高圧断路器の配置と動作の仕組み

高電圧機器：断路器の配置と動作 高電圧電気機器の中には、さまざまな開閉装置が使用されています。彼らのグループの 1 つは「ディスコネクター」と呼ばれます。

予定

これらの構造は、電気回路に遮断を生じさせるために使用されます。遮断は電圧供給をオフにするだけでなく、視覚的にも確認できる必要があります。

実際のところ、電気利用の長い歴史の中で、電気を安全に使用するための伝統が発展してきました。高度な技術装置を備えた負荷遮断器による停電は、観察から隠蔽されます。事故が発生した場合でも、電圧は廃止予定の領域に残ります。これは非常に危険であり、感電や電気機器の損傷の直接の前提条件となります。

これらの理由から、動作の安全性を確保するために、断路器はスイッチと直列に、通常はその後に高電圧回路に設置されます。

このプロセスを理解するために、第 1 変電所の電源からの電気が 5 つの作業セクションに分割された送電線を通って第 2 変電所と第 3 変電所に送電されるときの電気回路の一部を示します。

セクション No. 3 (赤でマーク) では、安全条件に従って応力除去を必要とする技術的作業を実行する必要があると仮定します。

これを行うには、電源スイッチをオフにする必要があります。

• 第一変電所。

• 変電所 No.2 と No.3 は低電圧側で稼働しており、逆変電効果によりセクション No.3 を含む送電線に電力を供給します。

いずれかのスイッチの故障やエラー、またはそれらのスイッチが自然に不正にオンになった場合、電圧が動作セクション No. 3 に現れますが、これは容認できません。

したがって、電気回路の各スイッチの後に断路器が設置され、回路内に安全かつ目に見える遮断が追加されます。

上の写真はシンプルな一行デザインです。ただし、実際には、高圧送電線は少なくとも 3 相を使用します。メンテナンスのために作業現場 No.3 を準備する場合のより正確な図は次のとおりです。

そこには、電力線の各相«A»、«B»、«C»がそれぞれの色、黄、緑、赤で表示されます。すべての変電所では、まず独自の開閉器によって切断され、次に断路器によって切断されます。このとき初めて、サイト No.3 の電力線の各相が接地されます。

この図では、接地の問題は完全には示されていませんが、その実装の必要性を示すためにのみ示されています。

回路内の断路器の位置によって、回路ブレーカーと比較して簡素化された設計が決まります。これは、スイッチが通常動作中に通過する電気を確実に遮断する必要があることと、スイッチによって保護されている回路のセクションのどこかで予期せぬ瞬間に発生する可能性がある巨大な緊急短絡電流を確実に遮断する必要があるためです。

これらのプロセスは非常に複雑で、環境のイオン化と、接点を焼損する可能性のある強力な電気アークの発生に関連しています。この現象を防ぐために、絶縁特性を持つキャリアの使用に基づいたさまざまな技術的解決策が使用されています。それらは、回路が切断されたサーキットブレーカーの作業領域を埋めます。

アークに対処する 2 番目の方向は、トリガー機構の最大速度を確保することです。その動作時間は爆発に匹敵し、正弦波電流の高調波の振動の約 2 周期で発生します。

回路内の障害を検出し、ブレーカー ドライブにコマンドを送信する自動手段を備えた最新の保護にも同じ時間が必要です。

したがって、保護と自動化による緊急停止時間は約 0.04 秒です。

断路器の場合、そのような複雑な装置は必要ありません。これらは、オペレータの手または電気モーターによって急いでスイッチをオフにできるように設計されています。断路器はスイッチの後に設置されているため、電圧が除去された後、アーク放電が発生しない場合にのみ動作します。

断路器と回路ブレーカーの位置は、ディスパッチャの動作図の一部で確認できます。

衛星から送信されたこの変電所の位置の写真は次のようになります。

同じエリアを地上から先頭サポートの側から見た図。

したがって、断路器は、スイッチが電圧をオフにした後、安全なメンテナンスのために電気回路に目に見える切断を作成します...これがその主な目的です。

断路器の設計

高電圧断路器の装置は非常に複雑ですが、同時に同じ電圧の電源スイッチの装置よりもはるかに単純です。 330 kV 機器への実装例を見てみましょう。

このような断路器がトリップする唯一の電流は、誘導電圧から発生する可能性のある容量性放電です。断路器の電源接点は、電源供給を遮断するように設計されています。動作状態では、最大負荷電流がそれらを通過します。

