Автоматический выключатель - Circuit breaker

Воздушный выключатель для распределительного устройства низкого напряжения (менее 1000 вольт).

Двухполюсный автоматический выключатель

Четыре однополюсных автоматических выключателя

А автоматический выключатель это автоматически управляемый электрические выключатель предназначен для защиты электрическая цепь от повреждений, вызванных чрезмерным током из-за перегрузки или короткое замыкание. Его основная функция - прервать прохождение тока после обнаружения неисправности. В отличие от предохранитель, который срабатывает один раз и затем подлежит замене, автоматический выключатель можно сбросить (вручную или автоматически) для возобновления нормальной работы.

Автоматические выключатели бывают разных размеров, от небольших устройств, защищающих слаботочные цепи или индивидуальную бытовую технику, до крупных. распределительное устройство предназначен для защиты высокое напряжение цепи, питающие весь город. Общая функция автоматического выключателя, или предохранитель, как автоматическое средство отключения питания неисправной системы, часто обозначается сокращенно как OCPD (Устройство защиты от сверхтока).

Происхождение

Ранняя форма автоматического выключателя была описана Томас Эдисон в патентной заявке 1879 года, хотя его коммерческая система распределения электроэнергии использовала предохранители.^[1] Его цель заключалась в защите проводки цепи освещения от случайных коротких замыканий и перегрузок. На современный миниатюрный автоматический выключатель, подобный используемым сейчас, запатентовал Браун, Бовери и Си в 1924 году. Хьюго Стоц, инженер, продавший свою компанию BBC, был признан изобретателем на DRP (Deutsches Reichspatent) 458392.^[2] Изобретение Стотца явилось предшественником современного термомагнитного выключателя, который до сих пор широко используется в бытовых центрах нагрузки.

Соединение нескольких источников генератора в электрическую сеть потребовало разработки автоматических выключателей с увеличивающимся номинальным напряжением и повышенной способностью безопасно отключать увеличивающиеся токи короткого замыкания, производимые сетями. Простые ручные выключатели с воздушным выключателем создают опасные дуги при отключении высокого напряжения; на смену им пришли замкнутые в масле контакты и различные формы, в которых использовался направленный поток сжатого воздуха или сжатого масла для охлаждения и прерывания дуги. К 1935 году специально сконструированные автоматические выключатели, используемые в Boulder Dam В проекте используется восемь серийных разрывов и поток масла под давлением для устранения неисправностей мощностью до 2500 МВА за три цикла промышленной частоты переменного тока.^[3]

Операция

Все системы автоматических выключателей имеют общие особенности в своей работе, но детали существенно различаются в зависимости от класса напряжения, номинального тока и типа автоматического выключателя.

Автоматический выключатель должен сначала обнаружить неисправное состояние. В небольших сетях и низкое напряжение автоматические выключатели, это обычно делается внутри самого устройства. Обычно используются нагревательные или магнитные эффекты электрического тока. Автоматические выключатели для больших токов или высокого напряжения обычно устанавливаются с защитное реле пилотные устройства для обнаружения неисправности и управления механизмом открывания. Обычно для этого требуется отдельный источник питания, например аккумулятор, хотя некоторые высоковольтные выключатели являются автономными с трансформаторы тока, защитные реле, и источник питания внутреннего контроля.

При обнаружении неисправности контакты выключателя должны размыкаться, чтобы прервать цепь; Обычно это делается с использованием механически накопленной энергии, содержащейся в выключателе, такой как пружина или сжатый воздух для разделения контактов. Автоматические выключатели также могут использовать более высокий ток, вызванный неисправностью, для разделения контактов, например, тепловое расширение или магнитное поле. Маленькие автоматические выключатели обычно имеют рычаг ручного управления для отключения нагрузки или сброса сработавшего выключателя, в то время как более крупные устройства используют соленоиды для отключения механизма, и электродвигатели для восстановления энергии пружин.

