บทนำโดยสังเขปเกี่ยวกับสวิตช์เกียร์

สวิตช์เกียร์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง โดยภายนอกของสวิตช์เกียร์จะเชื่อมต่อกับสวิตช์ควบคุมหลักภายในตู้ก่อน จากนั้นจึงเชื่อมต่อกับสวิตช์ควบคุมย่อย และแต่ละวงจรย่อยจะถูกตั้งค่าตามความต้องการ
เช่น อุปกรณ์วัด ระบบควบคุมอัตโนมัติ สวิตช์แม่เหล็กมอเตอร์ คอนแทคเตอร์ AC ทุกชนิด บางแห่งยังติดตั้งตู้สวิตช์ห้องแรงดันสูงและห้องแรงดันต่ำ พร้อมด้วยบัสแรงดันสูง เช่น ในโรงไฟฟ้า บางแห่งยังติดตั้งเพื่อป้องกันอุปกรณ์หลักจากการลดภาระการทำงานที่ต่ำอีกด้วย
หน้าที่หลักของตู้สวิตช์คือการเปิดปิด ควบคุม และปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าในกระบวนการผลิต ส่งจ่าย และแปลงพลังงานไฟฟ้า
ส่วนประกอบหลักในตู้ควบคุมไฟฟ้าประกอบด้วยเบรกเกอร์วงจร สวิตช์ตัดวงจร สวิตช์โหลด กลไกการทำงาน ตัวเหนี่ยวนำร่วม และอุปกรณ์ป้องกันต่างๆ
มีวิธีการจำแนกประเภทอุปกรณ์สวิตช์เกียร์หลายวิธี เช่น การติดตั้งเบรกเกอร์วงจรสามารถแบ่งออกเป็นสวิตช์เกียร์แบบเคลื่อนที่และสวิตช์เกียร์แบบติดตั้งอยู่กับที่
หรือตามโครงสร้างที่แตกต่างกันของตู้ สามารถแบ่งได้เป็น ตู้สวิตช์แบบเปิด ตู้สวิตช์แบบปิดทำจากโลหะ และตู้สวิตช์แบบปิดหุ้มเกราะทำจากโลหะ
สามารถแบ่งอุปกรณ์สวิตช์เกียร์ตามระดับแรงดันไฟฟ้าได้เป็น อุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูง อุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันปานกลาง และอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันต่ำ
ส่วนใหญ่เหมาะสำหรับโรงไฟฟ้า สถานีไฟฟ้าย่อย โรงงานปิโตรเคมี โรงงานเหล็ก โรงงานอุตสาหกรรมเบา สิ่งทอ โรงงาน และเหมืองแร่ รวมถึงพื้นที่อยู่อาศัย อาคารสูง และสถานที่อื่นๆ ที่หลากหลาย

ก. “การป้องกันห้าประการ” ของอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูง

1. หลังจากที่ตัวตัดวงจรสุญญากาศในตู้สวิตช์แรงดันสูงปิดที่ตำแหน่งทดสอบแล้ว ตัวตัดวงจรจะไม่สามารถเข้าสู่ตำแหน่งทำงานได้ (ป้องกันการปิดขณะมีโหลด)

2. เมื่อใบมีดกราวด์ในตู้สวิตช์แรงดันสูงอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง เบรกเกอร์วงจรของรถยนต์จะไม่สามารถเข้าไปปิดวงจรได้ (เพื่อป้องกันไม่ให้สายกราวด์ปิดวงจร)

3. เมื่อเบรกเกอร์วงจรสุญญากาศในตู้สวิตช์แรงดันสูงกำลังทำงานในขั้นตอนการปิดใช้งาน ประตูหลังของตู้จะถูกล็อคด้วยตัวตัดสายดิน (เพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้าลัดวงจร)

4. ในระหว่างการทำงาน วงจรเบรกเกอร์สุญญากาศในตู้สวิตช์แรงดันสูงจะปิดลง และไม่สามารถเสียบมีดต่อลงดินได้ (เพื่อป้องกันไม่ให้สายดินห้อยลงมาขณะที่ยังมีกระแสไฟฟ้าอยู่)

5. เบรกเกอร์วงจรสุญญากาศในตู้สวิตช์แรงดันสูงจะต้องไม่หลุดออกจากตำแหน่งการทำงานของเบรกเกอร์วงจรรถยนต์ขณะที่กำลังทำงานอยู่ (ป้องกันการดึงเบรกขณะมีโหลด)