駆動制御キャビネットは、断路器の各相を個別にまたは組み合わせて制御するように設計されています。

上の写真をよく見ると、スイッチの開閉接点と断路器がかなりの高さにあることがわかります。これは、残りの機器とサービス担当者の安全上の理由からです。

110 kV 屋外開閉装置では、断路器の安全な高さはこれより低くなります。

したがって、メンテナンスする方が良く、設置も簡単かつ安価です。ただし、これには、委託された断路器の操作員による特別な注意が必要です。実際には、雨天時に作業員が髪の毛をかき上げ、電気機器までの安全な距離が短くなり、110 kV の電圧に陥ったケースがありました。

これは、安全対策が周知されているだけでなく、完璧に実行されなければならないことを改めて裏付けています。

変電所の電力スイッチを備えた屋内開閉装置近くの柱にある 10 kV 架空送電線断路器の位置が写真に示されています。

次の図は、手動ドライブを使用して 10 kV 送電断路器を操作する方法を示しています。電源変圧器が近くにあります。

6 kV 架空線の断路器には、10 kV 送電線の断路器と同じ装置が付いています。

すべての写真は、各断路器が次の構造要素で構成されていることを示しています。

• パワーフレームは安全な高さに設置されています。

• 各相に形成されたギャップの端でフレームにしっかりと取り付けられたサポート絶縁体。

• ラインの定格電流の信頼性の高い通過を保証し、開状態でサービス対象セクションへの電圧供給を切断する接触システム。

• ナイフモーションコントロールシステム。

110 kV 以上の電圧の回路に使用される断路器の場合、接触システムは反対方向に曲がる 2 つの可動ハーフナイフで構成されています。他の設計では、固定接点に挿入される可動ナイフがより頻繁に使用されます。

断路器は次のように分類されます。

• 極の数。

• 設置の性質（屋内または屋外）。

• チェーンを切断するためのナイフの動きのタイプ (回転、切断、または揺動)。

• 制御方法: 隔離ロッドまたはレバー システムを操作して手動で行うか、制御システムを備えた電気モーター (油圧や空気圧も使用可能) によって自動的に制御します。

作業計画内の断路器を使用したすべての作業は危険な作業として分類され、ディスパッチャーの直接制御の下、特別に設計されたフォームを使用して訓練を受けた訓練を受けた担当者のみが実行されます。

連動断路器

高電圧断路器の特徴は、同じプラットフォーム上で、多くの場合、作成されたギャップの両側に接地ナイフが配置されていることです。電源回路のスイッチングを行う操作員にとって、これらを操作するのに便利です。

スイッチを入れるときは、アースの取り付け/取り外し、断路器のオン/オフの順序を正しく守ることが重要です。断路器の両側にアースが設置されている間は、サーキットブレーカーをオンにしないでください。ショートの原因となります。

また、断路器がオンで回路に電圧が印加されている場合は、強制的に接地することもできず、これによっても短絡が発生します。

切り替え中の誤った状況を防ぐために、固定接地器、断路器、およびスイッチを使用してサービス要員の動作を技術的にブロックする機能が使用されます。彼女は次のようなことができます。

• 純粋に機械的。

• 電気式（電磁ロックの使用に基づく）。

• 組み合わせた。

ロックのデザインが違います。一次ループで使用される電圧が増加するにつれて、その複雑さと信頼性も増加します。

電気タイプのインターロックを制御するために、二次回路で使用される追加の接点が接点ベーンの回転シャフトに取り付けられます。これらはブロック接点 KSA と呼ばれます。それらは断路器の位置を完全に繰り返し、同時に開閉します。制御回路、スイッチとラインの保護および自動化の機能を拡張するために、これらのブロック接点は通常開位置と閉位置の両方で設計されています。

同様の接点ブロックが、固定アースナイフおよび負荷遮断スイッチのドライブにも取り付けられています。

電磁遮断制御回路は、主要機器（スイッチ、断路器、接地ナイフ）の位置のリピーターの接点から電気回路の直列および並列回路を作成する原理に基づいています。

これらのスイッチング デバイスの 1 つの位置がサービス担当者によって変更されると、特定の論理スキームで組み立てられた二次接点がそれに応じて切り替わります。安全要件に違反した場合、電磁遮断により電力機器のさらなる動作が禁止されます。

この場合、実行されたアクションの正しさを理解し、間違いを探す必要があります。

変電所断路器のインターロック回路は専用の DC 電圧源から電力を供給されます。

断路器の必須要件:

• 目に見える隙間を設ける。

• 動的影響および熱影響に対する構造的耐性。

• あらゆる気象条件における断熱の信頼性。

• 雨、降雪、氷結時に作業条件が悪化した場合の作業の明確性。

• シンプルな設計により、使いやすさとメンテナンスが容易になります。

断路器の動作特性の詳細については、「断路器の動作特性」を参照してください。 この記事.