Много различных автоматических выключателей
В этой технической статье обсуждаются две важные классификации выключателей: уровень напряжения (от низкого до среднего и высокого напряжения), а во-вторых, технология (метод тушения или среда, которая изолирует контакты выключателя.
Основные типы и технологии выключателей (от 1000 В до 1000 кВ)
Содержание:
-
Уровни напряжения автоматических выключателей:
- Высокое напряжение (свыше 50 кВ до 1200 кВ)
- Автоматический выключатель HV (DCB)
- HV Live-tank
- HV Dead-tank
- Выключатель среднего напряжения (от 1000 В до 50 кВ)
- Низковольтный автоматический выключатель (0 - 1000 В)
- Высокое напряжение (свыше 50 кВ до 1200 кВ)
-
Технологии автоматических выключателей:
- Использование и сравнение ЦБ
-
Воздух / Газ:
- Воздушный автоматический выключатель (ACB)
- Воздушный поток
- выключатель sF6
- вакуум
- Масло (Массовое масло и минимальное масло)
Автоматические выключатели по напряжению:
Высокое напряжение (свыше 50 кВ до 1200 кВ)
1. Отключающий автоматический выключатель (DCB)
A Отключающий автоматический выключатель (DCB) - высоковольтный автоматический выключатель, заменяет обычную комбинацию автоматического выключателя и отдельных разъединителей. Отключающая функция встроена в разрывную камеру.
Это означает, что автоматический выключатель выполняет все требования к автоматическому выключателю, а также к разъединителю.
Конструкция DCB обычно такая же, как для стандартного автоматического выключателя, за исключением того, что используется класс более высокого напряжения и что есть устройство для механического блокирования DCB в открытом положении.
Преимущество DCB заключается в том, что он устраняет отдельный разъединитель, что также уменьшает размер подстанции. Одним из недостатков DCB является то, что вся шина должна быть выведена из эксплуатации при выполнении обслуживания на DCB, так как одна сторона DCB всегда остается под напряжением.
A Отключающий автоматический выключатель (DCB) заменяет обычную комбинацию автоматического выключателя и отдельных разъединителей
Вернуться к содержанию ↑
2. Автоматический выключатель на живом баке
Живой танк-брейкер используется на высоких уровнях напряжения. На автоматических выключателях на живом камере камера прерывателя изолирована от земли изолятором, который может быть либо фарфором, либо композитным материалом, и имеет высокий потенциал. Уровень напряжения определяет длину изоляторов для камеры прерывателя и колонки изолятора.
В автоматических выключателях на живом цикле между блоком прерывателя и корпусом могут возникать токи повреждения, поэтому необходим только один трансформатор тока на полюс.
Еще одна особенность автоматических выключателей в реальном времени - сравнительно небольшие газовые отсеки. Преимущество низкого объема газа заключается в сокращении объема работ по обслуживанию газа.
Автоматический выключатель Live-tank
Вернуться к содержанию ↑
3. Автоматический выключатель мертвого бака
Мертвый бак - это высоковольтный автоматический выключатель. Отличительной особенностью технологии «мертвого резервуара» является то, что камера прерывателя размещается в заземленном металлическом корпусе. Благодаря этой конструкции газ, наполняющий бак SF6, изолирует высоковольтные токоведущие части контактного узла от корпуса.
Наружные втулки соединяют камеру прерывателя с высоковольтными клеммами.
Эта конструкция означает повышенный риск внутренней замыкания на землю или короткого замыкания внутри резервуара, и нельзя пренебрегать. Для обработки этих ситуаций втулки с обеих сторон резервуара обычно снабжены трансформатором тока, дополнительно подключенным к защитным реле.
Автоматический выключатель мертвого бака имеет преимущество в случае землетрясения !
