Forskning på bruk av 10kV belastningsbrytere i distribusjonsnett

Som frontlinjeansatt i drift og vedlikehold av kraftdistribusjon, håndterer jeg lastskruer daglig – de er «vaktmestrene» for mediumspændings distribusjonsystemer, som sikrer stabil strømforsyning til brukerne. Med rask økonomisk vekst øker også behovet for sikkerhet og pålitelighet i kraftsystemer. Mediumspændings distribusjonsystemer er viktige for nettets stabilitet, og lastskruer (som nøkkeltilvekstutstyr) spiller en sentral rolle. Deres hovedfunksjoner inkluderer: ① Lukking av laststrømmer i distribusjonsledere og grenleder under vedlikehold eller lastoverføring; ② Opprettelse av synlige brytpunkter for personers sikkerhet under linjereparasjoner; ③ Hjelp til jordlegging under vedlikehold. Ut over funksjonalitet må de også være enkle å installere, pålitelige i drift, lavvedlikehold og kostnadseffektive.

Lastskruer er spennutstyr med enkle bukkeslukningsenheter. Strukturelt må de oppfylle: synlige gap i åpen posisjon (som eliminerer behovet for serieforbundne skillekontakter); høy uttaksevne for slukkoperasjoner uten hyppig vedlikehold av kontakter/bukkeslukningskammer; og evne til å lukke kortslutningsstrømmer (oppfyller dynamiske/termiske stabilitetskrav, selv om de ikke kan åpne kortslutningsstrømmer).

1. Klassifisering og sammenligning av lastskruer
1.1 Klassifisering etter bukkeslukningsmedium

Lastskruer er inndelt i fem typer basert på bukkeslukningsmedium: mineralolje, komprimert luft, organiske materiale gasproducerende, SF₆-gass, og vakuumlastskruer. Funksjonelt sett inkluderer de generelle, spesielle, og spesialanvendelses-typer (f.eks., motoropererte, kondensatorbank med skillekontakt, hyppig operasjon, og back-to-back skruer).

1.2 Teknologisk utvikling og fordeler med vakuumlastskruer

Med teknologisk fremskritt erstattes tradisjonelle lastskruer (mineralolje, komprimert luft, gasproducerende) av SF₆- og vakuumlastskruer – spesielt de siste, som nå er mye brukt. Tester viser at vakuumskruer overgår tradisjonelle typer på mange områder:

• Rask bukkeslukking: Vakuum-bukker slukkes ved strømnulpunkt (grunnet diffusjon av metallvapor), med hurtigere isolasjonsgjenoppretting enn i luft eller SF₆. Ideell for slukking av tomtransformatorer, kabler, og frihengende ledninger.

• Sikker og ren: Bukker spruter ikke, noe som hindrer forurensning/skade på kabinettdeler.

• Lang levetid: Mindre bukkeavstand, lavere bukkepotensial, og mindre kontakt-slitasje betyr flere slukkcykler og minimalt vedlikehold.

• Effektiv drift: Lav lukkeenergi for driftsmekanismen, enkel konstruksjon, og lett miniatyrisering.

• Stabil kontaktmotstand: Ingen oksidasjon i vakuum, som sikrer langvarig lav kontaktmotstand.

2. En ny type kombinert skillekontakt lastskru
2.1 Begrensninger i tradisjonelle konfigurasjoner

Konvensjonelle lastskruer har bukkeslukningsenheter i serie med hovedkretsen. Deres dynamiske/termiske stabilitet er begrenset av design og materialer i bukkeslukningskammer, gjør dem uaktuelt for store kapasiteter. Kombinasjon med skillekontakter øker kompleksiteten: klønete vedlikehold, treg gjenoppretting, hyppig vedlikehold, og høye innledende kostnader.

2.2 Introduksjon av Fla15/97 kombinert skillekontakt lastskru

Fla15/97 utendørs kombinert skillekontakt lastskru løser disse problemene og er mye brukt i europeiske netter.

2.2.1 Hovedfunksjoner

Den integrerer funksjonene til en vakuumlastskru, skillekontakt, og jordskru – et optimalisert, multifunksjonelt enhet som balanserer teknisk ytelse og økonomi.

2.2.2 Produktspesifikasjoner

• Komplett og avansert: Vakuum-bukkeslukningskammer håndterer kun kretsens slukking (ingen last/kortslutningsstrøm i lukket posisjon). Hurtig isolasjonsgjenoppretting, minimal kontakt-slitasje, lang levetid, lav kontaktmotstand, ingen bukke-skade på hovedkontakter. Kort driftsbane, kompatibel med små aktuatorer.

• Enkel installasjon og vedlikehold: Interlocket drift mellom vakuumskru og skillekontakt muliggjør én-stegs-åpning/lukking, forebygger feilhandlinger.

• Lav vedlikeholdsbehov: Enkel konstruksjon med vakuum-bukkeslukningskammer sin levetid på 5 000 operasjoner, og andre komponenter på 30 000 operasjoner. Den innebygde aktuatoren bruker patentert teknologi fra Tysklands Drees.

2.2.3 Tekniske høydepunkter

• Innovativ slukkdesign: Serie-parallell slukking av vakuum-bukkeslukningskammer (hjelpesystem for bukkeslukking) sikrer ingen bukkepåvirkning på hovedkontakter.

• Innebygd isolert aktuator: Tydelig skille mellom hoved- og hjelpkontakter, med raskere isolasjonsgjenoppretting etter åpning.

• Pålitelig isolasjon: Kobber spenningsslinger holder isolasjonsavstander.

• Kompakt drift: Kort driftsbane, kompatibel med små aktuatorer.

• Lang elektrisk levetid: Minimal slitasje på hovedkontakter.

3. Konklusjon

Som kraftindustrien vokser for å møte rask økonomisk vekst, trenger distribusjonsnett enkle, pålitelige, sikre, og kostnadseffektive løsninger. Tradisjonelle «bryter + skillekontakt» eller «fallut fusible» konfigurasjoner dekker bare delvis disse behovene. Utendørs skillekontakt lastskruer (som Fla15/97) tilbyr en bedre balanse mellom funksjonalitet og økonomi.

Data viser at lastskruer brukes 10 ganger oftere enn brytere for distribusjonsleder grener i Europa og Amerika. Ved å integrere med andre teknologier, brukes de også vidt i bydistribusjonsnett (f.eks., ringhovedenheter, kablegalder, og kundetjenesteleder).

For frontlinjeoperatører som meg, handler fremme av slike avanserte utstyr ikke bare om tekniske oppgraderinger – det handler om å sikre nettets stabilitet, redusere vedlikeholdsbyrden, og levere pålitelig strøm til brukerne. Som distribusjonsnett utvikler seg, vil disse smarte, effektive lastskruene bli enda mer uunnværlige.