11-es Tétel

Villamos művekA kapcsolókészülékek kiválasztása12. KAPCSOLÓKÉSZÜLÉKEKA készülékek kiválasztásánál figyelembe kell venni a légköri és klimatikus viszonyokat, ahőmérsékletet, nyomást, tengerszint feletti magasságot, légszennyezettséget.Az üzemi viszonyokkal összefüggésben ismerni és elemezni kel a készülékek alábbi villamosparamétereit:- névleges feszültség; - névleges bekapcsolóképesség;- névleges áramerősség; - zárlatbiztonság (termikus, dinamikus határáram);- névleges frekvencia; - kapcsolási sorozat;- névleges megszakítási áram; - különleges megszakítóképességi követelmények.A kapcsolókészülékek felosztása, csoportosításaFeszültség szerint kis- és nagyfeszültségű (szabványos feszültséghatárokkal), de agyakorlatban a nagyfeszültségű készülékeken belül az 1...72 kV-os berendezéseketközépfeszültségűnek nevezik (mely nem szabványos, de a gyakorlatban használt elnevezés),és nagyfeszültségűnek csak az ennél nagyobb feszültségűeket.Áramnem szerint megkülönböztetünk egyen- és váltakozó áramú készülékeket.Feladatuk szerint az alábbi táblázat foglalja össze:KapcsolókészülékekMechanikuskapcsolókészülékekMegszakítóSzakaszolóSzakaszolókapcsolóKapcsoló*Kontaktor*Mechanikus relé*BiztosítókÁramkorlátozóbiztosítóMegszakító jellegűbiztosítóA *-gal jelölt készülékek csak kisfeszültségen.FélvezetőskapcsolókészülékekFélvezetős kapcsoló ésmotorvédőFélvezetős relé*KapcsolókészülékkombinációkBiztosítós szakaszolószakaszoló-BiztosítóskapcsolóBiztosítós kapcsoló*Üzemi körülmények szempontjából belsőtéri és szabadtéri kapcsolókészülékek vannak.Működtetés szerint kézi vagy motoros hajtású a kapcsolókészülék.Az ívoltás módja szerint lehet a levegőben, nagynyomású levegőben, vákuumban SF 6 -gázbanés szigetelőfolyadékban működő a kapcsolókészülékek.Kapcsolóképesség szerint vannak árammentes állapotban kapcsoló szakaszolók, a fogyasztóküzemi áramának megszakítására alkalmas kapcsolók (szakaszolókapcsoló, oszlopkapcsoló) észárlati áramok megszakítására is alkalmas (megszakító, biztosító) kapcsolókészülékek.83

12.1 SzakaszolókFeladatuk: a lekapcsolandó részek üzembiztos leválasztása a feszültség alatt állóktól, valamintaz elágazó energiautak előzetes kijelölése terhelésmentes állapotbanSzakaszolót terhelés ki- és bekapcsolására használni (néhány kivételtől eltekintve) TILOS !A szakaszolókkal szemben támasztott követelmények:- Nyitott állapotban biztonságosan válassza el a kikapcsolt berendezést a feszültség alattállótól.- Nyitott érintkezői között a próbafeszültség nagyobb legyen, mint a föld felé.(Túlfeszültség hatására inkább a föld felé íveljen át, mint a nyitott érintkezők között. )- Névleges terhelőáramnál a szerkezeti elemek ne melegedjenek fel a szabványbanmegengedettnél jobban.- A rajta átfolyó áram ne nyissa ki (még a zárlati áram se).- Meghibásodás nélkül viselje el a zárlati áram dinamikus és termikus hatását.- A szabadtéri szakaszolók ellenállóak legyenek az időjárás viszontagságaival szemben(ernyős szigetelő, jégtörés, fokozott korrózióvédelem).- A szakaszoló földelőszerkezettel is ellátható legyen.A szakaszolók felépítéseFőbb részei: - a főáramkör, amelynek legfőbb elemei a csatlakozók, az érintkezőrendszerek,az áramvezető sínek, ill. átkötések a tartó- és a mozgatószigetelőn;- tartó- és a mozgatószerkezet, ezen belül az állvány, a csapágyak, a belső rudazatok, ahajtás- és a mozgatószigetelő összekötése, a földelőkés éstartószerkezete;- a reteszelés a főáramkör és a földelőkés között;- a hajtás- és a segédérintkező egység.A belsőtéri szakaszolók közép- vagy kisfeszültségűek.A középfeszültségű szakaszolók legtöbbször két támszigetelőrevannak szerelve és érintkezőkésük egyszeres megszakításra vankiképezve. A mozgó érintkezőkést kézi vagy motoros hajtássalmozgatják.A szakaszoló érintkezőinek kialakításánál két ellentétes követelményt kell kielégíteni:84a) a túlzott melegedés, illetőleg összehegedés elkerüléséhez szükséges, hogy azérintkezők átmeneti ellenállása kicsi legyen, amit az érintkezők megfelelő kialakításamellett azok kellő mértékű összeszorításával lehet elérni, ugyanakkor;b) a rugónyomás növelésével növekszik az érintkezők szétválasztásánál jelentkezősúrlódó erő, tehát a szakaszoló működtetéséhez szükséges erő, illetőlegnyomatékigény, ami azonban meghatározott értéket nem haladhat meg (a szakaszolómegfelelő áttétel segítségével emberi erővel működtethető legyen).

