Kas ir augstsprieguma pārslēgumu aprīkojums?

Kas ir augstsprieguma slēdzes?

Augstsprieguma slēdžu definīcija

Augstsprieguma slēdzes ir aprīkojums, kas pārvalda virspriegumus, kas pārsniedz 36 kV, lai nodrošinātu drošu un efektīvu enerģijas piegādi.

Galvenie komponenti

Augstsprieguma strāvas izolētāji, piemēram, gaisa plūsmas, eļļas, SF6 un vakuumstrāvas izolētāji, ir būtiski, lai pārtrauktu augstsprieguma strāvas.

Augstsprieguma strāvas izolētāja galvenie īpašības

Lai nodrošinātu drošu un uzticamu darbību, augstsprieguma strāvas izolētājos, kas tiek izmantoti augstsprieguma slēdzēs, jābūt spējīgiem droši darboties,

• Galvenes kļūdu gadījumos.

• Īsās līnijas kļūdu gadījumos.

• Transformatoru vai reaktoru magnetizācijas strāvas gadījumos.

• Ilgas pārnesešanas līnijas uzlādes gadījumos.

• Kondensatoru bankas uzlādes gadījumos.

• Nesaskaņotas fāzes sekvenses pārslēgšanās gadījumos.

Gaisa plūsmas strāvas izolētājs

Šajā dizainā tiek izmantota augsta spiediena saistīta gaisa plūsma, lai apgāztu loku starp diviem atdalītiem kontaktiem, kad arka kolonnas jonizācija ir mazākā, kad strāva ir nulle.

Eļļas strāvas izolētājs

Tas tiek vēlāk klasificēts kā lielās eļļas daudzuma strāvas izolētājs (BOCB) un minimālās eļļas daudzuma strāvas izolētājs (MOCB). BOCB iekšienē pārtraukuma vienība tiek novietota eļļas rezervoirā ar zemes potenciālu. Šeit eļļa tiek izmantota gan kā izolācijas, gan pārtraukuma vidējs. Savukārt MOCB eļļas izmantošana kā izolācijas materiāls var tikt samazināta, novietojot pārtraukuma vienības izolētā kamerā dzīvā potenciāla stabiņa augšpusē.

SF6 strāvas izolētājs

SF6 gāze tiek plaši izmantota kā loka apgāzēja vidējs augstsprieguma lietojumos. Siera heksafluorīds ir ļoti elektronegatīvs, ar izcilām dielektriskajām un loka apgāzējas īpašībām. Šīs īpašības ļauj projektēt augstsprieguma strāvas izolētājus ar mazākiem matiem un īsākiem kontaktu attālumiem. Tā izcilā izolācijas spēja arī palīdz konstruēt iekštelpu tipa slēdzes augstsprieguma sistēmām.

Vakuumstrāvas izolētājs

Vakuumā nav papildu jonizācijas starp diviem atdalītiem strāvas nosūtījošiem kontaktiem, pēc strāvas nulles. Sākotnējais loks, ko tas izraisījis, nomirs tiklīdz notiek nākamā nulles šķērsošana, bet, jo nav iespējas turpināt jonizāciju, pēc tam, kad strāva ir pārsniegusi savu pirmo nulli, loka apgāzēšana ir pabeigta. Lai arī VCB lokā apgāzēšanas metode ir ļoti ātra, to vēl nevarētu izmantot kā piemērotu risinājumu augstsprieguma slēdzēm, jo VCB, kas izgatavots ļoti augstam spriegumam, vispār nav ekonomisks.

Slēdžu veidi

• Gāzs izolētais iekštelpu tips (GIS),

• Gaisa izolētais ārstelpu tips.

Kļūdu pārvaldība

Parasti elektrotīkla uzlāde ir induktīva rakstura. Tā dēļ, kad īsa kopa strāva tiek pārtraukta ar strāvas izolētāju, ir iespējams augsts atkaluzņemšanas spriegums ar augstu frekvences svārīgu, aptuveni dažu simtu Hz. Šis spriegums sastāv no divām daļām

Pārejas atkaluzņemšanas spriegums ar augstu frekvences svārīgu tūlīt pēc loka iznīcināšanas.Pēc šī augsta frekvences svārīga samazināšanās, parādās piegādes frekvences atkaluzņemšanas spriegums starp strāvas izolētāja kontaktiem.

