HV-Trennschalter

HV-Trennschalter sind Schaltanlagen mit Nennspannungen von 12 kV bis 126 kV, die für Hochspannungs-Wechselstromkreise im Freien geeignet sind. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Stromkreise im Leerlauf oder bei minimalem Zugstrom zu verbinden und zu trennen, einen klaren elektrischen Trennpunkt zu schaffen und die Sicherheit des Wartungspersonals zu gewährleisten, das an abgeschalteten Geräten arbeitet. Sie können auch in Verbindung mit Erdungsschaltern zur Erdung von Geräten verwendet werden, was die Wartungssicherheit weiter erhöht. Im Vergleich zu anderen Hochspannungs-Trennschaltern bietet der GW4-110 drei wesentliche Vorteile: Erstens ermöglicht seine symmetrische Doppelsäulenstruktur einen großen Kontaktöffnungswinkel beim Trennen und gewährleistet so einen Trennabstand, der den Isolationsanforderungen unterschiedlicher Spannungsebenen gerecht wird. Zweitens nutzen die leitfähigen Teile Materialien mit hoher Leitfähigkeit und eine optimierte Kontaktstruktur, was zu einem geringen langfristigen Anstieg der Betriebstemperatur und einer hohen Zuverlässigkeit führt. Drittens ermöglicht sein insgesamt korrosionsbeständiges und abgedichtetes Design für den Außenbereich einen stabilen Betrieb in einem weiten Betriebstemperaturbereich von -40 bis +40 Grad sowie bei widrigen Wetterbedingungen wie starkem Wind, starkem Regen und Vereisung, wodurch es für die meisten Hochspannungsanwendungen im Freien geeignet ist.

(I) Leitfähiger Schaltkreis: Niedriger Widerstand, hohe Effizienz und stabile Temperaturbeständigkeit

Der leitfähige Stromkreis ist das Herzstück des Stromübertragungssystems des Trennschalters und besteht hauptsächlich aus Kontakten, leitfähigen Stangen, Klemmenblöcken und flexiblen Anschlüssen. Die beweglichen Kontakte bestehen aus einer Kupferlegierung oder kupferbeschichtetem Aluminium (ausgewogene Leitfähigkeit und geringes Gewicht) und sind versilbert (Dicke größer oder gleich 5 μm), um den Kontaktwiderstand und die Betriebswärme zu reduzieren. Die statischen Kontakte verfügen über einen eingebauten Federklemmmechanismus, um einen festen Kontakt nach dem Schließen sicherzustellen. Dadurch bleibt der Kontakt auch in Vibrationsumgebungen im Freien stabil und verhindert einen übermäßigen Temperaturanstieg durch schlechten Kontakt. Die leitfähigen Stäbe und Kontakte werden in einem integrierten Prozess geschmiedet und bieten eine hohe mechanische Festigkeit und die Fähigkeit, elektrodynamischen Stößen bei ultrahohen Spannungen standzuhalten.

Die Anschlussblöcke verfügen über rechteckige oder kreisförmige Strukturen, die an die Leiterquerschnitte von 110-kV-Leitungen angepasst sind (unterstützen typischerweise 240 mm² bis 1.200 mm² Aluminium-Litzendraht/Stahlkern-Aluminium-Litzendraht). Die Anschlüsse sind für eine verbesserte Oxidationsbeständigkeit verzinnt. Eine flexible Kupfergeflechtverbindung verbindet die leitenden Stäbe mit den Anschlussklemmenblöcken, gleicht geringfügige Verschiebungen während des Betriebs aus und verhindert Schäden durch mechanische Belastung, die durch starre Verbindungen verursacht werden, während gleichzeitig die elektrische Kontinuität gewährleistet wird.

(II) Isolierende Stützen: Hochspannungskompatibel, langlebig im Freien

Isolierende Stützen erfüllen die doppelte Funktion, den leitenden Stromkreis zu stützen und eine Erdungsisolierung bereitzustellen. Sie verwenden spezielle Isoliermaterialien und Konstruktionskonstruktionen für den Außenbereich, darunter Epoxidharz-Glasfaser-Kunststoff (FRP) oder Porzellanisolierung. Porzellanträger bieten eine verbesserte Beständigkeit gegen Verschmutzungsüberschläge und eignen sich für den Einsatz in staubigen und stark verschmutzten Bereichen (z. B. Industrie- und Bergbaugebiete). Sie können mit einer Anti--Umweltschutzbeschichtung (z. B. RTV-Silikonkautschuk) besprüht werden, um die Zuverlässigkeit der Isolierung weiter zu verbessern.

