การเปรียบเทียบสวิตช์ติดเสาแบบต่างๆ ที่ใช้กับระบบไฟฟ้าแรงดัน 10kV (สวิตช์แยกวงจร สวิตช์โหลด ตัวตัดวงจร และฟิวส์)

1. สวิทช์ติดตั้งบนเสาคืออะไร?
   เป็นอุปกรณ์สวิตช์กลไกที่ติดตั้งบนเสาไฟฟ้าภายนอกในสายส่งไฟฟ้าแรงสูง 10kV ใช้ในระบบการกระจายพลังงานในเขตชานเมืองและชนบท มีการออกแบบมาเพื่อตัดวงจร ป้อนวงจร และนำกระแสโหลดและกระแสข้อผิดพลาด
   สวิทช์ติดตั้งบนเสาโดยทั่วไปประกอบด้วยตัวสวิทช์พร้อมเซ็นเซอร์ + FTU (Feeder Terminal Unit) สวิทช์ที่กล่าวถึงด้านล่างนี้อยู่ภายใต้ประเภทสวิทช์ตัดวงจรติดตั้งบนเสา (isolators)

​2. ประเภทของสวิทช์ติดตั้งบนเสา​
สวิทช์ติดตั้งบนเสามีการจำแนกได้จากมิติหลาย ๆ ด้าน วิธีการจำแนกหลักและคุณสมบัติคือดังนี้:

​ตามความสามารถในการตัดวงจร:​​

• ​a. สวิทช์ตัดวงจรติดตั้งบนเสา (Isolator):​​ ไม่มีความสามารถในการดับอาร์ก; ไม่สามารถป้อนหรือตัดวงจรโหลดปกติได้มีจุดตัดที่เห็นได้ชัด (ช่องว่างสำหรับแยก) วัตถุประสงค์หลักคือการแยกสายเพื่อให้ปลอดภัยในการบำรุงรักษา
• ​b. สวิทช์โหลดติดตั้งบนเสา:​​ มีความสามารถพื้นฐานในการดับอาร์ก; สามารถป้อน, นำ, และตัดวงจรโหลดปกติ (≤630A) สามารถนำแต่ไม่สามารถตัดวงจรข้อผิดพลาดได้
• ​c. วงจรตัดวงจรติดตั้งบนเสา:​​ มีความสามารถในการดับอาร์กสูง; สามารถป้อน, นำ, และตัดวงจรโหลดปกติ (≤630A) และวงจรข้อผิดพลาด (≥20kA)
• ​d. ฟิวส์ติดตั้งบนเสา (Drop-Out Fuse):​​ ฟังก์ชันหลักคือการตัดวงจรลัดวงจร; ใช้สำหรับการป้องกันวงจรลัดวงจร

​3. สวิทช์ตัดวงจรติดตั้งบนเสา (Isolator)​​
เรียกว่า "สวิทช์ตัดวงจร" เป็นอุปกรณ์ควบคุมที่ไม่มีกลไกดับอาร์ก ฟังก์ชันหลักคือการแยกแหล่งจ่ายไฟเพื่อให้ปลอดภัยในการบำรุงรักษาระบบอื่น ๆ ห้ามดำเนินการภายใต้โหลด (สามารถทำ/ตัดวงจรกำลังต่ำภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ) เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่ใช้งานมากที่สุดและบ่อยครั้งที่สุดในการสวิตช์แรงสูง

​3.1 ประโยชน์หลัก​

• ปิดไฟเพื่อการบำรุงรักษา, การค้นหาข้อผิดพลาด, การทดสอบสายเคเบิล, และการปรับเปลี่ยนโหมดการทำงาน
• เมื่อเปิด จะแยกอุปกรณ์ที่อยู่ระหว่างการบำรุงรักษาออกจากสายที่มีไฟ สร้างช่องว่างฉนวนที่เชื่อถือได้ และให้ "การแสดงผลชัดเจนของการตัดวงจร" เพื่อความปลอดภัยของพนักงาน
• ทำหน้าที่เป็นสวิทช์แบ่งเขตระหว่างสายอากาศและทรัพย์สินของผู้ใช้ หรือระหว่างสายเคเบิลและสายอากาศ
• ติดตั้งไว้ทางด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านของสวิทช์โหลดเพื่ออำนวยความสะดวกในการค้นหาข้อผิดพลาด, การทดสอบสายเคเบิล, และการบำรุงรักษา/เปลี่ยนสวิทช์โหลด

