Wyłącznik mocy

Wyłącznik mocy jest to wyłącznik stosowany tam, gdzie moce wyłączane osiągają duże wartości, w celu ochrony innych urządzeń elektrycznych przed skutkami przeciążenia lub zwarć oraz w celu sterowania rozpływu mocy w sieci elektrycznej.

Jest charakteryzowany przez szereg parametrów, najważniejsze z nich to: napięcie znamionowe, prąd znamionowy i zwarciowy, dopuszczalna temperatura otoczenia. Jego budowa różni się w znacznym stopniu w zależności od parametrów znamionowych. Wyłączniki mocy można podzielić ze względu na napięcie znamionowe.

Niskonapięciowe wyłączniki mocy

Umownie przyjmuje się, iż napięcie pracy tych aparatów jest mniejsze od 1000 V. Ze względu na przyjętą zasadę przerywania łuku elektrycznego aparaty te dzielimy na:

• z wyłączaniem łukowym
  • magnetowydmuchowe
  • gazowydmuchowe
  • pneumatyczne
  • wodne
• z wyłączaniem bezłukowym
  • półprzewodnikowe
  • hybrydowe
• próżniowe

Wyłączniki z wyłączaniem łukowym są najprostszą formą wyłącznika niskonapięciowego stosowanego w zasadzie do wyłączania wszystkich wielkości prądów i mocy. Wykorzystywany jest tutaj efekt wpływu chłodzenia, dzielenia i rozciągania łuku na opór wewnętrzny kolumny łukowej.

W wyłączniku magnetowydmuchowym zapalający się między stykami wyłącznika łuk elektryczny jest wypychany siłami indukcji elektromagnetycznej do komory gaszeniowej. Komora gaszeniowa jest najczęściej zbudowana w postaci kilku przewodzących płytek na których następuje podzielenie kolumny łukowej na kilka odcinków. Największy opór elektryczny łuku występuje w strefie przyelektrodowej dlatego takie podzielenie znacznie zwiększa opór elektryczny kolumny łukowej.

Średnionapięciowe wyłączniki mocy

Wyłączniki próżniowe (najczęściej stosowane) wyłączenie następuje w obecności łuku par materiałów styków. Gdy prąd łuku zanika zanikają pary i następuje rozłączenie, zanik następuje tuż przed przejściem prądu przez zero i trwa bardzo krótko. Z tego też powodu odległość między stykami nie musi być duża. Mechaniczna żywotność wyłącznika wynosi z reguły 10000 wyłączeń.

Wysokonapięciowe wyłączniki mocy

Wysokonapięciowe wyłączniki są klasyfikowane ze względu na rodzaj medium używanego do gaszenia łuku elektrycznego oraz konstrukcji:

• olejowe (wycofywane),
• małoolejowe (wychodzące z użycia),
• powietrzne,
• sześciofluorkowe siarki (SF₆) jednociśnieniowe (nowa technologia),
• sześciofluorkowe siarki (SF₆) samowydmuchowe (najnowsza technologia).

Powyższe wyłączniki można spotkać wykonane w dwóch technologiach:

• Dead-Tank - jednostka przerywająca znajduje się w metalowej uziemionej obudowie, podłączenia do obwodów wysokonapięciowych są wykonane w technice napowietrznej (stosowane głównie w USA).
• Live-Tank - jednostka przerywająca jest umieszczona w obudowie izolowanej, która jest bezpośrednio połączona do obwodów pod napięciem elektrycznym.

Zaletą technologii Dead-Tank jest dużo większa mechaniczna wytrzymałość wyłącznika, mająca duże znaczenie podczas np. trzęsień ziemi, gdzie wyłącznik jest stabilny (nie chwieje się), a nie jak w przypadku wyłączników Live Tank, które są wysokie i środek ciężkości jest położony dużo wyżej.

Charakterystyczne parametry wyłącznika (SF₆) samowydmuchowego:

• napięcie znamionowe: 72,5 kV - 500 kV
• prąd znamionowy: do 4000 A
• prąd zwarciowy: do 160 kA
• dopuszczalna temperatura otoczenia: - 40 °C do + 50 °C