Die Höhe des Isolierträgers richtet sich nach dem Isolationsabstand der Spannungsebene. Die Unterseite der Stütze ist über einen Flansch mit dem Grundrahmen verbunden. An der Verbindungsstelle ist ein Dichtungsring installiert, um die Schutzart IP54 zu erreichen. Dadurch wird verhindert, dass Regen und Staub im Freien in die inneren Metallkomponenten eindringen und Rost die Isolationsleistung beeinträchtigt. Einige Modelle sind mit einem Abstufungsring an der Oberseite des Isolierträgers ausgestattet, um die Verteilung des elektrischen Feldes zu optimieren, die Koronaentladung zu reduzieren und Betriebsgeräusche und Leistungsverluste zu reduzieren.

(III) Betriebsmechanismus: Flexibel und zuverlässig, mit Verriegelungssicherheit

Der Betätigungsmechanismus ist für das Öffnen und Schließen des Stromkreises verantwortlich. Es ist im manuellen und elektrischen Betriebsmodus erhältlich, um unterschiedlichen Betriebs- und Wartungsanforderungen gerecht zu werden:

Der manuelle Betätigungsmechanismus verwendet eine Schneckengetriebe- oder Zahnradübertragungsstruktur. Der Bediener dreht das Handrad (oder den Griff), um den Mechanismus anzutreiben. Dieser Mechanismus weist eine hohe Übertragungseffizienz und ein niedriges Betriebsdrehmoment auf. Es verfügt außerdem über eine Selbsthemmungsfunktion in der Position „offen/geschlossen“, um Positionsabweichungen durch Fehlbedienung oder externe Vibrationen zu verhindern. Das Mechanismusgehäuse besteht aus kaltgewalztem Stahl mit versiegelter Konstruktion und eingebauter wasser- und staubdichter Struktur, geeignet für den Einsatz im Freien.

Elektrischer Antriebsmechanismus: Ausgestattet mit einem speziellen Motor und Untersetzungsgetriebe unterstützt er die Fernsteuerung und steuert präzise die Schließ- und Öffnungszeiten (Schließzeit kleiner oder gleich 10 Sekunden, Öffnungszeit kleiner oder gleich 8 Sekunden) und erfüllt so die Betriebsanforderungen unbemannter Umspannwerke. Der elektrische Antriebsmechanismus verfügt außerdem über einen eingebauten-Überlastungsschutz und Wegbegrenzer. Wenn der Mechanismus klemmt oder seine Bewegungsgrenze überschreitet, unterbricht er automatisch die Stromzufuhr zum Motor, um Schäden an der Ausrüstung zu verhindern. Eine elektrische Verriegelung mit dem Leistungsschalter stellt sicher, dass der Trennschalter erst nach dem Öffnen des Leistungsschalters betätigt werden kann, wodurch die Gefahr einer Betätigung des Trennschalters unter Last grundsätzlich ausgeschlossen ist.

(IV) Grundrahmen und Erdungsschalter

Der Grundrahmen besteht aus geschweißten Stahlprofilen (wie Winkelstahl und Kanalstahl) mit einer feuerverzinkten Oberfläche für Korrosionsbeständigkeit, Salzsprühbeständigkeit und UV-Alterungsbeständigkeit, was zu einer Lebensdauer von über 30 Jahren führt. Nivellierschrauben und Befestigungslöcher befinden sich an der Unterseite des Rahmens, um die Einstellung des horizontalen Winkels des Trennschalters während der -Installation vor Ort zu erleichtern und einen reibungslosen Betrieb des Betätigungsmechanismus zu gewährleisten.

Erdungsschalter (optionale Auswahl): Um die Anforderungen an die Wartungssicherheit zu erfüllen, kann der Hochspannungs-Trennschalter entweder mit einem internen oder externen Erdungsschalter ausgestattet werden. Zwischen dem Erdungsschalter und dem Trennschalter ist eine mechanische Verriegelung installiert. Der Erdungsschalter kann nur geschlossen werden, wenn sich der Trennschalter in der geöffneten Position befindet. Wenn der Erdungsschalter geschlossen ist, kann der Trennschalter nicht geschlossen werden, wodurch das Sicherheitsrisiko des „Schließens bei eingeschalteter Erdung“ vermieden wird. Der Nennkurzzeitstrom des Erdungsschalters entspricht dem des Trennschalters und stellt so sicher, dass er kurzzeitigen Erdungsströmen bei Fehlern standhalten kann.