Aparaty typu THO i THO/T przeznaczone są do rozłączania prądów znamionowych do 630 A, oraz uziemiania (THO/T) obwodów w napowietrznych (lub napowietrzno-kablowych) sieciach elektroenergetycznych. Urządzenia te są niezwykle trwałe i niezawodne, gdyż ich
wszystkie elektrycznie aktywne elementy pracują w środowisku SF6. Dzięki temu nie są one narażone na działanie warunków atmosferycznych (deszczu, śniegu, szadzi, wiatru, itp.), oraz na zanieczyszczenia i uszkodzenia powodowane przez ptaki. W przeciwieństwie do napowietrznych rozłączników w izolacji powietrznej aparaty te gwarantują trwałość 5000 cykli roboczych, bez konieczności wymiany jakichkolwiek elementów (np. komór gaszeniowych, styków migowych, itp.). W połączeniu z nowoczesnym i niezawodnym systemem sterowania i nadzorowania radiowego dają gwarancję kilkudziesięcioletniej pracy bez potrzeby dokonywania kłopotliwych przeglądów, regulacji i konserwacji, co jest szczególnie istotne w rozległych sieciach napowietrznych. Rozłącznik THO wyposażony w przekładniki prądowe umożliwia zastosowanie nowatorskiego systemu lokalizacji miejsc zwarć w sieciach napowietrznych linii SN. Jest to pierwsze tego typu rozwiązanie w Polsce. Dzięki zastosowaniu rozłącznika z w/w wyposażeniem oraz wykorzystaniu telemechaniki możliwe jest dokładne zlokalizowanie miejsca zwarcia (odcinka linii, w którym ono wystąpiło). Komunikat o zwarciu zostaje przekazany za pomocą telemechaniki do systemu nadzorującego pracę sieci, który wyłącza w GPZ-ie z ruchu uszkodzoną linię.
Dyspozytor powiadomiony o powstałym zdarzeniu, za pomocą odpowiedniej aplikacji nadzorującej, ma możliwość szybkiego zlokalizowania miejsca zwarcia i o ile istnieje taka możliwość przełączenia pozostałego odcinka linii, nie objętego zwarciem, na zasilanie rezerwowe a następnie powiadomią odpowiedni organ zajmujący się usuwaniem uszkodzeń. Zastosowanie tego innowacyjnego rozwiązania pozwala na znaczne obniżenie kosztów eksploatacji sieci elektroenergetycznej, sprawniejsze i szybsze usuwanie powstałych uszkodzeń a w związku z tym polepszenie jakości przesyłanej i dystrybuowanej energii elektrycznej.
Rys. 3.41. Widok słupa z zainstalowanymi rozłącznikami THO/T i samego rozłącznika
Podstawowym elementem aparatów THO i THO/T jest rozłącznik TH12 zamknięty w szczelnym zbiorniku ze stali nierdzewnej, wypełnionym gazem SF6. Zbiornik spełnia kryteria szczelności zgodne z normą IEC 56 tzn., że powtórne napełnianie nie jest wymagane podczas normalnego funkcjonowania rozłącznika. Zgodnie z obowiązującymi przepisami dotyczącymi dozoru urządzeń pod ciśnieniem, aparat nie podlega obowiązkowi dozoru. Styki rozłącznika połączone są z izolatorami przepustowymi umożliwiającymi przyłączenie konektorowych, kątowych głowic kablowych lub zamontowanie samoczyszczących izolatorów silikonowych 24 kV, 36 kV i przyłączenie linii napowietrznej.
Rys. 3.42. Rozłącznik THO/T w trzech różnych stanach 3.10.2. Odłączniki napowietrzne SN
Rys. 3.43. Widok odłącznika modułowego
Przedmiotem są trójbiegunowe napowietrzne odłączniki (rozłączniki), odłączniki z uziemnikami czy rozłączniki z uziemnikami. Są to najnowszej generacji aparaty, stosowane w napowietrznych sieciach rozdzielczych 15 i 30 kV. Przeznaczone są do zamykania i otwierania obwodów elektrycznych, a także do uziemienia odłączonych części obwodu. Nowe rozwiązanie napędu ręcznego umożliwia montowanie aparatu w pozycji horyzontalnej lub wertykalnej.
Modułowe rozwiązanie biegunów łącznika pozwala na rozbudowanie (nawet już pracujących zestawów) o nowe opcje: uziemnik, styki migowe rozłącznika, stały styk w torze prądowym poprzez dodatkowy izolator lub ogranicznik przepięć. Łączniki typu RN i RUN umożliwią wyłączenie transformatorów do 400 kVA pod pełnym obciążeniem, natomiast łączniki typu ON i OUN pozwalają na dokonywanie czynności łączeniowych w obwodach, w których płyną niewielkie prądy na przykład: biegu jałowego transformatora.
3.11. ROZDZIELNICE OSŁONIĘTE IZOLOWANE SZEŚCIOFLUORKIEM SIARKI 3.11.1. Uzasadnienie wyboru SF6 do budowy rozdzielnic
Potrzeba radykalnego zmniejszenia rozmiarów rozdzielni halowych wysokiego napięcia skłoniła konstruktorów do poszukiwania rozwiązań, w których zastosowana izolacja pozwoliłaby na znaczne zmniejszenie odstępów izolacyjnych. Próby budowy rozdzielnic osłoniętych na napięcia 110 kV i wyższe z izolacją stałą w postaci żywic nie zdały egzaminu ze względu na duży ciężar i zawodność spowodowaną pękaniem grubych odlewów żywicznych. Rozdzielnice z izolacją olejową były również ciężkie oraz niebezpieczne pod względem wybuchowym i pożarowym.