Выключатель аварийного останова
Вернуться к содержанию ↑
4. Автоматический выключатель среднего напряжения
Выключатели среднего напряжения охватывают напряжения от 1000 В до 50 кВ. Термин « среднее напряжение » стал использоваться для напряжений, необходимых для регионального распределения мощности, которые являются частью диапазона высокого напряжения от 1 кВ переменного тока вплоть до переменного тока 52 кВ.
Большинство рабочих напряжений в системах среднего напряжения находятся в диапазоне переменного тока 3 кВ до диапазона 40, 5 кВ.
В системах электропитания и распределения автоматические выключатели среднего напряжения устанавливаются в:
- Электростанции, генераторы и системы электроснабжения.
- Трансформаторные подстанции первичного уровня распределения (системы общественного питания или системы крупных промышленных компаний), в которых мощность, подаваемая от высоковольтной системы, преобразуется в среднее напряжение.
- Локальные подстанции, трансформаторные или клиентские подстанции для крупных потребителей (вторичный уровень распределения), в которых мощность преобразуется из среднего и низкого напряжения и распределяется среди потребителей.
Выключатель вакуумного типа среднего напряжения напряжением 24 кВ на грузовике типа VD4
Вернуться к содержанию ↑
5. Низковольтный автоматический выключатель
Низковольтные выключатели типичны для бытовых, коммерческих и промышленных применений до 1000 В переменного тока. Автоматический выключатель с литым корпусом (MCCB) может быть рассчитан на 2500 A. Они термические или термомагнитные. Эти СВ часто устанавливаются в вытяжных шкафах, которые позволяют снимать и заменять без демонтажа распределительного устройства.
Некоторые крупные MCCB дистанционно управляются электродвигателями, часто входящими в систему автоматического переключения передач для резервного питания.
Автоматические выключатели
Использование и сравнение ЦБ
Автоматические выключатели в основном можно разделить на три группы в зависимости от среды, которая закрывает (изолирует) контакты выключателя. В одной группе это воздух или другой газ во втором вакууме и в третьем масле.
-
Воздух / Газ:
- Воздушный автоматический выключатель (ACB)
- Воздушный поток
- выключатель sF6
- вакуум
-
Нефть:
- Массовое масло
- Минимальная нефть
Выключатели с элегазовой изоляцией SF6 являются более или менее единственным установленным типом в сетях передачи данных сегодня, главным образом из-за его относительной высокой общей оценки и характеристики по отношению к его цене. Однако с новыми усовершенствованиями в конструкции вакуумного выключателя они также становятся все более распространенными в более низких диапазонах напряжения сетей передачи.
Сегодня они могут обрабатывать напряжения до 252 кВ, но все еще очень дороги.
Вакуумные выключатели чаще устанавливаются на уровнях напряжения системы 70 кВ и ниже. Как SF6, так и вакуумные выключатели очень распространены в современных распределительных сетях.
АИС или ГИС-подстанции?
Подстанции часто изготавливаются как распределительные устройства с воздушной изоляцией (АИС), использующие открытый воздух в качестве изолирующей среды между различными фазами и устройствами.
Распределительные устройства с газовой изоляцией (ГИС) спроектированы и собраны комбинацией стандартных функциональных модулей, таких как автоматические выключатели, разъединители, заземлители, трансформаторы тока и напряжения и дополнительные модули.
Основным преимуществом установки ГИС является сокращение необходимого пространства по сравнению с подстанциями с воздушной изоляцией. Интервал техобслуживания и тестирования для автоматических выключателей, установленных в ГИС, также больше по сравнению с АИС.
Вернуться к содержанию ↑
Воздух / Газ
1. Воздушные автоматические выключатели (ACB)
ACB могут использоваться как в качестве выключателей низковольтных электрических распределительных систем, так и для защиты электрооборудования на объектах и в промышленности.
Общим принципом взлома является использование магнитного поля, создаваемого током через ACB, для усиления дуги к изолирующим пластинам. По мере того как дуга проходит дальше между ламелями, в конечном итоге расстояние до поддержания дуги превышается и гаснет.
