Jaký je rozdíl mezi jističem vysokého napětí a odpojovacím spínačem?

Vysokonapěťový jistič (nebo vysokonapěťový spínač) je hlavní zařízení pro řízení výkonu rozvodny s charakteristikami zhášení oblouku. Za normálního provozu systému může přerušit a vypnout vedení a různá elektrická zařízení, a to jak naprázdno, tak i pod zátěží. Pokud dojde k poruše v systému, může spolu s reléovou ochranou rychle přerušit poruchový proud a zabránit tak rozšíření rozsahu nehody.

Odpojovač nemá zařízení pro zhášení oblouku. Přestože předpisy stanoví, že jej lze provozovat v situaci, kdy je zatěžovací proud menší než 5 A, obecně se s ním nepracuje. Odpojovač má však jednoduchou konstrukci a jeho provozní stav je patrný na první pohled. Během údržby je zde zřejmé místo pro odpojení.

Používaný jistič se označuje jako „spínač“, používaný odpojovač se označuje jako „nožová brzda“ a tyto dva prvky se často používají v kombinaci. Rozdíly mezi vysokonapěťovým jističem a odpojovačem jsou následující:

1) Vysokonapěťový zátěžový spínač se může přerušit zátěží, má funkci samozhášecího oblouku, ale jeho vypínací schopnost je velmi malá a omezená.

2) Vysokonapěťový odpojovač obvykle nemá funkci přerušení zátěže, nemá kryt oblouku. Existuje také vysokonapěťový odpojovač, který může přerušit zátěž, ale jeho konstrukce se liší od běžného odpojovače zátěže a je relativně jednoduchá.

3) Vysokonapěťový vypínač zátěže a vysokonapěťový odpojovač mohou tvořit zřejmé místo zlomu. Většina vysokonapěťových jističů nemá izolační funkci a některé vysokonapěťové jističe izolační funkci mají.

4) Vysokonapěťový odpojovač nemá ochrannou funkci, ochrana vysokonapěťového odpojovače zátěže je obecně pojistková ochrana, pouze rychlospojka a nadproudová ochrana.

5) Vypínací schopnost jističů vysokého napětí může být ve výrobním procesu velmi vysoká. Spoléhají se hlavně na proudový transformátor se sekundárním zařízením k ochraně. Mohou mít ochranu proti zkratu, ochranu proti přetížení, ochranu proti úniku a další funkce.

Klasifikace mechanismů ovládání spínačů

1. Klasifikace ovládacího mechanismu spínače

Nyní se setkáváme s tím, že spínače se obecně dělí na více olejové (starší modely, dnes se téměř nevyskytují), méně olejové (některé uživatelské stanice stále používají), SF6, vakuové, GIS (kombinované elektrické spotřebiče) a další typy. Všechny se týkají hořícího média spínače. Pro nás je druhořadý, úzce související, ovládací mechanismus spínače.

Typ mechanismu lze rozdělit na elektromagnetický ovládací mechanismus (relativně starý, obvykle v olejových nebo méně olejových jističích); pružinový ovládací mechanismus (v současnosti nejběžnější, SF6, vakuové, GIS obecně vybaveny tímto mechanismem); ABB nedávno představila nový typ pohonu s permanentním magnetem (například vakuový jistič VM1).

2. Elektromagnetický ovládací mechanismus

Elektromagnetický ovládací mechanismus se zcela spoléhá na elektromagnetické sání generované zavíracím proudem protékajícím zavírací cívkou, aby se zapnul a stlačil vypínací pružina. Vypínací pružina se spoléhá hlavně na energii vypínací pružiny.

Proto je vypínací proud tohoto typu operačního mechanismu malý, ale zapínací proud je velmi velký, okamžitý proud může dosáhnout více než 100 ampérů.

Proto by měl stejnosměrný systém rozvodny otevírat a zavírat sběrnici, aby ji řídil. Zapínací matka poskytuje zapínací energii a řídicí matka dodává energii do řídicí smyčky.

Zapínací sběrnice je přímo zavěšena na baterii, zapínací napětí je stejné jako napětí baterie (obvykle kolem 240 V), což zajišťuje velký proud při zavírání díky efektu vybíjení baterie a velmi ostré napětí při zavírání. Řídicí sběrnice je propojena přes křemíkový řetězec snižujícího napětí a matice (obecně řízena na 220 V), takže zavírání neovlivní stabilitu napětí řídicí sběrnice. Protože zapínací proud elektromagnetického ovládacího mechanismu je velmi velký, ochranný zapínací obvod neprobíhá přímo přes zapínací cívku, ale přes zapínací stykač. Vypínací obvod je přímo připojen k vypínací cívce.

Cívka spínacího stykače je obvykle napěťového typu s velkým odporem (několik kJ). Pokud je ochrana koordinována s tímto obvodem, je třeba věnovat pozornost sepnutí, aby se zachoval běžný start. To však není problém, ochrana udržuje stykač TBJ běžně schopen se spustit, takže funkce proti přeskoku je stále aktivní. Tento typ mechanismu má dlouhou dobu sepnutí (120 ms ~ 200 ms) a krátkou dobu rozepnutí (60 ~ 80 ms).

3. Pružinový ovládací mechanismus

Tento typ mechanismu je v současnosti nejběžněji používaným mechanismem. Jeho zavírání a otevírání závisí na energii pružiny, zatímco cívka pro zavírání skokem poskytuje energii pouze k vytažení kolíku pružiny, takže proud pro zavírání skokem obecně není velký. Akumulace energie pružiny je stlačována motorem pro akumulaci energie.

Sekundární smyčka operátoru ukládání energie pružiny

U elastického ovládacího mechanismu dodává uzavírací sběrnice energii hlavně do motoru pro ukládání energie a proud není velký, takže mezi uzavírací sběrnicí a řídicí sběrnicí není velký rozdíl. Ochrana s její koordinací obecně nevyžaduje zvláštní pozornost.

4. Operátor permanentního magnetu

Operátor s permanentním magnetem je mechanismus, který společnost ABB aplikovala na domácím trhu, poprvé u svého vakuového jističe VM1 10kV.

Jeho princip je zhruba podobný elektromagnetickému typu, hnací hřídel je vyrobena z materiálu s permanentním magnetem, permanentní magnet je obklopen elektromagnetickou cívkou.

Za normálních okolností se elektromagnetická cívka nenabíjí, když se spínač otevírá nebo zavírá, změnou polarity cívky pomocí principu magnetické přitažlivosti nebo odpuzování se spínač otevírá nebo zavírá.

Ačkoli tento proud není malý, spínač je „uložen“ ve velkokapacitním kondenzátoru, který se vybíjí, aby během provozu poskytoval velký proud.

Výhodou tohoto mechanismu jsou malé rozměry, menší počet mechanických částí převodu, takže spolehlivost je lepší než u elastického mechanismu.

Ve spojení s naším ochranným zařízením naše vypínací smyčka ovládá vysokoohmové polovodičové relé, které od nás vyžaduje, abychom mu poskytli akční impuls.

Proto spínač, který udržuje smyčku, rozhodně nelze spustit, ochrana skoku se nespustí (samotný mechanismus se skokem).

Je však třeba poznamenat, že kvůli vysokému provoznímu napětí polovodičového relé je u konvenčního provedení záporný pól TW připojen k uzavíracímu obvodu, což sice nezpůsobí aktivaci polovodičového relé, ale může způsobit, že polohové relé selže kvůli příliš vysokému parciálnímu napětí.

1. Horní izolační válec (s vakuovou zhášecí komorou)

2. Spusťte izolační válec

3. Klika pro ruční otevírání

4. Šasi (vestavěný ovládací mechanismus s permanentním magnetem)

Transformátor napětí

6. Pod drátem

7. Proudový transformátor

8. Online

Tato situace, se kterou se setkáváme v praxi, je podrobně popsána v části věnované ladění a konkrétní analýze a zpracování.

V Číně existují také produkty s mechanismy s permanentními magnety, ale jejich kvalita dříve nebyla zcela srovnatelná s předchozími standardy. V posledních letech se kvalita na trh postupně dostává. Vzhledem k ceně domácí mechanismy s permanentními magnety obvykle nemají kapacitu a proud je dodáván přímo ze sběrnice.

Náš ovládací mechanismus je poháněn stykačem zapnutí/vypnutí (obecně zvolený typ proudu), obecně lze spustit přidržení a ochranu proti skoku.

5.FS typ „switch“ a další

Výše jsme zmínili jističe (běžně známé jako spínače), ale v elektrárnách se můžeme setkat i s tím, co uživatelé nazývají spínače FS. Spínač FS je ve skutečnosti zkratka pro spínač zátěže + rychlá pojistka.

Protože je spínač dražší, používá se tento obvod FS k úspoře nákladů. Normální proud je odváděn spínačem zátěže a poruchový proud je odváděn rychlou pojistkou.

Tento typ obvodu je běžný v elektrárnách 6 kV. Ochrana ve spojení s takovým obvodem je často vyžadována, aby se zabránilo vypnutí nebo aby se umožnilo rychlé odstranění proudu pojistkou se zpožděním, když je poruchový proud větší než povolený vypínací proud spínače zátěže. Někteří uživatelé elektráren si nemusí přát chránit přídržnou smyčku.

Vzhledem k nízké kvalitě spínače nemusí být pomocný kontakt na místě a jakmile je udržovací obvod spuštěn, musí se před návratem spoléhat na rozpojení pomocného kontaktu jističe, jinak se k cívce pro zapnutí přidá proud propojující přepětí, dokud se cívka nespálí.

Cívka pro zapínání proudu je navržena tak, aby byla napájena pouze krátkodobě. Pokud je proud přidáván delší dobu, snadno se spálí. A rozhodně chceme mít přidržovací smyčku, jinak je velmi snadné spálit ochranné kontakty.

Samozřejmě, pokud na tom uživatel v terénu trvá, lze přidržovací smyčku také odstranit. Obecně je nejjednodušší metodou přeříznout vodič na desce plošných spojů, který drží normálně otevřený kontakt relé s kladnou řídicí samičí svorkou.

Na místě ladění je třeba dbát na to, aby při zapínání a vypínání spínače indikátor polohy nesvítil (s výjimkou případů, kdy pružina nemá akumulovanou energii, v takovém případě panel zobrazuje alarm „pružina nemá akumulovanou energii“). Řídicí napájení je nutné okamžitě vypnout, aby se zabránilo spálení cívky spínače. Toto je základní princip, který je třeba mít na paměti na místě.