Sammenligning af forskellige 10kV stolpe-monterede skifter (afskærmere isolator lastskifter sirkuitbryder og sikring)

1. Hvad er en pælestyrket skifter?
   En mekanisk skiftedevicemontéret på udendørs højspændingsstolper i 10kV overhængende distributionsnet, anvendt i forstads- og landlige distributionsnet. Den er designet til at afbryde, lukke og bære linjebelastningsstrømme og fejlstrømme.
   Pælestyrkede skifter består generelt af et skifterkorpus med sensorer + en FTU (Feeder Terminal Unit). De nedenfor beskrevne skifter falder ind under kategorien pælestyrkede afbrydere (isolatorer).

​2. Klassificering af pælestyrkede skifter​
Pælestyrkede skifter kan klassificeres fra flere dimensioner. De kerneklassificeringsmetoder og -egenskaber er som følger:

​Efter afbrydningsevne:​​

• ​a. Pælestyrket afbryder (isolator):​​ Ingen bueudslukningsevne; kan ikke lukke eller afbryde normal belastningsstrøm. Har en synlig afbrydelse (isolationsmellemrum). Dets kerneformål er at isolere linjer for at sikre sikkerhed under vedligeholdelse.
• ​b. Pælestyrket belastningsskifter:​​ Har grundlæggende bueudslukningsevne; kan lukke, bære og afbryde normal belastningsstrøm (≤630A). Kan bære, men ikke afbryde fejlstrøm.
• ​c. Pælestyrket kreditskifter:​​ Stærk bueudslukningsevne; kan lukke, bære og afbryde normal belastningsstrøm (≤630A) og fejlstrøm (≥20kA).
• ​d. Pælestyrket sikring (Drop-Out Sikring):​​ Kernefunktion er at afbryde kortslutningsstrøm; bruges til kortslutningsbeskyttelse af linjer.

​3. Pælestyrket afbryder (isolator)​​
Også kendt som en "isolationsknivskifter," er det en styrende enhed uden bueudslukningsmekanisme. Dets kernefunktion er at isolere strømforsyningen for at sikre sikkert vedligeholdelse af andre elektriske udstyr. Operation under belastning er ikke tilladt (den kan kun åbne/lukke laveffekt-cirkuit under specifikke betingelser). Det er en af de mest anvendte og ofte opererede enheder i højspændingsstyrelse.

​3.1 Kerneanvendelser​

• Afbrydelse af linjeelementer for vedligeholdelse, fejlfinding, kabeltest og omkonfiguration af driftsmodus.
• Når den er åbnet, isolerer den udstyret under vedligeholdelse fra live linjen, opbygger et pålideligt isolationsmellemrum og giver en "synlig, klar afbrydelsesindikation" for at sikre personales sikkerhed.
• Fungerer som en adskillelse skifter mellem overhængende linjer og ejendomsgrænser, eller mellem kablede linjer og overhængende linjer.
• Installeres på en eller begge sider af en bindelastningskryds for at lette fejlfinding, kabeltest og vedligeholdelse/udskiftning af bindelastningskryds.

​3.2 Nøgleegenskaber​

• ​Fordele:​​ Lav kostpris, simpel konstruktion, holdbar.
• ​Begrænsninger:​​ Kan ikke operere under nominel belastning/tung belastning; kan ikke afbryde eller lukke belastningsstrøm og kortslutningsstrøm.
• ​Driftsprocedurer:​​ For at slå til: "Luk isolatoren først, derefter kreditskifter/belastningsskifter." For at slå fra: "Åbn kreditskifter/belastningsskifter først, derefter isolatoren."
• ​Specielle tilladte betingelser:​​ Kan lukke/afbryde magnetiseringsstrømmen af tomtransformatorer (≤2A) og kapacitive strømme af tomme linjer (≤5A).
• ​Tekniske parametre:​​ Typisk peak standfast strøm (dynamisk stabilitet) ≤40kA (må verificeres under valg). Mekanisk driftslevetid er ca. 2000 cyklusser.

​4. Pælestyrket belastningsskifter​
Udstyret med en simpel bueudslukningsenhed, kan den lukke og afbryde cirkuit under belastning. Den kan afbryde visse belastningsstrømme og overbelastningsstrømme, men kan ikke afbryde kortslutningsstrømme. Den skal bruges i serie med en højspændingssikring (som afbryder kortslutningsstrømmen). Dens funktionalitet ligger mellem en isolator og en kreditskifter. Dens kerneanvendelser er linjesektion og fejlisolation.

​4.1 Almindelige typer og egenskaber​

​4.2 Strukturale egenskaber for mainstream produkter​

• ​Vakuum belastningsskifter:​​ Tre-fase fælles tank type, udstyret med VSP5 elektromagnetisk/fjederdrivende mekanisme. Kan have indbyggede strømtransformatorer (CTs) og isolationsmellemrum. Understøtter kabel/terminal udgangslinjer. Kan monteres hangende eller sidende.
• ​SF₆ belastningsskifter:​​ Tre-fase fælles tank type. Kan have indbyggede strømtransformatorer (CTs). Valgfrit eksternt isolationsenhed. Understøtter kabel/terminal udgangslinjer. Kan monteres hangende eller sidende.