​3.2 คุณสมบัติสำคัญ​

• ​ข้อดี:​​ ราคาถูก, โครงสร้างง่าย, ทนทาน
• ​ข้อจำกัด:​​ ไม่สามารถทำงานภายใต้โหลด/โหลดหนัก; ไม่สามารถตัดหรือทำวงจรโหลดและวงจรลัดวงจรได้
• ​ขั้นตอนการปฏิบัติงาน:​​ สำหรับการป้อนไฟ: "ปิดสวิทช์ตัดวงจรก่อน แล้วปิดวงจรตัดวงจร/สวิทช์โหลด" สำหรับการตัดไฟ: "เปิดวงจรตัดวงจร/สวิทช์โหลดก่อน แล้วเปิดสวิทช์ตัดวงจร"
• ​เงื่อนไขพิเศษที่ยอมรับได้:​​ สามารถทำ/ตัดกระแสแม่เหล็กของหม้อแปลงไม่มีโหลด (≤2A) และกระแสความจุของสายไม่มีโหลด (≤5A)
• ​พารามิเตอร์ทางเทคนิค:​​ โดยทั่วไป กระแสทนทานสูงสุด (ความมั่นคงแบบไดนามิก) ≤40kA (ต้องตรวจสอบในการเลือก) อายุการใช้งานทางกลประมาณ 2000 รอบ

​4. สวิทช์โหลดติดตั้งบนเสา​
มีอุปกรณ์ดับอาร์กที่เรียบง่าย สามารถทำและตัดวงจรภายใต้โหลด สามารถตัดวงจรโหลดและวงจรโหลดเกินได้ แต่ไม่สามารถตัดวงจรลัดวงจรได้ ต้องใช้ร่วมกับฟิวส์แรงสูง (ซึ่งจะตัดวงจรลัดวงจร) ฟังก์ชันอยู่ระหว่างสวิทช์ตัดวงจรและวงจรตัดวงจร ประโยชน์หลักคือการแบ่งส่วนสายและแยกข้อผิดพลาด

​4.1 ประเภทและคุณสมบัติทั่วไป​

​4.2 คุณสมบัติโครงสร้างของผลิตภัณฑ์หลัก​

• ​สวิทช์โหลดสุญญากาศ:​​ ประเภทแท้งค์สามเฟส, ติดตั้งกลไก VSP5 เครื่องแม่เหล็ก/สปริง สามารถมีเครื่องแปลงกระแส (CTs) และช่องว่างสำหรับแยกภายใน รองรับสายเคเบิล/สายออกปลาย สามารถติดตั้งแบบแขวนหรือนั่ง
• ​สวิทช์โหลด SF₆:​​ ประเภทแท้งค์สามเฟส สามารถมีเครื่องแปลงกระแส (CTs) ภายใน อุปกรณ์แยกภายนอกเป็นตัวเลือก รองรับสายเคเบิล/สายออกปลาย สามารถติดตั้งแบบแขวนหรือนั่ง

​5. วงจรตัดวงจรติดตั้งบนเสา​
เป็นอุปกรณ์สวิตช์ที่มีความสามารถในการดับอาร์กครบถ้วน สามารถป้อน, นำ, และตัดวงจรโหลดปกติ และสามารถนำและตัดวงจรโหลดผิดปกติ (โหลดเกิน, วงจรลัดวงจร) ภายในเวลาที่กำหนด ฟังก์ชันเทียบเท่ากับ "สวิทช์ที่มีฟิวส์ + รีเลย์ความร้อนสูง/ต่ำ" วงจรตัดวงจรติดตั้งบนเสาเรียกว่า "วงจรตัดวงจรใหม่" หรือ "วงจรตัดวงจรอัตโนมัติ" ติดตั้งบนเสา เป็นอุปกรณ์หลักในการป้องกันและการควบคุมในส่วนของระบบกระจายพลังงาน

​5.1 ประโยชน์หลัก​

• การแบ่งส่วน, การสวิตช์, การควบคุม, และการป้องกันส่วนของสายกระจายพลังงาน; สามารถตัดและป้อนวงจรลัดวงจรได้เอง
• โดยทั่วไปใช้เปิด/ปิดสาย; ในกรณีที่มีข้อผิดพลาด จะสวิตช์ออกสายที่มีข้อผิดพลาดโดยอัตโนมัติหรือด้วยมือ (ผ่านอุปกรณ์รีเลย์ป้องกัน)
• ติดตั้งที่จุดแบ่งความรับผิดชอบบนสายอากาศ 10kV; สามารถเคลียร์ข้อผิดพลาดทางดินเฟสเดียวและแยกวงจรลัดวงจรได้โดยอัตโนมัติ เป็นอุปกรณ์หลักในการปรับปรุงการกระจายพลังงานอัตโนมัติ

​5.2 ประเภทและการจัดจำหน่ายผลิตภัณฑ์หลัก​
จำแนกตามสารดับอาร์ก: วงจรตัดวงจรแบบน้ำมัน (เกือบหมดอายุ), วงจรตัดวงจร SF₆, วงจรตัดวงจรสุญญากาศ (ปัจจุบันเป็นกระแสหลัก)
วงจรตัดวงจรสุญญากาศอัจฉริยะแรงสูงภายนอกเป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมสำหรับสายกระจายพลังงาน มีคุณสมบัติ:

