Сравнение на различни 10кВ опънати превключватели (изолатор, натоварен превключвач, автомат и предпазен връз)

1. Какво е мачтово свързващо устройство?
   Механично свързващо устройство, инсталирано на външни опори в 10кВ високонапрегнати разпределителни мрежи, използвано в пригородни и селски разпределителни мрежи. То е проектирано да прекъсва, затваря и носи линейни работни токове и токове при аварии.
   Мачтовите свързващи устройства обикновено се състоят от тяло на свързващото устройство с датчици + FTU (Feeder Terminal Unit). Свързващите устройства, за които се говори по-долу, попадат в категорията мачтови разединители (изолатори).

2. Класификация на мачтовите свързващи устройства
Мачтовите свързващи устройства могат да бъдат класифицирани от множество аспекти. Основните методи за класификация и характеристики са следните:

По капацитета за прекъсване:

• a. Мачтов разединител (изолатор): Няма способност за гасене на дъга; не може да затвори или прекъсне нормален работен ток. Има видимо разделяне (изолационен интервал). Неговата основна цел е да изолира линиите, за да се осигури безопасност при поддръжка.
• b. Мачтово свързващо устройство за товар: Има основна способност за гасене на дъга; може да затвори, носи и прекъсне нормален работен ток (≤630A). Може да носи, но не може да прекъсне ток при авария.
• c. Мачтово свързващо устройство (автомат): Силна способност за гасене на дъга; може да затвори, носи и прекъсне нормален работен ток (≤630A) и ток при авария (≥20кА).
• d. Мачтов предпазен пръстен (падащ предпазен пръстен): Основната функция е да прекъсва тока при краткосвръзка; използван за защита на линиите при краткосвръзка.

3. Мачтов разединител (изолатор)
Също известен като "изолационен ножов свързващ", той е контролно устройство без механизм за гасене на дъга. Неговата основна функция е да изолира захранването, за да се осигури безопасна поддръжка на друго електрооборудване. Работата под товар не е позволена (може само да затвори/прекъсне слабомощни вериги при специфични условия). Това е едно от най-широко използваните и често оперирани устройства в високонапрегнатите свързващи устройства.

3.1 Основни приложения

• Изключване на линийно оборудване за поддръжка, откриване на дефекти, тестове на кабели и реорганизация на оперативни режими.
• Когато е отворен, той изолира оборудването, което се поддържа, от живата линия, създавайки надежден изолационен интервал и предоставяйки "видим, ясен знак за разделяне", за да се гарантира безопасността на персонала.
• Функционира като демаркационен свързващ между високонапрегнати линии и собствеността на потребителите, или между кабелни линии и високонапрегнати линии.
• Установен на едната или двете страни на свързващо устройство за товар, за да улесни откриването на дефекти, тестове на кабели и поддръжка/замяна на свързващото устройство за товар.

3.2 Основни характеристики

• Предимства: Ниска цена, проста конструкция, дълговечност.
• Ограничения: Не може да работи под номинален товар/тежък товар; не може да прекъсва или затваря работен ток и ток при краткосвръзка.
• Процедура за работа: За захранване: "Първо затворете изолатора, после затворете автомата/свързващото устройство за товар." За изключване: "Първо отворете автомата/свързващото устройство за товар, после отворете изолатора."
• Специални допустими условия: Може да затвори/прекъсне магнетизационния ток на празен трансформатор (≤2A) и емисионния ток на празна линия (≤5A).
• Технически параметри: Обикновено, пикови токове, които могат да бъдат издържани (динамична стабилност) ≤40кА (трябва да бъде проверено при избор). Механичен живот около 2000 цикли.

4. Мачтово свързващо устройство за товар
Осъществено с просто устройство за гасене на дъга, то може да затваря и прекъсва вериги под товар. Може да прекъсва определени работни токове и токове при преизправяне, но не може да прекъсва токове при краткосвръзка. Трябва да се използва в сериозна връзка с високонапрегнат предпазен пръстен (който прекъсва тока при краткосвръзка). Функционалността му се намира между изолатора и автомата. Основните му приложения са секциониране на линиите и изолация на дефектите.

4.1 Често срещани типове и характеристики

4.2 Основни конструктивни характеристики на主流产品结构特点

• Вакуумно свърръзващо устройство за товар: Трехфазен общ резервуар, оборудван с VSP5 електромагнитен/пружинен механизъм за управление. Може да има вградени трансформатори на тока (CTs) и изолационни интервали. Поддържа кабелни/терминални изходни линии. Може да бъде монтиран висящо или седящо.
• SF₆ свързващо устройство за товар: Трехфазен общ резервуар. Може да има вградени трансформатори на тока (CTs). Опционален външен изолационен прибор. Поддържа кабелни/терминални изходни линии. Може да бъде монтиран висящо или седящо.

