Sammenligning av ulike 10kV stolpemonterte sparker (skillebryter lastbryter sirkuitbryter og sikring)

1. Hva er en stolpebryter?​​
   En mekanisk bryterinstallasjon montert på utendørs strømstolper i 10kV overføringslinjer, brukt i forsteder og landlige distribusjonsnett. Den er designet for å knytte og skille linjestrom og feilstrom.
   Stolpebrytere består generelt av et brytekropp med sensorer + en FTU (Feeder Terminal Unit). Bryterne nevnt nedenfor hører til kategorien stolpeavkoplingsbrytere (isolatorer).

​2. Klassifisering av stolpebrytere​
Stolpebrytere kan klassifiseres fra flere dimensjoner. De viktigste klassifiseringsmetodene og karakteristikkene er som følger:

​Etter avbrytningskapasitet:​​

• ​a. Stolpeavkoplingsbryter (Isolator):​​ Har ingen bukselukningskapasitet; kan ikke knytte eller skille normal belastningsstrøm. Har en synlig avkopling (isoleringsspor). Dens hovedformål er å isolere linjer for å sikre trygghet under vedlikehold.
• ​b. Stolpebelastningsbryter:​​ Har grunnleggende bukselukningskapasitet; kan knytte, bære og skille normal belastningsstrøm (≤630A). Kan bære, men ikke skille feilstrøm.
• ​c. Stolpekretsutslenger:​​ Sterk bukselukningskapasitet; kan knytte, bære og skille normal belastningsstrøm (≤630A) og feilstrøm (≥20kA).
• ​d. Stolpefuse (Drop-Out Fuse):​​ Hovedfunksjonen er å skille kortslutningsstrøm; brukes for linjesikring mot kortslutning.

​3. Stolpeavkoplingsbryter (Isolator)​​
Også kjent som "isoleringssviktbryter," er det en kontrollenhet uten bukselukningsmekanisme. Dens hovedfunksjon er å isolate strømforsyningen for å sikre trygg vedlikehold av andre elektriske enheter. Operasjon under belastning er ikke tillatt (den kan bare knytte/skilte laveffekt kretser under spesielle forhold). Det er en av de mest brukte og ofte opererte enhetene i høyspenningsbryting.

​3.1 Hoved bruksområder​

• Avenergisering av linjeelementer for vedlikehold, feilsøking, kabeltesting og omdisponering av driftsmoduser.
• Når den er åpnet, isolerer den utstyret under vedlikehold fra live linje, oppretter et pålitelig isoleringsmellemrom og gir en "synlig, klar avkoplingsindikasjon" for å sikre personelltrygghet.
• Tjenestegjør som en demarkasjonsbryter mellom overføringslinjer og eiers eiendom, eller mellom kablelinjer og overføringslinjer.
• Installert på én eller begge sider av en koblingsbelastningsbryter for å forenkle feilsøking, kabeltesting og vedlikehold/erstatning av koblingsbelastningsbryteren.

​3.2 Nøkkelfunksjoner​

• ​Fordeler:​​ Lav kostnad, enkel konstruksjon, holdbar.
• ​Begrensninger:​​ Kan ikke operere under nominell belastning/tung belastning; kan ikke skille eller knytte belastningsstrøm og kortslutningsstrøm.
• ​Operasjonsprosedur:​​ For energisering: "Lukk isolatoren først, så lukk kretsutslenger/belastningsbryter." For avenergisering: "Åpne kretsutslenger/belastningsbryter først, så åpne isolatoren."
• ​Spesielle tillatte forhold:​​ Kan knytte/skilte magnetiseringsstrømmen til ubelasted transformatorer (≤2A) og kapasitiv strøm i ubelastede linjer (≤5A).
• ​Tekniske parametere:​​ Typisk topp tålestrøm (dynamisk stabilitet) ≤40kA (må verifiseres under valg). Mekanisk operasjonsliv er ca. 2000 sykluser.

​4. Stolpebelastningsbryter​
Utrüstet med en enkel bukselukningsenhet, kan den knytte og skille kretser under belastning. Den kan skille visse belastningsstrømmer og overlaststrømmer, men ikke kortslutningsstrømmer. Den må brukes i serie med en høyspenning fuse (som skiller kortslutningsstrøm). Dens funksjonalitet ligger mellom en isolator og en kretsutslenger. Dens hoved bruksområder er linjeseksjonering og feilisolering.

​4.1 Vanlige typer og karakteristikk​

​4.2 Strukturale egenskaper for hovedstreame produkter​

• ​Vakuumbelastningsbryter:​​ Trefas felles tanketype, utrustet med VSP5 elektromagnetisk/fjærfjernoperasjonsmekanisme. Kan ha innebygde strømtransformatorer (CTs) og isolasjonsmellemrom. Støtter kabel/terminal utgangslinjer. Kan monteres hengende eller sittende.
• ​SF₆ belastningsbryter:​​ Trefas felles tanketype. Kan ha innebygde strømtransformatorer (CTs). Valgfri ekstern isolasjonsenhet. Støtter kabel/terminal utgangslinjer. Kan monteres hengende eller sittende.