• ​ฟังก์ชัน:​​ การตรวจจับข้อผิดพลาด, การควบคุมการป้องกัน, ความสามารถในการสื่อสาร
• ​วิธีการดำเนินการ:​​ ด้วยมือ, ไฟฟ้า, การควบคุมระยะไกล, การควบคุมจากระบบคอมพิวเตอร์ระยะไกล
• ​ส่วนประกอบ:​​ ตัวเครื่อง + กลไกการดำเนินการ + ตัวควบคุม (อาจรวมถึงสวิทช์ตัดวงจรภายใน)
• ​ส่วนประกอบที่เลือกได้:​​ CT (Transformer ป้องกันกระแส), ZCT (Transformer กระแสลำดับศูนย์), PT (Transformer แรงดัน)

​5.3 ประเภทย่อยของวงจรตัดวงจรสุญญากาศ​

• ​วงจรตัดวงจรสุญญากาศฉนวน SF₆:​​ การดับอาร์กสุญญากาศ + ฉนวน SF₆ ประเภทแท้งค์สามเฟส กลไกสปริง สามารถมี CT ภายใน อุปกรณ์แยกภายนอกเป็นตัวเลือก ติดตั้งแบบแขวนหรือนั่ง
• ​วงจรตัดวงจรสุญญากาศฉนวนอากาศ:​​ การดับอาร์กสุญญากาศ + ฉนวนอากาศ ประเภทแท่งสามเฟส กลไกสปริงหรือแม่เหล็กถาวร CT ภายนอก อุปกรณ์แยกภายนอกเป็นตัวเลือก ติดตั้งแบบนั่ง

​6. ฟิวส์ติดตั้งบนเสา​
เรียกว่า "ฟิวส์ตัดวงจร" เป็นสวิทช์ป้องกันวงจรลัดวงจรที่ใช้มากที่สุดสำหรับสายสาขาและหม้อแปลงกระจายพลังงานในระบบกระจายพลังงาน 10kV ประหยัด, ง่ายต่อการดำเนินการ, และเหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมภายนอก ใช้กันอย่างแพร่หลายในการป้องกันและการดำเนินการสวิตช์บนสาย 10kV และด้านแรกของหม้อแปลงกระจายพลังงาน

​6.1 ประโยชน์หลัก​

• ติดตั้งบนสายกระจายพลังงาน 10kV: จำกัดขอบเขตการขาดไฟ ให้ฟังก์ชันสวิทช์ตัดวงจรเนื่องจากมีจุดตัดที่เห็นได้ชัด สร้างสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยสำหรับการบำรุงรักษา
• ติดตั้งสำหรับหม้อแปลงกระจายพลังงาน: เป็นการป้องกันหลักสำหรับหม้อแปลง ป้องกันจากการโหลดเกินและการลัดวงจร

​6.2 การติดตั้งและโครงสร้าง​

• ​ตำแหน่งการติดตั้ง:​​ สามารถติดตั้งทางด้านแหล่งของสวิทช์โหลด (แนะนำเมื่อฟิวส์ไม่ต้องเปลี่ยนบ่อย ทำให้สวิทช์โหลดสามารถแยกแรงดันได้) หรือทางด้านโหลด
• ​ส่วนประกอบหลัก:​​ ฉนวน, ฐานรองล่าง, ตัวติดต่อเคลื่อนที่ล่าง, ตัวติดต่อคงที่ล่าง, แผ่นติดตั้ง, ตัวติดต่อคงที่บน, ตัวติดต่อ "ปากเป็ด", ตัวติดต่อเคลื่อนที่บน, ท่อฟิวส์

​7. ความแตกต่างหลักระหว่างสวิทช์ติดตั้งบนเสา​
ความแตกต่างหลักระหว่างสวิทช์ติดตั้งบนเสาต่าง ๆ อยู่ในสามมิติหลัก: ความสามารถในการดับอาร์ก, ประเภทของกระแสที่สามารถตัดได้, และฟังก์ชันการป้องกัน ตารางเปรียบเทียบรายละเอียดดังนี้:

​สรุป​

• ​สวิทช์ตัดวงจร (Isolator):​​ ตัดเฉพาะกระแสโหลดที่ไม่มีโหลด; ให้จุดตัดที่เห็นได้ชัดสำหรับการบำรุงรักษาอย่างปลอดภัย
• ​สวิทช์โหลด:​​ ตัดกระแสโหลดปกติ แต่ไม่ตัดกระแสข้อผิดพลาด; ต้องใช้ฟิวส์เพื่อการป้องกันข้อผิดพลาด
• ​วงจรตัดวงจร:​​ ตัดทั้งกระแสโหลดปกติและกระแสข้อผิดพลาด; ต้องการการประสานงานกับอุปกรณ์รีเลย์ป้องกัน; เป็นอุปกรณ์หลักในการป้องกันระบบกระจายพลังงาน
• ​ฟิวส์ติดตั้งบนเสา:​​ ตัดเฉพาะกระแสวงจรลัดวงจร/โหลดเกิน; ให้การป้องกันที่มีค่าใช้จ่ายต่ำสำหรับสายสาขาและหม้อแปลง