Преимущества вакуумных выключателей перед масляными

Содержание

Вакуумные выключатели: устройство, принцип работы, установка

Преимущества вакуумных выключателей перед масляными

Для повышения качества поставляемой от электрических сетей энергии, распределительные устройства комплектуются современными высоковольтными выключателями с вакуумной дугогасительной средой. Благодаря качественному отличию от устаревших автоматических выключателей, вакуумная аппаратура используется и для вновь возводимых подстанций, и для замены коммутационного оборудования на уже существующих.

Ряд преимуществ вакуумных дугогасительных устройств обуславливается более эффективным принципом гашения дуги, создает предпосылки для предотвращения аварийных режимов энергосистемы и позволяет существенно сократить затраты на обслуживание.

Устройство и принцип действия

Вакуумные выключатели предназначены для совершения коммутационных операций в электроснабжающих сетях высокого напряжения. Конструктивно вакуумный выключатель состоит из трех отдельных полюсов или колонок (по одной на каждую фазу). Все колонки устанавливаются на одном приводе посредством опорного изолятора из полимера, фарфора или текстолита. У каждой из них имеются два вывода для подключения ошиновки.

Общий вид вакуумного автоматического выключателя

Устройство вакуумного выключателя.

Из картинки ниже видно, что внутри устройство состоит из двух контактов, подведенных под соответствующие потенциалы полюсов. Один из них выполняется подвижным, второй стационарным, как и в других типах выключателей.

Силовые контакты вакуумного выключателя располагаются внутри герметичной камеры, способной сохранять вакуум в течении длительного периода времени (несколько десятков лет). Для чего в состав камеры включаются специальные металлические сплавы и керамические добавки.

Именно этот элемент стал камнем преткновения для реализации такого выключателя в 30-е годы прошлого века.

Современные технологии предоставляют возможность сохранения вакуума внутри емкости, в том числе, с учетом динамических нагрузок, которые ей приходится претерпевать во время коммутаций. Для постоянного поддержания состояния сильно разреженной газовой среды, внутри вакуумной камеры, устройство комплектуется сильфонным компонентом. Он исключает возможность проникновения воздуха или другого газа внутрь вакуумной камеры при перемещении подвижного контакта.

Конструкция вакуумного выключателя

Принцип гашения электрической дуги.

При разрыве контактов между поверхностями возникает ионизация пространства.

Если в воздушных выключателях с методом электромагнитного дутья эту ионизацию искусственно растягивают на несколько метров, а в элегазовых и масляных выключателях стараются погасить диэлектрическим материалом, то в вакуумных применяется другая технология.

Основной принцип основан на том, что в идеальном вакууме отсутствует какое-либо вещество, способное к выделению заряженных частиц. Поэтому в момент разделения контактов, из-за разности потенциалов, единственным источником ионизации являются пары раскаленного металла.

Различные этапы образования плазмы Начало разведения контактов Развитие ионизации Заключительные процессы

Они продолжают движение между контактными поверхностями, но при переходе синусоиды электрического тока через ноль, заряженные частицы утрачивают энергию для ионизации и перемещения, их место быстро занимает пустое пространство с высокой электрической прочностью и дуга рвется. Ионы металлов примыкают к ближайшей поверхности – контактам или стенкам камеры.

Такой принцип действия позволяет сократить время на прекращение горения дуги и предоставляет ряд преимуществ, в сравнении с другими типами коммутационных аппаратов.

Но чрезмерные коммутационные перенапряжения могут привести к деформации поверхности, что будет препятствовать нормальному замыканию контактов, увеличит переходное сопротивление и вызовет перегрев внутри вакуумной камеры.

Типы вакуумных выключателей

Как и любая другая электротехническая продукция, вакуумные выключатели подразделяются на несколько типов, в зависимости от класса напряжения, для которого предназначен аппарат. Поэтому условно их можно подразделить на:

  • Устройства на 6 – 10 кВ;
  • Устройства на 35 кВ;
  • Устройства на 110 – 220 кВ.

Вторым критерием является мощность отключаемого потребителя, в соответствии с которой модели отличаются по максимальному рабочему току или по мощности.

Сфера применения

Если первые модели, выпущенные еще в СССР, обеспечивали отключение, сравнительно небольших нагрузок из-за конструктивного несовершенства вакуумной камеры и технических характеристик контактов, то современные модели могут похвастаться куда более термоустойчивым и прочным материалом поверхности. Это обуславливает возможность  установки таких коммутационных агрегатов практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства. Сегодня вакуумные выключатели используются в таких сферах:

  • В распределительных электроустановках как электрических станций, так и распределительных подстанций;
  • В металлургии для питания печных трансформаторов, снабжающих сталеплавильное оборудование;
  • В нефтегазовой и химической промышленности на пунктах перекачки, переключающих пунктах и трансформаторных подстанциях;
  • Для работы первичных и вторичных цепей тяговых подстанций на железнодорожном транспорте, осуществляет питание вспомогательного оборудования и не тяговых потребителей;
  • На горнодобывающих предприятиях для питания комбайнов, экскаваторов и других видов тяжелой техники от комплектных трансформаторных подстанций.

