Назначение и отличие полюса 10 кВ (разъединитель, выключатель нагрузки, автоматический выключатель и предохранитель)
Выключатель, установленный на наружном столбе в воздушной распределительной линии 10 кВ, используется в пригородной и сельской распределительной сети. Это механическое распределительное устройство для отключения, замыкания и передачи тока нагрузки линии и тока короткого замыкания. Низковольтные выключатели на столбе в основном состоят из корпуса выключателя + FTU. Первичный и вторичный интегрированный выключатель на столбе обычно состоит из корпуса выключателя с датчиком + FTU (терминал автоматизации фидера).
1. Классификация столбовых выключателей
По отключающей способности:
а. Изолирующий выключатель, устанавливаемый на столбе: не может замыкать или прерывать нормальный ток нагрузки, имеет очевидный разрыв и используется для изоляции обслуживания линии.
б) Выключатель нагрузки, монтируемый на столбе: может замыкать, проводить и отключать нормальный ток нагрузки (≤630 А), может проводить, но не отключать ток короткого замыкания.
в. Верхний автоматический выключатель: может замыкать, проводить и отключать нормальный ток нагрузки (≤630 А) и ток короткого замыкания (≥20 кА).
г. Полюсный предохранитель: используется для отключения тока короткого замыкания и защиты линий.
Метод гашения дуги: вакуумное гашение дуги, гашение дуги элегазом, гашение дуги маслом (исключено)
Метод изоляции: воздушная изоляция, изоляция газом SF6, композитная изоляция, масляная изоляция (исключено)
В зависимости от установленного контроллера он делится на:
а. Граничный выключатель: встроенный трансформатор нулевой последовательности, с функцией защиты нулевой последовательности, оснащенный выключателем нагрузки или автоматическим выключателем
б) Переключатель нагрузки напряжения: может автоматически открываться и закрываться в соответствии с изменениями напряжения линий с обеих сторон.
в) Централизованный выключатель нагрузки: не может активно размыкать автоматический выключатель тока короткого замыкания
Изолирующий газ SF6 — бесцветный, не имеющий запаха, нетоксичный, невоспламеняющийся газ, обладающий превосходными электроизоляционными и дугогасительными свойствами. Плотность в 5 раз больше плотности воздуха, и его трудно утечь.
2. Полюсный изолирующий выключатель
Полюсный изолирующий выключатель, также известный как изолирующий ножевой выключатель, представляет собой контрольный электроприбор без дугогасительного устройства. Его основная функция — изоляция источника питания для обеспечения безопасного обслуживания другого электрооборудования. Поэтому работа под нагрузкой не допускается. Однако при определенных условиях допускается подключение или отключение маломощных цепей. Это наиболее часто используемое электроприбор среди высоковольтных выключателей.
Изолирующий выключатель, устанавливаемый на столбе, может использоваться для обслуживания при отключении электроэнергии, поиска неисправностей, тестирования кабелей и восстановления режима работы линейного оборудования. Размыкание изолирующего выключателя, устанавливаемого на столбе, может изолировать оборудование, которое необходимо отремонтировать, от других работающих линий, создать надежный изоляционный зазор и предоставить рабочим видимый и очевидный знак отключения для обеспечения безопасности работ по техническому обслуживанию или тестированию. Преимуществами изолирующего выключателя, устанавливаемого на столбе, являются низкая стоимость, простота и долговечность. Как правило, он используется в качестве граничного выключателя собственности между воздушной линией и пользователем, а также в качестве граничного выключателя между кабельной линией и воздушной линией. Он также может быть установлен с одной или обеих сторон контактного выключателя нагрузки линии для облегчения поиска неисправностей, тестирования кабелей, а также обслуживания и замены контактных выключателей нагрузки.
Изолирующий выключатель не может работать с номинальной нагрузкой или большой нагрузкой, и не может разделять и соединять ток нагрузки и ток короткого замыкания. Обычно, когда подается питание, изолирующий выключатель сначала замыкается, а затем замыкается автоматический выключатель или выключатель нагрузки; когда питание отключается, сначала отключается автоматический выключатель или выключатель нагрузки, а затем отключается изолирующий выключатель.
Изолирующий выключатель может надежно проводить рабочий ток и ток короткого замыкания, но не может отключить ток нагрузки. Он может открывать и закрывать трансформатор без нагрузки с током возбуждения, не превышающим 2 А, и линию без нагрузки с током емкости, не превышающим 5 А. Ток динамической устойчивости изолирующего выключателя обычно не превышает 40 кА, и при выборе следует уделять внимание калибровке. Срок службы изолирующего выключателя составляет около 2000 раз.
3. Выключатель нагрузки, устанавливаемый на столбе
Выключатель нагрузки, устанавливаемый на столбе, представляет собой устройство управления с простым дугогасительным устройством, которое может размыкать и замыкать цепь с нагрузкой. Он может включать и выключать определенный ток нагрузки и ток перегрузки, но не может отключать ток короткого замыкания. Он должен использоваться последовательно с высоковольтным предохранителем, чтобы отключить ток короткого замыкания с помощью предохранителя.
