Lastbrydeskridt vs Afkobler vs Vakuumkredsløbsbryder: Nøgleforskelle & Funktioner

Hvad er en lastafbryder?

En lastafbryder er en styringsenhed udstyret med en simpel mekanisme til at slukke bue, der kan afbryde og lukke kredsløb under belastning. Den kan afbryde en vis grad af belastningsstrøm og overstrøm, men kan ikke afbryde kortslutningsstrøm. Derfor skal den anvendes i serie med en højspændingssegl, der afhjælper kortslutningsfejl.

Funktioner for en lastafbryder:

• Afbrydelses- og tilsynsfunktion: På grund af dens begrænsede evne til at slukke bue, kan en lastafbryder bruges til at afbryde og lave belastningsstrømme og overlast op til en vis faktor (typisk 3-4 gange). Den kan også operere ubelasted transformatorer med kapaciteter, der overstiger de tilladte for afkoblingsmekanismer, længere ubelasted ledninger og nogle gange store kondensatorbanker.

• Erstatningsfunktion: En kombination af en lastafbryder og en strømbegrænsende segl i serie kan erstatte en kredsløbsbryder. Lastafbryderen håndterer afbrydelse og tilsyn af mindre overlast, mens strømbegrænsende seglen håndterer større overlast og alle kortslutningsstrømme.

• Kombineret enhed: Den integrerede samling af en lastafbryder og en strømbegrænsende segl i serie kaldes en "Afbryder-segl kombination" i nationale standarder. Seglen kan installeres på forsynings siden eller belastnings siden af afbryderen. Når seglernes udskiftning er sjælden, er det foretrukkeligt at installere den på forsynings siden, hvilket giver mulighed for, at lastafbryderen kan fungere som en isolator, og dermed isolere spændingen, der påføres strømbegrænsende seglen.

Hvad er en afkobler (isolator)?

En afkobler er en styringsenhed uden en mekanisme til at slukke bue. Dens primære funktion er at isolere strømkilder for at sikre sikkert vedligeholdelse af andre elektriske anordninger; derfor er drift under belastning strengt forbudt. Under specifikke forhold er det dog tilladt at tilslutte eller afbryde lavstrømskredsløb. Det er en af de mest udbredte og ofte anvendte enheder i højspændingsstyring.

Funktioner for en afkobler:

• Opret et sikkert isoleringspunkt: Efter åbning skaber den en pålidelig isoleringskløft, der klart adskiller udstyr eller linje, der er under vedligeholdelse, fra strømkilden, og sikrer sikkerheden for personale og udstyr.

• Kredsløbsveksling: For at skifte kredsløbsforbindelser i henhold til driftsbehov.

• Afbrydelse af små strømme: Den kan afbryde små strømme i kredsløb, såsom opladningsstrømme i busbarer, forbindelser, og korte kabler; kapacitive strømme i switch jævnbyrdige kondensatorer; cirkulationsstrømme under dobbeltbusbar overførsel; og opmagnetiseringsstrømme i spændingstransformatorer.

• Afbrydelse af ubelasted transformator magnetiseringsstrøm: Afhængigt af konstruktionstype kan den afbryde magnetiseringsstrømme i ubelasted transformatorer op til en vis kapacitet.

Klassificering:

• Efter installationssted: Kan deles ind i udendørs højspændingsafkoblere og indendørs højspændingsafkoblere.

• Udendørs type: Designet til at modstå hårde miljøforhold som vind, regn, sne, forurening, kondensation, is og tung frost, egnet til installation i det fri.

• Efter isoleringskolonne struktur: Kan inddeles i enkolonnede, tokolonnede og trekolonnede afkoblere. Enkolonned afkobler bruger den lodrette plads direkte under himmelbaren som elektrisk isolation for afbrydelsen, hvilket giver betydelige fordele: besparelse af landareal, reduktion af forbindelseskabler, og tydelig visuel indikation af åben/lukket status. I ekstra højspændings overførselsystemer er effekten af enkolonnede afkoblere i understationer særligt udtalt.

Note: Afkoblere anvendes primært i lavspændingsudstyr, som bolig- og bygningers lavspændings slutdistributionssystemer. Beskrivelsen, der angiver, at dens primære funktion er "afbrydelse og tilsyn af linjer under belastning", er forkert; dens primære funktion er strømkilde-isolation.

Hvad er en vakuumkredsløbsbryder?

En vakuumkredsløbsbryder fik sit navn fra at bruge høj vakuum som både bueslukningsmedium og isolationsmedium mellem kontakter efter afbrydelse. Den har kompakt størrelse, let vægt, egnethed til hyppig drift, og vedligeholdelsesfri bueslukning, hvilket gør den udbredt anvendt i distributionsnetværk.

