На схемах распределительных устройств разъединитель часто путают с автоматическим выключателем.
Но эти устройства выполняют разные функции. Автоматический выключатель прерывает ток, а разъединитель создает физический разрыв.
Основное назначение разъединителя — обеспечение безопасности при техническом обслуживании:
он создает четкую физическую точку разъединения после того, как цепь уже была отключена.
В этой статье объясняется фактическая структура разъединителя, где он устанавливается и почему он может изменить конструкцию КРУ среднего напряжения.
Что такое разъединитель в распределительном устройстве?
Разъединитель — это устройство, также называемое отключающим аппаратом, используемое для физического отключения цепи после того, как ток уже был прерван.
Он не предназначен в основном для отключения рабочего тока или тока короткого замыкания. Его задача — создать безопасную точку разъединения для осмотра, технического обслуживания или коммутационных операций.
Разъединитель не защищает цепь. Он создает физический изоляционный разрыв.
Простое объяснение:
Когда разъединитель замкнут, цепь имеет непрерывный металлический путь:
Источник → Металлический контакт → Нагрузка
Когда разъединитель разомкнут, металлический путь разделен и заменен изоляционным промежутком:
Источник → Воздушный зазор → Нагрузка
Токовый путь разрывается, потому что часть проводящего пути механически отводится.
Какой механизм используется для изоляции цепи?
Разъединитель работает путем отведения одной проводящей части от другой.
Распространенные конструкции включают:
| Тип механизма | Принцип работы |
|---|---|
| Ножевой тип | Нож отводится от неподвижного контакта |
| Поворотный тип | Вращающийся контакт поворачивается для подключения или отключения цепи |
| Выдвижной / выкатной тип | Подвижный контакт отводится от неподвижного контакта |
| Трехпозиционный тип | Совмещены замкнутое, изолированное и заземленное положения |
Ключевой момент:
Разъединитель заменяет металлическое соединение изоляционным промежутком.
Но этот промежуток должен быть достаточно большим для данного уровня напряжения. Воздух обычно не проводит ток при номинальном напряжении, но если напряжение слишком высокое или промежуток слишком мал, может произойти перекрытие.
Таким образом, разъединитель — это не просто «перерезание провода». Это спроектированная изоляционная конструкция с надлежащими воздушными зазорами, путями утечки, контактным расстоянием и механической прочностью.
Механизм также ведет к следующему разделу: при увеличении напряжения разъединителю потребуется больше места для изоляции.
Разъединитель становится больше при увеличении напряжения
Размер разъединителя в основном зависит от напряжения, поскольку более высокое напряжение требует большего изоляционного расстояния.
При низком напряжении требуемый воздушный зазор мал. При среднем напряжении требуемые фазные и фазно-земляные зазоры становятся значительно больше.
| Уровень напряжения | Влияние на размер |
|---|---|
| 400 В / 690 В НН | Компактный выключатель-разъединитель может поместиться в низковольтной панели |
| 11 / 12 кВ СН | Требуются более крупные контактные зазоры и изоляционные опоры |
| 24 кВ СН | Большее фазное расстояние и зазор в шкафу |
| 33 / 36 кВ СН | Очень большая конструкция с воздушной изоляцией; может изменить компоновку шкафа |
Что влияет на размер:
- номинальное напряжение
- номинальный ток
- ток стойкости при кратковременном режиме
- фазный зазор
- фазно-земляной зазор
- разомкнутый контактный зазор
- воздушная или газовая изоляция
- интегрирован ли заземлитель
- ручной или моторизованный привод
Чем выше напряжение, тем больше должны быть воздушный зазор и изоляционная конструкция. Вот почему разъединитель среднего напряжения не является маленьким аксессуаром внутри шкафа.
Ищете заводские испытанные трехфазные распределительные устройства и щиты для вашего проекта?
Где устанавливается разъединитель в цепи?
В стационарных КРУ с вакуумным выключателем
Распространенная структура:
Шина → Разъединитель → Стационарный вакуумный выключатель → Трансформатор тока → Кабельный вывод → Заземлитель
Здесь:
- вакуумный выключатель прерывает ток
- разъединитель создает изоляционный разрыв
- заземлитель заземляет изолированную сторону
Почему разъединитель часто устанавливается между шиной и стационарным автоматическим выключателем?
Причина в безопасности и техническом обслуживании.
Шина является основным источником питания внутри распределительного устройства. Когда одна фидерная панель нуждается в обслуживании, самая безопасная точка изоляции обычно находится в начале этой фидерной ветви, как можно ближе к источнику энергии.
Открытие разъединителя в этом положении позволяет отделить нижестоящие части этого фидера, включая стационарный вакуумный выключатель, трансформатор тока, кабельный вывод и отходящий кабельный участок, от находящейся под напряжением шины.
Это особенно важно, поскольку целью разъединителя является в основном изоляция для технического обслуживания. Во многих распределительных устройствах один фидер может быть остановлен, в то время как другие фидеры должны продолжать работать. Основная шина может оставаться под напряжением, и изолируется только выбранная ветвь.
Поэтому разъединитель устанавливается не случайно. Он работает как точка разрыва в начале одной ветви.
Как разъединитель влияет на конструкцию распределительного устройства?
Учитывая размер и местоположение в структуре распределительного устройства, добавление разъединителя в КРУ среднего напряжения может изменить всю конструкцию шкафа.
Поэтому при добавлении разъединителя многие другие части распределительного устройства должны быть перепроектированы.
1. Дополнительное пространство для основного изолирующего устройства
Разъединителю требуется физическое пространство для его неподвижных контактов, подвижного ножа или поворотного контакта, изоляторов, рабочего вала и разомкнутого контактного зазора. При среднем напряжении это пространство значительно больше, чем в низковольтном оборудовании, поскольку необходимо поддерживать воздушный зазор между токоведущими частями.
2. Пересмотренные шины и медные соединения
Разъединитель должен быть подключен между шиной и выключателем, поэтому расположение шин и медных соединений должно измениться. Могут потребоваться дополнительные медные перемычки, контактные точки, опоры и изоляционные части. Эти дополнительные точки соединения также необходимо проверять на повышение температуры и кратковременный выдерживаемый ток.
3. Измененная внутренняя компоновка шкафа
Положение выключателя, трансформатора тока, кабельного вывода, заземлителя и отсека шин может потребовать корректировки. В некоторых конструкциях высота, глубина или ширина шкафа могут увеличиться. В других случаях весь тип распределительного устройства может измениться со стандартной выкатной конструкции вакуумного выключателя на стационарный вакуумный выключатель с разъединителем.
4. Более сложная блокировка
Выключатель, разъединитель и заземлитель должны работать в правильной последовательности. Например, разъединитель не должен открываться под нагрузкой, а заземлитель не должен замыкаться, когда цепь находится под напряжением. Это может потребовать механических блокировок, ключевых блокировок, концевых выключателей и электрических сигналов блокировки.
5. Дополнительный механизм управления и индикации
Разъединителю требуется ручной или моторизованный привод, индикация положения, блокирующее устройство, а иногда и вспомогательные контакты для удаленной обратной связи о состоянии. Они невелики по сравнению с основными медными частями, но все же влияют на структуру панели и управляющую проводку.
| Область проектирования | Эффект |
|---|---|
| Размер шкафа | Может потребоваться большая высота, ширина или глубина |
| Расположение шин | Требуются дополнительные точки соединения и опоры |
| Внутренний зазор | Должно поддерживаться фазное и фазно-земляное расстояние |
| Блокировка | Выключатель, разъединитель и заземлитель должны быть скоординированы |
| Стоимость | Дополнительное устройство, медь, механизм и инженерия |
| Срок поставки | Индивидуальная компоновка может потребовать более длительного производства |
Это не просто «еще одна деталь». Это может стать другой конструкцией распределительного устройства.
