Katkaisija

Katkaisimiin voidaan tehdä monia luokituksia niiden ominaisuuksien, kuten jänniteluokan, rakennetyypin, keskeytystyypin, perusteella. ja rakenteelliset ominaisuudet.

Pienjännitemuokkaus

Pienjännitetyypit (alle 1000 VAC) ovat yleisiä kotitalous-, kauppa- ja teollisuussovelluksissa, ja niihin sisältyy:

• Pienkatkaisin (MCB) – nimellisvirta 125 A saakka. Laukaisuominaisuuksia ei yleensä voida säätää. Lämpö- tai lämpömagneettinen toiminta. Edellä kuvatut katkaisijat kuuluvat tähän luokkaan.
• Valettu kotelon suojakatkaisin (MCCB) – nimellisvirta enintään 1600 A. Laukaisuvirtaa voidaan säätää suuremmilla nimellisarvoilla.
• Pienjännitevirtakatkaisijat voidaan asentaa monitasoisiksi pienjännitekeskuksiin tai kytkentäkaappeihin.

Pienjännitekatkaisijoiden ominaisuudet on annettu kansainvälisissä standardeissa, kuten IEC 947. Nämä katkaisijat asennetaan usein ulosvedettäviin koteloihin, jotka mahdollistavat irrotuksen ja vaihdon irrottamatta kytkinlaitetta.

Suuri matalajännitteinen valettu kotelo- ja virrankatkaisimissa voi olla sähkömoottorikäyttäjiä, jotta ne voivat avautua ja sulkeutua kaukosäätimen alla. Nämä voivat olla osa automaattista siirtokytkinjärjestelmää valmiustilaa varten.

Pienjännitekatkaisimia tehdään myös tasavirta (DC) -sovelluksiin, kuten DC metrolinjoille. Tasavirta vaatii erityisiä katkaisijoita, koska kaari on jatkuva – toisin kuin vaihtokaari, jolla on taipumus sammua jokaisella puolisyklillä, tasavirta-katkaisimessa on puhalluskäämit, jotka tuottavat magneettikentän, joka venyttää kaaren nopeasti. Pienet katkaisijat asennetaan joko suoraan laitteisiin tai ne on järjestetty katkaisijapaneeliin.

DIN-kiskoon asennettava lämpömagneettinen katkaisija on yleisin tyyli nykyaikaisissa kotitalouskäyttöön tarkoitetuissa yksiköissä ja kaupallisissa sähkökeskuksissa. Rakenne sisältää seuraavat osat:

1. Toimilaitteen vipu – käytetään katkaisijan manuaaliseen laukaisemiseen ja palauttamiseen. Osoittaa myös katkaisijan tilan (Päällä tai Pois / lauennut). Useimmat katkaisijat on suunniteltu siten, että ne voivat silti laukea, vaikka vipua pidetään tai lukitaan ”päällä” -asennossa. Tätä kutsutaan joskus ”vapaalaukaisuksi” tai ”positiiviseksi laukaisuksi”.
2. Toimilaitteen mekanismi – pakottaa kontaktit yhteen tai erilleen.
3. Kontaktit – antavat virran kosketettaessa ja rikkovat Virta erotettuna.
4. Liittimet
5. Bimetallinauha – erottaa kontaktit vastauksena pienempiin, pidemmän aikavälin ylivirtoihin
6. Kalibrointiruuvi – antaa valmistajalle mahdollisuuden säätää tarkasti laitteen laukaisuvirta asennuksen jälkeen.
7. Solenoidi – erottaa kontaktit nopeasti vastauksena suuriin ylivirtoihin
8. Kaarenjakaja / sammutin

Kiinteä tilaMuokkaa

Puolijohdekytkimet, jotka tunnetaan myös nimellä digitaaliset johdonsuojakatkaisijat, ovat tekninen innovaatio, joka lupaaa automaattikatkaisintekniikkaa mekaaniselta tasolta sähköiseen. Tämä lupaa useita etuja, kuten piirin katkaisemisen mikrosekuntien murto-osina, piirin kuormituksen paremman seurannan ja pidemmän käyttöiän. voima kasvaa virran mukana. Joissakin malleissa käytetään sähkömagneettisia voimia solenoidin lisäksi. Katkaisijan koskettimet pidetään suljettuna salvan avulla. Kun solenoidin virta kasvaa virrankatkaisijan luokituksen yläpuolelle, solenoidin vetovoima vapauttaa salvan, joka antaa koskettimien avautua jousitoiminnolla. Ne ovat yleisimmin käytettyjä katkaisijoita Yhdysvalloissa.