Контакты автоматического выключателя должны пропускать ток нагрузки без чрезмерного нагрева, а также должны выдерживать тепло дуги, возникающей при прерывании (размыкании) цепи. Контакты изготавливаются из меди или медных сплавов, сплавов серебра и других материалов с высокой проводимостью. Срок службы контактов ограничен эрозией материала контактов из-за образования дуги при отключении тока. Миниатюрные автоматические выключатели и выключатели в литом корпусе обычно выбрасывают, когда контакты изношены, но силовые выключатели и высоковольтные выключатели имеют заменяемые контакты.

Когда прерывается высокий ток или напряжение, дуга генерируется. Длина дуги обычно пропорциональна напряжению, а интенсивность (или тепло) пропорциональна току. Эта дуга должна сдерживаться, охлаждаться и гаситься контролируемым образом, чтобы промежуток между контактами снова мог выдерживать напряжение в цепи. Использование различных автоматических выключателей вакуум, воздуха, изоляционный газ, или же масло в качестве среды, в которой образуется дуга. Для гашения дуги используются различные методы, в том числе:

Удлинение или отклонение дуги
Интенсивное охлаждение (в струйных камерах)
Деление на частичные дуги
Гашение нулевой точки (контакты размыкаются при пересечении времени нулевого тока через AC форма волны, эффективно прерывая ток без нагрузки во время открытия. Переход через нуль происходит при двойной частоте линии; то есть 100 раз в секунду для 50 Гц и 120 раз в секунду для 60 Гц переменного тока.)
Подключение конденсаторы параллельно с контактами в ОКРУГ КОЛУМБИЯ схемы.

Наконец, после устранения неисправности контакты должны быть снова замкнуты, чтобы восстановить питание прерванной цепи.

Прерывание дуги

В низковольтных автоматических выключателях (MCB) для гашения дуги используется только воздух. Эти автоматические выключатели содержат так называемые дугогасительные камеры, набор взаимно изолированных параллельных металлических пластин, которые разделяют и охлаждают дугу. Разделяя дугу на более мелкие дуги, дуга охлаждается, в то время как напряжение дуги увеличивается и служит дополнительным сопротивление который ограничивает ток через автоматический выключатель. Токоведущие части возле контактов обеспечивают легкий отклонение дуги в дугогасительные камеры под действием магнитной силы пути тока, хотя магнитный выброс катушки или постоянные магниты может также отклонить дугу в дугогасительную камеру (используется в автоматических выключателях для более высоких номиналов). Количество пластин в дугогасительной камере зависит от номинального тока короткого замыкания и номинального напряжения автоматического выключателя.

В более высоких номиналах масляные выключатели полагаются на испарение некоторого количества масла, чтобы продуть струю масла через дугу.^[4]

Газ (обычно гексафторид серы ) автоматические выключатели иногда растягивают дугу с помощью магнитного поля, а затем полагаются на диэлектрическая прочность гексафторида серы (SF₆) для гашения растянутой дуги.

Вакуум автоматические выключатели имеют минимальное искрение (поскольку нет ничего, что могло бы ионизировать, кроме материала контактов). Дуга гаснет при очень небольшом растяжении (менее 2–3 мм (0,08–0,1 дюйма)). Вакуумные выключатели часто используются в современных распределительных устройствах среднего напряжения до 38000 вольт.

Воздушные автоматические выключатели могут использовать сжатый воздух Чтобы погасить дугу, или, альтернативно, контакты быстро переводятся в небольшую герметичную камеру, при этом вытесняемый воздух раздувает дугу.

Автоматические выключатели обычно могут отключать весь ток очень быстро: обычно дуга гаснет через 30–150 мс после отключения механизма, в зависимости от возраста и конструкции устройства. Максимальное значение тока и пропускаемая энергия определяют качество автоматических выключателей.

Короткое замыкание

Автоматические выключатели рассчитаны как на нормальный ток, который они должны выдерживать, так и на максимальный ток короткого замыкания, который они могут безопасно отключить. Эта последняя цифра является отключающая способность в амперах (AIC) выключателя.