Villamos művekFontos követelmény az is, hogy az összenyomó erő ne változzon az üzem során, tehát az aztlétrehozó rugó ne lágyuljon ki. Ezért célszerű azt az áramvezetésből kiiktatni.A fenti ellentétes követelmények figyelembevételével kialakított néhány érintkező típustmutat az alábbi ábra.A nagyfeszültségűszakaszolók szabadtérikialakításúak. Érintkezőiklehetnek egyszeres éskétszeres megszakításúak.Az egyszeres megszakításúkét forgószigetelőre épül, ésvízszintes vagy függőlegessíkban mozgó kések bontjákaz áramkört. Rugózotttányérérintkezői fedettek,így az eljegesedés veszélyekisebb.A kétszeres megszakításúszakaszolóháromporcelánszigetelőre épül,melyek közül a középsőforog és a vízszintes síkbanmozgó két részre osztottcsuklós késszerkezet azáramkört két helyen bontja.Az érintkezőszerkezetösszetett mozgása a jégtöréstis lehetővé teszi.85

Szakaszolónak tekinthető az a megoldás is, amikor azálló- és mozgóérintkezőket nem azonos keret tartja.Ilyen megoldás a pantográfszakaszoló. Ennekállóérintkezőjét a gyűjtősín tartja, a késekharmonikaszerűen nyílnak. ÁbraA szakaszolókat vasszerkezetre szerelik. Erre azalapkeretre vannak felerősítve a támszigetelők, aszakaszoló működését biztosító rudazat, a földelőkés, amechanikai reteszszerkezet, a hajtás, a segédérintkezőkés a földelőcsavar helye.A földelőkés (vagy kések) minden esetbenmechanikusan reteszelve vannak a fáziskésekhez úgy,hogy a földelőkés csak a fáziskés nyitott helyzetébenzárható. Nagyfeszültségen két földelőkés is felszerelhetőegy szakaszolóra.Kétféle hajtást alkalmaznak: a motoros és a kézi hajtást. A kézi hajtás rudazat- vagycsigakerekes hajtás. A motoros hajtású szabadtéri szakaszolók kézi hajtással isműködtethetők. A három fázis hajtása általában közös, 400 és 750 kV-on fázisonkéntkülönálló, de ezek esetében is lehetséges s három fázis egyidőben való kapcsolása.A szakaszolók rendeltetés szerinti csoportosításaa) Normál szakaszolókb) Földelőszakaszolók. A szakaszolókra gyakran szerelnek földelőkéseket (ezeket is földelőszakaszolónaknevezik), de önálló földelőszakaszoló is létezik pl. fémtokozott berendezésekesetén. Feladata, hogy a kikapcsolt villamos berendezést leföldelje. 220 kV feletti névlegesfeszültségű kapcsoló-berendezésekben a berendezés minden szakaszolóval vagymegszakítóval elválasztható szakaszát földelőszakaszolóval is ellátják a gyors munkahelyiföldelés kialakíthatósága érdekében.c) Oszlopkapcsolók. Fő alkalmazási terület a középfeszültségű távvezetékek töltőáramának ésa kisebb teljesítményű transzformátorok üresjárási áramának megszakítása. (kapcsolókészülékkombináció)d) Szakaszolókapcsolók (terhelésszakaszolók). Kisebbfogyasztói leágazások terhelőáramának, atranszformátorok üresjárási áramának a kapcsolásárahasználják. Önálló kapcsolókészülék- csoporthoztartozik.86

Villamos műveke) Zárlatképző szakaszolók. Olyan egyszerűsített kivitelű főelosztó-hálózati állomásokonalkalmazzák, ahol a nagyfeszültségű oldalon nincs megszakító. A védelmek a zárlatképzőszakaszolót működtetik, amelyik 3F zárlatot hoz létre a három fázisvezető rövidre zárásával.A nagy zárlati áram már alkalmas az olvadóbiztosítók kiolvasztására. A zárlatra valórákapcsolás miatt motoros, gyors működésű hajtásokkal látják el az előívelés lerövidítésére,valamint az érintkezők összehegedésének megakadályozására.f) Leválasztó-szakaszolók. Főelosztó-hálózati egyszerűsített alállomásokon a keletkezettzárlatok lekapcsolása után a védelmi holtidőben a hibás vonal (visszakapcsolás előtti)leszakaszolására, továbbá transzformátorok üresjárásban való bekapcsolására is alkalmas.g) Kocsizható megszakítók. Szakaszoló funkciót töltenek be középfeszültségen, ahol amegszakító kivezetései a mozgóérintkezők, és a fix állványra vagy a tokozott berendezésrerögzítik az állóérintkezőket.A szakaszolók reteszeléseA szakaszolók téves kapcsolás ellen reteszelve vannak. A szakaszoló működtetésénekfeltételei:- a szakaszoló bekapcsolásra nincs letiltva (pl. munkahelyi földelés miatt);- a szakaszolóhoz tartozó földelőszakaszoló(k) "ki" helyzetben legyen(ek)- (mechanikus retesz is van);- a szakaszolóval sorban levő megszakító túloldalán levő földelőszakaszoló is "ki"helyzetben legyen;- a vonali szakaszolónál a soros megszakító "ki" helyzetben legyen;- kétgyűjtősínes kapcsolóberendezésnél a leágazás egyik gyűjtősínszakaszolója kapcsolható (QSK), ha a másik gyűjtősín-szakaszoló(QSB) "ki" állásban van és a leágazás megszakítója is "ki"helyzetben van; másik eset, ha a másik szakaszoló (QSB) "be"állásban van és teljesül az Rf , reteszfeloldás a sínáthidalótólfeltétel, azaz ha a sínáthidaló megszakítója és mindkétszakaszolója "be" állásban van.A földelőszakaszoló kapcsolásának feltételei:- a kapcsolás nincs letiltva;- a földelőszakaszolót határoló szakaszolók "ki" helyzetben vannak;- a határoló szakaszolók hajtása nem működik.KBQSKQMQSB62. ábra87

