高電圧開閉装置
750 kV高電圧開閉装置

高電圧開閉装置とは、高電圧電力システムの一部を接続または切断するために使用される開閉装置です。この装置は、高電圧電力システムの保護と安全な運用（中断のない運用）に不可欠であり、電力供給の品質に直接関係するため重要です。

「高電圧」という用語は、旧来の中電圧（MV）と旧来の高電圧（HV）を包含し、交流の場合は定格電圧が1000V以上、直流の場合は1500V以上の機器を指します。高電圧遮断器の産業用途は、経済性が高いため、現時点では交流のみに限られていますが、直流接続用の高電圧断路器も存在します。

高電圧開閉装置は、19世紀末にモーターやその他の電気機械を動作させるために発明されました。[ 1 ]この技術は時間の経過とともに改良され、最大1,100 kVの電圧で使用できるようになりました。[ 2 ]

分類

機能分類

断路器と接地スイッチ

断路器と接地開閉器は、電流が流れていないときに回路を開閉する安全装置です。回路の一部、機械、架空線、または地下ケーブルの一部を遮断し、安全に保守作業を行うために使用されます。

ラインアイソレータまたはバスバーセクションアイソレータの開放は安全のために必要ですが、それだけでは十分ではありません。保守対象機器の上流側と下流側の両セクションで接地を行う必要があります。これは接地スイッチによって実現されます。

断路器は原則として、無通電回路で使用するように設計されているため、電流を遮断する必要はありません。実際には、一部の断路器は電流を遮断できます（300V未満で最大1,600Aですが、同じ回路のハーフブレーカーバイパスシステムを介して電流が引き出される場合に限ります）。また、一部の接地スイッチは、近くの線路との誘導結合および容量結合によって非通電線に発生する誘導電流（20kV未満で最大160A）を遮断する必要があります。[ 3 ]

高電流スイッチング機構

高電流開閉機構は、通常の負荷が流れる通電回路に使用されます。一部の機構は断路器としても使用できます。ただし、短絡電流を発生させる可能性がある場合は、それを遮断することはできません。[ 4 ] [ 5 ]

接触者

コンタクタは高電流スイッチング機構と機能的に類似していますが、より高いレートで使用できます。また、高い電気的耐久性と高い機械的耐久性を備えています。[ 6 ]

ヒューズ

ヒューズは、一定時間過電流が流れている回路を自動的に遮断します。これは、等級分けされた電気導体を溶断することによって実現されます。

ヒューズは主に短絡保護に使用され、故障電流のピーク値を制限します。

三相電力では、故障電流が流れている相のみを遮断するため、故障した機器と人の両方に危険を及ぼす可能性があります。この問題を軽減するために、ヒューズを高電流スイッチまたはコンタクタと組み合わせて使用​​することができます。

コンタクタと同様に、高電圧ヒューズは 30 kV ～ 100 kV の帯域でのみ使用されます。

サーキットブレーカー

高電圧遮断器は、定格電圧（保護する 電力システムの最大電圧）以下の電流を接続、伝送、および切断することができます。

通常の動作条件下では、回路遮断器は回線の接続（切断）に使用できます。また、回路遮断器は、短絡などの異常が検出された場合に電流を遮断するためにも使用できます。

遮断器は、短絡電流を安全に遮断する唯一の手段であるため、高電圧電力システムに不可欠な要素です。国際規格IEC 62271-100は、高電圧遮断器の特性に関連する要求事項を規定しています。[ 7 ]

遮断器には、摩耗やガス圧などの状態を常に把握し、特性導関数から故障を検知するための電子機器を装備することができます。また、計画的な保守作業を可能にし、故障を回避することもできます。[ 8 ] [ 9 ]

長い回線で動作させるために、遮断器には過電圧を制限するための遮断抵抗器が装備されている。[ 10 ] [ 11 ]

これらには、開閉を同期させて、線路、無負荷変圧器、シャントリアクタンス、コンデンサバンクからの過電圧や突入電流を制限する装置を装備することができる。[ 12 ] [ 13 ]

一部の装置は遮断器と断路器の特性を持つように設計されているが[ 14 ]、広く使用されているわけではない。

参考文献

  1. ^英国特許GB 20069「高電圧・大電流の適用または使用を制御する装置の改良」（1893年） 2007年1月9日アーカイブ、 Wayback Machine、espacenet.com
  2. ^ Lin Jiming他「 1100 kV遮断器の過渡特性」、超高電圧国際規格に関する国際シンポジウム、北京、2007年7月。
  3. ^ 「交流断路器および接地スイッチに関するIEC 62271-102」（PDF） 。 2007年9月30日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2008年4月21日閲覧。
  4. ^ 「Norme CEI 60265-1 中断装置は 1 kV の最高電圧と 52 kV の低電圧に張力を供給します」(PDF)。2007 年 9 月 30 日にオリジナル(PDF)からアーカイブされました。2008 年 4 月 21 日に取得。
  5. ^ 「Norme CEI 60265-2 52 kV の最高張力を注ぐ中断装置」(PDF)。2007 年 9 月 30 日にオリジナル(PDF)からアーカイブされました。2008 年 4 月 21 日に取得。
  6. ^ “Norme CEI 60470 Contacteurs pour courant alternatif haute resistance et démarreurs de moteurs à contacteurs ” (PDF)。2007 年 9 月 30 日にオリジナル(PDF)からアーカイブされました。2008 年 4 月 21 日に取得。
  7. ^ 「Norme CEI 62271-100 Disjoncteurs à haute tension」（PDF） 。 2007年9月27日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2008年4月21日閲覧。
  8. ^ E.Thuries、G.Ebersohl、JPDupraz、O.Chetay、JPMontcorgé、 Introduction de l'électronique numérique dans les auxiliaires de l'appareillage et amélioration de la fiabilité、1994 年、CIGRE セッション 1994、rapport 23/13-09
  9. ^ Denis Dufournet、『Disjoncteurs SF 6 – Evolution de 1959 à 1994』、1994 年、 Revue générale de l'électricité n° 5
  10. ^ DE Heldman、IB Johnson、CH Titus、DD Wilson、「超高電圧回路のスイッチング、サージ回路超高電圧×÷←遮断抵抗による低減」、1964年、 IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems、第83巻（1964–12年）
  11. ^ Eugène Maury、 Problèmes apparaissant aux trails les plus élevées lors de la manœuvre des disjoncteurs、1964 年、CIGRE セッション 1964
  12. ^ Eugène Maury、 La fermeture synchronisée des disjoncteurs 525 kV et 765 kV、moyen de réduire les surtensions de manœuvre sur lignes à vide、1966 年、CIGRE セッション 1966。
  13. ^ Groupe de travail CIGRE 13.07、 HV AC回路遮断器の制御スイッチング、1999年、 Electra N° 183
  14. ^ Norme CEI 62271-108 Disjoncteur-sectionneurs
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