Przełącznik obciążeniowy vs Rozłącznik vs Wakuowe wyłącznik obwodowy: Kluczowe różnice i funkcje

Co to jest przełącznik obciążenia?

Przełącznik obciążenia to urządzenie kontrolne wyposażone w prosty mechanizm gaszenia łuku elektrycznego, zdolne do przerzucania i zamykania obwodów pod obciążeniem. Może przerwać pewien poziom prądu obciążeniowego i nadmiernego prądu, ale nie może przerwać prądów przekroczenia. Dlatego musi być używany szeregowo z wysokonapiowym bezpiecznikiem, polegając na bezpieczniku do usunięcia awarii przekroczenia.

Funkcje przełącznika obciążenia:

• Funkcja przerzucania i zamykania: Ze względu na ograniczoną zdolność gaszenia łuku, przełącznik obciążenia może być używany do przerzucania i zamykania prądów obciążeniowych i nadmiernych prądów do pewnej wielokrotności (zwykle 3-4 razy). Może również obsługiwać transformatory bez obciążenia o pojemności przekraczającej dopuszczalną dla rozłączników, dłuższe linie bez obciążenia oraz czasami duże baterie kondensatorów.

• Funkcja zastępcza: Połączenie szeregowe przełącznika obciążenia i ograniczającego prąd bezpiecznika może zastąpić wyłącznik. Przełącznik obciążenia obsługuje przerzucanie i zamykanie mniejszych nadmiernych prądów, podczas gdy ograniczający prąd bezpiecznik obsługuje większe nadmiernie obciążenie i wszystkie prądy przekroczenia.

• Zintegrowane urządzenie: Zintegrowana montażowa jednostka przełącznika obciążenia i ograniczającego prąd bezpiecznika w połączeniu szeregowym nazywana jest "Kombinacją Przełącznik-Bezpiecznik" w standardach narodowych. Bezpiecznik może być zamontowany po stronie zasilania lub obciążenia przełącznika. Gdy wymiana bezpiecznika jest rzadka, preferowane jest jego montowanie po stronie zasilania, co pozwala przełącznikowi obciążenia działać jako izolator, izolując napięcie zastosowane do ograniczającego prąd bezpiecznika.

Co to jest rozłącznik (izolator)?

Rozłącznik to urządzenie kontrolne bez mechanizmu gaszenia łuku. Jego główną funkcją jest izolacja źródeł energii, aby zapewnić bezpieczny przegląd innych urządzeń elektrycznych; dlatego operacje pod obciążeniem są surowo zabronione. Jednakże, w określonych warunkach, jest dozwolone łączenie lub rozłączanie obwodów o niskiej mocy. Jest to jedno z najbardziej szeroko i często stosowanych urządzeń w aparaturze wysokiego napięcia.

Funkcje rozłącznika:

• Ustanowienie bezpiecznego punktu izolacji: Po otwarciu tworzy niezawodną izolacyjną lukę, jasno rozłączając urządzenie lub linię podlegającą konserwacji od źródła zasilania, zapewniając bezpieczeństwo osób i sprzętu.

• Przełączanie obwodów: Aby przełączyć połączenia obwodów zgodnie z potrzebami operacyjnymi.

• Przerwanie małych prądów: Może przerwać małe prądy w obwodach, takie jak prądy ładunkowe izolatorów, szyn, połączeń i krótkich kabli; prądy pojemnościowe kondensatorów równoważących; prądy cyrkulacyjne podczas operacji przekazywania między dwiema szynami matrycowymi; oraz prądy magnetyzujące transformatorów napięcia.

• Przerwanie prądu magnetyzującego transformatora bez obciążenia: W zależności od typu konstrukcyjnego, może przerwać prąd magnetyzujący transformatora bez obciążenia o określonej pojemności.

Klasyfikacja:

• Według miejsca instalacji: Można podzielić na rozłączniki wysokiego napięcia na zewnątrz i wewnątrz budynku.

• Typ zewnętrzny: Projektowany do stawiania czoła surowym warunkom środowiskowym, takim jak wiatr, deszcz, śnieg, zanieczyszczenie, kondensacja, lód i ciężki szron, odpowiedni do instalacji na zewnątrz.

• Według konstrukcji izolującej słupka: Można podzielić na rozłączniki jednosłupkowe, dwusłupkowe i trójsłupkowe. Rozłącznik jednosłupkowy wykorzystuje pionową przestrzeń bezpośrednio pod szynami powietrznymi jako izolację elektryczną dla przestanku, oferując istotne zalety: oszczędzanie powierzchni, redukcja połączeń przewodowych i jasna wizualna wskazówka stanu otwartego/zamkniętego. W systemach przesyłowych EHV efekt oszczędzania przestrzeni przez rozłączniki jednosłupkowe w stacjach przekształcających jest szczególnie widoczny.

Uwaga: Rozłączniki są głównie używane w urządzeniach niskiego napięcia, takich jak końcowe systemy dystrybucji niskiego napięcia w domach i budynkach. Opis mówiący, że ich główna funkcja to "przerzucanie i zamykanie obwodów pod obciążeniem" jest niepoprawny; ich główna funkcja to izolacja źródła zasilania.