12.2 MegszakítókA megszakítók feladata és felosztásaFeladatuk a zárlati áramok és az üzemi áramok kapcsolása. Nem gyakori működésreméretezik.Felosztásuk több szempont alapján történhet. A sikeres árammegszakításhoz az szükséges,hogy az áram nullaátmenetéban az ívcsatorna lehűljön és a vezetőképessége megszűnjön. Ezaz ív által gerjesztett és a hűtőközeg által elvezetett hőtől függ.Az ívoltás módja szerint megkülönböztetünk:88- természetes oltású megszakítókat; (Ezekben a megszakítókban az érintkezők nyitásánkívül más ívoltási módot nem alkalmaznak. Ilyen megszakítókat csak kisfeszültségenalkalmaznak.)- -mesterséges oltású megszakítókat.Az ívoltó közeg minősége szerint:- mágneses fúvású légmegszakítókat;- olajmegszakítókat;- vízoltású megszakítókat(expanziós);Működés szerint:- légnyomásos megszakítókat;- gáznyomásos megszakítókat;- vákuummegszakítókat- Őnműködő gyors visszakapcsolásra nem alkalmas megszakító. Erre jellemzőműködési ciklus (amire a megszakítót minősítik):O - 3 min - C O - 3 min - C O, ahol O - a nyitási művelet; C - a zárási művelet; 3min - a következő működésre 3 perc eltelte után alkalmas.- Önműködő gyors visszakapcsolásra alkalmas. Jellemző működési ciklus:O - t h - C O - 3 min - C O, ahol t h a gyors visszakapcsolás holtideje (0,3 s) körüliérték; 3 min a lassú visszakapcsolás holtideje.A megszakítókkal szemben támasztott követelmények:a) A névleges üzemi és a megengedett túlterhelési áramot biztosan be és ki kell tudniakapcsolni.b) A bekapcsolás után a zárt érintkezőkön a terhelési áram káros melegedést nem okozhat.c) Kikapcsolás után a nyitott érintkezők között tökéletes szigetelésnek kell maradnia aleválasztott rész felé.d) A megszakítónak a beépítési helyen fellépő legnagyobb zárlati áramot biztosan és gyorsankell megszakítania. A gyors működés a védett berendezés károsodását csökkenti, másrészt azegyüttműködő erőművek stabilitásának is feltétele. Igen gyors árammegszakítás esetén, ha azáram a természetes nullaátmenet előtt szakad meg, veszélyes túlfeszültség keletkezhet.e) A kis kapacitív és induktív áramok kapcsolásakor is hibátlanul kell működnie.f) Korszerű hálózati védelmek és automatikák működési feltételeit is biztosítani kell (pl. egyésháromfázisú visszakapcsolás).g) A korszerű megszakítóknak ezeken felül még számos követelménynek is meg kell felelniepl. nagy üzembiztonság, minimális és egyszerű karbantartási igény stb.

Villamos művekÍvoltásA megszakító kikapcsolásakor villamos ív keletkezik, melyet igen gyorsan meg kell szüntetni.Az ívoltáshoz csökkenteni kell az ívet fenntartó tényezők hatását, és egyidejűleg növelni kellaz érintkezők közötti szigetelőanyag átütési szilárdságát.Ívoltó tényezők: (azok a fizikai tényezők, amelyek az ív újragyulladását megakadályozzák, ill.az ív oltását biztosítják)a) az érintkezők gyors széthúzása (nő az ívhossz, nagyobb ívfeszültség kell);b) az érintkezők hűtése a termikus emisszió csökkentésére;c) az ív oszlopának hűtése, mert így akadályozható a hőionizáció;d) az ív útjának kiöblítése (az ívoszlopban lévő töltéshordozók eltávolítása), de ez csakváltakozó áramnál lehetséges, az áram nulla átmeneténél; az ívoszlop villamos szilárdságamegnő;e) az ív nyújtása- az érintkezők széthúzásával, vagy különféle ívoltó szerkezetekben,kamrákban;f) az ív részekre bontása, s ezáltal az ívfeszültség növelése;g) a nyomás növelése- csökkenti az ütközéses ionizációt, nagyobb lesz a szigetelőanyagvillamos szilárdsága. Csökkenti az ív átmérőjét, így az ívellenállás és az ívfeszültség nő.12.2.1 Megszakítók működtető szerkezeteiA megszakító működtető szerkezetének alapfeladata a megszakító mozgó érintkezőjének akellő sebességű be-, illetőleg kikapcsolása, de úgy hogy az az út végén a nagy sebességellenére se ütközzön fel túl erősen, ne okozzon mechanikai deformálódást.A működtető szerkezet lehet• kézi hajtású, vagy• gépi hajtású.A kézi hajtás lehet az energiát szolgáltató személy működésétől• függő, vagy• független.Függő kézi hajtás pl. a szakaszolók bekapcsolására szolgáló rudazatos emeltyűs hajtás, ahol akés zárási sebessége a működtető kar mozgásától függ. Ez a működtetési mód amegszakítóknál nem kielégítő az esetleges zárlatra való rákapcsolás, illetőleg a kikapcsolásnálaz ív oltásához szükséges gyors érintkező mozgási igény miatt.Független kézi hajtás esetén a kézi működtető kar (emelő kar, vagy forgató kar) egy rugótfeszít meg és az érintkezőket a rugó működteti.A működés bekövetkezhet• a rugó bizonyos feszítettségi állapotának elérése után, külön beavatkozás nélkül, vagy• úgy hogy a rugó teljes megfeszített állapotában reteszelt helyzetbe kerül és csak areteszelés feloldása után működteti a megszakító érintkezőit. Ez a rugóerőtárolóshajtás.89

