Porovnání různých 10kV sloupových spínačů (odpojovač, zátěžový spínač, vypínač a pojistka)

1. Co je stojanový spínač?​​
   Mechanické spínací zařízení nainstalované na venkovních elektrických sloupech v 10kV převodových lehkých sítích, používané v předměstských a venkovských distribučních sítích. Je navrženo pro přerušení, zavření a přenos okruhových zátěžových proudů a proudů při poruchách.
   Stojanové spínače obvykle tvoří spínací část se senzory + FTU (Feeder Terminal Unit). Spínače diskutované níže spadají do kategorie stojanových odpojovačů (izolátorů).

​2. Klasifikace stojanových spínačů​
Stojanové spínače lze klasifikovat podle mnoha dimenzí. Základní metody klasifikace a charakteristiky jsou následující:

​Podle přerušovací kapacity:​​

• ​a. Stojanový odpojovač (izolátor):​​ Nemá schopnost uhasit oblouk; nemůže zavřít nebo přerušit normální zátěžový proud. Má viditelný rozestup (izolační mezera). Jeho hlavním účelem je izolace linek pro zajištění bezpečnosti během údržby.
• ​b. Stojanový zátěžový spínač:​​ Má základní schopnost uhasit oblouk; může zavřít, přenést a přerušit normální zátěžový proud (≤630A). Může přenést, ale nemůže přerušit proud při poruchách.
• ​c. Stojanový vypínač:​​ Silná schopnost uhasit oblouk; může zavřít, přenést a přerušit normální zátěžový proud (≤630A) a proud při poruchách (≥20kA).
• ​d. Stojanový pojistka (padací pojistka):​​ Hlavní funkce spočívá v přerušení krátkozaměrného proudu; používá se pro ochranu linek před krátkými zkraty.

​3. Stojanový odpojovač (izolátor)​​
Také známý jako "izolátorový nůž," je to řídící zařízení bez mechanismu pro uhasení oblouku. Jeho hlavní funkcí je izolace zdroje napájení pro zajištění bezpečné údržby jiných elektrických zařízení. Provoz pod zátěží není povolen (může provádět operace s malými okruhy pouze za specifických podmínek). Je to jedno z nejčastěji používaných a nejčastěji ovládaných zařízení v vysokotlakém spínání.

​3.1 Základní použití​

• Odpojení elektrického zařízení pro údržbu, hledání vad, testování kabelů a změnu operačních režimů.
• Po otevření izoluje zařízení pro údržbu od živé linky, vytváří spolehlivou izolační mezeru a poskytuje "viditelné, jasné označení rozestupu" pro zajištění bezpečnosti osob.
• Slouží jako demarkační spínač mezi vzdušnými linkami a majetkem uživatele, nebo mezi kabelovými linkami a vzdušnými linkami.
• Nainstalován na jedné nebo obou stranách spínače zátěžové vazby pro usnadnění hledání vad, testování kabelů a údržby/náhrady spínače zátěžové vazby.

​3.2 Klíčové charakteristiky​

• ​Výhody:​​ Nízké náklady, jednoduchá konstrukce, vytrvalost.
• ​Omezení:​​ Nelze provozovat pod nominální zátěž/těžkou zátěž; nelze přerušit nebo zavřít zátěžový proud a krátkozaměrný proud.
• ​Postup provozu:​​ Pro zapnutí: "Nejdříve zavřete izolátor, pak vypínač/zátěžový spínač." Pro vypnutí: "Nejdříve otevřete vypínač/zátěžový spínač, pak izolátor."
• ​Zvláštní povolené podmínky:​​ Může zavřít/přerušit magnetizační proud nepodtěžených transformátorů (≤2A) a kapacitní proud nepodtěžených linek (≤5A).
• ​Technické parametry:​​ Obvykle vrcholový odolný proud (dynamická stabilita) ≤40kA (musí být ověřeno při výběru). Mechanický provozní život je přibližně 2000 cyklů.

​4. Stojanový zátěžový spínač​
Vybaven jednoduchým zařízením pro uhasení oblouku, může provádět operace s okruhy pod zátěží. Může přerušit určité zátěžové proudy a přetížení, ale nemůže přerušit krátkozaměrné proudy. Musí být použit ve sérii s vysokotlakou pojistkou (která přeruší krátkozaměrný proud). Jeho funkce se nachází mezi izolátorem a vypínačem. Jeho klíčovým použitím je sekce linek a izolace vad.

​4.1 Běžné typy a charakteristiky​

​4.2 Strukturální charakteristiky hlavních produktů​

• ​Vakuový zátěžový spínač:​​ Třífázový společný nádržový typ, vybaven elektromagnetickým/správkovým pohonným mechanismem VSP5. Může mít vestavěné transformátory proudu (CTs) a izolační mezery. Podporuje vývod kabelu/terminálu. Může být instalován visící nebo sedící.
• ​SF₆ zátěžový spínač:​​ Třífázový společný nádržový typ. Může mít vestavěné transformátory proudu (CTs). Volitelné externí izolační zařízení. Podporuje vývod kabelu/terminálu. Může být instalován visící nebo sedící.

