Suurjännitekatkaisija - kytkinlaite, joka on suunniteltu yksittäisten virtapiirien tai sähkölaitteiden kytkemiseen päälle ja pois päältä normaalissa tai hätätilassa manuaalisella, kauko- tai automaattisella ohjauksella.
Suurjännitekatkaisija koostuu: kosketinjärjestelmästä, jossa on valokaarilaite , virtaa kuljettavista osista, kotelosta, eristävästä rakenteesta ja käyttömekanismista (esimerkiksi sähkömagneettinen käyttö , manuaalinen käyttö).
Standardin GOST R 52565-2006 mukaisesti kytkimille on tunnusomaista seuraavat parametrit:
missä O on avaustoiminto, BO on sulkemis- ja välitön avaustoiminto, 180 on aikaväli sekunteina, tbp on katkaisijoiden taattu pienin kuollut aika automaattisen uudelleensulkemisen aikana (aika valokaaren sammumisesta virran ilmaantumiseen myöhempi päällekytkentä). Automaattisella jälleenkytkennällä varustetuissa katkaisimissa sen tulisi olla 0,3 ... 1,2 s, BAPV-katkaisijoiden (high-speed) - 0,3 s.
Voimalaitoksilla ja sähköasemilla käytetään keski- ja korkeajännitteisiä (nimellisjännite 6 - 220 kilovolttia) ja korkean katkaisuvirran (jopa 50 kiloampeeria) kytkimiä . Nämä kytkimet ovat melko monimutkainen rakenne, jota ohjataan sähkömagneettisilla, jousi-, pneumaattisilla tai hydraulisilla toimilaitteilla. Riippuen ympäristöstä, jossa kaari sammuu, on ilmakytkimiä , joissa kaari sammutetaan paineilmalla, öljykytkimiä , joissa koskettimet asetetaan öljysäiliöön ja valokaari sammutetaan öljyhöyryllä, sähkömagneettiset kytkimet (yleensä 10 kV asti), ns. magneettisilla puhallus- ja kaarikouruilla, joissa on kapeita uria tai ritilöitä, SF6-katkaisijat , jotka käyttävät sähköisesti vahvaa kaasua SF 6 - "SF6 gas" ja tyhjiökytkimet , joissa syntyy kaaria. tyhjiössä - ns. tyhjiökaarikourussa (VDC). Suojaväliaine antaa samanaikaisesti valokaaren sammutuksen kanssa myös koskettimien välisen raon dielektrisen lujuuden off-asennossa, mikä myös määrää kosketusiskun suuruuden.
Ilmakatkaisijoissa (BB) paineilman energiaa käytetään sekä koskettimia liikuttavana voimana että valokaaren sammutusaineena. Valokaarisammutuslaitteen (BB) toimintaperiaate on, että koskettimien väliin muodostuva kaari jäähtyy voimakkaasti ilmakehään virtaavan paineilmavirran vaikutuksesta. Kun virta kulkee nollan läpi, kaaren lämpötila laskee ja aukon vastus kasvaa. Samanaikaisesti tapahtuu kaaripylvään mekaaninen tuhoutuminen ja varautuneiden hiukkasten poistaminen raosta.
BB:t on jaettu rakenteellisesti seuraavasti:
Rikkiheksafluoridi SF6 (SF6) toimii eristävänä ja sammutusaineena. Kytkimet ovat kolminapainen laite, jonka navoissa on yksi (yhteinen) runko ja niitä ohjataan yhdellä käytöllä tai jokaisella kytkimien kolmesta napasta on oma runko ja sitä ohjataan omalla käyttölaitteella (kytkin yhdellä -napaohjaus).
Laitteiden toimintaperiaate perustuu sähkökaaren (joka syntyy hajoavien koskettimien välillä, kun virta katkaistaan) sammuttamiseen SF6-kaasuvirralla.
Kaasun virtauksen lähdettä on kaksi:
Ensimmäinen lähde vallitsee sammutettaessa pieniä virtoja ja toinen - suuria.
Breaker Pole
Sarakkeen suoritus . Pylväs on pystysuora pylväs, joka koostuu kahdesta (tai useammasta) eristimestä, joiden yläosassa on kaarisammutuslaite (ED) ja alempi toimii PS:n tukena ja tarjoaa sille vaaditun eristysetäisyyden maadoitettu runko. Tukieristeen sisällä on eristystanko, joka yhdistää kaukosäätimen liikkuvan koskettimen laitteen käyttöjärjestelmään.
Tankin toteutus . Pylväs on metallinen lieriömäinen säiliö, johon on asennettu kaksi eristettä, jotka muodostavat katkaisijan suurjänniteholkit. Tällaisessa kytkimessä oleva kaukosäädin on sijoitettu maadoitettuun metallikoteloon.
Yhdistetty toteutus . Pylväs on pallon muotoinen metallikotelo, johon on asennettu posliinieristeet, jotka muodostavat katkaisijan suurjänniteholkit, joista yksi sisältää valokaarilaitteen ja toinen sisältää sisäänrakennetut virtamuuntajat.
Suodatin asennetaan yleensä eristimen yläosaan - SF6-kaasun kosteuden ja hajoamistuotteiden absorboija sähkökaaren vaikutuksesta. Sen suodatinelementti on aktivoitu adsorbentti - synteettinen zeoliitti NAX.