A rugóerőtárolós hajtás „be-ki” kapcsolásiművelet végzésére alkalmas elvi működésétaz ábra mutatja. A kézi forgattyúval áttételenkeresztül felhúzott bekapcsoló rugómegfeszített állapotban van. A beoldó kilincsmechanikus vagy elektromágneseselmozdítása után a bekapcsoló rugóbekapcsolja a megszakítót, és közbenfelhúzza a (az ábrán összenyomja) akikapcsoló rugót. A kikapcsoló kilincsmechanikus, vagy elektromágneseselmozdítása után a kikapcsoló rugókikapcsolja a megszakítót.A közép és nagyfeszültségű hálózatokonfellépő múló jellegű zárlatok esetén szükségesa megszakítónak a zárlatoltás után néhánytized másodperc utáni visszakapcsolása afogyasztók ellátásának biztosítása érdekében.A mennyiben a zárlat tartós, a megszakítónakismét ki kell tudni kapcsolni.A gyors visszakapcsolási „ki-be-ki”működtetés elvégzésére alkalmasrugóerőtárolós hajtás elvi működési vázlatátlátjuk az ábrán. A megszakító kikapcsolthelyzetben van. A „be”-oldó kilincselmozdításakor a megszakítót e rugóbekapcsolja és a mozgó érintkező beakad a(13) kioldó kilincsbe. Ezután a motor a rugótismét teljesen megfeszíti (az ábránösszenyomja). A (13) kioldó kilincselmozdításakor a rugó kikapcsolja amegszakítót. Ezután a „be”-oldó kilincset amechanizmus önmaga, vagy a megszakítóhoztartozó automatika elmozdítja: bekövetkezik abekapcsolás és ezután – ha a védelem ismétzárlatot érzékel – a (13) kikapcsoló kilincselmozdításával létrejön a kikapcsolás.Amennyiben gyakori kapcsolási műveletekvégzésére van szükség a megszakítókműködtető szerkezeteinek az „üzemképessétételére” célszerű „gépi” megoldástalkalmazni. Ez lehet:• elektromágneses,• villamos motoros,• légnyomásos,• hidraulikus.90

Villamos művek12.2.2 Kisfeszültségű megszakítókKismegszakítókA kismegszakító a legnagyobb számban alkalmazott és a mindennapi életből is jól ismertmegszakító típus. Alkalmasak fogyasztói vezetékhálózat belső vezetékeinek, kisebbmotoroknak, háztartása villamos készülékeknek zárlat-és túlterhelés védelmére. Az ívoltástdeion oltókamra segíti.A túláramvédelmet elektromágneses gyorskioldó, a túlterhelésvédelmet ikerfémes hőkioldólátja el. Így alkalmas olvadóbiztosító helyettesítésére, azzal az előnnyel, hogy kioldás utánegyszerűen visszakapcsolható, ha a zárlatot, illetőleg túlterhelést előzőleg megszüntetik.(Túlterhelés esetén rövid üzemszünet szükséges a hőkioldó lehűlésére!)A kismegszakító független működésű és szabad kioldású. Utóbbi azt jelenti, hogy a zárlat,vagy túlterhelés fennmaradása esetén hiába tartjuk benyomva a „be” gombot, a kismegszakítóettől függetlenül kikapcsol.Nagyteljesítményű megszakítókA kisfeszültségű nagyteljesítményűmegszakítók jelentős része légmegszakító.Ezek már fő- és segédérintkezőkkel,valamint oltókamrával rendelkeznek.Megszakításkor először a főérintkezőnyílik ki – gyakorlatilag árammegszakításnélkül. Ezután nyílik az ívhúzó résszel isellátott segédérintkező, amelyen létrejöttívet az áramút megszakítóban valókialakulása folytán előálló dinamikuserőhatás az oltókamrába tereli, ahol azkialszik.GyorslégmegszakítókA gyorsan működő megszakítók előszöraz egyenáramú áramkörök megszakításáraterjedtek el. Minél rövidebb ugyanis aműködési idő, annál kisebb áramértékenkezdődik a megszakítás.Az egyenáramú zárlati áramkörökidőállandója 7-15x10 -3 s közötti értékű,ami azt jelenti, hogy az állandósult érték63%-át ennyi idő alatt éri el a zárlati áram.Tehát, ha a zárlati áramot hatásosanakarjuk korlátozni, úgy a fenti időnél lényegesen rövidebb működési idő szükséges.Ennek elérésére• csökkenteni kell a kioldási késést, tehát gyorsítani kell a kioldó működését,• gyorsítani kell az érintkezők szétválását,• az ívet nagy sebességgel el kell távolítani az érintkezőkről és meg kell nyújtani úgy,hogy az oltáshoz szükséges ívfeszültséget minél hamarabb elérjük.91

