高圧ロードスイッチ、サーキットブレーカー、絶縁スイッチの機能と違い

Jun 15, 2023

高電圧絶縁スイッチの目的:

遮断スイッチは主に、保守作業の安全を確保するために、高圧配電装置内の充電部から遮断が必要な部分を確実に遮断するために使用されます。

遮断スイッチの接点はすべて空気中に露出しており、明らかな断線箇所があります。絶縁スイッチには消弧装置がありませんので、負荷電流の遮断や短絡電流の遮断には使用できません。そうしないと、高電圧下で断線点から強いアークが発生し、それを自然に消すことが困難になります。さらには、アーク放電（相接地または相対相の短絡）を引き起こし、機器を焼損させ、個人の安全を危険にさらす可能性があります。これは、「負荷で絶縁スイッチを引く」と呼ばれる重大な事故です。絶縁スイッチを使用して特定の回路を切り替え、システムの動作モードを変更することもできます。

例えば：

デュアルバス回路では、絶縁スイッチを使用して、実行中の回路を 1 つのバスから別のバスに切り替えることができます。同時に、いくつかの小電流回路の動作にも使用できます。

(1) 開放後は、確実な絶縁ギャップを確立し、メンテナンスが必要な機器またはラインを明確な切断点で電源から分離し、保守要員および機器の安全を確保します。

(2) 運用上の必要に応じて配線を変更します。

このスイッチは、ベース、ロッド型ポストインシュレータ、導電性ナイフ、左右の接点、伝達部品で構成されており、V型絶縁スイッチとも呼ばれます。絶縁スイッチには、必要に応じて接地スイッチを装備することができ、35-110 kV の電圧レベルで広く使用されています。

高電圧ロードスイッチの機能:

（1。目的

高電圧ロードスイッチは、高電圧サーキットブレーカーと高電圧絶縁スイッチの間の機能を備えた電気機器です。高電圧負荷スイッチは、多くの場合、高電圧ヒューズと直列に使用されます。電源トランスの制御に使用されます。高圧ロードスイッチは、一定量の負荷電流や過負荷電流をオンオフできるため、簡易的な消弧装置を備えています。ただし、短絡電流を遮断することはできないため、通常は短絡保護を提供するために高電圧ヒューズと直列に使用されます。

(2) 特徴

電源を絶縁でき、明らかな切断点があり、主に固定高電圧機器に使用されます。閉状態で通常の動作電流と短絡回路を通過できるアーク消弧装置はありません。負荷のある回路を接続したり切断したりすることは厳しく禁止されており、多くの場合、高圧回路ブレーカーと直列に使用されます。

(3) 機能

負荷電流の遮断と短絡電流の作成に使用され、負荷電流、閉ループ電流、無負荷変圧器およびケーブルの充電電流の遮断、および短絡電流の作成に使用されます。接地スイッチを備えたロードスイッチは短絡電流に耐えることができます。引外し装置と高遮断容量ヒューズを組み合わせたロードスイッチヒューズは、欠相引外し機能を備えており、短絡電流を遮断し保護装置として機能します。

(高電圧ロードスイッチモデル)

使用環境の観点からは屋内用と屋外用がありますが、

アーク消火形態と消火媒体の観点から見ると、石油、圧縮空気、ガス生成、真空、SF6 などが挙げられます。

SF6型ロードスイッチ：

SF6（六フッ化硫黄）ガスを絶縁および消弧媒体として使用したロードスイッチをSF6ロードスイッチといいます。これは、無負荷ライン、無負荷変圧器、コンデンサバンクの開閉だけでなく、負荷電流や過負荷電流の開閉にも使用できます。ヒューズと直列に使用すると、短絡電流を遮断し、強力なアーク消弧能力を発揮します。大規模なショッピングモール、工業および鉱山企業、都市部の住宅地、配電、交換局、空港、地下鉄、スポーツ会場、病院、小規模二次変電所などの場所に適しています。

SF6 ロードスイッチの利点:

(1) スイッチ、オープン、アースの機能をSF6ガスを封入したエポキシ樹脂のシェルに一体化してパッケージし、3位置連動でコンパクトな機構を実現しました。

(2) 高い安全性と信頼性。

(3) 電源のないリレー保護装置は、変圧器の過電流部分のヒューズの保護不足を補います。

(4) 小型、軽量、メンテナンスが簡単、便利で安全な操作。

高圧サーキットブレーカー

高電圧スイッチとも呼ばれる回路ブレーカーは、高電圧回路の無負荷電流と負荷電流を遮断または閉じるだけでなく、リレーを通る過負荷電流や短絡電流も遮断します。システム障害発生時の保護装置。

(1) サーキットブレーカーの役割と機能

高電圧サーキットブレーカーは電力システムで最も重要な機器の 1 つであり、通常の状態では回路を接続および切断するために使用され、障害の場合には障害電流を迅速に切断できるスイッチ装置に使用されます。含む：