В условиях короткого замыкания расчетный или измеренный максимум предполагаемый ток короткого замыкания может во много раз превышать нормальный номинальный ток цепи. Когда электрические контакты размыкаются, чтобы прервать большой ток, существует тенденция к дуга образоваться между разомкнутыми контактами, что позволит продолжить ток. В этом состоянии могут образовываться проводящие ионизированные газы и расплавленный или испарившийся металл, что может вызвать дальнейшее продолжение дуги или создание дополнительных коротких замыканий, что может привести к взрыву автоматического выключателя и оборудования, в котором он установлен. Следовательно, автоматические выключатели должны иметь различные функции для разделения и гашения дуги.

Максимальный ток короткого замыкания, который может отключить прерыватель, определяется испытанием. Применение выключателя в цепи с предполагаемым током короткого замыкания выше, чем номинальная отключающая способность выключателя, может привести к тому, что выключатель не сможет безопасно устранить неисправность. В худшем случае выключатель может успешно прервать неисправность, но взорвется при сбросе.

Типовые отечественные автоматические выключатели рассчитаны на прерывание 6 кА (6000 А) ток короткого замыкания.

Миниатюрные автоматические выключатели, используемые для защиты цепей управления или небольших приборов, могут не иметь достаточной отключающей способности для использования на панели управления; эти автоматические выключатели называются «дополнительными устройствами защиты цепи», чтобы отличать их от автоматических выключателей распределительного типа.

Стандартные текущие рейтинги

Зависимость времени до отключения от тока, кратного номинальному току

Автоматические выключатели изготавливаются типоразмеров по системе предпочтительные числа для охвата ряда рейтингов. Автоматические выключатели имеют фиксированную уставку отключения; изменение значения рабочего тока требует замены всего автоматического выключателя. Автоматические выключатели большего размера могут иметь регулируемые настройки отключения, что позволяет применять стандартные элементы, но с настройкой, предназначенной для улучшения защиты. Например, автоматический выключатель с «размером корпуса» 400 ампер может иметь детектор перегрузки по току, настроенный на срабатывание всего лишь 300 ампер, чтобы защитить питающий кабель.

Международные стандарты, IEC 60898-1 и Европейский стандарт EN 60898-1, определяют номинальный ток я_п автоматического выключателя для низковольтных распределительных сетей как максимальный ток, который выключатель рассчитан на длительное выдерживание (при температуре окружающего воздуха 30 ° C). Обычно доступные предпочтительные значения номинального тока: 1 А, 2 А, 4 А, 6 А, 10 А, 13 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А, 80 А, 100 А,^[5] и 125 А (аналог R10 Серия Renard, но с использованием 6, 13 и 32 вместо 6,3, 12,5 и 31,5 - это включает ограничение тока 13 А британского стандарта. BS 1363 Розетки). На автоматическом выключателе указан номинальный ток в амперы, но исключая символ единицы A. Вместо этого перед цифрой в амперах стоит буква, B, C, или же D, что указывает на мгновенный ток отключения - то есть минимальное значение тока, которое вызывает отключение автоматического выключателя без преднамеренной задержки по времени (т.е. менее 100 мс), выраженное в единицах я_п:

Тип	Мгновенный ток отключения
B	Выше 3 я_п или в 3-5 раз больше номинального тока (In). Например, устройство на 10 А сработает при 30-50 А.
C	Выше 5 я_п до 10 включительно я_п или 5-10 раз In (50-100A для устройства на 10A).
D	Больше 10 я_п до 20 включительно я_п или 10-20 раз In (100-200A для устройства на 10A)
K	Выше 8 я_п до 12 включительно я_п Для защиты нагрузок, вызывающих частые кратковременные (примерно от 400 мс до 2 с) пики тока при нормальной работе.
Z	Выше 2 я_п до 3 включительно я_п для периодов порядка десятков секунд. Для защиты таких нагрузок, как полупроводниковые приборы или измерительные цепи с использованием трансформаторов тока.

Автоматические выключатели также рассчитаны на максимальный ток короткого замыкания, который они могут отключить; это позволяет использовать более экономичные устройства в системах, которые вряд ли будут развивать высокий ток короткого замыкания, например, в распределительной системе большого коммерческого здания.

