het apparaat aan de laadzijde biedt bescherming zonder het andere apparaat uit te schakelen) en gedeeltelijk (het apparaat aan de laadzijde biedt bescherming tot een bepaald niveau van hoogspanning, zonder het andere apparaat te laten trippen). Deze beveiligingsapparaten zijn niet goedkoop, maar de kosten zijn gerechtvaardigd dankzij de beperking van gevolgschade aan kritische apparatuur, dure systeemuitval of productieverlies als gevolg van een defect.

DC breaker switches voor maritieme toepassingen

Jarenlange ervaring in de ontwikkeling van krachtige high-power switches voor verschillende toepassingen, hebben Astrol Electronic en KWx in staat gesteld een reeks DC breaker switches te ontwikkelen voor de scheepvaartindustrie. Deze technologie biedt maximale flexibiliteit voor DC netten aan boord en biedt bescherming tegen kortsluitstromen in elk deel van het netwerk.

DC grid offshore applications

Kortsluitstroom onderbreking in microseconden

Onze DC breaker switch onderbreekt de volledige kortsluitstroom in microseconden. Met zo’n tijdsbeperking zorgt een autonoom besturingssysteem voor lokale foutafhandeling, zonder externe controle of foutdetectie. Naast een snelle overstroombeveiliging kan de switch worden geprogrammeerd om te openen volgens een specifiek tijd-stroom profiel. Het gedrag van de DC breaker kan door de gebruiker geconfigureerd worden binnen vooraf gedefinieerde grenzen.

De snelle afschakeltijd van de DC breaker switch beperkt de foutstroom en minimaliseert een negatieve impact op de belasting. De stroom bereikt geen schadelijke niveaus en kan worden onderbroken zonder vlamboogvorming. Spanningsomkering is daarom niet noodzakelijk. Voor deze toepassing is de insulated-gate bipolar transistor (IGBT) als halfgeleidercomponent geselecteerd vanwege de robuustheid en snelheid. Bovendien vraagt een IGBT een heel laag aanstuurvermogen. Elke combinatie van IGBT-modules in de DC breaker switch functioneert als een enkele schakelaar. Hoewel het concept betrekkelijk eenvoudig is, vereist het een nauwkeurige synchronisatie van de verschillende gate drive units. Het absorberen van vrijkomende afschakelenergie is essentieel om de betrouwbaarheid te waarborgen.

Technical DC breaker

Modulair ontwerp

De gate drive units zijn speciaal ontworpen voor gebruik in onze snelle DC breaker switch. Een aangepast management systeem voor de gate spanning is hiervan een onderdeel. Het uitschakelgedrag voor zowel standaard- als nooduitschakeling is grondig getest. Isolatie van de verschillende IGBT-modules is cruciaal ter voorkoming van ground bouncing gedurende de snelle afschakeling.

Om deze reden heeft Astrol Electronic een transformator ontwikkeld met een zeer hoge isolatie en een deelontladingsvrije werking tot 6 kV en meer. Een IGBT in een standaard module behuizing (in plaats van een gelijkwaardig press-pack alternatief) vormt bij defect een open circuit. Vanwege dit gedrag kan de werking van de schakelaar gedurende een bepaalde tijd worden voortgezet. Afhankelijk van de grootte van de schakelaar en het aantal defecte elementen, is het niet nodig om onmiddellijk het gehele systeem te deactiveren. Ingebouwde systemen voor diagnose kunnen fouten op componentniveau detecteren en markeren voor vervanging.

DC breaker switch

Het hart van de DC breaker switch bestaat uit een snelle controller die de synchronisatie van interne switches beheert en gelijktijdig opdrachten ontvangt van de centrale besturing, onderbrekers in het netwerk en sensoren die lokale fouten detecteren. De geïntegreerde besturingsmodule functioneert als een zelfstandig systeem dat optische IO combineert met de gate units, analoge ingangen, evenals optische en Ethernet-interfaces met de centrale besturing. De module bevat ook een Rogowski-spoel voor de detectie van snelle stroomveranderingen en een sensor voor nauwkeurige DC metingen.

DC breaker switch modellen

Ident number Description Range Size in millimeter
AA-10411-101 DC breaker switch 0.5kA – 1kV 507 x 507 x 430
AA-10411-102 DC breaker switch 1.25kA – 1kV 507 x 507 x 673
AA-10411-103 DC breaker switch 2.5kA – 1kV 507 x 507 x 912
AA-10411-105 DC breaker switch 3.75kA – 1kV 507 x 507 x 1151
AA-10411-108 DC breaker switch 5kA – 1kV 507 x 507 x 1390