Pārejas atkaluzņemšanas spriegums

Tūlīt pēc loka iznīcināšanas starp strāvas izolētāja kontaktiem parādās pārejas atkaluzņemšanas spriegums ar augstu frekvenci. Šis pārejas atkaluzņemšanas spriegums galu galā piepulksteņveidīgi tuvojas atvērtā kontūras spriegumam. Šo atkaluzņemšanas spriegumu var izteikt kā

Svārīgu frekvenci nosaka šķēršķības parametri L un C. Piegādes ceļā esošā pretestība samazina šo pārejas spriegumu. Pārejas atkaluzņemšanas spriegums nav vienas frekvences, tā vietā tas ir vairāku dažādu frekvences kombinācija, ņemot vērā elektrotīkla sarežģītību.

Piegādes frekvences atkaluzņemšanas spriegums

Tas ir nekas cits kā atvērtā kontūras spriegums, kas parādās starp strāvas izolētāja kontaktiem, tūlīt pēc pārejas atkaluzņemšanas sprieguma samazināšanās. Trīsfāzes sistēmā piegādes frekvences atkaluzņemšanas spriegums atšķiras atkarībā no fāzes. Tas ir visaugstākais pirmajā fāzē. 

Ja tīkla neutraļā punkta nav apzemes, tad spriegums pirmajā jāizslēdz fāzē ir 1,5U, kur U ir fāzes spriegums. Apzemes neutraļā punkta sistēmā tas būs 1,3U. Izmantojot samazināšanas rezistoru, var ierobežot pārejas atkaluzņemšanas sprieguma lielumu un pieauguma tempu. 

Arka apgāzēja dielektisko atkopšanos un pārejas atkaluzņemšanas sprieguma pieauguma tempu būtiski ietekmē strāvas izolētāju, kas tiek izmantots augstsprieguma slēdzes sistēmā, veiklumu. Gaisa plūsmas strāvas izolētājā, reizinātais gaisa dejonizācija notiek ļoti lēni, tāpēc gaišam vajadzīgs ilgs laiks, lai atkopītu dielektisko stiprumu. 

Tāpēc ir labāk izmantot zemu vērtības strāvas izolētāja rezistoru, lai lēni samazinātu atkaluzņemšanas sprieguma pieauguma tempu.

Otrādi, ABCB ir mazāk jūtīgs pret sākotnējo atkaluzņemšanas spriegumu, tāpēc ka SF6 strāvas izolētājā pārtraukuma vidējs (SF6) atkopīt dielektisko stiprumu ātrāk nekā gaisā. Zemāks arka spriegums padara SF6 strāvas izolētāju jūtīgāku pret sākotnējo atkaluzņemšanas spriegumu.

Eļļas strāvas izolētājā, arcā formētais spiecinātais hidrāgens (izveidojies eļļas rekompozīcijas procesā arka temperatūras dēļ) nodrošina ātru dielektisko stipruma atkopšanos tūlīt pēc strāvas nulles. Tāpēc OCB ir jūtīgāks pret atkaluzņemšanas sprieguma pieauguma tempu. Tas ir arī jūtīgāks pret sākotnējo pārejas atkaluzņemšanas spriegumu.

Īss līnijas defekts

Īss līnijas defekts pārnesešanas tīklā ir definēts kā īsa kopa defekts, kas notiek līnijas garuma robežās līdz 5 km. Dubultā frekvence tiek uzlikta strāvas izolētājam, un avota un līnijas puses pārejas atkaluzņemšanas spriegumu atšķirība, abi spriegumi sākas no momentānajiem vērtībām priekšā strāvas izolētājam pirms pārtraukuma.

Avota pusē spriegums svārstīsies piegādes frekvencē un galu galā tuvojas atvērtā kontūras spriegumam. Līnijas pusē, pēc pārtraukuma, uznirstušie lādiņi veidos sākotnējos vilkšanas viļņus caur pārnesešanas līniju, jo nav piegādes sprieguma, spriegums galu galā kļūst nulle, tāpēc ka līnijas zaudējumi.