Високовольтне комутаційне обладнання
Енергетична система, яка працює з напругою вище 36 кВ, називається високовольтним комутаційним обладнанням. Оскільки рівень напруги високий, то іскровий розряд, що виникає під час комутації, також дуже сильний. Тому при проектуванні високовольтного комутаційного обладнання потрібно приділити особливу увагу. Високовольтний автоматичний вимикач, є основним компонентом ВВ комутаційного обладнання, тому високовольтний автоматичний вимикач (АВ) повинен мати спеціальні характеристики для безпечного та надійного функціонування. Неправильна комутація та переключення високовольтних цепей зустрічаються дуже рідко. Зазвичай ці автоматичні вимикачі знаходяться у включеному стані і можуть бути запущені після довгого періоду часу. Тому АВ повинні бути настільки надійними, щоб забезпечити безпечну роботу, коли це необхідно. Технологія високовольтних автоматичних вимикачів радикально змінилася за останні 15 років. Мінімальнонафтовий автоматичний вимикач (МНВ), повітряний автоматичний вимикач та SF6 автоматичний вимикач найчастіше використовуються для високовольтного комутаційного обладнання.
Вакуумний автоматичний вимикач рідко використовується для цього призначення, оскільки до цих пір вакуумна технологія недостатньо ефективна для переривання короткочасних високовольтних струмів. Існує два типи SF6 автоматичного вимикача: однодавлення SF6 автоматичний вимикач та дводавлення SF6 автоматичний вимикач. Система з однією давленням є сучасним стандартом для систем високовольтного комутаційного обладнання. На сьогоднішній день газ SF6 як середовище для гашення дуги, став найпопулярнішим для високовольтних та надвисоковольтних електричних систем живлення. Проте газ SF6 вносить вклад у парниковий ефект. Його вплив на парниковий ефект у 23 рази сильніший, ніж у CO2. Тому протечі газу SF6 під час служби автоматичного вимикача повинні бути запобіжено. Для зменшення викидів газу SF6 можна використовувати суміш газів N2 – SF6 та CF4 – SF6 замість чистого газу SF6. Потрібно завжди піклуватися про те, щоб газ SF6 не потрапляв у атмосферу під час обслуговування АВ.
З іншого боку, автоматичний вимикач SF6 має велику перевагу у вигляді мінімального обслуговування.
Високовольтне комутаційне обладнання класифікується на,
Газозаповнене внутрішнє (GIS),
Повітряне зовнішнє.
Знову ж таки, зовнішні повітряні автоматичні вимикачі поділяються на,
Автоматичний вимикач з неживим резервуаром
Автоматичний вимикач з живим резервуаром
У автоматичному вимикачу з неживим резервуаром, пристрій комутації (збірка вимикачів) розташований зі зручними ізоляторами всередині металевого резервуара (різора) з потенціалом землі, заповненого ізоляційним середовищем. У автоматичному вимикачу з живим резервуаром, пристрій комутації (збірка вимикачів) розташований на ізоляторах, на потенціалі системи. Автоматичні вимикачі з живим резервуаром дешевші та потребують менше місця для монтажу.
Існує три основні типи автоматичних вимикачів, які, як ми вже говорили, використовуються в системах високовольтного комутаційного обладнання: повітряний автоматичний вимикач, SF6 автоматичний вимикач, нафтовий автоматичний вимикач, а вакуумний автоматичний вимикач використовується рідко.
Повітряний автоматичний вимикач
У цьому дизайні використовується потік високотискового стиснутого повітря для гашення дуги між двома відокремленими контактами, коли іонізація стовпа дуги найменша при нульовому значенні струму.
Нафтовий автоматичний вимикач
Це поділяється на нафтовий автоматичний вимикач з великим об'ємом (БОВ) та нафтовий автоматичний вимикач з мінімальним об'ємом (МОВ). У БОВ, вимикач розташований всередині нафтового резервуара з потенціалом землі. Тут нафта використовується як ізоляційне, так і переривальне середовище. У МОВ, натомість, потребу в ізоляційній нафті можна знизити, розташувавши вимикачі в ізоляційній камері на живому потенціалі на ізоляторі.
SF6 автоматичний вимикач
Газ SF6 широко використовується як середовище для гашення дуги в високовольтних застосуваннях. Шестифторид сульфуру — це газ з високою електронегативністю, який має відмінні ізоляційні та дугогасні властивості. Високі ізоляційні та ізоляційні властивості SF6, дозволяють проектувати високовольтні автоматичні вимикачі з меншими загальними розмірами та короткими контактними проміжками. Відмінна ізоляційна властивість допомагає проектувати та будувати внутрішнє комутаційне обладнання в високовольтних системах.
Вакуумний автоматичний вимикач
У вакуумі немає подальшої іонізації між двома відокремленими контактами, які проводять струм, після нульового значення струму. Перша дуга, спричинена цим, затухне, як тільки струм перетне своє перше нульове значення, але оскільки немає можливості подальшої іонізації, після того як струм перетне свій перший нуль, гашення дуги завершується. Хоча метод гашення дуги дуже швидкий у ВВ, але до тепер це не є відповідним рішенням для високовольтного комутаційного обладнання, оскільки ВВ, зроблений для дуже високого рівня напруги, не є економічно вигідним.
Основні характеристики високовольтного автоматичного вимикача