Когда разъединитель полезен? Когда нет?
Разъединитель полезен, когда распределительному устройству требуется четкая физическая точка изоляции для технического обслуживания. Но необходимость в отдельном разъединителе зависит от структуры распределительного устройства.
1. Стационарное КРУ с вакуумным выключателем
В стационарных КРУ среднего напряжения с вакуумным выключателем выключатель закреплен внутри шкафа. Его нельзя выкатить для создания изолированного положения.
Распространенная компоновка:
Шина → Разъединитель → Стационарный вакуумный выключатель → Трансформатор тока → Кабельный вывод
Заземлитель: подключен со стороны кабеля для заземления
В этой структуре вакуумный выключатель прерывает рабочий ток и ток короткого замыкания. Разъединитель создает физический изоляционный разрыв со стороны шины. Заземлитель заземляет кабельную сторону после изоляции фидера.
Такое расположение разумно, поскольку стационарный вакуумный выключатель сам по себе не может быть отведен от находящейся под напряжением шины. Разъединитель обеспечивает функцию изоляции, которую стационарный выключатель не может обеспечить перемещением.
Системы СН/ВН в целом
Разъединители распространены в системах СН и ВН, поскольку изоляция более критична при более высоких уровнях напряжения.
Причины включают:
| Причина | Объяснение |
|---|---|
| Более высокое напряжение | Требуется большее изоляционное расстояние |
| Более высокий риск при обслуживании | Операторам нужна четкая и безопасная точка изоляции |
| Работа с шиной под напряжением | Один фидер может быть изолирован, в то время как другие фидеры остаются под напряжением |
| Требование заземления | Изолированная сторона часто должна быть заземлена перед обслуживанием |
| Стационарная конструкция оборудования | Стационарные выключатели не могут создавать изоляцию путем выкатывания |
Таким образом, в системах СН/ВН разъединитель часто является частью основной конструкции распределительного устройства, а не небольшим дополнительным аксессуаром.
2. Низковольтное распределительное устройство
В низковольтных распределительных устройствах изоляция по-прежнему необходима. Но отдельный разъединитель обычно не требуется, поскольку функция изоляции часто уже обеспечивается другими устройствами, такими как:
Автоматические выключатели в литом корпусе (ACB), модульные автоматические выключатели (MCCB), миниатюрные автоматические выключатели (MCB), выключатели-разъединители или выключатели-разъединители с предохранителями
Типичная компоновка низковольтной панели:
Вводной ACB / MCCB → Шина → Отходящие фидеры
Обычно нет необходимости добавлять еще один отдельный разъединитель перед ACB или MCCB:
Разъединитель → ACB / MCCB
Это часто дублировало бы ту же функцию изоляции, при этом добавляя больше затрат, места, медных соединений, точек нагрева и требований к блокировке.
Поэтому более точное утверждение:
Изоляция не является редкостью в низковольтных распределительных устройствах. Отдельный разъединитель встречается редко, потому что выключатель или выключатель-разъединитель часто уже обеспечивают требуемую функцию изоляции.
Отдельный разъединитель все еще может использоваться в низковольтных системах, если проект имеет особые требования к техническому обслуживанию, безопасности, блокировке, обходу или спецификации. Но он обычно не требуется в качестве стандартного дополнительного устройства перед каждым выключателем.
3. А как насчет выкатных КРУ среднего напряжения с вакуумным выключателем?
В выкатных КРУ среднего напряжения с вакуумным выключателем выключатель установлен на выкатной тележке.
Распространенная компоновка:
Шина → Неподвижный контакт + Шторка → Выкатная тележка с вакуумным выключателем → Неподвижный контакт + Шторка → Кабельная сторона → Заземлитель
Когда тележка вакуумного выключателя находится в рабочем положении, она подключается к неподвижным контактам, и ток может протекать. Когда тележка выкатывается в тестовое или изолированное положение, она отделяется от неподвижных контактов, и шторки закрываются.
В этом случае изоляция достигается самой выкатной конструкцией.