​5. Stolpekretsutslenger​
En brytenheter med full bukselukningskapasitet. Den kan knytte, bære og skille normal kretstrøm, og kan bære og skille unormale kretstrømmer (overlast, kortslutning) innen en angitt tid. Dens funksjon er ekvivalent til en kombinasjon av en "fused switch + over/under termisk relé." Stolpekretsutslenger er kjent som "reclosers" eller "auto-reclosers." Installert på stolper, er de sentrale enheter for beskyttelse og kontroll i distribusjonsnettseksjoner.

​5.1 Hoved bruksområder​

• Seksjonering, bryting, kontroll og beskyttelse av distribusjonslinjesegmenter; kan aktivt skille og knytte kortslutningsstrøm.
• Vanligvis brukes for å åpne/lukke linjer; under feil, automatiske eller manuelle (via relébeskyttelsesenheter) skilles feillinjer.
• Installert ved ansvarlig demarkasjonspunkter på 10kV overføringslinjer; kan automatisk fjerne en-fase jordfeil og isolere kortslutningsfeil. En sentral enhet for oppgradering av distribusjonsautomatisering.

​5.2 Klassifisering og hovedstreame produkter​
Klassifisert etter bukselukningsmedium: Olje kretsutslenger (stor del utdatert), SF₆ kretsutslenger, Vakuum kretsutslenger (nåværende hovedstreame).
Utemiljø vakuum intelligente høyspenning kretsutslenger er nå foretrukket valg for distribusjonslinjer, med følgende egenskaper:

• ​Funksjoner:​​ Feildeteksjon, beskyttelseskontroll, kommunikasjonskapasitet.
• ​Operasjonsmetoder:​​ Manuell, elektrisk, fjernkontroll, fjernoperasjon via hovedmaskin.
• ​Komposisjon:​​ Kropp + operasjonsmekanisme + kontroller (kan inkludere innebygd isolator).
• ​Valgfrie komponenter:​​ CT (Beskyttelsesstrømtransformator), ZCT (Nullsekvensstrømtransformator), PT (Spenningstransformator).

​5.3 Underkategorier av vakuum kretsutslenger​

• ​SF₆ isolert vakuum kretsutslenger:​​ Vakuum bukselukning + SF₆ isolasjon. Trefas felles tanketype. Fjærfjernoperasjonsmekanisme. Kan ha innebygde CTs. Valgfri ekstern isolasjonsenhet. Hengende eller sittende montering.
• ​Luft isolert vakuum kretsutslenger:​​ Vakuum bukselukning + luft isolasjon. Trefas solid-stang type. Fjær eller permanent magnet operasjonsmekanisme. Eksterne CTs. Valgfri ekstern isolasjonsenhet. Sittende montering.

​6. Drop-Out Fuse​
Kjent som "fuse cutout," er det den mest brukte kortslutningsbeskyttelsesbryteren for grenlinjer og distribusjonstransformatorer i 10kV distribusjonsnett. Den er økonomisk, lett å operere, og egnet for utemiljø. Bredt brukt for beskyttelse og brytingsoperasjoner på 10kV linjer og primær side av distribusjonstransformatorer.

​6.1 Hoved bruksområder​

• Installert på 10kV distribusjonsgrenlinjer: Begrenser omfanget av strømutsendinger. Gir en isolatorfunksjon på grunn av sin synlige avkopling, oppretter et trygt miljø for vedlikehold.
• Installert for distribusjonstransformatorer: Tjenestegjør som hovedbeskyttelsen for transformatorer, beskytter dem mot overlast og kortslutning.

​6.2 Installasjon og struktur​

• ​Installasjonssted:​​ Kan installeres på kildestiden av en belastningsbryter (foretrukket når fusene ikke trenger hyppig erstattelse, lar belastningsbryteren isolere spenning) eller på belastningsiden.
• ​Hovedkomponenter:​​ Isolator, nedre støttebase, nedre bevegelig kontakt, nedre fast kontakt, monteringsplate, øvre fast kontakt, "andefjells" kontakt, øvre bevegelig kontakt, fuse rør.

​7. Sentrale forskjeller mellom stolpebrytere​
De viktigste forskjellene mellom ulike stolpebrytere ligger i tre hoveddimensjoner: bukselukningskapasitet, typer avskillelige strømmer, og beskyttelsesfunksjon. En detaljert sammenligning er nedenfor:

​Sammenfattning​

• ​Avkoplingsbryter (Isolator):​​ Skiller kun ubelasted strøm; gir en "synlig avkoplingspunkt" for trygt vedlikehold.
• ​Belastningsbryter:​​ Skiller normal belastningsstrøm, ikke feilstrøm; krever en fuse for feilbeskyttelse.
• ​Kretsutslenger:​​ Skiller både normal belastnings- og feilstrøm; krever relébeskyttelseskoordinering; sentral enhet for distribusjonsnettsbeskyttelse.
• ​Drop-Out Fuse:​​ Spesifikt skiller kortslutnings/overlaststrøm; gir lavkostnadsbeskyttelse for grenlinjer og transformatorer.