Az első két feltétel teljesítésében segít az áramútnak a megszakítóban való helyes kialakítása,a zárlati áram dinamikus erőhatása nyissa az egyébként nyíló érintkezőket.A harmadik feltétel kielégítéséhez hatásos oltókamrán kívül igen erős járulékos mágnesesívfúvás alkalmazása is szükséges.12.2.3 Nagyfeszültségű megszakítók12.2.3.1 Légnyomásos megszakítóOltóközegük nagynyomású levegő. Hátránya, hogy a sűrített levegőhöz kompresszorra ésmegfelelő csővezetékhálózatra(vagymegszakítónként különkompresszorra) vanszükség.A megszakító elvifelépítése az ábránlátható. Kikapcsoláskoraz ív oltását és azérintkezők mozgatását,nyitott helyzetben avillamos szilárdságot anagynyomású levegőbiztosítja, a bekapcsolást rugók végzik.12.2.3.2 Kisolajterű (olajszegény) megszakítókSzigetelő- és oltóközegük az olaj. Az oltókamrában keletkező ív olajgőzt ill, bomlási gáztfejleszt, ami nagy nyomást és erőteljes olajáramlást létesít. A nyomás az ívet összeszorítja, agőzfejlődés energiát von el, az olaj áramlása az érintkezőket hűti és az ívcsatornát kiöblíti. Azérintkezők szétválása után az áram nullaátmenetét követően az újragyulladást a keletkezettgáz nagy nyomása akadályozza meg. A megszakítási teljesítmény az oltókamrábanmegengedhető nyomás függvénye.Az ívközegbe fújt gázt vagy gőzt általában még irányítják is, e szerint megkülönböztetünkhosszanti-, kereszt- és vegyes fúvású rendszert.92

Villamos művekA kisolajterű megszakítók oltókamrája különleges kialakítást kíván. Az oltókamra magábanfoglalja a nagynyomású meg-szakítási teret,amelyet nagy szilárdságú öntvények ésrétegelt műanyag henger határol. A szabadtérikivitelű megszakítóknál ezt porcelán védi. Atér belső részét olaj tölti ki, meghatározotttér-fogatú légpárnával, amely a keletkezőnyomás növekedési sebességét csökkenti. Akülső térrel csak a gázelvezető nyílás kötiössze. A megengedettnél nagyobb nyomáskialakulásának megakadályozására szelepetvagy valamilyen biztonsági törőelemetépítenek be.EIB licence alapján gyártottKözépfeszültségen (6-35 kV) igen elterjedt.Oltókamrája vegyes felépítésű, mely lehetővéteszi a kis- és a nagyáramú villamos íveküzembiztos oltását. A nagyáramú villamosívek oltása az oltókamra felső terében lévőkeresztsugaras kamrában történik, míg akisáramú ívek oltása az alsó részen lévőhosszsugaras oltókamrában. Három különállópólusból, és a hármat közösen vezérlőmechanizmusból áll. Belsőtéri kivitelű, dealkalmazható kültéri tokozottberendezésekben is.„A” típusúEIB licence alapján gyártott megszakítóOTKF típusú egykamrás megszakítóA közép-és a nagyfeszültségű (120 kV-os) hálózatokon alkalmazzák. Kisolajterű,hosszsugaras oltókamrájú. Szabadtéri kivitelben készítik. Egy- és háromfázisú gyorsvisszakapcsolásra alkalmas. Megszakításkor káros túlfeszültséget nem okoz. A hajtás és amegszakító mechanikai kapcsolatban vannak. Bekapcsolás közben felhúzza a megszakítóbanlévő kikapcsoló rugókat. A bekapcsolást és a bekapcsolt helyzet reteszelését a hajtás végzi, akikapcsoláskor viszont csak kioldja a megszakítóban levő kikapcsoló rugók kilincsművét. Aki- és bekapcsolás a hajtásban levő "ki" és "be" tekercsek működtetésével indul meg.35 kV-os OTKF 1001-35/1250 120 kV-os OTKF 4001-120/100093

OR típusú egységkamrás megszakítóKifejlesztését a zárlati teljesítményeknövekedése és a hálózatok feszültségszintjénekemelkedése tette szükségessé. Egy egységkamra72,5 kV-on 3000 MVA lekapcsolására alkalmas.A 120 kV-os hálózatokon ebből kettőt sorbakötve megfelelő névleges feszültségű, és 6000MVA megszakítási teljesítményű megszakítótlehet kialakítani. Nagyobb feszültségeken valóalkalmazása is lehetséges, ha több egységkamrátépítenek sorba és több tartószigetelőre helyezikA tartószigetelővel összeszerelt egységkamráselem (két egységkamra) neve: oszlop.A háromsarkú megszakító sorozat egy- ésháromfázisú gyors visszakapcsolásra alkalmas. Szabadtéri kivitelű, és erősen szennyezettkörnyezetben is alkalmazható.A fázisonként sorbakötött megszakítási helyet páronként közös munkahenger, valamennyitpedig közös nagynyomású olajhidraulikus rendszer működteti, és biztosítja az azonosidőpillanatban való kapcsolást.A 220 és 400 kV-os típushoz az egységkamrákkal párhuzamosan potenciálvezérlőkondenzátorokat szereltek az egyenletesebb feszültségelosztáshoz.A megszakító működtetésére OP típ. olajhidraulikus hajtás szolgál, a-mely az egyfázisúgyors-visszakapcsolási igény miatt fázisonként kerül beépítésre. A hajtást és a megszakítótnagynyomású csővezeték köti össze, amelyen keresztül jut a nagynyomású olaj amunkahengerbe.Az olajhidraulika működtető szeleprendszere villamos működtetésű. A működtetéshezszükséges olajnyomást nyomásőrrel vezérelt, villamos motorhajtású nagynyomású szivattyúállandóan és automatikusan biztosítja.Névleges feszültség Oszlopok száma Sorbakapcsolt megszakítási helyek Tartószigetelők száma Típusjel120 kV 1 2 1 OR-2M220 kV 2 4 2 OR-4M400 kV 3 6 3 OR-6M94