Thermal-magneticEdit

Lämpömagneettikatkaisijat, joita esiintyy useimmissa jakelukorteissa Euroopassa ja muissa maissa, joissa on samanlainen johdotusjärjestely, sisältävät molemmat tekniikat, joissa sähkömagneetti reagoi välittömästi suuriin virtapiikkeihin (oikosulut) ja bimetalliliuskat reagoivat Katkaisijan lämpöosa tarjoaa aikavasteominaisuuden, joka laukaisee katkaisijan aikaisemmin suuremmille ylivirroille, mutta antaa pienempien ylikuormitusten jatkua pidempään. piikkejä, joita syntyy, kun moottori o r muu ei-resistiivinen kuorma kytketään päälle.Erittäin suurilla ylivirroilla oikosulun aikana magneettielementti laukaisee katkaisijan ilman tarkoituksellista lisäviivettä.

Magnetic-hydraulicEdit

Magneettihydraulinen virrankatkaisin käyttää solenoidia kela antamaan käyttövoima koskettimien avaamiseksi. Magneettihydraulisissa katkaisimissa on hydraulinen viiveominaisuus viskoosisen nesteen avulla. Jousi pidättää sydäntä, kunnes virta ylittää katkaisijan luokituksen. Ylikuormituksen aikana neste rajoittaa solenoidin liikkeen nopeutta. Viive sallii lyhyet virtapiirit normaalin käyntivirran ulkopuolella moottorin käynnistys-, jännitteensyöttölaitteille jne. Oikosulkuvirrat tuottavat riittävän solenoidivoiman vapauttamaan salpa ytimen asennosta riippumatta, ohittaen viiveominaisuuden. Ympäristön lämpötila vaikuttaa viiveeseen, mutta ei vaikuta magneettikytkimen nykyiseen arvoon.

Suuret virrankatkaisijat, joita käytetään yli 1000 voltin piireissä, voivat sisällyttää hydraulielementtejä kosketuskäyttömekanismiin. Hydraulinen energia voidaan toimittaa pumpulla tai varastoida akuihin. Nämä muodostavat erillisen tyypin kuin öljyllä täytetyt katkaisijat, joissa öljy on kaaren sammutusväliaine.

Yleiset laukaisukytkimetMuokkaa

Katkaisijoiden samanaikaisen katkaisun aikaansaamiseksi minkä tahansa vikasta voidaan katkaisijat tehdä ryhmittymänä. Tämä on hyvin yleinen vaatimus 3-vaiheisissa järjestelmissä, joissa rikkoutuminen voi olla joko 3 tai 4-napaista (kiinteä tai kytketty neutraali). Jotkut valmistajat tekevät ryhmittelysarjoja, jotta yksivaiheisten katkaisijoiden ryhmät voidaan kytkeä toisiinsa tarpeen mukaan.

Yhdysvalloissa, joissa jaetut vaiheet ovat yleisiä, haaroituspiireissä, joissa on enemmän kuin yksi jännitteinen johdin, jokaisen jännitteisen johtimen on oltava suojattava katkaisupylväällä. Sen varmistamiseksi, että kaikki jännitteiset johtimet keskeytyvät napojen laukeamisen yhteydessä, on käytettävä ”yhteisen laukaisun” katkaisijaa. Ne voivat sisältää joko kaksi tai kolme laukaisumekanismia yhdessä kotelossa, tai pienet katkaisijat voivat sitoa pylväät ulkoisesti toisiinsa toimintakahvoillaan. Kaksinapaiset tavalliset katkaisijat ovat yleisiä 120/240 voltin järjestelmissä, joissa 240 voltin kuormat (mukaan lukien päälaitteet tai muut jakelulevyt) ulottuvat kahteen jännitteiseen johtoon. Kolminapaisia tavallisia katkaisijoita käytetään tyypillisesti kolmivaiheisen sähkövirran toimittamiseen suurille moottoreille tai muille jakelulevyille.

Erillisiä virrankatkaisijoita ei saa koskaan käyttää jännitteellisiin ja nollajännitteisiin, koska jos nolla kytketään irti jännitteinen johdin pysyy kytkettynä, syntyy erittäin vaarallinen tila: piiri näyttää olevan jännitteettömänä (laitteet eivät toimi), mutta johdot pysyvät jännitteisinä ja jotkut vikavirtasuojalaitteet (RCD) eivät välttämättä laukea, jos joku koskettaa jännitteistä johtoa (koska jotkut vikavirtasuojat tarvitsevat virtaa laukeamiseen). Siksi vain tavallisia katkaisijoita on käytettävä, kun tarvitaan neutraalia johdinvaihtoa.