Najbardziej zaawansowane konstrukcyjnie i bliskie powszechnego zastosowania były hermetyczne rozdzielnie z izolacją w postaci sprężonego powietrza. Nie znalazły one jednak powszechnego zastosowania ze względu na konieczność stosowania wysokiego ciśnienia i związaną z tym potrzebę stosowania osłon o wielkiej wytrzymałości mechanicznej. Najmniejsze odstępy izolacyjne można uzyskać w wysokiej próżni. Trudności technologiczne z utrzymaniem wysokiej próżni o ciśnieniu rzędu 10-3÷10-5 Pa przez wiele lat w dużej liczbie zbiorników o znacznych rozmiarach ograniczają obecnie możliwość praktycznego zrealizowania tego typu rozdzielni. Rozwój technologii żywic pozwolił na uzyskanie materiału o właściwościach izolacyjnych i mechanicznych pozwalających na skonstruowanie elementów wsporczych izolacyjnych umożliwiających wykorzystanie izolacji gazowej w postaci SF6 jako izolacji głównej i powszechne stosowanie małogabarytowych hermetycznych rozdzielnic osłoniętych najpierw na wysokie i najwyższe napięcia a później również na napięcia średnie.
Izolacyjne właściwości SF6 odkryto w 1900 r., gaszące w firmie AEG w 1938 r., w 1957 r.
opisano pierwszy wyłącznik z SF6. Od początku lat 60-tych rozpoczęto intensywne prace nad rozdzielniami z SF6. SF6 jest gazem stabilnym chemicznie, rozpad pod wpływem temperatury zaczyna się dopiero przy około 500 °C (w obecności niektórych metali, a zwłaszcza stopów zawierających krzem rozkład może wystąpić w temperaturze od 180 do 200 °C). SF6 jest gazem bezbarwnym, nietrującym, bez zapachu i niepalnym. Przeprowadzone doświadczenia ze szczurami umieszczonymi w mieszaninie 80% SF6 i 20% tlenu wykazały, że po 24 godzinach zwierzęta nie objawiały żadnych zmian fizjologicznych. PN-87/E-29-10 (IEC 376 z 1971 r.) normuje odbiór świeżego gazu SF6, w normie tej wprowadzono próbę biologiczną, w której myszy są umieszczane na 24 godziny w atmosferze, w której azot z powietrza zastąpiono SF6. Brak objawów zatrucia u mysz świadczy o braku toksycznych domieszek, które mogłyby się pojawić w czasie produkcji.
SF6 jest jednym z najcięższych znanych gazów, jest 5 razy cięższy od powietrza. Może być transportowany i przechowywany w postaci cieczy a jego punkt krytyczny występuje przy 3,746 MPa i 45,58 °C. Wytrzymałość elektryczna SF6 przekracza 1,8÷3,0 razy wytrzymałość powietrza, w polu jednorodnym jest ok. 2,4 razy większa. Przy ciśnieniu ok. 0,3 MPa osiąga 75%
wytrzymałości oleju izolacyjnego w polu jednorodnym a przy polu niejednorodnym może
wykazywać nawet lepsze niż olej właściwości izolacyjne. Wytrzymałość dielektryczna gazu SF6
pozostaje stała przy stałej gęstości niezależnie od temperatury, dlatego gęstość a nie ciśnienie determinuje właściwości dielektryczne urządzenia. Pomimo to, ze względu na łatwość pomiaru, ciśnienie gazu przy temperaturze 20 °C jest najczęściej stosowanym parametrem. SF6 w niskiej temperaturze przy stosunkowo niskim ciśnieniu przechodzi w stan ciekły (rys. 3.24). Jeżeli przy 20 °C ciśnienie wynosi 0,6 MPa to skroplenie nastąpi w temperaturze około -30 °C. Ponieważ w rozdzielnicy nie może następować skroplenie gazu trzeba stosować niezbyt wysokie ciśnienia.
Zwykle stosuje się ciśnienia od 0,25 do 0,6 MPa. Zdolność przewodzenia ciepła przez SF6 jest większa niż powietrza.
Pod wpływem zwarcia łukowego w rozdzielnicy może pojawić się wiele toksycznych produktów rozpadu gazu. Jeżeli wzrost ciśnienia wewnątrz rozdzielnicy spowoduje wyrwanie membrany ochronnej lub wytopi się otwór w obudowie gaz wydostający się na zewnątrz dodatkowo wchodzi w reakcję z otaczającą atmosferą.
Stan poawaryjny z wydostaniem się gazów i jego produktów rozpadu na zewnątrz stanowi największe zagrożenie dla ludzi i wymaga zastosowania właściwej procedury bezpieczeństwa. Powyżej przedstawione właściwości SF6 oraz inne właściwości rozdzielnic i doświadczenia uzyskane z ich eksploatacji pozwalają na sformułowanie następujących zalet rozdzielnic izolowanych za pomocą SF6:
• małe wymiary,
• zwarta budowa,
• znaczne zmniejszenie zużycia materiałów przewodowych, izolacyjnych i konstrukcyjnych,
• łatwość wkomponowania w otoczenie i środowisko, są hermetyczne, niewrażliwe na zabrudzenie i inne wpływy zewnętrzne, eliminują przypadkowy dostęp do napięcia,
• wysoki stopień niezawodności,
• wymagają bardzo niewielu zabiegów eksploatacyjnych, możliwa jest wieloletnia praca bez prac konserwacyjnych remontowych, nawet do 25 lat,
• zapewniają większe bezpieczeństwo obsługi,
• prefabrykowane w wytwórniach i transportowane w gotowych jednostkach umożliwiają szybki montaż w miejscu zainstalowania,
• modułowa budowa umożliwia konfigurowanie rozdzielni o różnych schematach ze stosunkowo niewielkiej liczby modułów,
• niski poziom przepięć łączeniowych.