Выключатель нагрузки — это коммутационное устройство между разъединителем и автоматическим выключателем, в основном используемое для сегментации линии и изоляции неисправностей.
Выключатель нагрузки в основном включает в себя газогенерирующие выключатели нагрузки, вакуумные и выключатели нагрузки SF6. Газогенерирующий выключатель нагрузки использует щель, состоящую из твердых газогенерирующих материалов, для генерации большого количества газа под действием дуги, чтобы сформировать гашение дуги с помощью газа. Из-за своей простой конструкции и низкой стоимости он когда-то широко продвигался и использовался. Вакуумные и выключатели нагрузки SF6 по внешнему виду и параметрам похожи на вакуумные и выключатели SF6. Разница заключается в том, что выключатель нагрузки не оснащен защитным ТТ и не может отключать ток короткого замыкания, но может выдерживать ток короткого замыкания и замыкать ток короткого замыкания. Он имеет характеристики длительного срока службы и не требует обслуживания. Механический срок службы и номинальный ток отключения составляют более 10 000 раз, что подходит для частой эксплуатации.
Обычно используемые столбовые выключатели нагрузки в работе обычно используют столбовые вакуумные выключатели нагрузки. Вакуумный выключатель нагрузки использует вакуумное дугогашение, изоляцию SF6, трехфазный общий тип коробки, электромагнитный или пружинный рабочий механизм VSP5, трансформатор тока может быть встроенным, кабельный или клеммный выход, может быть встроенным разрывом изоляции, подвесной или сидячей установкой. Как показано на рисунке ниже:
Кроме того, использование жидкости переключателя нагрузки SF6, установленной на столбе, не является малым. Переключатель нагрузки SF6 использует гашение дуги SF6, изоляцию SF6, трехфазный общий тип коробки, трансформатор тока может быть встроенным, кабельный или клеммный выход, а внешняя сторона может быть оснащена устройством изоляции, подвесной или сидячей установкой. Как показано на рисунке ниже:
4. Автоматический выключатель, устанавливаемый на столбе
Автоматический выключатель — это коммутационное устройство, которое может замыкать, проводить и отключать ток при нормальных условиях работы цепи и может замыкать, проводить и отключать ток при ненормальных условиях работы цепи в течение определенного времени. Автоматические выключатели могут использоваться для распределения электроэнергии, нечастого запуска асинхронных двигателей, защиты линий электропередач и двигателей и т. д., а также для автоматического отключения цепи при ее серьезной перегрузке, коротком замыкании или пониженном напряжении. Его функция эквивалентна комбинации выключателей-предохранителей и реле перегрева.
Автоматические выключатели, устанавливаемые на столбах, относятся к автоматическим выключателям, устанавливаемым и эксплуатируемым на столбах, обычно называемым «сторожевыми псами». Они представляют собой тип коммутационного устройства, которое может отключать или соединять линии в нормальных условиях, а когда на линии происходит короткое замыкание, неисправная линия может быть вручную или автоматически переключена посредством работы или действия устройств релейной защиты. Основное различие между автоматическими выключателями и выключателями нагрузки заключается в том, что автоматические выключатели могут использоваться для отключения токов короткого замыкания. Автоматические выключатели, устанавливаемые на столбах, в основном используются для сегментированной коммутации, управления и защиты участков распределительной линии и могут отключать и закрывать токи короткого замыкания.
В зависимости от используемой дугогасительной среды столбовые выключатели можно разделить на масляные выключатели (в основном исключающие дугу), элегазовые (SF6) и вакуумные выключатели.
В прошлом как выключатели на основе гексафторида серы (SF6), так и вакуумные выключатели широко использовались в проектах распределительных сетей. Теперь выключатели в распределительных линиях в основном используют наружные интеллектуальные вакуумные выключатели переменного тока высокого напряжения. Интеллектуальные вакуумные выключатели имеют функции обнаружения неисправностей, управления защитой и связи. Обычно устанавливаемые в точке разграничения ответственности воздушных линий электропередачи 10 кВ, они могут осуществлять автоматическое удаление, однофазное заземление и автоматическую изоляцию коротких замыканий. Они являются идеальными продуктами для преобразования распределительных линий и строительства автоматизации распределительных сетей.
Интеллектуальные вакуумные выключатели могут управляться вручную, электрически, дистанционно и удаленным хостом. Выключатель состоит из трех частей: основного корпуса, рабочего механизма и контроллера (со встроенным изолирующим выключателем). Выключатель может быть сконфигурирован с CT (защитный трансформатор тока), ZCT (трансформатор тока нулевой последовательности) и u (трансформатор напряжения) в качестве детектора контроллера по мере необходимости.