​5. Pælestyrket kreditskifter​
En skifteenhed med komplet bueudslukningsevne. Den kan lukke, bære og afbryde normal cirkuitstrøm, og kan bære og afbryde anormale cirkuitstrømme (overbelastning, kortslutning) inden for en angivet tid. Dens funktion er lig en kombination af en "fused switch + over/under varmerele." Pælestyrkede kreditskifter er almindeligt kendt som "reclosers" eller "auto-reclosers." Installerede på stolper, er de kerneudstyr for beskyttelse og kontrol i distributionsnetsektioner.

​5.1 Kerneanvendelser​

• Sektionering, switching, kontrol og beskyttelse af distributionslinjesegmenter; kan aktivt afbryde og lukke kortslutningsstrømme.
• Normalt bruges til at åbne/lukke linjer; under fejl, automatisk eller manuelt (via relæbeskyttelsesenheder) skifter ud fejlige linjer.
• Installeres ved ansvarsgrænser på 10kV overhængende linjer; kan automatisk rydde enefasede jordfejl og isolere kortslutningsfejl. En kerneenhed for distributionsautomatisering opgraderinger.

​5.2 Klassificering og mainstream produkter​
Klassificeret efter bueudslukningsmedium: Olieskifter (stor del forældet), SF₆ skifter, Vakuum skifter (nuværende mainstream).
Udendørs AC højspændings intelligente vakuum skifter er i øjeblikket foretrukket valg for distributionslinjer, med følgende egenskaber:

• ​Funktioner:​​ Fejlregistrering, beskyttelseskontrol, kommunikationskapaciteter.
• ​Driftsmetoder:​​ Manuelt, elektrisk, fjernstyring, host computer fjernstyring.
• ​Komposition:​​ Korpus + driftsmechanisme + kontroller (kan inkludere indbygget isolator).
• ​Valgfrie komponenter:​​ CT (Beskyttelsesstrømtransformator), ZCT (Nullsekvensstrømtransformator), PT (Spændingstransformator).

​5.3 Vakuum skifter underkategorier​

• ​SF₆ isoleret vakuum skifter:​​ Vakuum bueudslukning + SF₆-isolation. Tre-fase fælles tank. Fjederdrivende mekanisme. Kan have indbyggede CTs. Valgfrit eksternt isolationsenhed. Hangende eller sidende montering.
• ​Luft isoleret vakuum skifter:​​ Vakuum bueudslukning + luftisolation. Tre-fase solid-pole type. Fjeder eller permanent magnet drivende mekanisme. Eksterne CTs. Valgfrit eksternt isolationsenhed. Sidende montering.

​6. Drop-Out Sikring​
Alment kendt som en "sikring cutout," er det den mest anvendte kortslutningsbeskyttelsesskifter for grenelinjer og distributionstransformatorer i 10kV distributionsnet. Den er økonomisk, nem at håndtere, og velegnet til udendørs miljø. Vidt anvendt til beskyttelse og switching-operationer på 10kV linjer og primær side af distributionstransformatorer.

​6.1 Kerneanvendelser​

• Installeres på 10kV distributionsgrenelinjer: Begrænser omfanget af strømafbrydelser. Leverer en isolator funktion på grund af sin synlige afbrydelse, skaber et sikkert miljø for vedligeholdelse.
• Installeres for distributionstransformatorer: Fungerer som hovedbeskyttelsen for transformatorer, beskytter dem mod overbelastning og kortslutningseffekter.

​6.2 Installation og struktur​

• ​Installationssted:​​ Kan installeres på kildestiden af en belastningsskifter (foretrukket når sikringer ikke behøver ofte udskiftning, tillader belastningsskifteren at isolere spænding) eller på belastningssiden.
• ​Kernekomponenter:​​ Isolator, nedre støttebase, nedre bevægelig kontakt, nedre fast kontakt, monteringsplade, øvre fast kontakt, "andefod" kontakt, øvre bevægelig kontakt, sikringstuborg.

​7. Kerneforskelle mellem pælestyrkede skifter​
De vigtigste forskelle mellem de forskellige pælestyrkede skifter ligger i tre hoveddimensioner: bueudslukningsevne, typer af afbrydelige strømme, og beskyttelsesfunktion. En detaljeret sammenligning er nedenfor:

​Sammenfatning​

• ​Afbryder (Isolator):​​ Kun afbryder tomstrøm; leverer en "synlig afbrydelsespunkt" for sikker vedligeholdelse.
• ​Belastningsskifter:​​ Afbryder normal belastningsstrøm, ikke fejlstrøm; kræver en sikring for fejlbeskyttelse.
• ​Kreditskifter:​​ Afbryder både normal belastning og fejlstrømme; kræver relæbeskyttelseskoordinering; kerneenhed for distributionsnetbeskyttelse.
• ​Drop-Out Sikring:​​ Specifikt afbryder kortslutnings/overbelastningsstrømme; leverer lavpris beskyttelse for grenelinjer og transformatorer.