Preklopni preklopnik vs. ločevalnik vs. vakuumski prekidevalnik: Ključne razlike in funkcije

Kaj je preklopnik s prekidom ob bremenu?

Preklopnik s prekidom ob bremenu je nadzorno napravo opremljeno z enostavnim mehanizmom za ugasanje loka, ki je sposoben prekiniti in zaprti krožnico pod bremenom. Lahko prekine določeno stopnjo tokov bremena in pretokov, vendar ne more prekiniti tokov prikratkovanja. Zato ga je treba uporabljati v vrsti z visokonapetostnim preplavkom, ki se zanaša na preplavke za odstranitev napak prikratkovanja.

Funkcije preklopnika s prekidom ob bremenu:

• Funkcija prekida in povezave: Zaradi omejene zmogljivosti za ugasanje loka se preklopnik s prekidom ob bremenu lahko uporablja za prekinitev in povezovanje tokov bremena in pretokov do določenega mnogokratnika (običajno 3-4-krat). Lahko tudi deluje na neobremenjenih transformatorjih z kapaciteto, ki presega dovoljeno za preklapljalnike, daljše neobremenjene črte in včasih velike kondenzatorske banke.

• Zamenjava funkcije: Kombinacija preklopnika s prekidom ob bremenu in preplavka s omejevanjem toka v vrsti lahko zamenja preklopnik. Preklopnik s prekidom ob bremenu se ukvarja z prekinjanjem in povezovanjem manjših pretokov, medtem ko preplavek s omejevanjem toka obravnava večje pretoke in vse tokove prikratkovanja.

• Kombinirana naprava: Integrirano sklop preklopnika s prekidom ob bremenu in preplavka s omejevanjem toka v vrsti se v nacionalnih standardih imenuje "Kombinacija preklopnika in preplavka". Preplavek se lahko namesti na strani z oskrbo ali na strani z bremenom preklopnika. Ko je zamenjava preplavkov redka, je boljša postavitev na strani z oskrbo, kar omogoča, da preklopnik s prekidom ob bremenu deluje kot izolator, tako da izolira napetost, ki jo preplavku s omejevanjem toka.

Kaj je preklapljalnik (izolator)?

Preklapljalnik je nadzorna naprava brez mehanizma za ugasanje loka. Njegova glavna funkcija je izolacija virov energije, da bi zagotovil varno vzdrževanje drugih električnih naprav; zato je strogo prepovedano delovanje pod bremenom. Vendar pa je pod določenimi pogoji dovoljeno povezovanje ali prekidanje krožnic z nizkim močjo. To je eden najbolj široko in pogosto uporabljenih elementov v visokonapetostni komutacijski opremi.

Funkcije preklapljalnika:

• Ustvarjanje varne točke izolacije: Po odprtju ustvari zanesljivo izolacijsko praznino, jasno loči opremo ali črto, ki se vzdržuje, od vira energije, kar zagotavlja varnost osebja in opreme.

• Preklapljanje krožnic: Za preklapljanje povezav krožnice glede na operativne zahteve.

• Prekidanje majhnih tokov: Lahko prekine majhne tokove v krožnicah, kot so nabojni tokovi presledkov, matičnih trakov, spojev, in kratkih kabelov; kapacitivni tokovi poravnava kapacitet preklopnikov; cirkulacijski toki med prenosom dvojnega matičnega traka; in navzočni toki napetostnih transformatorjev.

• Prekidanje magnetizacijskega toka neobremenjenega transformatorja: Odvisno od strukturne vrste lahko prekine magnetizacijski tok neobremenjenega transformatorja do določene kapacitete.

Razvrščanje:

• Glede na lokacijo namestitve: Se lahko razdeli na zunanjeploskovne visokonapetostne preklapljalnike in notranjeploskovne visokonapetostne preklapljalnike.

• Zunanji tip: Oblikovan, da prenaša težke okoljske pogoje, kot so veter, dež, sneg, onesnaženost, kondenzacija, ledenina in težka mrzel, primeren za namestitev na prostem.

• Glede na strukturo izolacijskega stolpa: Se lahko razdeli na enostolpične, dvostolpične in tristolpične preklapljalnike. Enostolpični preklapljalnik uporablja vertikalni prostor neposredno pod površinskim matičnim trakom kot električno izolacijo za prekid, kar ponuja značajne prednosti: shranjevanje talne površine, zmanjšanje povezovalnih vodnikov in jasno vizualno označevanje stanja odprt/zaprt. V sistemih EHV prenosa je učinek shranjevanja prostora enostolpičnih preklapljalnikov v podnapajalnih postajah posebej izrazit.

Opomba: Preklapljalniki se primarno uporabljajo v nizkonapetostni opremi, kot so nizkonapetostni končni distribucijski sistemi stanovanj in zgradb. Opis, da je njihova glavna funkcija "prekidanje in povezovanje krožnic pod bremenom", je napačen; njihova glavna funkcija je izolacija vira energije.

Kaj je vakuumski preklopnik?

Vakuumski preklopnik svoje ime dobiva zaradi uporabe visokogostota vakuuma kot sredstva za ugasanje loka in izolacijskega sredstva med kontakti po prekini. Značiljen je z kompaktno velikostjo, lahkoto, primerenostjo za pogosto delovanje in vzdrževanje brez ugasanja loka, kar ga široko uporablja v distribucijskih omrežjih.