В Соединенных Штатах, Underwriters Laboratories (UL) сертифицирует номинальные характеристики оборудования, называемые номинальными характеристиками (или «рейтингами интегрированного оборудования») для оборудования выключателей, используемых для зданий. Силовые выключатели и выключатели среднего и высокого напряжения, используемые в промышленных или электроэнергетических системах, спроектированы и испытаны на ANSI или же IEEE стандарты в серии C37.

Типы

Передняя панель воздушного выключателя на 1250 А производства ABB. Этот низковольтный силовой выключатель можно вынуть из корпуса для обслуживания. Характеристики срабатывания настраиваются с помощью DIP-переключатели на передней панели.

Можно сделать множество классификаций автоматических выключателей на основе их характеристик, таких как класс напряжения, тип конструкции, тип прерывания и конструктивные особенности.

Низкое напряжение

Низкое напряжение (менее 1000 В_AC) типы распространены в бытовом, коммерческом и промышленном применении и включают:

Автоматический выключатель (MCB) - номинальный ток до 125 А. Характеристики срабатывания обычно не регулируются. Тепловой или термомагнитный режим. Изображенные выше выключатели относятся к этой категории.
Автоматический выключатель в литом корпусе (MCCB) - номинальный ток до 1600 A. Тепловой или термомагнитный режим. Ток отключения можно регулировать в больших номиналах.
Силовые выключатели низкого напряжения могут быть установлены многоярусно в распределительные щиты низкого напряжения или распределительное устройство шкафы.

Характеристики низковольтных автоматических выключателей приведены в международных стандартах, таких как IEC 947. Эти автоматические выключатели часто устанавливаются в выдвижных корпусах, которые позволяют снимать и заменять без демонтажа распределительного устройства.

Большой низковольтный литой корпус и силовые выключатели могут иметь приводы с электродвигателями, чтобы они могли открываться и закрываться при дистанционном управлении. Они могут составлять часть автоматический переключатель передачи система резервного питания.

Низковольтные автоматические выключатели также производятся для постоянного тока (DC), например постоянного тока для линий метро. Для постоянного тока требуются специальные прерыватели, поскольку дуга является непрерывной - в отличие от дуги переменного тока, которая имеет тенденцию гаснуть на каждом полупериоде, автоматический выключатель постоянного тока имеет предохранительные катушки, которые создают магнитное поле, которое быстро растягивает дугу. Малые автоматические выключатели либо устанавливаются непосредственно в оборудование, либо располагаются в панель выключателя.

Внутри миниатюрного автоматического выключателя

В DIN-рейка -монтируемый термомагнитный миниатюрный автоматический выключатель - самый распространенный стиль в современном быту. потребительские единицы и коммерческое электрическое распределительные щиты на протяжении Европа. В конструкцию входят следующие компоненты:

Привод рычаг - используется для ручного отключения и сброса выключателя. Также указывает состояние автоматического выключателя (Вкл. Или Выкл. / Сработал). Большинство выключателей сконструированы таким образом, что они могут сработать, даже если рычаг удерживается или заблокирован в положении «включено». Это иногда называют операцией «свободного отключения» или «положительного отключения».
Приводной механизм - прижимает контакты вместе или врозь.
Контакты - пропускают ток при прикосновении и прерывают ток при раздвигании.
Терминалы
Биметаллическая полоса - разделяет контакты в ответ на меньшие длительные перегрузки по току
Калибровка винт - позволяет производитель для точной регулировки тока срабатывания устройства после сборки.
Соленоид - быстро разъединяет контакты в ответ на высокие токи перегрузки
Делитель / гаситель дуги

Твердое состояние

Автоматические выключатели твердотельные, также известный как цифровые автоматические выключатели это технологическая инновация, которая обещает продвинуть технологию выключателей с механического уровня на электрическую. Это обещает ряд преимуществ, таких как сокращение схемы за доли микросекунд, лучший контроль нагрузки схемы и более длительный срок службы.^[6]

Магнитный

Магнитные выключатели использовать соленоид (электромагнит ), тяговое усилие которого увеличивается с увеличением Текущий. Некоторые конструкции используют электромагнитные силы в дополнение к силам соленоида. Контакты выключателя удерживаются замкнутыми защелкой. Когда ток в соленоиде превышает номинал автоматического выключателя, усилие соленоида освобождает защелку, которая позволяет контактам размыкаться под действием пружины. Это наиболее часто используемые автоматические выключатели в США.