Vakuumkredsløbsbrydere anvendes primært i indendørs distributionsinstallationer for 3–10 kV, 50 Hz tre-fase AC systemer. De fungerer som beskyttelses- og styringskomponenter for elektrisk udstyr i industri- og gruvevirksomheder, kraftværker og understationer, især velegnet til applikationer, der kræver oliefri drift, minimal vedligeholdelse, og hyppig drift. De kan installeres i mid-mounted skab, dobbeltskab, eller fast skab som kontrol- og beskyttelsesswitches for højspændings elektrisk udstyr.

Arbejdsgang for vakuumkredsløbsbrydere

Når de bevægelige og faste kontakter åbnes af driftsmechanismen, dannes en bue mellem dem. Kontaktoverflader fordampes metal under høj temperatur. På grund af den specielt designede kontaktform, genererer strømmen et magnetfelt, der driver bue hurtigt langs tangentiel retningen af kontaktfladen. Del af metalvaporen kondenserer på metal skjoldet (skærm). Når strømmen naturligt passer gennem nul, slukkes bue, og dielektrisk styrke mellem kontakterne genoprettes hurtigt.

Funktioner for vakuumkredsløbsbrydere

Kredsløbsbrydere yder beskyttelsesfunktioner, herunder overbelastnings-, kortslutnings- og undervoltbeskyttelse, og effektivt beskytter kredsløb og strømkilder.

Forskelle mellem lastafbrydere og afkoblere

• Evne til at afbryde strøm:

• En afkobler mangler en bueslukningsmekanisme og kan kun afbryde ubelasted strøm, kan ikke håndtere belastningsstrøm eller kortslutningsstrøm. Drift må kun udføres, når kredsløbet er helt afslået og ubelastet; drift under belastning er strengt forbudt for at undgå sikkerhedsulykker.

• En lastafbryder har en bueslukningsmekanisme, der gør det muligt at afbryde nominel belastningsstrømme og overlast op til en vis faktor, men den kan stadig ikke afbryde kortslutningsstrømme.

• Nærværende bueslukningsmekanisme:

• Dette er den fundamentale forskel. En bueslukningsmekanisme hjælper med at åbne og lukke switch'en og effektivt begrænser og slukker bue, hvilket øger driftssikkerheden. Derfor er de fleste switching-enheder (specielt de, der er designet til at afbryde strøm) udstyret med bueslukningsmekanismer.

• Funktionsformål:

• En afkobler anvendes primært til at oprette et tydeligt afbrydelsespunkt i højspændingskredsløb, der adskiller strømførende dele fra ubelasted dele for vedligeholdelse, og sikrer personales sikkerhed.

• En lastafbryder anvendes i faste højspændingsinstallationer til at afbryde fejlstrømme (overlast) og nominel driftsstrømme for udstyr. Selvom begge anvendes i højspændingssystemer, varierer deres funktionelle roller.

Forskelle mellem højspændingslastafbrydere og vakuumkredsløbsbrydere

• Afbrydelseskapacitet: En højspændingslastafbryder kan afbryde under belastning og har selvslukkende kapacitet, men dens afbrydelseskapacitet er lille og begrænset.

• Strukturelle forskelle: Højspændingsafkoblere kan typisk ikke afbryde under belastning og mangler en buerør i deres struktur (nogle få specielt designede afkoblere kan afbryde små belastninger, men deres struktur er relativt enkel).

• Isolationsfunktion: Både højspændingslastafbrydere og højspændingsafkoblere kan skabe et synligt afbrydelsespunkt, mens de fleste kredsløbsbrydere ikke har denne funktion (undtagen nogle få kredsløbsbrydere med isolationskapacitet).

• Beskyttelsesfunktioner:

• Højspændingsafkoblere har ingen beskyttelsesfunktioner.

• Beskyttelse for højspændingslastafbrydere er typisk baseret på serieforbundne højspændingssegler, der giver kun øjeblikkelig og overstrøm-beskyttelse.

• Højspændingskredsløbsbrydere (som vakuumkredsløbsbrydere) kan designes med meget høj afbrydelseskapacitet, primært beskyttet af strømtransformatorer i forbindelse med sekundære beskyttelsesenheder, der yder flere beskyttelsesfunktioner, herunder kortslutning, overlast og jordfejl-beskyttelse.

• Funktionel positionering: En højspændingslastafbryder fungerer mellem en højspændingskredsløbsbryder og en højspændingsafkobler. Den anvendes ofte i serie med en højspændingssegl for at kontrollere strømtransformatorer. Den kan afbryde belastningsstrømme og overlast, men på grund af dens evne til at afbryde kortslutningsstrømme, må den stole på segl for kortslutningsbeskyttelse.