Вернуться к содержанию ↑
2. Воздушные воздушные выключатели
В 30-х годах были введены в действие автоматические выключатели воздушной струи и стали общим выключателем на высоковольтном и очень высоковольтном оборудовании. Прочные конструкции были надежными и надежными, но шумными. Для высоких напряжений требуется много разрывов, и их обычно обнаруживают с помощью резисторов открытия.
Воздух сжимается в резервуаре до 14 бар. Контакты открываются воздушным взрывом, создаваемым при открытии клапана. Сжатый воздух отводится и направляется к дуге с большой скоростью. Воздушный взрыв охлаждает дугу и продувает дуговые изделия. Это увеличивает диэлектрическую прочность среды между контактами и предотвращает повторное установление дуги.
Дуга гаснет, и ток прерывается. Короткое время дуги, по сравнению с маслом CB, оказывает малое влияние на основные контакты.
Вернуться к содержанию ↑
3. Автоматический выключатель SF6
Фторид серы (SF6) представляет собой инертный тяжелый газ с хорошими диэлектрическими и дугогасящими свойствами. Диэлектрическая прочность газа увеличивается с давлением. Это электроотрицательный газ, что означает, что свободные электроны притягиваются к газу и не могут свободно двигаться.
Следствием этой характеристики является высокая диэлектрическая прочность.
Arcing может производить ряд более или менее токсичных побочных продуктов разложения, которые предъявляют высокие требования к рециркуляции и утилизации газа.
Выключатели SF6 имеют меньший износ основного контакта, чем автоматические выключатели воздуха и масла. Принцип разлома заключается в том, чтобы охладить дугу, продувая газ высоким давлением в сторону дугогасительных контактов.
Существует два основных типа; пуффер и самовоспламенение. Тип puffer создает давление газа с помощью поршневого насоса, тогда как самовозбуждение использует давление, создаваемое теплом от дуги. Преимущество типа puffer заключается в том, что он обладает хорошими свойствами разбивки для всех текущих уровней.
Недостатком является то, что он требует больше механической силы для работы, требуя большего механизма работы. Преимущество самовоспламенения заключается в том, что для его работы требуется до 50% меньше энергии, чем выключатель puffer, но он имеет менее хорошие разрушающие свойства.
Вернуться к содержанию ↑
Вакуумный автоматический выключатель
Вакуумные выключатели используются до 70 кВ. Поскольку для образования дуги нет газа для ионизации, изоляционный зазор меньше, чем в других автоматических выключателях. Из испаренного контактного материала образуется дуга. Расстояние изоляции в вакуумном выключателе составляет около 11-17 мм между пластинами. Обычно есть один разрыв на фазу, но могут быть два прерывателя последовательно.
Контактные пластины сформированы для проведения тока таким образом, который создает магнитное поле, которое заставляет дугу вращаться и гасить. Преимуществом вращающейся дуги является равномерное распределение тепла и что контакты становятся более равномерно размытыми.
Другими преимуществами вакуумных выключателей являются относительно длительный срок их эксплуатации и их относительно ограниченное воздействие на окружающую среду, поскольку они разработаны без ядовитых газов и относительно небольшого количества компонентов.
Вакуумные выключатели также имеют меньший износ основного контакта, чем пневматические и масляные выключатели.
Вернуться к содержанию ↑
Масляные выключатели
Массовое масло
Прерывание тока происходит в масляном баке. Масло охлаждает и гасит дугу, а также изолирует. Этот тип в основном использовался на уровне распределения и требует большого обслуживания основных контактов.
Масляные автоматические выключатели
Вернуться к содержанию ↑
Минимальная нефть
Он используется в трансмиссии и подстанции и требует небольшого количества масла, и он работает очень быстро.
Вернуться к содержанию ↑
Рекомендации //
- Руководство по тестированию выключателей MEGGER
- Автоматический выключатель среднего напряжения NRC