Термомагнитный

Shihlin Electric MCCB с SHT

Термомагнитные выключатели, которые встречаются в большинстве распределительные щиты в Европе и странах с аналогичной схемой проводки необходимо использовать обе технологии, при которых электромагнит мгновенно реагирует на большие скачки тока (короткие замыкания), а биметаллическая полоса реагирует на менее экстремальные, но более длительные условия перегрузки по току. Тепловая часть автоматического выключателя обеспечивает временную реакцию, которая отключает автоматический выключатель раньше при больших токах перегрузки, но позволяет меньшим перегрузкам сохраняться в течение более длительного времени. Это допускает кратковременные всплески тока, которые возникают, например, при включении двигателя или другой не резистивной нагрузки. При очень больших перегрузках по току во время короткого замыкания магнитный элемент отключает автоматический выключатель без дополнительной задержки.^[7]

Магнитно-гидравлический

А магнитно-гидравлический автоматический выключатель использует катушку соленоида для обеспечения рабочего усилия для размыкания контактов. Магнитно-гидравлические отбойные молотки имеют функцию гидравлической задержки с использованием вязкой жидкости. Пружина удерживает сердечник до тех пор, пока ток не превысит номинальное значение выключателя. Во время перегрузки скорость движения соленоида ограничивается жидкостью. Задержка допускает кратковременные скачки тока сверх нормального рабочего тока для запуска двигателя, подачи питания на оборудование и т. Д. Токи короткого замыкания обеспечивают достаточное усилие соленоида для разблокировки защелки независимо от положения сердечника, таким образом обходя функцию задержки. Температура окружающей среды влияет на время задержки, но не влияет на номинальный ток магнитного выключателя.^[8]

Выключатели большой мощности, применяемые в цепях с напряжением более 1000 вольт, могут включать в себя гидравлические элементы в контактном приводном механизме. Гидравлическая энергия может подаваться насосом или храниться в аккумуляторах. Они образуют отдельный тип автоматических выключателей с масляным наполнением, в которых масло является средством гашения дуги.^[9]

Общие аварийные (групповые) выключатели

Трехполюсный выключатель с общим расцепителем для питания трехфазного устройства. Этот выключатель имеет номинал 2 А.

Чтобы обеспечить одновременное отключение нескольких цепей от неисправности любой из них, автоматические выключатели могут быть выполнены в виде сборной сборки. Это очень распространенное требование для трехфазных систем, в которых размыкание может быть трех- или четырехполюсным (сплошная или переключаемая нейтраль). Некоторые производители изготавливают комплекты для сборки, позволяющие при необходимости соединять группы однофазных выключателей.

В США, где часто используются расщепленные фазы, в ответвленных цепях с более чем одним токоведущим проводом каждый токоведущий провод должен быть защищен полюсом выключателя. Чтобы гарантировать отключение всех токоведущих проводов при отключении любого полюса, необходимо использовать автоматический выключатель «общего отключения». Они могут содержать два или три отключающих механизма в одном корпусе, или, для небольших выключателей, они могут связывать полюса снаружи с помощью рукояток управления. Двухполюсные автоматические выключатели с общим расцеплением обычно используются в системах на 120/240 В, где нагрузки 240 В (включая основные приборы или другие распределительные щиты) охватывают два токоведущих провода. Трехполюсные автоматические выключатели с общим расцепителем обычно используются для питания трехфазная электроэнергия к большим двигателям или другим распределительным щитам.

Запрещается использовать отдельные автоматические выключатели для фаз, находящихся под напряжением, и нейтрали, поскольку, если нейтраль отключена, а провод под напряжением остается подключенным, возникает очень опасное состояние: цепь оказывается обесточенной (приборы не работают), но провода остаются под напряжением и немного устройства остаточного тока (УЗО) могут не сработать, если кто-то коснется провода под напряжением (потому что некоторым УЗО для срабатывания требуется питание). Вот почему при переключении нейтрального провода следует использовать только обычные размыкающие выключатели.