Вакуумные выключатели делятся на вакуумные выключатели с элегазовой изоляцией и вакуумные выключатели с воздушной изоляцией в зависимости от изоляционного материала. Вакуумные выключатели с элегазовой изоляцией используют вакуумное гашение дуги, изоляцию элегазом, трехфазный общий тип коробки, пружинный рабочий механизм, трансформатор тока может быть встроенным, кабельный или клеммный вывод, дополнительное изолирующее устройство снаружи, подвесной или сидячий монтаж. Вакуумные выключатели с воздушной изоляцией используют вакуумное гашение дуги, воздушную изоляцию, трехфазный тип полюса с твердым уплотнением, пружинный или постоянный магнитный рабочий механизм, внешний трансформатор тока, клеммный вывод, дополнительное изолирующее устройство снаружи, сидячий монтаж. Как показано на рисунке ниже:
5. Предохранитель с выпадающим предохранителем
Выпадающий предохранитель, обычно называемый Link, является наиболее часто используемым выключателем защиты от короткого замыкания для распределительных линий 10 кВ и распределительных трансформаторов. Он имеет такие характеристики, как экономичность, простота эксплуатации, высокая приспособляемость к наружной среде и т. д., и широко используется в распределительных линиях 10 кВ и распределительных трансформаторах для защиты, переключения и отключения оборудования.
Выпадающий предохранитель устанавливается на ответвлении распределительной линии 10 кВ, что может сократить масштаб отключения электроэнергии. Поскольку он имеет очевидную точку отключения высоковольтного выпадающего предохранителя, он выполняет функцию разъединителя, создавая безопасную рабочую среду для линии и оборудования участка обслуживания и повышая чувство безопасности обслуживающего персонала. Установленный на распределительном трансформаторе, он может использоваться в качестве основной защиты распределительного трансформатора, поэтому он популярен в распределительных линиях 10 кВ и распределительных трансформаторах.
Предохранитель может быть установлен на стороне подачи питания выключателя нагрузки или на стороне приема питания выключателя нагрузки. Если нет необходимости часто заменять предохранитель, следует использовать первое расположение, чтобы выключатель нагрузки можно было использовать в качестве изолирующего выключателя для изоляции напряжения, подаваемого на предохранитель ограничения тока.
Компоненты выпадающего предохранителя в основном включают в себя изолятор, нижнее опорное гнездо, нижний подвижный контакт, нижний статический контакт, монтажную пластину, верхний статический контакт, предохранительный язычок, верхний подвижный контакт, трубку предохранителя и т. д.
6. Различия между полюсными переключателями
Основные отличия заключаются в следующем:
Изолирующий выключатель не имеет дугогасительного устройства, поэтому он подходит только для отключения тока холостого хода и не может отключать ток нагрузки и ток короткого замыкания. Поэтому изолирующий выключатель может безопасно работать только при безопасном отключении цепи, и категорически запрещено работать с нагрузкой, чтобы избежать несчастных случаев.
Поскольку выключатель нагрузки имеет дугогасительное устройство, он обладает определенной дугогасительной способностью, но она не такая сильная, как дугогасительная способность автоматического выключателя. Он может разделять и подключать нормальный рабочий ток. В случае короткого замыкания он может только молча переносить ток короткого замыкания. Если его вручную или электрически отключить в это время, он может взорваться. Поэтому выключатель нагрузки обычно используется с предохранителем ограничения тока (выключатель нагрузки + предохранитель не является стандартной конфигурацией, и его также можно использовать без предохранителя). Предохранитель отключает цепь в случае перегрузки или короткого замыкания. Чтобы сэкономить расходы, выключатель нагрузки + предохранитель может заменить автоматический выключатель.
Автоматический выключатель обладает сильной дугогасительной способностью и может разделять и соединять нормальные рабочие токи, а также токи короткого замыкания. Защитная функция автоматического выключателя реализуется устройством релейной защиты. Высоковольтный автоматический выключатель не имеет теплового расцепителя, магнитного расцепителя, расцепителя минимального напряжения и других устройств низковольтного автоматического выключателя. Неисправность линии определяется устройством релейной защиты, а автоматический выключатель выполняет отключение только в соответствии с инструкциями релейной защиты. Поскольку выключатель нагрузки и изолирующий нож не могут отключить ток короткого замыкания, нет необходимости отправлять им инструкции при отказе линии. Автоматический выключатель является выключателем с сильной дугогасительной способностью и должен использоваться вместе с устройством релейной защиты.
В результате можно сделать следующие выводы:
Изолирующий выключатель - может только отключать и подключать ток холостого хода системы, и как очевидная точка отключения основной системы проводки, он является очевидной точкой отключения системы во время процесса обслуживания. Распространенные модели: GW9, HGW9, GW4, GW5 и т. д.
Выключатель нагрузки - может отключать и подключать нормальный ток нагрузки системы, но не может отключать ток короткого замыкания системы. Распространенные модели: FZW32
Автоматический выключатель — помимо отключения и подключения нормального тока нагрузки системы, он также может отключать и подключать ток неисправности и короткого замыкания системы. Обычно используемые модели: ZW32, ZW20, ZW7, ZW8, LW3 и т. д.
