Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Для підвищення якості продукції, що поставляється від електричних мереж енергії, розподільні пристрої комплектуються сучасними високовольтними вимикачами з вакуумної дугогасительной середовищем. Завдяки якісному відмінності від застарілих автоматичних вимикачів, вакуумна апаратура використовується і для новозведених підстанцій, і для заміни комутаційного обладнання на вже існуючих.

Ряд переваг вакуумних дугогасильних пристроїв обумовлюється більш ефективним принципом гасіння дуги, створює передумови для запобігання аварійних режимів енергосистеми і дозволяє істотно скоротити витрати на обслуговування.

Пристрій і принцип дії

Вакуумні вимикачі призначені для здійснення комутаційних операцій в електропостачальних мережах високої напруги. Конструктивно вакуумний вимикач складається з трьох окремих полюсів або колонок (по одній на кожну фазу). Всі колонки встановлюються на одному приводі за допомогою опорного ізолятора з полімеру, порцеляни або текстоліту. У кожної з них є два висновки для підключення ошиновки.

Загальний вигляд вакуумного автоматичного вимикача

Пристрій вакуумного вимикача.

З картинки нижче видно, що всередині пристрій складається з двох контактів, підведених під відповідні потенціали полюсів. Один з них виконується рухомим, другий стаціонарним, як і в інших типах вимикачів. Силові контакти вакуумного вимикача розташовуються всередині герметичної камери, здатної зберігати вакуум протягом тривалого періоду часу (кілька десятків років). Для чого до складу камери включаються спеціальні металеві сплави і керамічні добавки. Саме цей елемент став каменем спотикання для реалізації такого вимикача в 30-і роки минулого століття.

Сучасні технології надають можливість збереження вакууму всередині ємності, в тому числі, з урахуванням динамічних навантажень, які їй доводиться зазнавати під час комутацій. Для постійної підтримки стану сильно розрідженій газового середовища, всередині вакуумної камери, пристрій комплектується сильфонним компонентом. Він виключає можливість проникнення повітря або іншого газу всередину вакуумної камери при переміщенні рухомого контакту.

Конструкція вакуумного вимикача

Принцип гасіння електричної дуги.

При розриві контактів між поверхнями виникає іонізація простору. Якщо в повітряних вимикачах з методом електромагнітного дуття цю іонізацію штучно розтягують на кілька метрів, а в елегазових і масляних вимикачах намагаються погасити діелектричним матеріалом, то в вакуумних застосовується інша технологія. Основний принцип заснований на тому, що в ідеальному вакуумі відсутнє будь-яке речовина, здатне до виділення заряджених частинок. Тому в момент поділу контактів, через різницю потенціалів, єдиним джерелом іонізації є пари розпеченого металу.

Типи вакуумних вимикачів

Як і будь-яка інша електротехнічна продукція, вакуумні вимикачі поділяються на кілька типів, в залежності від класу напруги, для якого призначений апарат. Тому умовно їх можна поділити на:

  • Пристрої на 6 - 10 кВ;
  • Пристрої на 35 кВ;
  • Пристрої на 110 - 220 кВ.

Другим критерієм є потужність, що відключається споживача, відповідно до якої моделі відрізняються по максимальному робочому струму або за потужністю.

Сфера використання

Якщо перші моделі, випущені ще в СРСР, забезпечували відключення, порівняно невеликих навантажень через конструктивного недосконалості вакуумної камери і технічних характеристик контактів, то сучасні моделі можуть похвалитися куди більш термостійким і міцним матеріалом поверхні. Це обумовлює можливість установки таких комутаційних агрегатів практично у всіх галузях промисловості і народного господарства. Сьогодні вакуумні вимикачі використовуються в таких сферах:

  • У розподільних електроустановках як електричних станцій, так і розподільних підстанцій;
  • У металургії для харчування пічних трансформаторів, що постачають сталеплавильне обладнання;
  • У нафтогазовій та хімічній промисловості на пунктах перекачування, переключающих пунктах і трансформаторних підстанціях;
  • Для роботи первинних і вторинних ланцюгів тягових підстанцій на залізничному транспорті, здійснює харчування допоміжного обладнання і не тягових споживачів;
  • На гірничодобувних підприємствах для харчування комбайнів, екскаваторів та інших видів важкої техніки від комплектних трансформаторних підстанцій.

У будь-який, з перерахованих вище галузей народного господарювання, вакуумні вимикачі повсюдно витісняють застарілі масляні і повітряні моделі.

Особливості установки вимикача

Установка вакуумного вимикача виконується в уже наявні осередки, шафи КРУ, що залишаються з-під олійних або повітряних вимикачів, або монтуються в новий осередок на етапі будівництва розподільчого пристрою, підстанції або електроустановки. Болтові кріплення до металевих конструкцій повинні щільно затягуватися, забезпечуючи і нерухомість комутаційного апарату при інтенсивних динамічних коливаннях.

Весь процес повинен здійснюватися в суворій відповідності до вимог, як вказівок заводу-виробника, так і нормативних документів, що регламентують роботу пристроїв у відповідній галузі. Обов'язковими для застосування в будь-яких ланцюгах є нормативні величини, що встановлюються ПУЕ. Де вказані відстані від струмоведучих частин до заземлених конструкцій, електричні параметри та інші вимоги до установки вакуумних вимикачів.