Поэтому отдельный разъединитель обычно не требуется в стандартных выкатных КРУ с вакуумным выключателем. Его добавление может дублировать функцию изоляции и усложнить шкаф.
Разъединитель против автоматического выключателя
| Параметр | Разъединитель | Автоматический выключатель |
|---|---|---|
| Основная функция | Физическая изоляция | Коммутация и защита |
| Прерывание тока | Обычно только без нагрузки | Может прерывать рабочий ток и ток короткого замыкания |
| Конструкция для гашения дуги | Обычно нет сильной конструкции для гашения дуги | Да: вакуум, элегаз, дугогасительная камера и т. д. |
| Функция защиты | Нет | Да, с реле или блоком расцепления |
| Структура | Подвижный нож/контакт + воздушный зазор | Контакты + дугогасительная камера + механизм расцепления |
| Условия эксплуатации | После открытия выключателя | Под нагрузкой или в условиях короткого замыкания |
| Стоимость самого устройства | Проще, обычно дешевле выключателя | Сложнее, дороже |
| Влияние на дизайн | Может быть большим в СН | Основное защитное устройство |
| Типичное применение | Стационарные КРУ среднего напряжения, подстанции, точки изоляции | Защита и коммутация НН/СН |
Обычный разъединитель не имеет сильной конструкции для гашения дуги и предназначен для работы без нагрузки. Выключатель-разъединитель или выключатель нагрузки отличается тем, что он предназначен для отключения номинального рабочего тока.
Заключение
В КРУ среднего напряжения разъединитель является первичным устройством токового пути с контактами, изоляционным расстоянием, рабочим механизмом, блокировками и шинными соединениями.
Он полезен в стационарных КРУ среднего напряжения, потому что выключатель не может быть выкачен. Но в выкатных КРУ среднего напряжения или многих низковольтных панелях функция изоляции уже обеспечивается выкатной конструкцией, выключателем или выключателем-разъединителем.
Основное назначение отдельного разъединителя — обеспечить безопасную точку изоляции для технического обслуживания, особенно в КРУ среднего напряжения стационарного типа.
Часто задаваемые вопросы
Разъединитель — это то же самое, что и автоматический выключатель?
Нет. Автоматический выключатель прерывает рабочий ток и ток короткого замыкания. Разъединитель в основном создает физический изоляционный разрыв после того, как цепь уже была отключена.
Может ли разъединитель отключать рабочий ток?
Обычный разъединитель обычно является устройством без нагрузки и не должен использоваться для отключения рабочего тока. Если устройство предназначено для отключения номинального рабочего тока, оно обычно называется выключателем-разъединителем или выключателем нагрузки.
Почему разъединитель используется в стационарных КРУ среднего напряжения?
В стационарных КРУ среднего напряжения выключатель не может быть выкачен. Отдельный разъединитель обеспечивает физическую точку разделения от находящейся под напряжением шины, что полезно для технического обслуживания.
Нужен ли разъединитель в выкатных КРУ с вакуумным выключателем?
Обычно нет. В выкатных КРУ с вакуумным выключателем тележка выключателя может быть выкачена в тестовое или изолированное положение, поэтому выкатная конструкция уже обеспечивает функцию изоляции.
Почему отдельный разъединитель редко встречается в низковольтных распределительных устройствах?
В низковольтных распределительных устройствах изоляция часто уже обеспечивается автоматическими выключателями в литом корпусе (ACB), модульными автоматическими выключателями (MCCB), миниатюрными автоматическими выключателями (MCB), выключателями-разъединителями или выключателями-разъединителями с предохранителями. Добавление еще одного разъединителя может только дублировать ту же функцию.
Изменяет ли добавление разъединителя конструкцию распределительного устройства?
В КРУ среднего напряжения — да. Разъединитель является частью первичного токового пути. Его добавление может потребовать дополнительного пространства, медных перемычек, опорных изоляторов, блокировок, рабочих механизмов и изменений в компоновке шкафа.
