W jaki sposób wyłącznik uziemiający wysokiego napięcia zapewnia ochronę systemu

Gdy system zasilania osiąga wysokie napięcie powyżej 35 kV, wysokonapięciowy wyłącznik uziemiający staje się bardzo ważnym elementem szafy rozdzielczej. Chroni zarówno system zasilania, jak i operatora systemu. Jest niezbędnym komponentem zestawu szafy rozdzielczej i współpracuje z wyłącznikami, odłącznikami oraz przekaźnikami ochronnymi. Pomaga ograniczyć napięcie resztkowe, prądy uszkodzeniowe oraz uszkodzenia sprzętu systemowego. GPSwitchgear to profesjonalny producent szaf rozdzielczych, który integruje wysokonapięciowe wyłączniki uziemiające w swoje rozwiązania szaf rozdzielczych, stosując zaawansowane projekty. Zapewnia to kompleksową ochronę sieci energetycznych, zakładów przemysłowych oraz dużych infrastruktur. W tym artykule omówimy różne sposoby, w jakie wysokonapięciowy wyłącznik uziemiający zapewnia ochronę systemu.

Wysokonapięciowy wyłącznik uziemiający odprowadza napięcie resztkowe w celu ochrony sprzętu i personelu

Nadal może upłynąć pewien czas, zanim nastąpi pełny rozładunek po całkowitym odłączeniu głównego wyłącznika obwodu dla rozdzielni. Sprzęt, taki jak bezczynne transformatory, przewody, kondensatory, urządzenia wysokonapięciowe, a nawet komponenty rozdzielni, mogą pozostać naładowane i stanowić zagrożenie dla personelu konserwacyjnego. Wysokonapięciowe wyłączniki uziemiające działają jako rozładowacze, zapewniając szybką i niskooporową drogę do ziemi oraz uziemiając elementy wysokonapięciowe poprzez wyłącznik uziemiający.

Wysokonapięciowe wyłączniki uziemiające rozładowują napięcie do bezpiecznego poziomu i utrzymują je poniżej 50 V. Urządzenie to potrzebuje zaledwie kilku sekund, aby rozładować ładunek w wyłącznikach wysokiego napięcia po aktywowaniu wyłącznika uziemiającego. Przykładem jest sytuacja po wyłączeniu zestawu rozdzielnicowego i transformatora 110 kV, kiedy to uruchamia się wyłącznik uziemiający, by rozładować uzwojenia transformatora, zapobiegając niebezpiecznym, a nawet przyjaznym dla konserwacji rozładom. Wysokie łuki i przebicia izolacji wystarczy tylko otworzyć.

Wyłącznik uziemiający wysokiego napięcia firmy GPSwitchgear szybko i bezpiecznie rozładowuje obciążone uzwojenia transformatora poprzez elementy rozdzielni wykonane ze stopu miedzi o niskim oporze i wysokim oporze styku, zapewniając rozładowanie o niskim oporze.

Wysokie i niebezpieczne poziomy ładunku mogą zostać aktywowane w celu rozładowania wyłączników sortujących i wyłączników regulacyjnych, wyłączników o dużym rozładowaniu i wyłączników do bold golf, a także komponentów ze stopu miedzi o niskiej zawartości

Wysokonapięciowy wyłącznik uziemiający izoluje uszkodzone sekcje, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się usterki

Usterka w systemie wysokiego napięcia, taka jak zwarcie lub uszkodzenie izolacji, uruchamia wyłącznik uziemiający. Dochodzi do odizolowania uszkodzonego odcinka, podczas gdy inne elementy rozdzielni ograniczają zakres usterki, zapobiegając jej rozprzestrzenieniu się na całą sieć. Po zadziałaniu wyłącznika nadtożeniowego w rozdzielnicy, który przerywa prąd uszkodzenia, aktywowany jest wyłącznik uziemiający, aby uziemić uszkodzoną linię lub urządzenie. W ten sposób tworzona jest wyraźna granica oddzielająca uszkodzony odcinek, podczas gdy reszta systemu pozostaje w ruchu. Umożliwia to personelowi konserwacyjnemu przeprowadzenie naprawy bez zakłócania pracy działającej sieci. Na przykład w sieci 220 kV, jeśli dojdzie do uszkodzenia kabla w jednej z linii zasilających rozdzielnicę, możliwe jest uruchomienie wyłącznika odłączającego i uziemiającego dla tej linii, aby odseparować uszkodzony kabel, podczas gdy wszystkie pozostałe linie nadal zasilają system. Wyłącznik uziemiający wysokiego napięcia w rozdzielnicy wspiera również blokadę (interlock) z wyłącznikiem nadtożeniowym rozdzielni od GPSwitchgear. Zapewnia to dodatkowe bezpieczeństwo podczas izolowania uszkodzenia, uniemożliwiając uziemienie pod napięciem. Po zadziałaniu wyłącznika nadtożeniowego aktywowany jest wyłącznik uziemiający rozdzielni.

