Porównanie różnych przełączników montowanych na słupach 10kV (wyłącznik odseparowujący zamek izolacyjny obciążeniowy i bezpiecznik)

1. Co to jest przełącznik montowany na słupie?
   To mechaniczne urządzenie przełączające zainstalowane na zewnętrznym słupie w sieci rozdzielczej napięcia 10kV, stosowane w sieciach rozdzielczych przedmiejskich i wiejskich. Jest zaprojektowane do przerzucania, zamykania i przeprowadzania prądów obciążenia i prądów uszkodzeniowych. Przełączniki montowane na słupie zwykle składają się z korpusu przełącznika z czujnikami + FTU (Feeder Terminal Unit). Omawiane poniżej przełączniki należą do kategorii odłączników montowanych na słupie (izolatorów).

2. Klasyfikacja przełączników montowanych na słupie
Przełączniki montowane na słupie można klasyfikować według wielu wymiarów. Główne metody klasyfikacji i ich cechy są następujące:

Według zdolności przerzucania:

• a. Odłącznik montowany na słupie (Izolator): Bez możliwości gaszenia łuku elektrycznego; nie może zamykać ani przerzucać normalnych prądów obciążenia. Ma widoczny przerzut (przerwę izolacyjną). Jego głównym celem jest izolacja linii, aby zapewnić bezpieczeństwo podczas konserwacji.
• b. Przełącznik obciążeniowy montowany na słupie: Ma podstawową zdolność gaszenia łuku elektrycznego; może zamykać, przeprowadzać i przerzucać normalne prądy obciążenia (≤630A). Może przeprowadzać, ale nie może przerzucać prądów uszkodzeniowych.
• c. Wyłącznik montowany na słupie: Silna zdolność gaszenia łuku elektrycznego; może zamykać, przeprowadzać i przerzucać normalne prądy obciążenia (≤630A) oraz prądy uszkodzeniowe (≥20kA).
• d. Zawór bezpiecznikowy montowany na słupie (Zawór spadający): Główna funkcja polega na przerzucaniu prądów zwarciowych; używany do ochrony linii przed zwarciem.

3. Odłącznik montowany na słupie (Izolator)
Nazywany również "nożem izolacyjnym", to urządzenie sterujące bez mechanizmu gaszenia łuku elektrycznego. Jego główna funkcja polega na izolacji źródła zasilania, aby zapewnić bezpieczną konserwację innych urządzeń elektrycznych. Operowanie pod obciążeniem nie jest dozwolone (może tylko przerzucać/zamykać obwody o niskiej mocy w określonych warunkach). Jest to jedno z najczęściej używanych i operowanych urządzeń w wysokonapiętym przełączaniu.

3.1 Główne zastosowania

• Odłączanie sprzętu linii do konserwacji, poszukiwania uszkodzeń, testowania kabli i zmiany trybów pracy.
• Po otwarciu izoluje sprzęt podlegający konserwacji od żywej linii, tworząc wiarygodną przerwę izolacyjną i zapewniając "widoczną, wyraźną wskazówkę przerwy" dla zapewnienia bezpieczeństwa personelu.
• Służy jako przełącznik graniczny między linią powietrzną a własnością użytkownika, lub między linią kablową a linią powietrzną.
• Instalowany po jednej lub obu stronach przełącznika obciążeniowego, aby ułatwić poszukiwanie uszkodzeń, testowanie kabli i konserwację/zamianę przełącznika obciążeniowego.

3.2 Kluczowe cechy

• Zalety: Niski koszt, prosta struktura, trwałość.
• Ograniczenia: Nie można operować pod obciążeniem nominalnym/wysokim obciążeniem; nie może przerzucać ani zamykać prądów obciążeniowych i zwarciowych.
• Procedura operacyjna: Dla podłączenia: "Najpierw zamknij izolator, a następnie wyłącznik/przełącznik obciążeniowy." Dla odłączenia: "Najpierw otwórz wyłącznik/przełącznik obciążeniowy, a następnie izolator."
• Specjalne dopuszczalne warunki: Może zamykać/przerzucać prąd magnetyzujący transformatorów bez obciążenia (≤2A) i prąd pojemnościowy linii bez obciążenia (≤5A).
• Parametry techniczne: Zwykle maksymalny prąd wytrzymałościowy (dynamiczna stabilność) ≤40kA (musi być zweryfikowany podczas wyboru). Mechaniczny cykl życia wynosi około 2000 cykli.

4. Przełącznik obciążeniowy montowany na słupie
Wyposażony w prosty układ gaszenia łuku elektrycznego, może zamykać i przerzucać obwody pod obciążeniem. Może przerzucać pewne prądy obciążeniowe i prądy przeciążenia, ale nie może przerzucać prądów zwarciowych. Musi być używany szeregowo z wysokonapiętym bezpiecznikiem (który przerzuca prąd zwarciowy). Jego funkcjonalność mieści się między izolatorem a wyłącznikiem. Główne zastosowania to sekcjonowanie linii i izolacja uszkodzeń.

4.1 Wspólne typy i cechy

4.2 Strukturalne cechy głównych produktów

• Przełącznik obciążeniowy próżniowy: Trójfazowy typ wspólnego zbiornika, wyposażony w mechanizm elektromagnetyczny/sprężynowy VSP5. Może mieć wbudowane transformatory prądowe (CTs) i przerwy izolacyjne. Obsługuje wychodzące linie kablowe/zakończenia. Może być montowany zawieszony lub stojący.
• Przełącznik obciążeniowy SF₆: Trójfazowy typ wspólnego zbiornika. Może mieć wbudowane transformatory prądowe (CTs). Opcjonalne zewnętrzne urządzenie izolacyjne. Obsługuje wychodzące linie kablowe/zakończenia. Może być montowany zawieszony lub stojący.