● 高電圧線の無負荷電流を遮断または遮断します。

高電圧線の負荷電流を遮断または遮断します。

高圧線の事故電流を遮断または遮断します。

(2) 遮断器の分類と特徴

高電圧サーキットブレーカーは主にマルチオイルサーキットブレーカー、低オイルサーキットブレーカー、六フッ化硫黄サーキットブレーカー、真空サーキットブレーカー、圧縮空気サーキットブレーカーなどに分かれています。それらの特徴は次のとおりです。

1) マルチオイルサーキットブレーカー

導入は簡単で安価ですが、オイルの消費量が多く、量が多く、メンテナンスの負担が大きく、爆発や火災が発生しやすいためです。

マルチ油遮断器は、消弧媒体および主絶縁媒体として絶縁油を使用した高圧遮断器です。構造が単純でプロセス要件は低いですが、体積が大きく、鋼材や絶縁油の使用量が多くなります。

2) 低油遮断器

オイルの使用量が少なく、小型で頑丈な燃料タンク構造を採用しており、材料節約、防爆、耐火の特性を備えています。低油サーキットブレーカーの使用は安全であり、分配装置が大幅に簡素化され、小型で輸送が容易になります。

低油遮断器は構造がシンプルで、長年の使用実績と豊富な操作経験を備えています。現在でも、電力システムでは依然として支配的です。中国で製造された 20kV 未満の低油遮断器は屋内用ですが、35kV 以上は屋外用です。

3) SF6サーキットブレーカー

優れた電気的性能、高い破壊電圧。装置の操作、メンテナンス、オーバーホールが非常に便利で、オーバーホールサイクルが長く、ブレーキ性能が良く、床面積が小さいです。特に、SF6 全閉型複合電気機器は、変電所の床面積を大幅に削減できます。

一般に、SF6 遮断器は、SF6 絶縁媒体自体の優れた性能により、数多くの優れた特性を獲得しています。

破壊電圧が高い。 220kV SF6 サーキットブレーカーは 1 つのブレークのみを必要とするため、その構造はシンプルで、製造、設置、デバッグ、および操作に便利です。

● 複数の回路ブレーカーと長いメンテナンスサイクルを許可します。

● 優れた遮断性能、高い遮断電流を備えた SF6 サーキットブレーカー、短いアーク消弧時間、深刻な電流遮断現象がなく、容量性電流を遮断する際の再点火がありません。

発火しにくく、安全に操作できます。

● 土地占有が少なくなる。

価格は高いです。

4) 真空遮断器

真空は断熱材および消弧媒体として使用され、体積が小さく軽量です。ただし、消弧室の技術と材料には高い要件があり、複数回の連続運転が可能です。優れた遮断性能、短い動作時間、簡単な操作とメンテナンス、高い信頼性を備えており、配電システムでの複数の運用に適しています。 35kV以下のシステムで広く使用されています。

5) 気中遮断器

空気遮断器は、圧縮空気遮断器としても知られています。アークを消すには、あらかじめ保存しておいた圧縮空気を使用してください。圧縮空気は消弧および絶縁媒体として機能するだけでなく、伝達の駆動力としても機能します。

エアサーキットブレーカーは、高い短絡容量、速い動作時間、小型、軽量で、火災の危険性がありません。しかし、その構造は複雑で高価であり、圧縮空気システムの設置が必要です。これらは主に、電気パラメータと 110kV 以上の回路遮断時間に対する高い要件を持つシステムや、大型の発電機コンセントで高い定格電流と回路遮断が必要な状況で使用されます。中国では、110kV以上の大容量電力系統で一般的に使用されており、基本的にSF6サーキットブレーカーに置き換えられています。

6) SF6全閉開閉装置(GIS)

システムのレイアウトに応じて、遮断器、断路器、接地開閉器、変流器、変圧器、避雷器、母線、入出力線ブッシング、またはケーブル端末など、変電所内の変圧器以外の主要機器の設計を最適化することです。そしてそれらを有機的に組み合わせて全体を作り上げます。

その主な利点は、設置面積が小さい、占有スペースが少ない、高い動作信頼性、長いメンテナンスサイクル、外部環境条件の影響を受けない、強い耐震性などです。主な欠点は高価であることです。現在、主に 110-500 kV システムに適用されることが増えています。

(3) サーキットブレーカーの主なパラメータ

1) 定格電圧

定格電圧は、サーキットブレーカーを長期間動作させるための標準的な電圧です。電力システムの動作電圧の許容変動により、回路ブレーカーは最高動作電圧も指定します。

表1 サーキットブレーカの定格電圧と最大動作電圧

サーキットブレーカーを選択するときは、まず定格電圧を選択する必要があります。

2) 定格電流

定格電流とは、サーキットブレーカーが許容する長期動作電流を指します。中国で指定されている定格電流は、200A、400A、630A、1000A、1600A、2000A、3150A、4000A、5000A、6300A、8000A、12500A、16000A、20000Aです。

3) 定格遮断電流 IbrN

定格電圧でサーキットブレーカーが遮断できる最大回路電流を定格遮断電流といいます。