Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Aby poprawić jakość energii dostarczanej z sieci elektrycznych, rozdzielnice są wyposażone w nowoczesne przełączniki wysokiego napięcia ze środowiskiem wyładowania łukowego. Ze względu na jakościową różnicę w stosunku do przestarzałych wyłączników, urządzenia próżniowe są wykorzystywane zarówno w nowo budowanych podstacjach, jak i do wymiany urządzeń przełączających na istniejące.

Szereg zalet tłumików łuku próżniowego jest uwarunkowanych bardziej wydajną zasadą wygaszania łuku, stwarza warunki wstępne do zapobiegania awaryjnemu działaniu systemu zasilania i pozwala znacznie obniżyć koszty konserwacji.

Urządzenie i zasada działania

Wyłączniki próżniowe są przeznaczone do wykonywania operacji przełączania w sieciach zasilających wysokiego napięcia. Strukturalnie przełącznik próżniowy składa się z trzech oddzielnych biegunów lub kolumn (po jednej dla każdej fazy). Wszystkie kolumny są montowane na jednym napędzie za pomocą izolatora nośnego z polimeru, porcelany lub PCB. Każdy z nich ma dwa przewody do podłączenia szyn zbiorczych.

Widok ogólny wyłącznika próżniowego

Urządzenie jest przełącznikiem próżniowym.

Z poniższego zdjęcia widać, że wewnątrz urządzenia składają się dwa kontakty, zsumowane pod odpowiednimi potencjałami biegunów. Jedna z nich jest ruchoma, druga jest nieruchoma, jak w innych typach przełączników. Styki mocy przełącznika próżniowego znajdują się wewnątrz szczelnej komory zdolnej do utrzymania próżni przez długi okres czasu (kilka dekad). W tym celu komora zawiera specjalne stopy metali i dodatki ceramiczne. Ten element stał się przeszkodą dla wdrożenia takiego przełącznika w latach 30. ubiegłego wieku.

Nowoczesne technologie zapewniają możliwość utrzymania próżni w zbiorniku, w tym uwzględnienie obciążeń dynamicznych, które musi przejść podczas przełączania. Aby stale utrzymywać stan wysoce rozrzedzonego medium gazowego wewnątrz komory próżniowej, urządzenie jest wyposażone w komponent mieszkowy. Eliminuje to możliwość przenikania powietrza lub innego gazu do komory próżniowej podczas przemieszczania ruchomego styku.

Konstrukcja wyłącznika próżniowego

Zasada wygaszania łuku elektrycznego.

W przypadku zerwania kontaktu między powierzchniami następuje jonizacja przestrzeni. Jeśli w przełącznikach powietrznych zastosowana zostanie metoda wybuchu elektromagnetycznego, jonizacja ta zostanie sztucznie rozciągnięta na kilka metrów, aw przełącznikach z izolacją gazową i olejową próbują one zgasić materiałem dielektrycznym, a następnie technologia próżniowa wykorzystuje inną technologię. Podstawowa zasada opiera się na fakcie, że w idealnej próżni nie ma substancji zdolnej do uwalniania naładowanych cząstek. Dlatego w momencie rozdzielenia styków, ze względu na różnicę potencjałów, jedynym źródłem jonizacji jest para gorącego metalu.

Typy wyłączników próżniowych

Podobnie jak inne produkty elektryczne, przełączniki próżniowe są podzielone na kilka typów, w zależności od klasy napięcia, dla której urządzenie jest przeznaczone. Dlatego można je podzielić na:

  • Urządzenia na 6-10 kV;
  • Urządzenia 35 kV;
  • Urządzenia dla 110 - 220 kV.

Drugim kryterium jest moc odłączonego konsumenta, zgodnie z którą modele różnią się maksymalnym prądem roboczym lub mocą.

