Eri 10kV pylvässijoitettujen kytkentöjen (erottaja isolator, kuormituksen kytkin, sähkökatkoskytkin ja sekaviestin) vertailu
- Mitä on pylvässä oleva kytkin?
Mekaaninen kytkinvaihto, joka on asennettu ulkoisiin 10 kV ilmakulkuisiin jakeluverkkoihin sijaitseviin pylväsiin, ja jota käytetään etämailla ja maaseutualueilla. Se on suunniteltu katkaisemaan, suljettamaan ja siirtämään verkon normaalit ja virhetilanteen sähkövirrat.
Pylvässä olevat kytkimet koostuvat yleensä kytkimen rungosta, jossa on antureita + FTU (Feeder Terminal Unit). Alla käsitellään kytkimiä, jotka kuuluvat pylvässä olevien erottimien (eristimien) luokkaan.
2. Pylvässä olevien kytkinten luokittelu
Pylvässä olevia kytkimiä voidaan luokitella monista näkökulmista. Ytimessä olevat luokittelumenetelmät ja -ominaisuudet ovat seuraavat:
Sulkuvoiman perusteella:
- a. Pylvässä oleva erottin (eristin): Ei ole kaaripäästyskykyä; ei voi sulkea tai katkaista normaalia ladunkytkentävirtaa. Sillä on näkyvä katkos (eristysepävy). Sen tärkein tarkoitus on eristää linjoja turvallisuuden varmistamiseksi huollon aikana.
- b. Pylvässä oleva ladunkytkentäkytkin: On perustavanlaatuista kaaripäästyskykyä; voi sulkea, siirtää ja katkaista normaalia ladunkytkentävirtaa (≤630A). Voi siirtää, mutta ei katkaise virhetilanteen sähkövirtaa.
- c. Pylvässä oleva sulku: Vahva kaaripäästyskyky; voi sulkea, siirtää ja katkaista normaalia ladunkytkentävirtaa (≤630A) ja virhetilanteen sähkövirtaa (≥20kA).
- d. Pylvässä oleva sylinteri (putosylinteri): Tärkein tehtävä on katkaista lyhyysvirran; käytetään linjan lyhyysvirran suojaamiseen.
3. Pylvässä oleva erottin (eristin)
Tunnettu myös nimellä "eristinveitsi", on ohjauslaitte, jolla ei ole kaaripäästysmekanismia. Sen tärkein tarkoitus on eristää sähköntuotanto muun sähkövarustuksen turvallisen huollon varmistamiseksi. Ladunkytkennällä toimiminen ei ole sallittua (sen voi avata/sulkea pienvoimaisia kytkentöjä tietyissä olosuhteissa). Se on yksi laajimmin käytettyistä ja usein käytetyistä laitteista korkean jännitteen kytkintäoperaatioissa.
3.1 Ytimenä olevat käyttötarkoitukset
- Linjavarusteen de-energoiseminen huollon, vianetsinnän, kabeleiden testauksen ja toimintatapojen uudelleenmäärittelyn tarpeisiin.
- Kun se on auki, se eristää huoltovarusteet elävältä linjalta, luoden luotettavan eristysvälin ja tarjoten "näkyvän, selkeän katkokseen viittaavan merkin" henkilöstön turvallisuuden varmistamiseksi.
- Toimii rajakytkimenä ilmakulkuisen linjan ja käyttäjän omaisuuden välillä, tai kabeleiden ja ilmakulkuisen linjan välillä.
- Asennetaan yhden tai molempien puolen kytkentäkytkimeen helpottamaan vianetsintää, kabeleiden testaamista ja kytkentäkytkimen huoltoa/vaihtoa.
3.2 Ytimenä olevat ominaisuudet
- Eduet: Alhainen hinta, yksinkertainen rakenne, kestävä.
- Rajoitukset: Ei voi toimia suunnitellulla ladulla/raskalla ladulla; ei voi katkaista tai sulkea ladunkytkentävirtaa ja lyhyysvirran.
- Toimintamenettely: Energioinnissa: "Sulje ensin erottin, sitten sulje sulku/kytkentäkytkin." De-energoisessa: "Avaa ensin sulku/kytkentäkytkin, sitten avaa erottin."
- Erityiset sallitut olosuhteet: Voi sulkea/avata tyhjän kappaleen magneettivirtaa (≤2A) ja tyhjän linjan kapasitiivista virtaa (≤5A).
- Tekniset parametrit: Yleensä huippusuorituskyky (dynaaminen vakaus) ≤40kA (tulee varmistaa valinnan yhteydessä). Mekaaninen käyttökerta on noin 2000 kertaa.
4. Pylvässä oleva ladunkytkentäkytkin
Varustettuna yksinkertaisella kaaripäästyslaitteella, se voi tehdä ja katkaista kytkentöjä ladunkytkennällä. Se voi katkaista tietyt ladunkytkentävirtat ja ylikuormitusvirtat, mutta ei voi katkaista lyhyysvirtaa. Sitä täytyy käyttää sarjassa korkeajännite-sylinterin kanssa (joka katkaisee lyhyysvirran). Sen toiminta on erottimen ja sulkujen välissä. Sen tärkein käyttötarkoitus on linjan osituksen ja vian eristäminen.
4.1 Yleiset tyypit ja ominaisuudet
|
Tyyppi |
Kaaripäästysperiaate |
Eduet |
Soveltuvat skenaariot |
|
Kaasupitoisuuden lisäämisellä toimiva ladunkytkentäkytkin |
Kiinteä kaasupitoisuuden lisäävämateriaali tuottaa kaasua kaaren vaikutuksesta, luo kaasupurkauksen kaaren sammuttamiseksi. |
Yksinkertainen rakenne, alhainen hinta. |
Skenaarioissa, joissa toimintataajuuden vaatimukset ovat alhaiset. |
|
Vakiovirta-ladunkytkentäkytkin |
Vakiovirta-kaaripäästys, usein yhdistetty SF₆-eristyksen kanssa. |
Pitkä elinkaari, huoltovapaa, mekaaninen elinkaari ≥10 000 kertaa. |
Skenaarioissa, joissa vaaditaan usein toimintaa. |
|
SF₆-ladunkytkentäkytkin |
SF₆-kaaripäästys + SF₆-eristys. |
Huima kaaripäästys/eristyskyky, huoltovapaa. |
Skenaarioissa, joissa vaaditaan korkeaa luotettavuutta. |
4.2 Suosittujen tuotteiden rakenteelliset ominaisuudet
- Vakiovirta-ladunkytkentäkytkin: Kolmen vaiheen yhteinen säiliö, varustettuna VSP5-sähkömagneettisella/jousella toimivalla mekanismilla. Saattaa sisältää sisäiset virtamuunnin (CT) ja eristysvälin. Tukee kabeleja/päätteitä. Voidaan asentaa riippumalla tai istuen.
- SF₆-ladunkytkentäkytkin: Kolmen vaiheen yhteinen säiliö. Saattaa sisältää sisäiset virtamuunnin (CT). Vaihtoehtoinen ulkoinen eristyslaitte. Tukee kabeleja/päätteitä. Voidaan asentaa riippumalla tai istuen.
5. Pylvässä oleva sulku
Kytkinvaihto, jolla on täydellinen kaaripäästyskyky. Se voi sulkea, siirtää ja katkaista normaalin kytkentävirtan, ja voi siirtää ja katkaista epänormaalin kytkentävirtan (ylikuormitus, lyhyys) määrätyssä ajassa. Sen toiminta vastaa "sylinterivalvonta + yli/alle lämpösuojarelay"-yhdistelmää. Pylvässä olevat suljet tunnetaan yleisesti "uudelleensulkijoina" tai "automaattisina uudelleensulkijoina". Ne asennetaan pylväsiin ja ne ovat keskeisiä laitteita suojauksessa ja hallinnassa jakeluverkon osissa.
5.1 Ytimenä olevat käyttötarkoitukset
- Jakelinjan osien segmentointi, kytkentä, hallinta ja suojaus; kykenee aktiivisesti katkaisemaan ja suljemaan lyhyysvirtaa.
- Yleensä käytetään linjan avaamiseen/suljettamiseen; vioissa automaattisesti tai manuaalisesti (suojalaitteiden kautta) kytketään pois vialliset linjat.
- Asennetaan vastuunalan rajapisteisiin 10 kV ilmakulkuisiin linjoihin; voi automaattisesti poistaa yhdenfaseiset maavirheet ja eristää lyhyysvirran. Keskeinen laite jakeluautomatisoinnin päivityksissä.
5.2 Luokittelu ja suositut tuotteet
Luokiteltu kaaripäästysvälineen mukaan: Öljysulku (suurelta osin vanhentunut), SF₆-sulku, vakiovirta-sulku (nykyinen suosikki).
Ulkoiset AC-korkeajännite-intelligentti vakiovirta-suljet ovat nykyisin suosittu valinta jakelulinjille, niiden ominaisuudet ovat:
- Toiminnot: Vian havaitseminen, suojausohjaus, kommunikaatiokyvyn.
- Toimintatavat: Manuaalinen, sähköinen, etäohjaus, isäntäkoneen etäohjaus.
- Rakenne: Runko + toimintamekanismi + ohjausyksikkö (saattaa sisältää sisäisen erottimen).
- Vaihtoehtoiset komponentit: CT (Suojavirtamuunnin), ZCT (Nolla-järjestysvirtamuunnin), PT (Jännitemuunnin).
5.3 Vakiovirta-suljen alatyypit
- SF₆-eristetty vakiovirta-sulku: Vakiovirta-kaaripäästys + SF₆-eristys. Kolmen vaiheen yhteinen säiliö. Jousitoimintamekanismi. Saattaa sisältää sisäiset CT. Vaihtoehtoinen ulkoinen eristyslaitte. Riippumalla tai istuen asennettava.
- Ilma-eristetty vakiovirta-sulku: Vakiovirta-kaaripäästys + ilma-eristys. Kolmen vaiheen kiinteä-polkutyypin. Jousi- tai pysyvämagneettitoimintamekanismi. Ulkoinen CT. Vaihtoehtoinen ulkoinen eristyslaitte. Istuen asennettava.
6. Putoamissylinteri
Tunnettu myös nimellä "sylinterileikkaus", se on yleisin lyhyysvirran suojaussulku haaroilla ja jakelutransformaattoreilla 10 kV jakeluverkossa. Se on taloudellinen, helppo käyttää ja soveltuu ulkoilmaympäristöön. Laajasti käytetty suojaksi ja kytkentätoimintoihin 10 kV linjoilla ja jakelutransformaattorin ensimmäisellä puolella.
6.1 Ytimenä olevat käyttötarkoitukset
- Asennetaan 10 kV jakeluhaaroille: Rajaa sähkökatkosten laajuutta. Toimii erottimenä sen näkyvän katoksen ansiosta, luodessaan turvallisen ympäristön huollossa.
- Asennetaan jakelutransformaattoreille: Toimii niiden pääsuojana, suojelee niitä ylikuormituksesta ja lyhyysvirrasta.
6.2 Asennus ja rakenne