Kaikkiin nykyaikaisiin katkaisimiin on asennettu myös varoventtiili - laite, jossa on ohutseinämäinen kalvo, joka räjähtää paineessa, joka tapahtuu sisäisen oikosulun aikana, mutta ei saavuta arvoa, jolla itse eristimet testataan.
valokaaren sammutuslaite
Valokaarisammutuslaite on suunniteltu mahdollistamaan katkaisijan koskettimien väliin muodostuneen sähkökaaren nopea sammutus, kun ne avataan. Valokaarisammutuslaitteen järkevän ja luotettavan suunnittelun kehittäminen aiheuttaa merkittäviä vaikeuksia, koska valokaaren sammutuksessa tapahtuvat prosessit ovat erittäin monimutkaisia, riittämättömästi tutkittuja ja monien tekijöiden määräämiä, joita ei aina ole mahdollista ennakoida etukäteen. Siksi valokaarisammutuslaitteen lopullinen kehitys voidaan katsoa valmistuneeksi vasta sen kokeellisen tarkastuksen jälkeen.
Nykyaikaiset katkaisijat on varustettu automaattisella puristustyyppisellä valokaarella, joka osoittaa niiden lasketut edut suuria virtoja katkaisettaessa.
DU sisältää kiinteitä ja liikuteltavia kosketinjärjestelmiä, joissa jokaisessa on pääkoskettimet ja valokaaren sammutuskoskettimet, jotka on varustettu kaarenkestävästä materiaalista tehdyillä elementeillä. Kiinteän järjestelmän pääkosketin ja valokaarisammutus liikkuvat ovat naarastyyppisiä ja liikkuvan järjestelmän pääkosketin ja kiinteän järjestelmän kaarisammutus tappityyppisiä.
Liikkuva järjestelmä sisältää pää- ja valokaarikoskettimien lisäksi kiinteän virtaa kuljettavan holkin, joka on kytketty kaukosäätimen virtalähtöön; mäntälaite, joka muodostaa kohonneen paineen männän alaonteloon sammuttamisen yhteydessä, ja kaksi fluoroplastista suutinta (iso ja pieni), jotka ohjaavat kaasun virtaukset korkeapainevyöhykkeeltä kaarikoskettimien hajaantumisalueelle. Suuri suutin estää myös mobiilijärjestelmän koskettimien säteittäisen siirtymisen kiinteän koskettimiin nähden, koska se ei koskaan poistu kiinteän pääkoskettimen ohjausholkista.
Liikkuvan järjestelmän pääkosketin on porrastettu kupariholkki, jonka kapea osa on sovitettu sisäänkäyntiin kiinteän järjestelmän naaraspääkoskettimeen ja leveässä osassa on kaksi virtaa, joissa virtaa keräävä (suljettu johto) kiertyy. sijoitetaan jatkuvasti kosketuksiin niitä peittävän kiinteän virtaa kuljettavan holkin kanssa.
kaasujärjestelmä
Laitteen kaasujärjestelmä sisältää:
SF6-tiheydenmuutosmerkinantolaitteessa (tiheysanturissa) on kolme paria koskettimia, joista yksi, joka sulkeutuu, kun SF6-kaasun tiheys pienenee merkittävästi sen vuodon vuoksi, on suunniteltu antamaan signaali (esim. valo) tarpeesta tankkaa pylväät, ja kaksi muuta, jotka avautuvat SF6:n tiheyden putoamisen yhteydessä, on suunniteltu estämään katkaisijan ohjaus tai sammuttamaan laite automaattisesti samalla, kun inkluusio estetään (joka määräytyy sähköasema).
Ajoyksikkö
Katkaisijakäytöt mahdollistavat katkaisijan ohjauksen - sulkemisen, pitämisen päällä ja avaamisen. Käyttöakseli on yhdistetty kytkinakseliin vipu- ja tankojärjestelmällä. Katkaisijakäytön on tarjottava tarvittava toimintavarmuus ja nopeus, ja sähköohjauksella - pienin virrankulutus.
SF6-katkaisimissa käytetään kahden tyyppisiä käyttöjä:
Kevätajo:
Jousi-hydraulinen voimansiirto:
Katkaisija on korkeajännitejärjestelmän kriittisin laite, jonka on onnettomuustapauksissa aina varmistettava tarkka toiminta. Jos katkaisija epäonnistuu, syntyy onnettomuus, joka johtaa vakaviin vaurioihin ja suuriin aineellisiin menetyksiin, jotka liittyvät sähkön toimittamatta jättämiseen, mikä pysäyttää suurten yritysten toiminnan.
Tältä osin katkaisijoiden päävaatimus on niiden toiminnan erityisen korkea luotettavuus kaikissa mahdollisissa toimintatiloissa. Kuorman katkaisemiseen kytkimellä ei saa liittyä asennuselementtien eristykselle vaarallisia ylijännitteitä. Koska järjestelmän oikosulkutila on vakavin, kytkimen on varmistettava, että piiri kytketään pois päältä mahdollisimman lyhyessä ajassa.
Katkaisijoiden suunnittelua ja ominaisuuksia koskevat yleiset vaatimukset määritellään standardeilla:
Katkaisun ja korjauksen tekemiseen liittyy suuria vaikeuksia, koska on joko vaihdettava toiseen kytkentäjärjestelmään tai yksinkertaisesti sammutettava kuluttajat. Tässä suhteessa katkaisijan tulee sallia mahdollisimman suuri määrä oikosulkukatkoja ilman tarkistusta ja korjausta. Nykyaikaiset katkaisijat voivat katkaista jopa 15 oikosulkua ilman tarkistusta täydellä katkaisukapasiteetilla.