Jak wyłączniki uziemiające o wysokim napięciu kontrolują i zapobiegają łukom  

Łuki elektryczne to jedno z najbardziej niebezpiecznych zjawisk w aparatach łączeniowych przy wysokich napięciach. Mogą osiągać ekstremalne temperatury (powyżej 10 000℉). Topią metal, uszkadzają izolację, powodują wybuchy i mogą prowadzić do awarii aparatury łączeniowej. Zastosowanie wyłącznika uziemiającego o wysokim napięciu znacząco zmniejsza ryzyko wystąpienia łuku. Dzieje się tak poprzez eliminację różnic potencjałów między poszczególnymi elementami. Gdy aparat łączeniowy znajduje się w trybie konserwacji, wyłącznik uziemiający o wysokim napięciu zapewnia, że wszystkie komponenty mają ten sam potencjał (potencjał ziemi). To uniemożliwia powstawanie różnic napięć i potencjalnych łuków. Dodatkowo, jeśli aparat łączeniowy zostanie przypadkowo ponownie załączony (błąd ludzki lub awaria), wyłącznik uziemiający o wysokim napięciu zapewnia niskoodporową ścieżkę dla prądu uszkodzeniowego. To powoduje zadziałanie zabezpieczeń przekaźników aparatu łączeniowego, co minimalizuje czas trwania łuku. Na przykład w szafach rozdzielczych 330 kV wyłącznik uziemiający o wysokim napięciu utrzymuje potencjał ziemi na szynie zbiorczej i odłączniku, aby zapobiec łukom podczas konserwacji. Jest to przydatne, ponieważ zapobiega łukom spowodowanym przypadkowym kontaktami między elementami pod napięciem a uziemionymi. Wyłącznik uziemiający o wysokim napięciu firmy GPSwitchgear został wyposażony w funkcje gaszenia łuku, takie jak komory gaszące, które dodatkowo tłumią małe łuki powstające podczas operacji przełączania.

Wysokonapięciowy wyłącznik uziemiający zwiększa ochronę izolacji przed przepięciami w rozdzielni

Zainstalowanie systemu izolacji na wysokonapięciowym sprzęcie łączeniowym jest konieczne dla bezpieczeństwa systemu, w przeciwnym razie może to prowadzić do zwarcia urządzenia, uszkodzeń i przerw w zasilaniu. Wysokonapięciowy wyłącznik uziemiający chroni izolację sprzętu przed przeciążeniem napięciem. Tymczasowe przepięcia (takie jak przepięcia wywołane piorunem lub przełączaniem) mogą wystąpić podczas pracy systemu i przekraczać napięcie wytrzymałościowe izolacji sprzętu. Obciążenie izolacji przepięciem jest złagodzone, gdy wysokonapięciowy wyłącznik uziemiający jest używany razem z ogranicznikami przepięć w izolacji sprzętu. Na przykład, gdy piorun uderzy w pobliżu sprzętu, kombinacja wyłącznika uziemiającego i ogranicznika przepięć bezpiecznie odprowadza wyładowanie do ziemi i chroni sprzęt przed przebiciem izolacji spowodowanym wysokim napięciem. Wysokonapięciowy wyłącznik uziemiający firmy GPSwitchgear zapewnia suche uziemienie, aby uniknąć słabego uziemienia i chroni przed uszkodzeniem izolacji spowodowanym napięciem resztkowym. Jest ekologiczny, solidny i zaprojektowany tak, by wytrzymać korozję w ekstremalnych warunkach, takich jak duża wilgotność, mgła solna i działanie substancji korozyjnych.

Wysokonapięciowy wyłącznik uziemiający zapewnia jasne wskazanie stanu dla bezpieczeństwa rozdzielnic

Bezpieczeństwo wymaga precyzyjnej definicji stanu dla obsługi i konserwacji rozdzielnic, ponieważ niejasny stan może prowadzić do błędnego działania i potencjalnych wypadków. Wysokonapięciowe wyłączniki uziemiające są wyposażone w niezawodne wskaźniki stanu określające, czy urządzenie znajduje się w pozycji „uziemione” czy „otwarte”, integrując stan wyłączników uziemiających ze stanem całej rozdzielni. Wskaźniki mogą być mechaniczne, takie jak wskaźniki położenia, lub elektroniczne, np. diody LED, umożliwiając operatorom sprawdzenie stanu wyłącznika z dużej odległości. W dużych pomieszczeniach z wieloma wysokonapięciowymi wyłącznikami uziemiającymi operatorzy mogą określić stan wyłączników za pomocą diod LED jako wskaźników. To ułatwia proces i upraszcza zadanie rozpoznawania stanu wyłącznika, pomagając operatorom unikać uruchamiania niewłaściwego wyłącznika. Wysokonapięciowy wyłącznik uziemiający firmy GPSwitchgear przesyła również sygnały stanu do centralnego systemu sterowania rozdzielnią, umożliwiając zdalne monitorowanie i rejestrowanie operacji przełączania. Precyzyjna definicja stanu zapewnia, że rozdzielnia znajduje się w bezpiecznym stanie przed rozpoczęciem pracy, eliminując błędy oceny podczas konserwacji i zwiększając ochronę systemu.