Shunt-trip unitEdit

Shunt-trip-yksikkö näyttää samanlaiselta normaaliin katkaisijaan ja liikkuvat toimilaitteet ”juuttuvat” normaaliin katkaisijamekanismiin toimiakseen yhdessä samalla tavalla, mutta shuntti laukaisu on solenoidi, joka on tarkoitettu käytettäväksi ulkoisella vakiojännitesignaalilla, ei virralla, tavallisesti paikallinen verkkojännite tai tasavirta. Nämä olemme usein meitä Tämä katkaisee virran, kun esiintyy korkean riskin tapahtumia, kuten palo- tai tulvahälytys tai jokin muu sähköinen tila, kuten ylijännitteen havaitseminen. Shunt-laukaisut voivat olla käyttäjän asentamia lisävarusteita tavalliselle katkaisijalle tai ne voidaan toimittaa kiinteänä osana katkaisijaa.

Medium-voltageEdit

Keskijännitekatkaisijat, joiden luokitus on 1 – 72 kV voidaan koota metallikoteloituihin kytkinlaitevalikoimiin sisäkäyttöön, tai ne voivat olla yksittäisiä komponentteja, jotka on asennettu ulkona sähköasemaan. Ilmakatkaisukytkimet korvasivat öljytäytteiset yksiköt sisäkäyttöön, mutta nyt ne korvataan tyhjökatkaisimilla (enintään noin 40,5 kV). Kuten alla kuvattuja suurjännitekatkaisijoita, näitä käytetään myös virtamuuntajien kautta ohjattavilla virran tunnistavilla suojareleillä. Pienjännitekatkaisijoiden ominaisuudet on annettu kansainvälisissä standardeissa, kuten IEC 62271. Keskijännitekatkaisimissa käytetään melkein aina erillisiä virta-antureita ja suojareleitä sen sijaan, että luotettaisiin sisäänrakennettuihin lämpö- tai magneettisiin ylivirta-antureihin.

Keskijännitekatkaisijat voidaan luokitella valokaaren sammuttamiseen käytetyn väliaineen avulla:

• Tyhjiökatkaisimet – nimellisvirralla enintään 6300 A ja korkeammat generaattorikatkaisimille (enintään 16 000) A & 140 kA).Nämä katkaisijat keskeyttävät virran luomalla ja sammuttamalla kaaren tyhjiösäiliössä – alias ”pullossa”. Pitkäikäiset palkeet on suunniteltu kulkemaan 6–10 mm, joiden koskettimien on erottava toisistaan. Näitä käytetään yleensä jopa noin 40 500 V: n jännitteisiin, mikä vastaa suunnilleen voimajärjestelmien keskijännitealuetta. Tyhjiökatkaisimien elinajanodote on pidempi huollon välillä kuin muilla katkaisimilla. Lisäksi niiden ilmaston lämpenemispotentiaali on selvästi pienempi kuin SF6-katkaisija.
• Ilmakatkaisijat – nimellisvirta jopa 6300 A ja korkeampi generaattorikatkaisimille. Matkan ominaisuudet ovat usein täysin säädettävissä, mukaan lukien konfiguroitavat matkan kynnysarvot ja viiveet. Yleensä elektronisesti ohjattu, vaikka jotkut mallit ovat mikroprosessoria ohjattavia integroidun laukaisulaitteen kautta. Käytetään usein päätehonjakeluun suurissa teollisuuslaitoksissa, joissa katkaisijat on järjestetty ulosvedettäviin koteloihin huollon helpottamiseksi.
• SF6-katkaisijat sammuttavat valokaaren rikkiheksafluoridikaasulla täytetyssä kammiossa.

Keskijännitekatkaisijat voidaan kytkeä virtapiiriin ruuviliitoksilla väyläpalkkeihin tai -johtoihin, etenkin ulkokeskuksissa. Keskijännitekatkaisimet kytkinlaitteiden kokoonpanossa on usein rakennettu vedettävällä rakenteella, mikä mahdollistaa katkaisijan poistamisen häiritsemättä virtapiiriliitäntöjä, käyttämällä moottorikäyttöistä tai käsikäyttöistä mekanismia katkaisijan erottamiseksi kotelosta.

High-voltageEdit

Suurjännitekatkaisimet suojaavat ja ohjaavat sähköverkkoja. Suurjännitteen määritelmä vaihtelee, mutta voimansiirtotyössä uskotaan yleensä olevan 72,5 kV tai korkeampi Kansainvälisen sähköteknisen komission (IEC) äskettäisen määritelmän mukaan. Suurjännitekatkaisijat ovat melkein aina solenoidikäyttöisiä, virran tunnistavia suojareleitä käytetään virtamuuntajien kautta. Sähköasemissa suojarelejärjestelmä voi olla monimutkainen, joka suojaa laitteita ja väyliä erityyppisiltä ylikuormituksilta tai maa / maasulkuilta.

Suurjännitekatkaisijat luokitellaan laajasti kaaren sammuttamiseen käytetyn väliaineen avulla:

• Bulk öljy
• Vähimmäisöljy
• Ilmaräjähdys
• Tyhjiö
• SF6
• CO2

Öljyvuotojen eristämisestä aiheutuvien ympäristö- ja kustannusongelmien vuoksi suurin osa uusista katkaisijoista käyttää kaaren sammuttamiseen SF6-kaasua.

Katkaisijat voidaan luokitella jännitteisiksi säiliöiksi , jossa katkaisumekanismin sisältävä kotelo on linjapotentiaalissa, tai kuollut säiliö kotelon ollessa maapotentiaalissa. Korkeajännitteisiä vaihtovirtasuojakytkimiä on tavallisesti saatavana nimellisarvoltaan enintään 765 kV. Siemens lanseerasi 1200 kV: n katkaisijat marraskuussa 2011, jota seurasi ABB seuraavan vuoden huhtikuussa.

Siirtojärjestelmissä käytettävät suurjännitekatkaisijat voidaan järjestää sallimaan kolmivaiheisen johdon yksi napa. laukaista sen sijaan, että kompastaisit kaikki kolme napaa; joillekin vikaluokille tämä parantaa järjestelmän vakautta ja käytettävyyttä.

Suurjännitetasasuojakytkimet ovat edelleen tutkimuksen ala vuodesta 2015 lähtien. Tällaiset katkaisijat olisivat hyödyllisiä HVDC-siirtojärjestelmien yhdistämiseksi.

Rikkiheksafluoridin (SF6) korkea jännite . Niitä käytetään useimmiten siirtotason jännitteisiin ja ne voidaan liittää pienikokoisiin kaasueristettyihin kytkinlaitteisiin. Kylmässä ilmastossa katkaisijoiden lisälämmitys tai luokituksen poisto voi olla tarpeen SF6-kaasun nesteytymisen vuoksi.

Katkaisijan katkaisija (DCB) Muokkaa

Katkaisija (DCB) otettiin käyttöön vuonna 2000 ja se on SF6-katkaisijan mallin mukainen suurjännitekatkaisin. Se esittää teknisen ratkaisun, jossa irrotustoiminto on integroitu katkaisukammioon, jolloin erillisten erottimien tarve ei ole tarpeen. Tämä lisää saatavuutta, koska ulkoilmakatkaisijan pääkontaktit tarvitsevat huoltoa 2–6 vuoden välein, kun taas nykyaikaisilla katkaisimilla on 15 vuoden huoltoväli. DCB-ratkaisun käyttöönotto vähentää myös sähköaseman tilavaatimuksia ja lisää luotettavuutta erillisten erottimien puuttumisen vuoksi.

Voimalaitoksen vaaditun tilan vähentämiseksi ja suunnittelun yksinkertaistamiseksi ja sähköaseman suunnittelu, kuituoptinen virta-anturi (FOCS) voidaan integroida DCB: n kanssa.420 kV: n DCB integroidulla FOCS-järjestelmällä voi vähentää sähköaseman jalanjälkeä yli 50% verrattuna tavanomaisiin ratkaisuihin, joissa on jännitteiset säiliökatkaisimet, joissa on erottimet ja virtamuuntajat, johtuen vähentyneestä materiaalista ja ilman erillistä eristeväliainetta.

Hiilidioksidi (CO2) -jänniteEdit

Vuonna 2012 ABB esitteli 75 kV: n suurjännitekatkaisijan, joka käyttää hiilidioksidia valokaaren sammuttamiseen.Hiilidioksidikatkaisija toimii samoilla periaatteilla kuin SF6-katkaisija ja sitä voidaan valmistaa myös katkaisijana. Siirtymällä SF6: sta CO2: ksi on mahdollista vähentää hiilidioksidipäästöjä 10 tonnilla tuotteen elinkaaren aikana.