5. Wyłącznik montowany na słupie
Urządzenie przełączające z pełną zdolnością gaszenia łuku elektrycznego. Może zamykać, przeprowadzać i przerzucać normalne prądy obwodowe, a także może przeprowadzać i przerzucać nietypowe prądy obwodowe (przeciążenie, zwarcie) w określonym czasie. Jego funkcja jest równoważna kombinacji "przełącznika z bezpiecznikiem + relacji termicznej nad/poniżej". Wyłączniki montowane na słupie są znane jako "automaty wznowienia" lub "automaty samowznowienia". Instalowane na słupach, są kluczowymi urządzeniami ochronnymi i sterującymi w sekcjach sieci rozdzielczej.

5.1 Główne zastosowania

• Sekcjonowanie, przełączanie, sterowanie i ochrona segmentów linii rozdzielczej; zdolność aktywnego przerzucania i zamykania prądów zwarciowych.
• Zwykle używany do zamykania/otwierania linii; podczas uszkodzeń automatycznie lub ręcznie (poprzez urządzenia ochronne relacyjne) wyłącza uszkodzone linie.
• Instalowany w punktach demarkacji odpowiedzialności na liniach powietrznych 10kV; może automatycznie usuwać uszkodzenia ziemne jednofazowe i izolować uszkodzenia zwarciowe. Kluczowe urządzenie do modernizacji automatyzacji dystrybucji.

5.2 Klasyfikacja i główne produkty
Klasyfikacja według środka gaszenia łuku: Wyłącznik olejowy (w dużej mierze przestarzały), wyłącznik SF₆, wyłącznik próżniowy (obecnie dominujący).
Obecnie preferowanym wyborem dla linii dystrybucyjnych są inteligentne próżniowe wyłączniki wysokiego napięcia zewnętrzne, które charakteryzują się:

• Funkcjami: Wykrywanie uszkodzeń, sterowanie ochroną, zdolności komunikacyjne.
• Sposób działania: Ręczny, elektryczny, zdalny, operacja z komputera głównego.
• Skład: Korpus + mechanizm działania + kontroler (może zawierać wbudowany izolator).
• Opcjonalne elementy: CT (transformator prądowy ochronny), ZCT (transformator prądu zerowego), PT (transformator napięcia).

5.3 Podtypy wyłączników próżniowych

• Wyłącznik próżniowy z izolacją SF₆: Gaszenie łuku w próżni + izolacja SF₆. Trójfazowy typ wspólnego zbiornika. Mechanizm sprężynowy. Może mieć wbudowane CTs. Opcjonalne zewnętrzne urządzenie izolacyjne. Montaż zawieszony lub stojący.
• Wyłącznik próżniowy z izolacją powietrzną: Gaszenie łuku w próżni + izolacja powietrzna. Trójfazowy typ stały. Mechanizm sprężynowy lub permanentny magnes. Zewnętrzne CTs. Opcjonalne zewnętrzne urządzenie izolacyjne. Montaż stojący.

6. Zawór bezpiecznikowy
Znany również jako "bezpiecznik spadający", to najbardziej powszechnie używany przełącznik ochrony zwarciowej dla gałęzi i transformatorów rozdzielczych w sieci dystrybucyjnej 10kV. Jest ekonomiczny, łatwy w obsłudze i odpowiedni do zastosowań zewnętrznych. Szeroko stosowany do ochrony i przełączania na liniach 10kV i stronie pierwotnej transformatorów rozdzielczych.

6.1 Główne zastosowania

• Instalowany na gałęziach dystrybucyjnych 10kV: Ogranicza zakres awarii. Funkcja izolatora ze względu na widoczny przerzut, tworzy bezpieczne środowisko dla konserwacji.
• Instalowany dla transformatorów rozdzielczych: Służy jako główna ochrona transformatorów, chroniąc je przed przeciążeniami i uszkodzeniami zwarciowymi.

6.2 Instalacja i struktura

• Lokalizacja instalacji: Może być zainstalowany po stronie źródła przełącznika obciążeniowego (preferowane, gdy bezpieczniki nie wymagają częstej wymiany, umożliwia izolację napięcia przez przełącznik obciążeniowy) lub po stronie obciążenia.
• Główne komponenty: Izolator, dolna podstawa nośna, dolny kontakt ruchomy, dolny kontakt stały, płyta montażowa, górny kontakt stały, kontakt "dziobatek", górny kontakt ruchomy, rurka bezpiecznika.

7. Kluczowe różnice między przełącznikami montowanymi na słupie
Główne różnice między różnymi przełącznikami montowanymi na słupie dotyczą trzech głównych aspektów: zdolności gaszenia łuku, rodzajów prądów, które mogą być przerzucane, i funkcji ochronnych. Poniżej znajduje się szczegółowe porównanie:

Podsumowanie

• Odłącznik (Izolator): Przerzuca tylko prąd bez obciążenia; zapewnia "widoczny punkt przerwania" dla bezpiecznej konserwacji.
• Przełącznik obciążeniowy: Przerzuca normalny prąd obciążenia, ale nie prąd uszkodzeniowy; wymaga bezpiecznika do ochrony przed uszkodzeniami.
• Wyłącznik: Przerzuca zarówno normalny prąd obciążenia, jak i prąd uszkodzeniowy; wymaga koordynacji z urządzeniem ochronnym relacyjnym; kluczowe urządzenie do ochrony sieci dystrybucyjnej.
• Zawór bezpiecznikowy: Specjalnie przerzuca prądy zwarciowe i przeciążeń; zapewnia tanie ochrony dla gałęzi i transformatorów.