Независимые расцепители

Независимый расцепитель выглядит похожим на обычный выключатель, а подвижные исполнительные механизмы `` объединены '' с обычным механизмом выключателя для совместной работы аналогичным образом, но независимый расцепитель представляет собой соленоид, предназначенный для работы от внешнего сигнала постоянного напряжения, а не ток, обычно напряжение местной сети или ОКРУГ КОЛУМБИЯ. Они часто используются для отключения электроэнергии, когда происходит событие с высоким риском, такое как пожар или наводнение, или другое электрическое состояние, такое как обнаружение перенапряжения. Независимые расцепители могут быть аксессуаром, устанавливаемым пользователем к стандартному выключателю, или поставляться как неотъемлемая часть автоматического выключателя.

Среднего напряжения

Воздушный выключатель марки Сименс, установленный на шкафу управления двигателем.

Автоматические выключатели среднего напряжения от 1 до 72 кВ могут быть собраны в распределительные устройства в металлическом корпусе для использования внутри помещений или могут быть отдельными компонентами, установленными на открытом воздухе в подстанция. Автоматические выключатели с воздушным разрывом заменили маслонаполненные блоки для внутреннего применения, но теперь сами заменяются вакуумными выключателями (примерно до 40,5%). кВ). Как и описанные ниже высоковольтные автоматические выключатели, они также управляются токочувствительными защитными реле действует через трансформаторы тока. Характеристики выключателей среднего напряжения приведены в международных стандартах, таких как IEC 62271. В выключателях среднего напряжения почти всегда используются отдельные датчики тока и защитные реле, вместо того, чтобы полагаться на встроенные тепловые или магнитные датчики максимального тока.

Выключатели среднего напряжения можно классифицировать по среде, используемой для гашения дуги:

Вакуумные выключатели —С номинальным током до 6300 А и выше для генераторных выключателей (до 16000 А & 140 кА). Эти прерыватели прерывают ток, создавая и гаснув дугу в вакуумном контейнере, также известном как «бутылка». Сильфоны с длительным сроком службы рассчитаны на перемещение контактов на 6–10 мм. Обычно они применяются для напряжений примерно до 40 500 V,^[10] что примерно соответствует диапазону среднего напряжения энергосистем. У вакуумных автоматических выключателей более продолжительный срок службы между капитальными ремонтами, чем у других автоматических выключателей. Вдобавок их потенциал глобального потепления намного ниже, чем SF₆ автоматический выключатель.
Автоматические выключатели - номинальный ток до 6300 А и выше для генераторных выключателей. Характеристики срабатывания часто полностью настраиваются, включая настраиваемые пороги срабатывания и задержки. Обычно с электронным управлением, хотя некоторые модели микропроцессор управляется встроенным электронным расцепителем. Часто используется для распределения электроэнергии на крупных промышленных предприятиях, где выключатели расположены в выдвижных корпусах для облегчения обслуживания.
SF₆ Автоматические выключатели погасить дугу в камере, заполненной гексафторид серы газ.

Выключатели среднего напряжения могут быть подключены к цепи с помощью болтовых соединений с шинами или проводами, особенно в открытых распределительных устройствах. Автоматические выключатели среднего напряжения в распределительных устройствах часто имеют выдвижную конструкцию, что позволяет снимать выключатель без нарушения соединений силовых цепей, с использованием механизма с приводом от двигателя или с ручным приводом для отделения выключателя от корпуса.

Высокое напряжение

Три однофазных советских / российских масляных выключателя 110 кВ

ПФ 400 кВ₆ автоматические выключатели под напряжением

Электрические передача энергии сети защищены и управляются высоковольтными выключателями. Определение высокое напряжение варьируется, но при передаче электроэнергии обычно считается, что 72,5 кВ или выше, согласно недавнему определению Международная электротехническая комиссия (IEC). Высоковольтные выключатели почти всегда соленоид -управляемый, с датчиком тока защитные реле действовал через трансформаторы тока. В подстанции Схема защитного реле может быть сложной, защищая оборудование и шины от различных типов перегрузок или замыканий на землю / землю.