Villamos művek12.2.3.3 SF 6 szigetelésű megszakítókA tiszta SF 6 színtelen, szagtalan, nem mérgező és nem gyúlékony gáz. 150 0 C-ig kémiailagközömbös. A levegő hiánya következtében az érintkezők nem oxidálódnak. A megszakításgyors, az érintkezők fogyása kicsi. A gáz villamos szilárdsága 1,5-3 bar nyomáson kb. az olajvillamos szilárdságával egyezik meg E=120 kV/cm.A gázáramlás előállításának módjától függően egy- és kétnyomásos megszakítókatkülönböztethetünk meg. A kétnyomásos megszakítóknál két, különböző nyomású SF 6 -gázthasznának. A kisnyomású gáztartályban több oltókamra egységet helyeznek el. Anagynyomású tárolótartályból mechanikailag működtetett szelepeken keresztül jut a gázáramaz oltótérbe kikapcsoláskor. Záráskor nincs gázáramlás. A nagynyomású gáz lecsapódásánakmegelőzésére 10 °C alatt a tartályt fűteni kell. A működtetés földpotenciálon lévőlégnyomásos hajtással történik.Egynyomásos (dugattyús) megszakítóknál a megszakítóban lévő gáz nyomása a beállítástólfüggően 3...6 bar. A gázáramlást a mozgóérintkezővel kapcsolódó dugattyú komprimálóhatása fejti ki. Az egynyomású kifejezésarra vonatkozik, hogy a megszakító üzemesorán (a kapcsolás kivételével) agáznyomás mindenütt egyforma. Ez időalatt a gáz csak szigetelőanyag szerepet töltbe. A nyitási művelet során az érintkezővelkapcsolódó dugattyú a hengerben lévő gáztösszenyomja, amely a fúvókán keresztülömlik az oltótérbe. Az ív rendszerint afúvóka tengelyében ég, így a gázáramlás azoltást hatásosan elősegíti.A kis gáznyomás fűtés nélkül is alkalmassáteszi szabadtéri üzemre. Kikapcsolás sorána gázt komprimálni kell, és egyben azérintkezőkből, dugattyúkból ésrudazatokból származó igen nagy tömegetkell gyorsítani. A nagyteljesítményűmegszakítókhoz ezért légnyomásos vagyhidropneumatikus hajtásokat alkalmaznak.Közepes és kisteljesítményű megszakítók esetén a rugóerőtárolós hajtások is kielégítik akövetelményeket.A középfeszültségű SF6 gázos megszakítók ívoltó szerkezetei gáz- és mágnesfúvásúak. Agázfúvásúak egynyomású megszakítók. A mágnesfúvásúaknál a villamos ív a mágnestérhatására egy hengerpalást mentén pörög, s így ugyanazon hatást éri el, mintha gáz áramolnaaz ív tengelyére merőlegesen.95

12.2.3.4 VákuummegszakítókA vákuum a kapcsolókészülékek számára kiváló szigetelő és ívoltó közeg. Minimális azionizálható gázmolekulák száma. Erősáramú technikában a vákuum-ívoltókamrák nyomása10 -2 …10 -6 Pa. Nehéz megvalósítani a szükséges vákuumot, mert az anyagok felületénmolekula vastagságú gázréteg található.Vákuumban az ív fenntartásához rendelkezésre álló közeg:• a katódfoltból közvetlenül elpárolgó fém,• a teljes érintkező felületről elpárolgó fém,• a vákuumban levő szilárd anyagok felületén megkötött molekuláris gázréteg.A nagy villamos szilárdságú vákuum és a rendkívül kicsi elektródatávolság miatt gyorsdeionizáció ideális kapcsolószerkezet kialakítását teszi lehetővé. Az érintkezők távolítása,nyitása csekély, pl. 11…15 kV-os kamránál 8-12 mm. A kedvező ívoltási tulajdonság miattkis áramnál áramlevágás következhet be, ezért az érintkezők anyagába alacsony olvadáspontúötvözőket visznek (réz-bizmut, réz-króm).A vákuummegszakítók villamos élettartama minden más megszakítónál jóval nagyobb.A nagyfeszültségű vákuummegszakítókkülsőleg az egységkamrás megszakítókhozhasonlítanak. A megszakítótérben sorbakötvemegfelelő számú vákuumkamra van, amelyeketközösen működtetnek légnyomásos hajtással.Ívmozgás az érintkező felületénKülönösen alkalmas a névleges zárlati vagykisebb áramok sokszori kapcsolására, mertvillamos élettartamuk minden másmegszakítónál jóval jobb. Jellegzetességük,hogy az oltókamrát nem kell, de nem is lehetkarbantartani (cserélni kell). A hajtás mágnesesvagy rugóerőtárolós. Tokozott berendezésekbenalkalmazható az igen kis mérete miatt.A vákuumtérben levő megszakító érintkezőkben az áramutakat úgy alakítják ki, hogy akeletkező ívre jelentékeny mágneses erő hasson. Ezt az érintkezők behasításával érik el. Amágneses erők hatására az ív az érintkező homlokán körbe fut, így talppontja nem tud egyhelyben állva maradni és mély krátereket égetni az érintkező felületén.96

Villamos művek12.3 TerheléskapcsolókA terheléskapcsoló olyan kapcsolókészülék, amely alapvetően névleges áramának ki-ésbekapcsolására alkalmas. Egyes terheléskapcsolók alkalmasak névleges áramuknál nagyobbáramok kikapcsolására is. Az általa kapcsolt áramkör zárlat és túlterhelés védelmét velesorbakapcsolt egyéb berendezés látja el. A terheléskapcsoló megfelelő kialakítása révén minda ki-, mind a bekapcsolást gyorsan végzi, így a zárlatra való esetleges rákapcsolást is elviseli.Nagyobb névleges áram esetén külön ívoltó szerkezettel is el van látva.A terheléskapcsoló nem minden esetben elégíti ki a szakaszolóra vonatkozó követelményeket,így elsősorban az érintkezők kapcsolási állapotának láthatóságát. Ezt általában csak aműködtető szerkezetének helyzetéből lehet megítélni.Installációs kapcsolók és dugós csatlakozókAz installációs kapcsolók a legegyszerűbb kisfeszültségű terheléskapcsolók, amelyek avillamos világítás és kisebb teljesítményű fogyasztóberendezések (készülékek) ki- ésbekapcsolására szolgálnak, kézzel működtethetők. Mindennapi életből közismertek, ezért csakműködési elvüket tárgyaljuk.Az átbillenő kapcsolók esetében a működtetőkar átbillenésen közben először az átbillenőrészben levő rugó feszül meg, majd kellőelőfeszítés és kismértékű elmozdulás utánhirtelen átbillen a másik holtpontba. Ezbiztosítja a gyors ki- és bekapcsolást. Hátránya,hogy a nyomást biztosító rugó egyben azérintkező is. Két nagy csoportra oszthatók:• világítási (doboz) kapcsolók 6 és 10 Aáramerősségre,• készülékkapcsolók 6…60 A áramerősségre.Az installációs kapcsolóknál említjük meg – bár nem kifejezetten kapcsoló készülékek – azinstallációs szerelési anyagként alkalmazott, a villamos áram útját „megszakító” készülékeketa dugós csatlakozókat is. A dugós csatlakozók feladata mozgatható (nem helyhezkötött)villamos fogyasztó berendezések csatlakoztatása a hálózatra. A dugós csatlakozó két főrészből áll:• aljzat, és• dugó.A dugós csatlakozó bizonyos szempontból szakaszoló jellegű készülék, mert kielégíti aszakaszolókra vonatkozó követelményeket, ugyanakkor „terheléskapcsoló” is, mivel kb. 10A-ig a rajta átfolyó áram a dugó kihúzásával általában megszakítható az érintkezők beégésenélkül.A dugós csatlakozók „álló érintkezője” rugózott, míg a „mozgó érintkező” tömör, hengeresvagy kés kialakítású. A dugós csatlakozók készülnek:• kétsarkú,• kétsarkú + védőérintkezős,• háromsarkú + védőérintkezős,• háromsarkú + nulla + védőérintkezős kivitelben97

A hengeres kapcsoló működtető karja egy rugót feszít meg, amely bizonyos előfeszítés utánhirtelen átfordítja a hengert a következő holtpontba. A hengeres kapcsolónak több nyugalmihelyzete (kapcsolási állapota) van és így többfokozatú kapcsolás végrehajtására alkalmas.Érintkezőinek száma is növelhető, így egyidejűlegtöbb áramkör kapcsolható vele. Az álló érintkezőinéla jó érintkezéshez szükséges nyomóerőt azáramvezetésben részt nem vevő rugó biztosítja ésígy nagyobb áramok kapcsolására alkalmas.A bütykös kapcsoló a hengeres kapcsolótól csakabban különbözik, hogy a kapcsoló tengelyéntetszőlegesen kialakítható és elhelyezhetőszigetelőanyagból készült bütykös tárcsák vannak,amelyek a kívánt sorrendben nyitják a mozgóérintkezőket (egyszeres megszakítás). Általábanmotorok kézi kapcsolására alkalmas.A görgős kapcsoló a bütykös kapcsolótól abban különbözik, hogy:• a kapcsolótengelyre fűzött bütykös tárcsáraaz érintkezők mozgatható eleme görgőnkeresztül csatlakozik (innen a kapcsolóneve),• az érintkező elemek szigetelőkamrábanvannak elhelyezve, amelyekbe két kettősmegszakítású független áramkör építhető be,• a szigetelőkamrába ívoltó berendezés (pl.deion lemezek) szerelhető és így jelentősteljesítmény megszakítására alkalmas.Alkalmazási területe: motorok, kistranszformátorok, kisfeszültségű (belső) hálózatok,berendezések kapcsolása, de előnyösen alkalmazható automatikákban ésszerszámgépvezérlésekben is.12.4 Kontaktorok és védőkapcsolókA kontaktor olyan kapcsolókészülék, amely alapvetően kielégíti a terheléskapcsolóvalszemben támasztott követelményeket, ezen kívül:98• alkalmas igen gyakori kapcsolásra,• alkalmas névleges áramának 6-10-szeresét elérő áram ki-és bekapcsolására,• ezen képessége miatt hőkioldóval összeépítve, túlterhelésvédelmi feladatra isalkalmassá tehető,• nyugalmi helyzetéből működtetés hatására tér ki és a működtető jel megszűnése utánvisszatér nyugalmi helyzetébe, amely általában nyitott állapot.