Vakuumski preklopniki se primarno uporabljajo v notranjih distribucijskih instalacijah za 3–10 kV, 50 Hz trofazna AC sistema. Delujejo kot zaščitne in nadzorne elemente električne opreme v industrijskih in rudarskih podjetjih, elektrarnah in podnapajalnih postajah, posebej za aplikacije, ki zahtevajo brezmasleno delovanje, minimalno vzdrževanje in pogosto delovanje. Lahko so nameščeni v srednje postavljene komutacijske naprave, dvoetazne kabinetke ali fiksne kabinke kot nadzorni in zaščitni preklopniki za visokonapetostno električno opremo.

Delovanje vakuumskih preklopnikov

Ko operacijski mehanizem odpre giban in fiksni kontakt, se med njima oblikuje lok. Pod visoko temperaturo se metale na površini kontaktov vaporizirajo. Zaradi posebno oblikovane oblike kontaktov generira tok magnetno polje, ki hitro goniti lok v tangencialni smeri površine kontakta. Del metalnih parov kondenzira na metalni zaslon (zaslon). Ko tok naravno preide skozi nič, lok ugaša, in dielektrična trdost med kontakti se hitro obnovi.

Funkcije vakuumskih preklopnikov

Preklopniki zagotavljajo zaščitne funkcije, vključno z preobremenitvijo, prikratkovanjem in podnapetostjo, učinkovito zaščitijo krožnice in vire energije.

Razlike med preklopniki s prekidom ob bremenu in preklapljalniki

• Zmogljivost prekida toka:

• Preklapljalnik nima mehanizma za ugasanje loka in lahko prekine samo toke brez bremena, ne more obravnavati tokov bremena ali prikratkovanja. Operacije morajo biti izvedene samo, ko je krožnica popolnoma brez energije in brez bremena; delovanje pod bremenom je strogo prepovedano, da se preprečijo varnostni incidenti.

• Preklopnik s prekidom ob bremenu ima mehanizem za ugasanje loka, ki mu omogoča, da prekine določene toke bremena in pretokove do določenega mnogokratnika, vendar še vedno ne more prekiniti tokov prikratkovanja.

• Prisotnost mehanizma za ugasanje loka:

• To je temeljna razlika. Mehanizem za ugasanje loka pomaga pri odpiranju in zapiranju preklopnika in učinkovito omejuje in ugaša loki, kar poveča varnost delovanja. Torej, večina preklopnikov (zlasti tistih, ki so oblikovani za prekidanje toka) ima mehanizem za ugasanje loka.

• Funkcijska namen:

• Preklapljalnik se primarno uporablja za ustanovitev jasnega preloma v visokonapetostnih krožnicah, izolacijo podnapetih od neobremenjenih delov za vzdrževanje, zagotavljanje varnosti osebja.

• Preklopnik s prekidom ob bremenu se uporablja v fiksni visokonapetostni opremi za prekidanje napaknih tokov (pretokov) in določenih delovnih tokov opreme. Čeprav se oba uporabljata v visokonapetostnih sistemih, njun funkcijski vlogi se razlikujeta.

Razlike med visokonapetostnimi preklopniki s prekidom ob bremenu in vakuumskimi preklopniki

• Zmogljivost prekida: Visokonapetostni preklopnik s prekidom ob bremenu lahko prekine pod bremenom in ima samougasujočo zmogljivost, vendar je njegova zmogljivost prekida majhna in omejena.

• Strukturne razlike: Visokonapetostni preklapljalniki običajno ne morejo prekiniti pod bremenom in nimajo arčnega kanala v svoji strukturi (nekateri posebno oblikovani preklapljalniki lahko prekinejo majhna bremena, vendar je njihova struktura relativno preprosta).

• Funkcija izolacije: Oba, visokonapetostni preklopniki s prekidom ob bremenu in visokonapetostni preklapljalniki, lahko ustvarita vidljiv prelom, medtem ko večina preklopnikov tega ne more (razen nekaterih preklopnikov z zmogljivostjo izolacije).

• Zaščitne funkcije:

• Visokonapetostni preklapljalniki nimajo zaščitnih funkcij.

• Zaščita visokonapetostnih preklopnikov s prekidom ob bremenu običajno temelji na serijno povezanem visokonapetostnemu preplavku, ki zagotavlja le trenutno in preobremenitveno zaščito.

• Visokonapetostni preklopniki (kot so vakuumski preklopniki) lahko imajo zelo visoko zmogljivost prekida, predvsem zaščitne z držili tokov v kombinaciji z sekundarnimi zaščitnimi napravami, ki zagotavljajo več zaščitnih funkcij, vključno z zaščito prikratkovanja, preobremenitve in uteka na zemljo.

• Funkcijska pozicija: Visokonapetostni preklopnik s prekidom ob bremenu deluje med visokonapetostnim preklopnikom in visokonapetostnim preklapljalnikom. Često se uporablja v vrsti s visokonapetostnim preplavkom za nadzor preobrazovalnikov. Lahko prekine toke bremena in pretokove, vendar zaradi nezmožnosti prekiniti tok prikratkovanja, se mora zanašati na preplavke za zaščito prikratkovanja.