​5. Stojanový vypínač​
Spínač s kompletní schopností uhasit oblouk. Může zavřít, přenést a přerušit normální okruhový proud, a může přenést a přerušit neočekávané okruhové proudy (přetížení, krátké zkraty) v daném čase. Jeho funkce je ekvivalentní kombinaci "spolu s pojistkou + relé přetížení." Stojanové vypínače jsou známé jako "recloser" nebo "auto-recloser." Instalovány na sloupech, jsou klíčovým zařízením pro ochranu a kontrolu v segmentech distribuční sítě.

​5.1 Základní použití​

• Řezání, přepínání, kontrola a ochrana segmentů distribučních linek; schopný aktivního přerušení a zavření krátkozaměrných proudů.
• Obvykle používán k otevírání/zavírání linek; při poruchách automaticky nebo ručně (pomocí relé ochrany) přepne vadné linky.
• Instalován na hranicích odpovědnosti na 10kV vzdušných linek; může automaticky vyřešit jednofázové zemní poruchy a izolovat krátkozaměrné poruchy. Klíčové zařízení pro modernizaci distribuční automatizace.

​5.2 Klasifikace a hlavní produkty​
Klasifikován podle prostředku pro uhasení oblouku: Olejový vypínač (velmi zastaralý), SF₆ vypínač, Vakuový vypínač (aktuální mainstream).
Outdoor AC vysokotlaké inteligentní vakuové vypínače jsou aktuálně preferovaným výběrem pro distribuční linky, s následujícími vlastnostmi:

• ​Funkce:​​ Detekce poruch, ochranná kontrola, komunikační schopnosti.
• ​Způsoby ovládání:​​ Ruční, elektrický, dálkové ovládání, dálkové ovládání z hlavního počítače.
• ​Složení:​​ Tělo + pohonný mechanismus + kontrolér (může zahrnovat vestavěný izolátor).
• ​Volitelné komponenty:​​ CT (Ochranný transformátor proudu), ZCT (Transformátor nulové sekvence proudu), PT (Transformátor napětí).

​5.3 Subtypy vakuových vypínačů​

• ​SF₆ izolovaný vakuový vypínač:​​ Vakuové uhasení oblouku + izolace SF₆. Třífázový společný nádržový typ. Správkový pohonný mechanismus. Může mít vestavěné CTs. Volitelné externí izolační zařízení. Visící nebo sedící montáž.
• ​Vzdušně izolovaný vakuový vypínač:​​ Vakuové uhasení oblouku + vzdušná izolace. Třífázový pevný polový typ. Správkový nebo permanentní magnetický pohonný mechanismus. Externí CTs. Volitelné externí izolační zařízení. Sedící montáž.

​6. Padací pojistka​
Známá také jako "padací pojistka," je to nejčastěji používaný spínač pro ochranu před krátkými zkratami na odbočkových linech a distribučních transformátorech v 10kV distribučních sítích. Je ekonomická, snadno ovládatelná a vhodná pro outdoorové prostředí. Široce používána pro ochranu a přepínací operace na 10kV linech a primární straně distribučních transformátorů.

​6.1 Základní použití​

• Instalována na 10kV distribučních odbočkových linech: Omezí rozsah výpadků energie. Poskytuje funkci izolátoru díky svému viditelnému rozestupu, vytvářející bezpečné prostředí pro údržbu.
• Instalována pro distribuční transformátory: Slouží jako hlavní ochrana transformátorů, chránící je před přetížením a krátkými zkratami.

​6.2 Instalace a struktura​

• ​Místo instalace:​​ Může být instalována na straně zdroje zátěžového spínače (preferováno, když pojistky nejsou často vyměňovány, umožňuje zátěžovému spínači izolovat napětí) nebo na straně zátěže.
• ​Základní komponenty:​​ Izolátor, dolní nosná základna, dolní pohyblivý kontakt, dolní pevný kontakt, montážní deska, horní pevný kontakt, "kachničí" kontakt, horní pohyblivý kontakt, trubka pojistky.

​7. Klíčové rozdíly mezi stojanovými spínači​
Klíčové rozdíly mezi různými stojanovými spínači spočívají v třech hlavních dimenzích: schopnost uhasit oblouk, typy přerušitelných proudů a ochranná funkce. Detailní srovnání níže:

​Shrnutí​

• ​Odpojovač (Izolátor):​​ Přerušuje pouze bezzátěžový proud; poskytuje "viditelný rozestup" pro bezpečnou údržbu.
• ​Zátěžový spínač:​​ Přerušuje normální zátěžový proud, ale ne proud při poruchách; vyžaduje pojistku pro ochranu před poruchami.
• ​Vypínač:​​ Přerušuje jak normální zátěžový, tak proud při poruchách; vyžaduje koordinaci s relé ochrany; klíčové zařízení pro ochranu distribuční sítě.
• ​Padací pojistka:​​ Speciálně přerušuje krátkozaměrné a přetížení; poskytuje nízkonákladovou ochranu pro odbočkové linky a transformátory.