5. Мачтово свързващо устройство (автомат)
Свързващо устройство с пълна способност за гасене на дъга. Може да затвори, носи и прекъсне нормален ток на веригата, и може да носи и прекъсне аномални токове на веригата (преизправяне, краткосвръзка) в определено време. Неговата функция е равностойна на комбинация от "предпазен пръстен + реле за температурна и токова защита". Мачтовите свързващи устройства (автомати) са известни като "автоматично повторно затварящи" или "автоматически повторно затварящи". Инсталирани на опори, те са основно оборудване за защита и управление в секции на разпределителната мрежа.

5.1 Основни приложения

• Секциониране, свързване, управление и защита на секции на разпределителната линия; способно да активно прекъсва и затваря токове при краткосвръзка.
• Обикновено се използва за отваряне/затваряне на линии; при дефекти автоматично или ръчно (чрез релейни защитни устройства) изключва дефектните линии.
• Инсталирано на точки на отговорност на 10кВ високонапрегнати линии; може автоматично да изчиства однофазни земни дефекти и да изолира дефектите при краткосвръзка. Основно устройство за модернизация на автоматизацията на разпределителната мрежа.

5.2 Класификация и основни продукти
Класифицирани по средата за гасене на дъга: маслоавтомат (в голяма степен устарял), SF₆ автомат, вакуумен автомат (текущата основна тенденция).
В момента предпочитан избор за разпределителни линии са улични високонапрегнати интелигентни вакуумни автомати, със следните характеристики:

• Функции: Детекция на дефекти, защитно управление, комуникационни възможности.
• Методи на управление: Ръчно, електрическо, дистанционно управление, дистанционно управление от главен компютър.
• Състав: Корпус + механизъм за управление + контролер (може да включва вграден изолатор).
• Опционални компоненти: CT (защитен трансформатор на тока), ZCT (трансформатор на нулевата последователност), PT (трансформатор на напрежението).

5.3 Подтип на вакуумните автомати

• SF₆ изолиран вакуумен автомат: Вакуумно гасене на дъга + SF₆ изолация. Трехфазен общ резервуар. Пружинен механизъм за управление. Може да има вградени CTs. Опционален външен изолационен прибор. Монтиран висящо или седящо.
• Въздушно изолиран вакуумен автомат: Вакуумно гасене на дъга + въздушна изолация. Трехфазен твърд полюс. Пружинен или перманентен магнитен механизъм за управление. Външен CT. Опционален външен изолационен прибор. Монтиран седящо.

6. Падащ предпазен пръстен
Обикновено известен като "предпазен пръстен", той е най-често използваният предпазен пръстен за краткосвръзка на разклонителни линии и разпределителни трансформатори в 10кВ разпределителни мрежи. Економичен, лесен за управление и подходящ за улични условия. Широко използван за защита и свързване на 10кВ линии и на первичната страна на разпределителните трансформатори.

6.1 Основни приложения

• Инсталиран на 10кВ разклонителни линии: Ограничава обхвата на прекъсването на захранването. Предоставя функция на изолатор поради видимото разделяне, създавайки безопасна среда за поддръжка.
• Инсталиран за разпределителните трансформатори: Функционира като основна защита за трансформаторите, защитавайки ги от преизправяне и краткосвръзка.

6.2 Инсталация и конструкция

• Място на инсталация: Може да бъде инсталиран на източната страна на свързващото устройство за товар (предпочитано, когато предпазните пръстени не трябва да се заменят често, позволява на свързващото устройство за товар да изолира напрежението) или на страната на товара.
• Основни компоненти: Изолатор, долна опора, долен движещ контакт, долен фиксиран контакт, монтажна плоча, горен фиксиран контакт, контакт "патица", горен движещ контакт, предпазен пръстен.

7. Основни различия между мачтовите свързващи устройства
Основните различия между различните мачтови свързващи устройства се коренят в три основни измерения: способността за гасене на дъга, видовете прекъсваеми токове и защитна функция. Подробно сравнение е по-долу:

Резюме

• Разединител (изолатор): Прекъсва само безтоварен ток; предоставя "видимо разделяне" за безопасна поддръжка.
• Свързващо устройство за товар: Прекъсва нормален работен ток, но не ток при дефект; изисква предпазен пръстен за защита при дефект.
• Свързващо устройство (автомат): Прекъсва както нормален работен, така и ток при дефект; изисква координация с релейни защитни устройства; основно устройство за защита на разпределителната мрежа.
• Падащ предпазен пръстен: Специфично прекъсва токове при краткосвръзка/преизправяне; предоставя нискоценнота защита за разклонителни линии и трансформатори.