Ошиновка проводитися металевими шинами з міді або алюмінію, які перед монтажем попередньо зачищаються для отримання мінімальних показників перехідного опору.

Після завершення установки і підключення управлінських ланцюгів до блоку контролю вимикачем або приводу, необхідно здійснити ряд маніпуляцій і перевірок:

  • Очистити поверхню зовнішніх ізоляторів від всіляких засорітелей для виключення можливості протікання струмів витоку;
  • Перевірка працездатності приводу, ручне відключення і відповідність позначення прапорця на ньому дійсному стану -вкл / викл;
  • Випробування ізоляційних властивостей змонтованого пристрої за допомогою подачі напруги промислової частоти;
  • Вимірювання величини перехідного опору між контактами;

У разі зберігання вакуумного пристрою на складі більше двох років, перед підключенням до комутаційних ланцюгів необхідно проводити комплекс випробувань, щоб переконатися в міцності проміжку на випадок відключення струмів кз.

Як здійснюється експлуатація пристрою?

Після введення в експлуатацію вакуумний вимикач обов'язково проходить періодичні огляди і випробування - поточний і капітальний ремонт, профконтроль, огляд. Які встановлюються правилами технічної експлуатації, а також заводських інструкцій.

Крім регламентних робіт комутаційний агрегат може відключатися від аварійних навантажень, що може істотно зашкодити робочу поверхню контактів. Тому після спрацьовування в аварійному режимі, обслуговуючий персонал зобов'язаний провести позаплановий огляд комутаційного пристрою на предмет виявлення подгара, оплавлень, плям викиду металу і інших дефектів, що свідчать про можливе зниження провідності або ізоляційних властивостей, номінальних характеристик і т.д. Результати оглядів вакуумного вимикача після аварійних відключень повинні заноситися до відповідного журналу.

Особливості контролю та управління вакуумними вимикачами?

Управління може здійснюватися як дистанційно, так і вручну. Всі комутаційні операції проводяться через управлінський блок, який переробляє команди і передає їх на привід пристрою. Універсальний електромагнітний привід дозволяє утримувати робочі контакти в заданому положенні. Всі сучасні моделі забезпечуються магнітною засувкою, що забезпечує чітку фіксацію положення незалежно від його справності.

Інформація про роботу комутаційного апарату відображається на блоці управління або передається через управлінські мережі на пульт оперативного персоналу. Тому функції контролю можуть здійснюватися диспетчерським персоналом через систему телемеханіки, де всі команди надсилаються через оперативні струми і не вимагають особистої присутності.

Вимкнення безпосередньо впливає на привід, але вимагає особистої присутності працівників біля осередку або шафи викочування типу.

Приклад схеми конструкції приводу вакуумного вимикача VF12

Критерії вибору ВВ

При виборі конкретної моделі обов'язково враховуються такі параметри:

  • Напруга електроустановки - відповідно до якого визначається тип ізоляції;
  • Електродинамічна стійкість, в разі виникнення струму короткого замикання;
  • Термічна стійкість, при віддалених від місця установки вакуумного вимикача аваріях;
  • Кліматичне виконання.

Виробники і поширені моделі

Найбільш відомими виробниками вакуумних вимикачів є вітчизняні компанії: «Таврида електрик», «НВП Контакт», ВАТ «Самарський трансформатор», «ПО Елко», «РЗВА» та інші. Із зарубіжних: Siemens, ABB, HEAG.

У таблиці нижче можна побачити порівняльні характеристики деяких найбільш популярних вакуумних вимикачів.

вимикач серіїНомінальна напруга, кВ.Номінальний струм, АСтрум відключення, АТермічна стійкість, кАДинамічна стійкість, кА
ВВЕ-М-1010 - 11630, 1000, 1600, 2000, 2500, 315020; 31, 5; 31, 5; 4020; 31, 5; 31, 5; 4051, 81, 81, 128
BB / AST 10-12, 5 / 100010 - 12100012, 512, 532
BB / TEL-10-12, 5 / 1000 У210100012, 512, 532
15ADV20 AA3F113, 8 - 151200202038
ВВЕЛ-110-20 / 1600110 - 1261600202041

Переваги та недоліки вакуумних вимикачів

До переваг даного виду комутаційних апаратів слід віднести:

  • Порівняно невеликі габарити, на відміну від масляних і повітряних;
  • Відрізняються малими габаритами і можливістю швидкої заміни, особливо в викатних осередках;
  • Чи не виробляють такого великого шуму при перемиканні;
  • Відмінно виконують свої функції незалежно від положення камер в просторі;
  • Повністю екологічні і безпечні для здоров'я на відміну від елегазових вимикачів;
  • Не вимагають дозаправки і змісту окремого господарства для цієї мети;
  • Відрізняються високою надійністю.

До недоліків вакуумних вимикачів відносять:

  • Нездатність витримувати великі струми короткого замикання;
  • Виникнення перенапруги при відсіканні малих індуктивних струмів;
  • Малий комутаційний ресурс відключення аварійних струмів.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія: