Реальный Мужчина

МЕТОДИКА

ИСПЫТАНИЯ ВАКУУМНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Требования настоящей методики распространяются на
проведение испытаний вакуумных выключателей всех напряжений, с различными
видами приводов как отдельно, так и совместно с другими элементами
электроустановок (с изоляторами выкатных элементов КРУ, проходными изоляторами
ячеек и пунктов секционирования).

Вакуумные выключатели предназначены для частых коммутационных операций в цепях переменного тока
различного напряжения. На практике широкое распространение получили вакуумные
выключатели на номинальное напряжение 6 – 10кВ (номинальные токи 630, 1000,
1250 и 1600А, при номинальном токе отключения до 20кА), а также вакуумные
контакторы на напряжение до 1кВ, которые в настоящее время применяются в цепях
управления электродвигателями.

В вакуумных коммутационных аппаратах гашение дуги осуществляется в вакуумной
дугогасительной камере (ВДК), которая состоит из изоляционной цилиндрической
оболочки (рисунок справа), снабжённой по концам металлическими фланцами, внутри
которой помещаются подвижный и неподвижный контакты и электростатические
экраны. Неподвижный контакт жёстко крепится к одному фланцу, а подвижный
соединяется с другим фланцем сильфоном из нержавеющей стали, обеспечивающим
возможность перемещения контакта без нарушения герметичности ВДК.

Экраны предназначены для защиты оболочки от брызг и паров металла, образующихся при горении дуги, а также для
выравнивания распределения напряжения по камере. Оболочка ВДК изготовляется из
специальной газоплотной керамики (в некоторых конструкциях – из стекла). Внутри
оболочки создаётся вакуум.

В ВДК применяются контакты
торцевого типа сложной конфигурации, выполненные из специального сплава.
Вакуумные выключатели на напряжение до 10кВ включительно выполнены обычно в
виде единого устройства из трёх полюсов с ВДК и общим приводом, при напряжении
свыше 35кВ выключатели могут выполняться в виде отдельных полюсов (ВДК),
соединённых последовательно, соответственно привод на эти полюса может быть
либо общим, либо их может быть несколько – на каждый из полюсов отдельно.

На рисунке справа представлен полюс выключателя производства предприятия «Таврида Электрик». У выключателей
данного типа каждый полюс с вакуумной камерой комплектуется отдельным приводом
с новой технологией «магнитной защёлки».

Основными достоинствами вакуумных
выключателей, определяющими их широкое распространение следует считать:

1. Высокую износостойкость при
коммутации номинальных токов и номинальных токов отключения. Число отключений
номинальных токов вакуумных выключателей без замены ВДК составляет 10-20 тысяч
(в некоторых типах современных выключателей завод-изготовитель гарантирует
число циклов работы в пределах 50 тысяч включений-отключений с номинальным
током), число отключений номинального тока отключения – до 200 раз, что в 10 –
20 раз превышает соответствующие параметры маломасляных выключателей.

2. Резкое снижение эксплуатационных затрат по сравнению с маломасляными выключателями.
Обслуживание вакуумных выключателей сводится к смазке механизма и привода,
проверке износа контактов по меткам или путём замеров 1 раз в 5 лет или через 5
– 10 тысяч циклов.

3. Полную взрыво- и пожаробезопасность и возможность работы
в агрессивных средах.

4. Широкий диапазон температур окружающей среды, в которой
возможна работа ВДК.

5. Повышенную устойчивость к ударным и вибрационным
нагрузкам вследствие малой массы и компактной конструкции аппарата.

6. Произвольное рабочее положение и малые габариты, что
позволяет создавать различные компоновки распределительных устройств, в том
числе и шкафы с несколькими выключателями или двух- трёхъярусном их
расположении.

7. Бесшумность, чистота, удобство обслуживания,
обусловленные малым выделением энергии в дуге и отсутствием выброса масла,
газов при отключении токов КЗ.

8. Отсутствие загрязнения окружающей среды.

9. Высокую надёжность и безопасность эксплуатации,
сокращение времени на монтаж.

К недостаткам вакуумных выключателей следует отнести
повышенный уровень коммутационных перенапряжения, что в ряде случаев вызывает
необходимость принятия мер по защите оборудования, в частности такие меры
применяются для защиты электродвигателей и силовых трансформаторов с
облегчённой изоляцией. В последнее время КРУ с вакуумными выключателями
комплектуются устройствами защиты от перенапряжения практически для всех
присоединений (исключение обычно составляют отходящие ВЛ).

Наличие высоких уровней коммутационных перенапряжений именно
для вакуумных выключателей является спорным утверждением. По данным фирмы
«Таврида Электрик» значения перенапряжений (кратность номиналу) в зависимости
от нагрузки и типа коммутационного аппараты могут быть следующими:

_·
Электродвигатель 175кВт при пуске – МВ –
кабель 70мм² – 9,8U_ном

_·
Электродвигатель 210кВт при пуске – МВ –
кабель 70мм² – 8,3U_ном

_·
Электродвигатель 520кВт при пуске – МВ –
кабель 70мм² – 6,7U_ном

_·
Электродвигатель 210кВт при пуске – ВозВ –
кабель 340мм² – 7,2U_ном

_·
Электродвигатель 110кВт при пуске – ВВ –
кабель 100мм² – 5,1U_ном

·
Трансформатор 2500кВА холостой ход – ВВ – кабель
240мм² – 6,1U_ном 2

_·
Трансформатор 250кВА холостой ход – ВВ –
кабель 70мм – 6,0U_ном

Основной особенностью
дуги в вакууме является её нестабильность при малых токах. Прекращение разряда
в вакууме приводит к срезу тока до его естественного перехода через нуль.
Характеристики современных выключателей позволяют им отключать высокочастотные
токи с большими скоростями изменения тока вблизи нулевого значения. Последнее
обстоятельство приводит к многократным повторным зажиганиям и отключениям
высокочастотного тока в процессе одной коммутации включения – отключения
индуктивной нагрузки, которые могут влиять на уровень коммутационных
перенапряжений. Повышенный уровень коммутационных перенапряжений при коммутации
малой нагрузки наглядно виден на примере выше.

В настоящее время существует множество различных вариантов
защиты оборудования от коммутационных и грозовых перенапряжения, из которых
самым распространённым способом является установка ограничителей перенапряжения
(ОПН).

Метки к статье: блог, испытания