LTB vs DTB vs GIS: KV voolulõhklite võrdlus

Kõrgepinge lülitik tähendab lihtsalt, et tavapärases olukorras kasutatakse seda selleks, et avada (katkestada, tripuda) ja sulgeda (teha, reclose) tsükleid, joontele või spetsiifilistele koormustele - näiteks neile, mis on ühendatud transfooridega või kondensaatoripankadega. Kui elektrivõrgus esineb vea, aktiveerivad kaitserelaadid lülitiku, et katkestada nii koormusvool kui ka lühikeste voolu, tagades nii elektrisüsteemi ohutu töö.

Kõrgepinge lülitik on tüüpne kõrgepinge lülituseade - mida tavaliselt nimetatakse "kõrgepinge lülitikuks" - ja see on üks põhiseosest osadest alamjaamas. Kuid kuna kõrgepinge alamjaamadel on rangeid ohutuseeskirju, ei saa inimesed tavaliselt alamjaama sisse astuda, et läheneda või füüsiliselt ligi jõuda nendele seadmetele. Päevakoduses näeb tavaliselt kõrgepinge edasitoojooni vaid kaugelt ja harva saab selliseid lülitikke vaadata või puutuda nendesse.

Mis siis tegelikult kõrgepinge lülitik välja näeb? Täna arutame lühidalt tavalisi lülitikute klassifikatsioone ja struktuurilisi tüüpe. Vastupidiselt meie igapäevaelus kokku puutuvate madalpinge lülitikutele, mis kasutavad tavaliselt ainult õhku kaarikatkeseesmikena, nõuavad kõrgepinge lülitikud äärmiselt kõrget insulatsioonitase ja kaarikatkestuse taset, mistõttu nõuavad need erilisi kaarikatkeseesmiki, et tagada elektriline ohutus, insulatsiooni täielikkus ja tõhus kaarikatkamine. (Lisateabe saamiseks insulatsioonimateriaalide kohta viidata järgmisele artiklile.)

Kõrgepinge lülitikute jaoks on olemas kaks peamist klassifitseerimismeetodit:

1. Klassifitseerimine kaarikatkeseesmiku järgi:

(1) Õli lülitikud: Alaliselt jagatud massiivioli- ja minimaalse oli lülitikuteks. Mõlemal juhul avanevad ja sulgnevad kontaktid õlis, kasutades transfoori õlit kaarikatkeseesmikuna. Kuna nende tootmine on piiratud, on need tüübid suurel määral välja vananenud.

(2) SF₆ või keskkonnasõbralik gaasi lülitikud: Kasutavad sülfuurheksafluooriidit (SF₆) või muud keskkonnasõbralikku gaasi nii insulatsioonina kui ka kaarikatkeseesmikuna.

(3) Vakuumi lülitikud: Kontaktid avanevad ja sulgnevad vakuumis, kus kaarikatkamine toimub vakuumitingimustes.

(4) Solidkaarikatkeseesmiku lülitikud: Kasutavad solidaarset kaarikatkeseesmikut, mis hajuneb kaare kõrge temperatuuri tõttu, tootes gaasi, mis kaar katkestab.

(5) Küllastatud õhu lülitikud: Kasutavad kõrge survega küllastatud õhku, et puhuda kaart välja.

(6) Magnetilise puhuriga lülitikud: Kasutavad magnetväldet õhus, et ajada kaart kaarikanali, kus see venitatakse, jahedad ja katkestatakse.

Tänapäeval kasutavad kõrgepinge lülitikud peamiselt gaase, nagu SF₆ või keskkonnasõbralikke alternatiive, nii insulatsioonina kui ka kaarikatkeseesmikuna. Keskmise pingetasemel domineerivad vakuumi lülitikud. Vakuumi tehnoloogia on laienenud isegi 66 kV ja 110 kV pingetasanditele, kus vakuumi lülitikud on juba arendatud ja kasutuselevõetud.

2. Klassifitseerimine paigutuse asukoha järgi:

Sisemine ja välimine tüüp.

Lisaks, vastavalt maapinnaga suhtes insuleerimismeetodile, saab kõrgepinge lülitikud jagada kolme struktuurilise tüübi järgi:

1) Live-Tank Circuit Breaker (LTB):
Kokkuvõttes lihtsalt LTB. Definitsiooni kohaselt on see lülitik, mille katkestuskamber on asetatud maapindast insuleeritud käigus. Struktuuriliselt on tal postiinsulaatori disain. Katkestus on kõrge potentsiaaliga, asetatud porseleeni või komposiitinsulaatori sees ja insuleeritud maapindast poolt toetinsulaatorite kaudu.

Pead eelised: Kõrgemat pingetasandit saab saavutada mitme katkestusüksuse sarireostamise ja toetinsulaatorite kõrguse suurendamise kaudu. See on ka suhteliselt odav.

LTB-põhine varustus moodustab õhuisolevat lülitusrakendust (AIS), ja AIS-ga ehitatud alamjaamad on tuntud kui AIS-alamjaamad. Need pakuvad madalat investeeringut ja lihtsat hooldust, kuid nõuavad suurt maaala ja sagedast hooldust. Need sobivad hästi maapiirkondadesse või mägipiirkondadesse, kus on palju ruumi, soodsad keskkonnaolud ja piiratud eelarve.

2) Dead-Tank Circuit Breaker (DTB):
Lühendatult DTB. Definitsiooni kohaselt on see lülitik, mille katkestuskamber on asetatud maapindaga sidus metallikasse säili. Juhtmeetod on viidud välja bushingite kaudu.

Oluline on, et LTB ja DTB vahel on põhiline erinevus maapindaga sidumises: DTB-s on säili maapindaga sidunud.

Eelised hõlmavad võimet integreerida otse bushingitele voolustransformatorit (CT), kompaktilist struktuuri, oluliselt väiksemat maapindala kui LTB-l, paremat keskkonnakindlust (soodsad tõsiste tingimuste korral) ja madalamat painopunkti - mis annab parema seismilise jõudluse. Peamine puudus on kõrgem hind.

DTB-põhine varustus on tuntud kui Hybrid Gas-Insulated Switchgear (HGIS), ja selle tulemusena saadud alamjaam kutsutakse HGIS-alamjaamaks.

3) Täielikult suletud kombineritud struktuur - Gaasiinsuleeritud metallikas lülitusrakendus, mida tavaliselt nimetatakse GIS (Gas-Insulated Switchgear) kõrgepinge rakendustes. See term hõlmab laialdaselt sellist varustust. Lülitikkomponent ise võib ka nimetada GCB (Gas-Insulated Circuit Breaker).

Kuigi sarnaselt DTB-le on katkestus kamberis, erineb GIS sellest, et see integreerib mitte ainult lülitiku, vaid ka muud olulised alamjaama komponendid - sealhulgas lahkojad, maapindale ühendused, instrumeenttransformatorid, surgesoovitajad ja busbarid - kõik sealdatakse maapindaga sidus metallika sees, mis on täidetud survega SF₆ (või alternatiivse insuleeriva gaasi). Ühendused välisele üleorgana joonte saavutatakse bushingite või spetsiaalsete gaasi kompartimentide kaudu.

Sellisel moel ehitatud alamjaamad on tuntud kui GIS-alamjaamad (või Gas-Insulated Substations IEEE standardite järgi). GIS on ideaalne linnapiirkondades, kus maa on kallis, või kriitilistes objektides, nagu suured vesivoogu või tuumaelektrijaamad, mis nõuavad äärmiselt kõrget usaldusväärsust.

Nüüd peaks olema selge kõrgepinge lülitikute tüübide - LTB, DTB, GCB - ja vastavate alamjaamade konfiguratsioonide - AIS, HGIS, GIS - vaheline erinevus.