ข. การจำแนกประเภท
จำแนกตามระดับแรงดันไฟฟ้า

ตามการจำแนกระดับแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 1000V และต่ำกว่า มักเรียกว่าสวิตช์เกียร์แรงดันต่ำ (เช่น PGL, GGD, GCK, GBD, MNS เป็นต้น) และแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 1000V และสูงกว่า เรียกว่าสวิตช์เกียร์แรงดันสูง (เช่น GG-1A, XGN15, KYN48 เป็นต้น) บางครั้งแรงดันไฟฟ้าในตู้แรงดันสูงอาจเป็น AC10kV ซึ่งเรียกว่าตู้แรงดันปานกลาง (เช่น ตู้เครือข่ายวงแหวน 10kV XGN15)

ค. จำแนกตามรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้า

แบ่งออกเป็น: ตู้สวิตช์ไฟกระแสสลับ (AC switch cabinet), ตู้สวิตช์ไฟกระแสตรง (DC switch cabinet)

ง. จำแนกตามโครงสร้างภายใน

สวิตช์เกียร์แบบดึงออก (เช่น GCS, GCK, MNS เป็นต้น) และสวิตช์เกียร์แบบติดตั้งถาวร (เช่น GGD เป็นต้น)

จ. โดยการใช้

ตู้สายขาเข้า, ตู้สายขาออก, ตู้วัดค่า, ตู้ชดเชย (ตู้ตัวเก็บประจุ), ตู้เข้ามุม, ตู้บัส

ขั้นตอนการปฏิบัติงาน
ก. ขั้นตอนการส่งกำลังไฟฟ้า

1. ติดตั้งแผ่นปิดด้านหลังก่อน จากนั้นจึงปิดประตูหน้า
2. หมุนแกนสวิตช์กราวด์และทำให้มันเปิดออก
3. ผลักรถเข็นมือ (ในสถานะเบรกเปิด) เข้าไปในตู้ (ตำแหน่งทดสอบ) พร้อมกับรถขนส่ง (รถแพลตฟอร์ม)
4. เสียบปลั๊กตัวที่สองเข้ากับเต้ารับแบบคงที่ (ไฟแสดงสถานะตำแหน่งทดสอบติดสว่าง) แล้วปิดประตูตรงกลางด้านหน้า
5. ดันรถเข็นจากตำแหน่งทดสอบ (สถานะเปิด) ไปยังตำแหน่งใช้งานโดยใช้ด้ามจับ (ไฟแสดงสถานะตำแหน่งใช้งานติด ไฟแสดงสถานะตำแหน่งทดสอบดับ)
6. รถเข็นสำหรับปิดวงจรเบรกเกอร์

B. ขั้นตอนการแก้ไขกรณีไฟฟ้าดับ (การบำรุงรักษา)
1. เปิดสวิตช์ตัดวงจรแบบมือถือ
เลื่อนรถเข็นมือจากตำแหน่งใช้งาน (สถานะเบรกเปิด) ไปยังตำแหน่งทดสอบโดยใช้คันโยก
3 (ไฟแสดงสถานะตำแหน่งการทำงานปิดอยู่ ไฟแสดงสถานะตำแหน่งการทดสอบเปิดอยู่)
4. เปิดประตูตรงกลางด้านหน้า
5. ดึงปลั๊กตัวที่สองออกจากเต้ารับแบบคงที่ (ตัวบ่งชี้ตำแหน่งทดสอบปิดอยู่)
6. นำรถเข็นมือ (ในสภาพที่เปิดอยู่) ออกจากตู้พร้อมกับรถเข็นถ่ายโอน
7. หมุนแกนสวิตช์กราวด์และปิดให้สนิท
8. เปิดแผ่นปิดด้านหลังและประตูล่างด้านหน้า

การตรวจสอบและป้องกันความปลอดภัย
จากการทดลองตรวจวัดแหล่งกำเนิดแสงต่างๆ อย่างต่อเนื่อง ทำให้สามารถกำหนดลักษณะเฉพาะของประกายไฟที่เกิดจากความผิดพลาดภายในได้
บนพื้นฐานนี้ จึงได้มีการพัฒนาเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงและอุปกรณ์ตรวจจับและป้องกันประกายไฟภายในแบบกระจายหลายจุดที่มีราคาประหยัดและใช้งานได้จริง โดยใช้กฎเกณฑ์เดียวของประกายไฟเป็นเกณฑ์
อุปกรณ์นี้มีข้อดีคือโครงสร้างเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ ทำงานรวดเร็ว และมีความสามารถในการป้องกันการรบกวนสูง
ไม่เพียงแต่สามารถใช้งานได้โดยลำพังเท่านั้น แต่ยังสามารถบูรณาการเข้ากับอุปกรณ์ป้องกันรีเลย์ต่างๆ ได้อีกด้วย ทำให้ต้นทุนของตู้สวิตช์ไม่เพิ่มขึ้น แต่ระดับเทคโนโลยีและมูลค่าเพิ่มกลับดีขึ้นอย่างมาก