Villamos művekA fenti követelményeket a kontaktor csak nagy mechanikai és villamos élettartam esetén tudjaüzembiztosan kielégíteni, amely általában 10 7 kapcsolási szám körül van. A kontaktorokkalszemben támasztott követelmények között nem szerepel a zárlatra való rákapcsoló képesség,azonban gyors működése miatt a legtöbb kontaktor ezen feladat ellátására is alkalmas.A nagy óránkénti kapcsolási szám miatt a kontaktorok távvezérléssel működtethetők.Működtető szerkezetük leggyakrabban elektromágnes, de ritkán – főleg járművekben –alkalmazásra kerül pneumatikus, vagy elektro-pneumatikus működtetés is.A kontaktor egye-, vagy váltakozó áramú, vagy mindkét fajta áramkör kapcsolásáraalkalmazható. A kontaktorokat alkalmazási üzemmódjuk szerint is osztályozzák.A kontaktorok érintkezőinek egyrészt az üzemi áramot túlmelegedés nélkül kell átvezetniök,másrészt az igen gyakori kapcsolásnál fellépő ív káros hatását is el kell tudni viselni afőérintkező beégése nélkül. Ez nagyobb áramok megszakítása esetén csak külön ívhúzóérintkező alkalmazásával érhető el, amely bekapcsolt állapotban nem vesz részt azáramvezetésben.Az érintkezők beégésének elkerülése érdekében gyors ívoltás szükséges. Ez elérhető:• a megszakítási helyek növelésével,• külön ívoltó szerkezet alkalmazásával.Az alábbi ábrákon láthatjuk a váltakozó áramú kontaktorok ívoltási szerkezetének vázlatát.Az egyszerű kettős megszakítás csak kis áramok és kis feszültségek esetén alkalmazható. Atöbbszörös megszakítás elvileg előnyös, kis érintkező mozgást tesz szükségessé, debonyolultabb a kapcsoló szerkezete. A leggyakrabban alkalmazott megoldás a deion lemezes,vagy szigetelőanyag válaszfalas, vagy réskamrás, vagy mágneses ívfúvású ívoltó szerkezet,illetőleg ezek kombinációja.Az érintkezők között égő ív – az áramkör dinamikus hatása miatt – tágulni igyekszik azoltókamrák felé. Amennyiben ez a hatás önmagában nem elegendő, akkor a kapcsolón átfolyóáramot átvezetik egy olyan elektromágnesen, amelynek mágneses tere az előbbi természeteshatást erősíti (mágneses ívfúvás).A szigetelő válaszfalas oltókamra rései közé bejutott ívet a hideg szigetelőanyag felületeegyrészt hűti, másrészt az ív tovább nyúlik, amit a rések kéményhatása is fokoz az ívkialvásáig.A réskamra hatása hasonló, csak csekélyebb, mint az előző.99

A deion kamra lemezei vasból vagy rézből vannak, amely önmagában is vonzza az égő ívet.A deion lemezek közé bejutott ív viszont feldarabolódik, ami az ismert módon segíti azívoltást.A kontaktorok minden esetben el vannak látva segédérintkezőkkel, amelyek egyrészt akontaktor bekapcsolt állapotban való öntartását biztosítják, illetőleg további vezérlési, jelzésicélokra használhatók.Kézenfekvő gondolat, hogy a kisfeszültségű kontaktort kiegészítve túlterhelésvédelemmel ésvele olvadóbiztosítót sorba kapcsolva az így kialakított „készülékegyüttes” megszakítóhelyettesítésére alkalmas. Legelterjedtebb elnevezésük motorvédőkapcsoló, ugyanisleggyakrabban motorok kapcsolására és túlterhelésvédelmére alkalmazzák.A zárlatvédelemnek megszakító helyett biztosítóval történő megoldása elvileg ugyan hátránytjelent (az olvadóbetétet zárlat esetén ki kell cserélni, míg a megszakítót csak vissza kellkapcsolni), azonban a motorok esetén a zárlat fellépése ritka és így ez figyelmen kívülhagyható az egyszerűség és olcsóság miatt jelentkező előny mellett. Az alkalmazottkésleltetett olvadóbiztosító a motor indítási áramlökéseit az ismert módon kiolvadás nélkülelviseli. Az alkalmazásra kerülő túlterhelésvédelemnek is hasonló módon nem szabad ilyenjellegű túlterhelésre megszólalnia.A motor túlterhelése tulajdonképpen csak a motor hőfokának a szigetelés által megszabotthatár fölé emelkedése esetén válik veszélyessé. Ezért olyan termikus védelem (hőmásvédelem) alkalmazása lenne célszerű, amelynek hőfoka pontosan követi a motor aktív részeilegmelegebb pontjának hőfokát. Ez megoldható beépített hőelemek segítségével, de sokkalolcsóbb megoldás ikerfémes hőkioldók alkalmazása, amelyek csak közelítőleg követik avédett berendezés (motor) hőfokát.A motorvédő kapcsolókban alkalmazott hőkioldókat általában a motor névleges áramának 1-1,2-szeresére állítják be, ami függ a motor üzemmódjától is (teljes terheléssel jár, állandóüzem, szakaszos üzem, gyakori indítás stb.). A hőkioldót, mind a három fázisba be kellépíteni.100