Высоковольтные выключатели широко классифицируются по средам, используемым для гашения дуги:

Масло наливом
Минимум масла
Поток воздуха
Вакуум
SF₆
CO₂

Из-за заботы об окружающей среде и стоимости изоляции разливов нефти в большинстве новых выключателей используется SF.₆ газ для гашения дуги.

Автоматические выключатели можно классифицировать как живой танк, где корпус, содержащий механизм отключения, находится под линейным потенциалом, или мертвый танк с корпусом под потенциалом земли. Обычно выпускаются высоковольтные выключатели переменного тока с номинальным напряжением до 765 кВ. 1,200 выключатели кВ были запущены компанией Siemens в ноябре 2011 г.,^[11] за которым последовала компания ABB в апреле следующего года.^[12]

Высоковольтные выключатели, используемые в системах передачи, могут быть устроены так, чтобы обеспечить отключение одного полюса трехфазной линии вместо отключения всех трех полюсов; для некоторых классов неисправностей это улучшает стабильность и доступность системы.

Постоянный ток высокого напряжения автоматические выключатели все еще являются областью исследований по состоянию на 2015 год. Такие выключатели были бы полезны для соединения систем передачи постоянного тока высокого напряжения.^[13]

Гексафторид серы (SF₆) высокое напряжение

В автоматическом выключателе с гексафторидом серы для гашения дуги используются контакты, окруженные газообразным гексафторидом серы. Чаще всего они используются для напряжений на уровне передачи и могут быть включены в компактные распределительные устройства с элегазовой изоляцией. В холодном климате может потребоваться дополнительный нагрев или снижение номинальных характеристик автоматических выключателей из-за сжижения элегаза SF6.

Автоматический выключатель (DCB)

Выключатель-разъединитель (DCB) был представлен в 2000 году.^[14] и представляет собой высоковольтный выключатель по образцу SF₆-брейкер. Это техническое решение, в котором функция отключения встроена в камеру отключения, что устраняет необходимость в отдельных разъединителях. Это увеличивает доступность, поскольку главные контакты выключателя-разъединителя нуждаются в обслуживании каждые 2–6 лет, в то время как у современных выключателей интервал обслуживания составляет 15 лет. Внедрение решения DCB также снижает требования к пространству на подстанции и увеличивает надежность, из-за отсутствия отдельных разъединителей.^[15]^[16]

Чтобы еще больше уменьшить требуемую площадь подстанции, а также упростить проектирование и проектирование подстанции, волоконно-оптический датчик тока (FOCS) может быть интегрирован с DCB. DCB на 420 кВ со встроенным FOCS может снизить нагрузку на подстанцию. след с более чем 50% по сравнению с обычным решением боевые танкисты с разъединители и трансформаторы тока, благодаря уменьшенному количеству материала и отсутствию дополнительной изоляционной среды.^[17]

Двуокись углерода (CO₂) высокое напряжение

В 2012 году ABB представила 75 КВ высоковольтный выключатель, использующий углекислый газ в качестве среды для гашения дуги. Прерыватель диоксида углерода работает по тем же принципам, что и SF.₆ выключатель, а также может изготавливаться как выключатель отключения. При переходе с SF₆ в CO₂ можно уменьшить CO₂ выбросы на 10 тонн в течение жизненного цикла продукции.^[18]

«Умные» выключатели

Несколько фирм рассматривали возможность добавления контроля за приборами с помощью электроники или использования цифрового автоматического выключателя для удаленного контроля выключателей. Коммунальные компании США изучают возможность использования этой технологии для включения и выключения бытовых приборов, а также для отключения зарядки электромобилей в периоды высокой нагрузки на электросеть. Эти устройства, находящиеся в стадии исследования и тестирования, будут иметь возможность беспроводной связи для мониторинга использования электроэнергии в доме через приложение для смартфона или другие средства.^[19]

Другие выключатели

Автоматический выключатель остаточного тока с защитой от перегрузки

Следующие типы описаны в отдельных статьях.