Co to jest wyłącznik próżniowy?

Wyłącznik próżniowy otrzymuje swoją nazwę od użycia wysokiej próżni zarówno jako środka gaszącego łuk, jak i środka izolacyjnego między kontaktami po przerwaniu. Charakteryzuje się kompaktowymi rozmiarami, lekką wagą, przydatnością do częstych operacji i bezobsługowym gaszeniem łuku, co sprawia, że jest szeroko stosowany w sieciach dystrybucyjnych.

Wyłączniki próżniowe są głównie używane w instalacjach dystrybucyjnych wewnątrz budynków dla systemów trójfazowych prądu przemiennego 3-10 kV, 50 Hz. Służą jako elementy ochronne i sterujące dla urządzeń elektrycznych w przedsiębiorstwach przemysłowych i górniczych, elektrowniach i stacjach przekształcających, szczególnie odpowiednie dla zastosowań wymagających działania bez oleju, minimalnej konserwacji i częstych operacji. Mogą być zainstalowane w szafach montażowych, dwupoziomowych gablotach lub gablotach stałe jako przełączniki sterujące i ochronne dla urządzeń elektrycznych wysokiego napięcia.

Zasada działania wyłączników próżniowych

Gdy mechaniczny układ napędowy otwiera ruchome i nieruchome kontakty, między nimi powstaje łuk. Powierzchnie kontaktów parują metal pod wpływem wysokiej temperatury. Dzięki specjalnie zaprojektowanej formie kontaktów, prąd generuje pole magnetyczne, które szybko przesuwa łuk wzdłuż kierunku stycznego do powierzchni kontaktu. Część parowanego metalu kondensuje się na metalowej osłonie (ekranie). Gdy prąd naturalnie przechodzi przez zero, łuk gasnie, a dielektryczna wytrzymałość między kontaktami szybko się odnawia.

Funkcje wyłączników próżniowych

Wyłączniki zapewniają funkcje ochronne, w tym ochronę przed nadmiernym obciążeniem, przekroczeniem i napięciem, skutecznie chroniąc obwody i źródła zasilania.

Różnice między przełącznikami obciążenia a rozłącznikami

• Zdolność przerwania prądu:

• Rozłącznik nie posiada mechanizmu gaszenia łuku i może przerwać tylko prąd bez obciążenia, nie jest w stanie obsłużyć prądu obciążeniowego ani prądu przekroczenia. Operacje należy wykonywać tylko, gdy obwód jest całkowicie odłączony od zasilania i bez obciążenia; operowanie pod obciążeniem jest surowo zabronione, aby zapobiec incydentom bezpieczeństwa.

• Przełącznik obciążenia posiada mechanizm gaszenia łuku, co pozwala mu przerwać nominalne prądy obciążeniowe i nadmiernie obciążone prądy do pewnej wielokrotności, ale nadal nie jest w stanie przerwać prądów przekroczenia.

• Obecność mechanizmu gaszenia łuku:

• To jest fundamentalna różnica. Mechanizm gaszenia łuku pomaga w operacjach otwierania i zamykania przełącznika, skutecznie ograniczając i gasząc łuki, zwiększając bezpieczeństwo operacyjne. W związku z tym większość urządzeń przełączających (zwłaszcza tych zaprojektowanych do przerwania prądu) jest wyposażona w mechanizmy gaszenia łuku.

• Cel funkcjonalny:

• Rozłącznik jest głównie używany do ustanowienia jasnego punktu przerwania w obwodach wysokiego napięcia, izolując części zasilane od części odłączone, zapewniając bezpieczeństwo personelu.

• Przełącznik obciążenia jest używany w stałych instalacjach wysokiego napięcia do przerwania prądów awaryjnych (nadmiernych) i nominalnych prądów pracy urządzeń. Chociaż oba są używane w systemach wysokiego napięcia, ich role funkcjonalne różnią się.

Różnice między wysokonapiowymi przełącznikami obciążenia a wyłącznikami próżniowymi

• Zdolność przerwania: Wysokonapiowy przełącznik obciążenia może przerwać pod obciążeniem i ma zdolność samogaszenia, ale jego zdolność przerwania jest mała i ograniczona.

• Różnice strukturalne: Wysokonapiowe rozłączniki zazwyczaj nie mogą przerwać pod obciążeniem i nie mają w swojej strukturze kanału łuku (kilka specjalnie zaprojektowanych rozłączników może przerwać małe obciążenia, ale ich struktura jest stosunkowo prosta).

• Funkcja izolacji: Oba, wysokonapiowe przełączniki obciążenia i wysokonapiowe rozłączniki, mogą tworzyć widoczny punkt przerwania, podczas gdy większość wyłączników nie ma tej funkcji (z wyjątkiem kilku wyłączników z możliwością izolacji).

• Funkcje ochronne:

• Wysokonapiowe rozłączniki nie mają funkcji ochronnych.

• Ochrona wysokonapiowych przełączników obciążenia zwykle polega na szeregowo połączonych wysokonapiowych bezpiecznikach, zapewniając tylko ochronę natychmiastową i przeciwko nadmiernym prąd