Zakres zastosowania

Jeśli pierwsze modele wyprodukowane w ZSRR zapewniły wyłączenie, stosunkowo małe obciążenia z powodu konstruktywnych niedoskonałości komory próżniowej i charakterystykę techniczną styków, to nowoczesne modele mogą pochwalić się o wiele bardziej odpornym na ciepło i trwałym materiałem powierzchniowym. Określa to możliwość zainstalowania takich jednostek przełączających w prawie wszystkich gałęziach przemysłu i gospodarce narodowej. Dzisiaj wyłączniki próżniowe są stosowane w takich obszarach:

  • W dystrybucyjnych instalacjach elektrycznych zarówno elektrowni, jak i podstacji rozdzielczych;
  • W metalurgii do transformatorów piecowych zasilających urządzenia do produkcji stali;
  • W przemyśle naftowym i gazowym oraz chemicznym w punktach przesyłowych, punktach przełączania i podstacjach transformatorowych;
  • Do działania pierwotnych i wtórnych łańcuchów podstacji trakcyjnych w transporcie kolejowym, dostarcza energię do urządzeń pomocniczych i konsumentów nie będących trakcjami;
  • W spółkach górniczych do kombajnów, koparek i innych typów ciężkich maszyn z kompletnych podstacji transformatorowych.

W każdej z wyżej wymienionych gałęzi gospodarki narodowej przełączniki próżniowe wszędzie zastępują przestarzałe modele oleju i powietrza.

Cechy instalacji przełączników

Instalacja przełącznika próżniowego jest przeprowadzana w istniejących ogniwach, szafach rozdzielczych, pozostających pod przełącznikami oleju lub powietrza, lub zamontowana w nowej celi podczas fazy budowy rozdzielnicy, podstacji lub instalacji elektrycznej. Śruby mocujące do konstrukcji metalowych powinny być mocno dokręcone, zapewniając bezruch urządzenia przełączającego podczas intensywnych oscylacji dynamicznych.

Cały proces powinien być przeprowadzany w ścisłej zgodności z wymogami, zarówno instrukcjami producenta, jak i dokumentami regulacyjnymi regulującymi działanie urządzeń w danej branży. Obowiązkowe w każdym obwodzie są standardowe wartości ustalone przez EMP. Gdzie są odległości od części pod napięciem do uziemionych konstrukcji, parametrów elektrycznych i innych wymagań dotyczących instalacji przełączników próżniowych.

Szyny zbiorcze są wykonane z metalowych opon wykonanych z miedzi lub aluminium, które są wstępnie oczyszczone przed instalacją, aby uzyskać minimalne wartości rezystancji przejściowej.

Po zakończeniu instalacji i podłączeniu obwodów sterowania do jednostki sterującej za pomocą przełącznika lub siłownika, konieczne jest przeprowadzenie wielu manipulacji i kontroli:

  • Oczyść powierzchnię zewnętrznych izolatorów ze wszystkich rodzajów chwastów, aby wyeliminować możliwość prądów upływowych;
  • Weryfikacja napędu, ręczne wyłączenie i zgodność oznaczeń flag na nim z aktualną pozycją wł / wył;
  • Testowanie właściwości izolacyjnych zamontowanego urządzenia za pomocą mocy o częstotliwości przemysłowej;
  • Pomiar wielkości oporu przejściowego między stykami;

W przypadku przechowywania urządzenia próżniowego w magazynie przez ponad dwa lata, przed podłączeniem do obwodów przełączających, konieczne jest przeprowadzenie kompleksu testów, aby upewnić się, że szczelina jest trwała w przypadku prądów zwarciowych.

Jak działa urządzenie?

Po uruchomieniu wyłącznik próżniowy musi podlegać okresowym inspekcjom i testom - rutynowym i remontom, kontroli pracy, inspekcji. Które są ustalone przez zasady działania technicznego, jak również instrukcje fabryczne.

Oprócz rutynowej konserwacji, jednostka przełączająca może zostać odłączona od obciążeń awaryjnych, co może znacząco uszkodzić powierzchnię roboczą styków. Dlatego po uruchomieniu w trybie awaryjnym personel konserwacyjny jest zobowiązany do przeprowadzenia nieplanowanej kontroli urządzenia przełączającego pod kątem oznak wypalenia, migotania, miejsc wyrzucania metalu i innych wad wskazujących na możliwy spadek przewodności lub właściwości izolacyjnych, charakterystyk nominalnych itp. Wyniki kontroli wyłącznika próżniowego po wyłączeniu awaryjnym powinny być rejestrowane w odpowiednim rejestrze.

Funkcje sterowania i zarządzania przełącznikami próżniowymi?

Sterowanie można przeprowadzić zarówno zdalnie, jak i ręcznie. Wszystkie operacje przełączania są przeprowadzane przez jednostkę zarządzającą, która przetwarza polecenia i przekazuje je do napędu urządzenia. Uniwersalny napęd elektromagnetyczny pozwala utrzymać styki robocze w ustalonej pozycji. Wszystkie nowoczesne modele są wyposażone w zatrzask magnetyczny, zapewniający wyraźne ustalenie położenia, niezależnie od jego użyteczności.

Informacje na temat działania urządzenia przełączającego są wyświetlane na jednostce sterującej lub przesyłane przez sieci zarządzania do konsoli personelu obsługującego. Dlatego funkcje kontrolne mogą być wykonywane przez personel dyspozytora poprzez system zdalnego sterowania, w którym wszystkie polecenia są wysyłane przez prądy operacyjne i nie wymagają osobistej obecności.

Ręczne wyłączenie ma bezpośredni wpływ na napęd, ale wymaga osobistej obecności pracowników w pobliżu komórki lub szafki wysuwanej.

Przykład konstrukcji obwodu przełącznika próżniowego napędu VF12

Kryteria wyboru materiałów wybuchowych

Przy wyborze konkretnego modelu konieczne jest uwzględnienie następujących parametrów:

  • Napięcie instalacji elektrycznej - zgodnie z którym określa się rodzaj izolacji;
  • Opór elektrodynamiczny w przypadku prądu zwarciowego;
  • Opór cieplny, gdy wypadki są oddalone od miejsca instalacji przełącznika próżniowego;
  • Wydajność klimatyczna.

Producenci i wspólne modele

Najbardziej znanymi producentami wyłączników próżniowych są firmy krajowe: Tavrida Electric, NPP Kontakt, Samara Transformer OJSC, PO ELCO, RZVA i inne. Od zagranicznych: Siemens, ABB, HEAG.

W poniższej tabeli można zobaczyć charakterystykę porównawczą niektórych najpopularniejszych przełączników próżniowych.

Przełącznik seriiNapięcie znamionowe, kV.Prąd znamionowy, APrąd podróży, AOpór cieplny, kAStabilność dynamiczna, kA
VVE-M-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 U210100012.512.532
15ADV20 AA3F113, 8 - 151200202038
VVEL-110-20 / 1600110 - 1261600202041

Zalety i wady wyłączników próżniowych

Zalety tego typu urządzeń przełączających obejmują:

  • Stosunkowo mały rozmiar, w przeciwieństwie do oleju i powietrza;
  • Wyróżniają się małymi wymiarami i możliwością szybkiej wymiany, zwłaszcza w komorach wysuwnych;
  • Nie rób tak dużego hałasu podczas przełączania;
  • Doskonale wykonują swoje funkcje niezależnie od położenia kamer w przestrzeni;
  • W pełni przyjazny dla środowiska i bezpieczny dla zdrowia, w przeciwieństwie do wyłączników w izolacji gazowej;
  • W tym celu nie wymagaj tankowania i konserwacji oddzielnej farmy;
  • Różnią się wysoką niezawodnością.

Do wad wyłączników próżniowych należą:

  • Niezdolność do wytrzymania wysokich prądów zwarciowych;
  • Występowanie przepięć przy odcięciu małych prądów indukcyjnych;
  • Mały zasób przełączający odłączający prądy awaryjne.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria: