Aby byla zajištěna maximální bezpečnost při údržbových pracích na vysokonapěťových elektrických vedeních a souvisejících zařízeních, jsou vyžadována spolehlivá spínací zařízení. Zejména otevřené vysokonapěťové odpojovače se používají pro bezpečný přístup k rozvaděčům a dalším vysokonapěťovým zařízením.
Účel a místo použití
Použití odpojovačů v energetickém sektoru k přerušení obvodů je diktováno především bezpečnostními hledisky. Používají se k propojení do kontaktních sítí pro napájení proudem z napájecích vedení. Tyto mechanismy také slouží k bezpečné změně schémat propojení částí obvodu.
Obrázek 1 znázorňuje řez vedením s vysokonapěťovými odpojovacími zařízeními.
Obrázek 1. Řez vedení s vysokonapěťovými odpojovači
Uvažované spínací mechanismy mají dvě důležité vlastnosti, které vám umožňují řídit spínací proces:
- Schopnost vizuálně sledovat polohu pohyblivých kontaktů v místech rozpojení.
- Absence mechanismu umožňujícího možnost volného (libovolného) uvolnění. Použití ručních pohonů zajišťuje, že specialista provede plánovanou operaci odpojení nebo připojení elektrické sítě ve správný čas.
Tato konstrukce odpojovače umožňuje personálu údržby rychle posoudit stav pracovních částí spínacího mechanismu před zapnutím a také vizuálně sledovat polohu kontaktních nožů v konkrétní situaci. Odpojovače vždy fungují pomocí vysokonapěťových spínačů, a to jak venku, tak uvnitř.
Taková zařízení lze použít ke spínání transformátorů pracujících naprázdno, jakož i k odpojování vedení s cirkulujícími snímacími proudy. S vhodnými posunovacími zařízeními je možné odpojit elektrické obvody pod napětím nebo vypnout nízkopříkonové zatěžovací proudy transformátorů. V tomto případě je obloukový výboj vždy pozorován v počáteční fázi vypnutí nebo před zapnutím, když se kontakty přiblíží k průrazné vzdálenosti.
Doba oblouku je snížena přítomností kontaktních pružin. Výjimkou je třída zátěžových spínačů, jejichž konstrukce zahrnuje autoplynová zhášecí zařízení – VNA. Takové spínače lze použít jako vysokonapěťové odpojovače, které se používají pro spínání úseků obvodů do 10 kV. (obr. 2).
Obrázek 2. Vysokonapěťový spínač zátěže VNA
Hlavní oblasti použití
Vysokonapěťové odpojovače obvodů se používají v mnoha aplikacích. S jejich pomocí slouží:
- sítě kompletních trafostanic včetně mobilních trafostanic;
- řada kompletních rozváděčů KRU a KRUN;
- kondenzátorové jednotky;
- prefabrikované komory určené pro jednostrannou údržbu;
- Hlavní rozvaděče, vstupní a rozvodné skříně a další zařízení.
Schopnost třípólových a jednopólových odpojovačů spínat nabíjecí proudy venkovních vodičů a kabelových vedení, zapínat a vypínat indukční proudy výkonových transformátorů, odpojovat vyrovnávací proudy a rozpojovat obvody s malými zatěžovacími proudy činí tato zařízení nepostradatelnou v různých energetické systémy.
Oblasti použití vysokonapěťových odpojovačů jsou regulovány PTEEP. Pravidla umožňují jejich použití v sítích 6 – 10 kV, spínat nebo vypínat zatěžovací proudy do 15 A nebo vyrovnávací proudy do 70 A.
Zařízení a princip činnosti
Vytvoření vysokonapěťového odpojovače bylo vyvoláno potřebou spínacího mechanismu schopného zajistit bezpečné a vizuálně pozorovatelné přerušení vysokonapěťových obvodů pod napětím. Konstrukce takového zařízení je založena na vysoké spolehlivosti kontaktů, která zajišťuje uzavření a otevření obvodu za všech povětrnostních podmínek.
Konstrukce vysokonapěťového odpojovače nepočítá s přítomností prvků zhášecích jiskry. Proto, aby se zabránilo vytvoření elektrického oblouku s vysokým výkonem, který může zničit kontakty, jsou zařízení zapojena do série s vysokonapěťovými zátěžovými spínači. Před odpojením požadovaného vedení vypněte zátěž pomocí vypínače.
Konstrukce odpojovače se skládá z tuhého nosného rámu, na kterém jsou namontovány následující prvky:
- systém pevných izolátorů umístěných na každé straně přerušení pro každý fázový vodič;
- statické kontakty a kontaktní nože, které zajišťují uzavření a otevření obvodu;
- mechanismus pro ovládání pohyblivých kontaktů (nože);
- blokovací prvky.
Odpojovače určené pro spínání obvodů, jejichž napětí přesahuje 110 000 V, se skládají ze dvou kontaktních pohyblivých polonožek, oddělených v opačných směrech. Vzdálenost mezi oddělenými kontakty je poměrně velká, což eliminuje porušení tohoto prostoru v případě neoprávněné aktivace spínače.
V závislosti na účelu mohou být dotyčná zařízení třípólová nebo jednopólová. Třípólové odpojovače mají tři páry kontaktů. V jednopólovém odpojovači je pouze jeden pár: pevný kontakt a jeho stykač – kontaktní nůž.
Příklad třípólového odpojovače je na obrázku 3.
Obrázek 3. Třípólový spínač s vertikálním otáčením nožů
Navzdory skutečnosti, že radiostanice pracují s odpojenou zátěží, nelze vyloučit možnost přítomnosti nebezpečných indukovaných nebo kapacitních proudů. Aby byla zajištěna úplná bezpečnost personálu, používají se zemnící nože, které jsou namontovány na jedné plošině a mohou plnit svou zamýšlenou ochrannou funkci až po odpojení zátěžového spínače a rozpojení kontaktů spojujících obsluhovanou oblast s vedením pod napětím. V opačném případě dojde ke zkratu mezi uzemněnými vodiči.
Aby se eliminovaly zkraty způsobené zemnicími noži v důsledku náhodného napájení jmenovitých proudů, je mnoho modelů vybaveno uzamykacími mechanismy. Mechanismy blokují pohyb nožů, když není odstraněno uzemňovací zařízení nebo když je zátěž zapnutá. Nejčastěji se používá mechanické zamykání, ale existují i elektromagnetické a dokonce hydraulické zamykací mechanismy. Existují modely s kombinovanými blokovacími prvky.
Princip činnosti
Připojení nebo rozpojení spínaného elektrického obvodu je zajištěno otáčením kontaktních nožů. V závislosti na konstrukci lze pohyblivé kontakty otáčet vertikálně nebo horizontálně. Pohon udělující sílu do otočného mechanismu je tyč s rukojetí, pomocí které obsluha ovládá kontaktní nože. Rukojeti pohonu jsou namontovány přímo na podpěrách pod odpojovačem.
Ruční ovládání se používá především na venkovních vedeních do 6 kV. Nože na vedeních 110 kV a výše jsou ovládány elektropohony pomocí kovových skříní umístěných v bezpečné vzdálenosti.
Klasifikace
Domácí průmysl vyrábí vysokonapěťové odpojovače různých typů. Mohou být klasifikovány podle následujících kritérií:
- podle počtu pólů;
- typ kontaktního nože (rotační, sekací, kyvný);
- místo instalace (otevřený prostor nebo místnost);
- způsobem ovládání: ruční (pomocí izolační tyče nebo pák), elektromechanické, hydraulické, pneumatické.
Zařízení se navíc liší jmenovitým napětím a jmenovitým proudem, pro které jsou určeny. Výrobky jsou dodávány se zemnicími spínači (odpojovače RVZ, obr. 4), s tvarovými noži (RVF) a dalšími.
Obrázek 4. RVFz 1063
Typ zařízení lze určit podle jeho označení.
Písmena označují:
- P – typ výrobku, v tomto případě odpojovač;
- N – vnější;
- G – horizontální instalace;
- L – lineární;
- Z – odpojovač se zemnicími noži. Čísla 1, 2. označují počet zemnících vodičů;
- D – se dvěma podpěrně-izolačními sloupy;
- Čísla 10, 35, 110, 220 znamenají jmenovité napětí v kilovoltech.
Například RV je vnitřní odpojovač a zkratka RLND znamená, že se jedná o lineární typ zařízení se dvěma nosně-izolačními sloupy pro venkovní použití.
Požadavky
Hlavním požadavkem na všechny vysokonapěťové odpojovače je provedení, které umožňuje takové odpojení, když je přerušení obvodu jasně viditelné. Zařízení používaná k odpojování vedení nad 1 kV podléhají požadavkům GOST R 52726-2007 a poskytují:
- tepelná a elektrodynamická stabilita konstrukce;
- vysoce kvalitní izolace, schopná pracovat v různých atmosférických podmínkách a odolávat všem druhům přepětí;
- spolehlivé zapnutí nebo vypnutí za všech přípustných podmínek, včetně námrazy konstrukčních prvků;
- jednoduchost konstrukce, zajišťující spolehlivé odpojení, snadnou instalaci a obsluhu.
Samostatné požadavky se vztahují na shodu s vlastnostmi instalace, provozními pravidly a preventivními opatřeními, aby byly odpojovače stále aktuální.