В любой, из вышеперечисленных отраслей народного хозяйствования, вакуумные выключатели повсеместно вытесняют устаревшие масляные и воздушные модели.

Особенности установки выключателя

Установка вакуумного выключателя выполняется в уже имеющиеся ячейки, шкафы КРУ, остающиеся из-под масляных или воздушных выключателей, или монтируются в новую ячейку на этапе строительства распредустройства, подстанции или электроустановки. Болтовые крепления к металлическим конструкциям должны плотно затягиваться, обеспечивая и неподвижность коммутационного аппарата при интенсивных динамических колебаниях.

Весь процесс должен осуществляться в строгом соответствии с требованиями, как указаний завода изготовителя, так и нормативных документов, регламентирующих работу устройств в соответствующей отрасли. Обязательными для применения в любых цепях являются нормативные величины, устанавливаемые ПУЭ. Где указаны расстояния от токоведущих частей до заземленных конструкций, электрические параметры и прочие требования к установке вакуумных выключателей.

Ошиновка производиться металлическими шинами из меди или алюминия, которые перед монтажом предварительно зачищаются для получения минимальных показателей переходного сопротивления.

После завершения установки и подключения управленческих цепей к блоку контроля выключателем или приводу, необходимо осуществить ряд манипуляций и проверок:

  • Очистить поверхность наружных изоляторов от всевозможных засорителей для исключения возможности протекания токов утечки;
  • Проверка работоспособности привода, ручное отключение и соответствие обозначения флажка на нем действительному положению –вкл/выкл;
  • Испытание изоляционных свойств смонтированного устройства посредством подачи напряжения промышленной частоты;
  • Измерение величины переходного сопротивления между контактами;

В случае хранения вакуумного устройства на складе более двух лет, перед подключением к коммутационным цепям необходимо производить комплекс испытаний, чтобы убедиться в прочности промежутка на случай отключения токов кз.

Как осуществляется эксплуатация устройства?

После ввода в эксплуатацию вакуумный выключатель обязательно проходит периодические осмотры и испытания – текущий и капитальный ремонт, профконтроль, осмотр. Которые устанавливаются правилами технической эксплуатации, а также заводскими инструкциями.

Помимо регламентных работ коммутационный агрегат может отключаться от аварийных нагрузок, что может существенно повредить рабочую поверхность контактов.

Поэтому после срабатывания в аварийном режиме, обслуживающий персонал обязан произвести внеплановый осмотр коммутационного устройства на предмет выявления подгаров, оплавлений, пятен выброса металла и прочих дефектов, свидетельствующих о возможном снижении проводимости или изоляционных свойств, номинальных характеристик и т.д. Результаты осмотров вакуумного выключателя после аварийных отключений должны заноситься в соответствующий журнал.

Особенности контроля и управления вакуумными выключателями?

Управление может осуществляться как дистанционно, так и вручную. Все коммутационные операции производятся через управленческий блок, который перерабатывает команды и передает их на привод устройства. Универсальный электромагнитный привод позволяет удерживать рабочие контакты в заданном положении. Все современные модели обеспечиваются магнитной защелкой, обеспечивающей четкую фиксацию положения вне зависимости от его исправности.

Читайте также  Проходной и перекрестный выключатель разница

Информация о работе коммутационного аппарата отображается на блоке управления или передается через управленческие сети на пульт оперативного персонала. Поэтому функции контроля могут осуществляться диспетчерским персоналом через систему телемеханики, где все команды посылаются через оперативные токи и не требуют личного присутствия.

Ручное отключение напрямую воздействует на привод, но требует личного присутствия работников возле ячейки или шкафа выкатного типа.

Пример схемы конструкции привода вакуумного выключателя VF12

Критерии выбора ВВ

При выборе конкретной модели обязательно учитываются следующие параметры:

  • Напряжение электроустановки – в соответствии с которым определяется тип изоляции;
  • Электродинамическая стойкость, в случае возникновения тока короткого замыкания;
  • Термическая стойкость, при удаленных от места установки вакуумного выключателя авариях;
  • Климатическое исполнение.

Производители и распространенные модели

Наиболее известными производителями вакуумных выключателей являются отечественные компании: «Таврида электрик», «НПП Контакт», ОАО «Самарский трансформатор», «ПО ЭЛКО», «РЗВА» и другие. Из зарубежных: Siemens, ABB, HEAG.

В таблице ниже можно увидеть сравнительные характеристики некоторых наиболее популярных вакуумных выключателей.

Выключатель серии Номинальное напряжение, кВ. Номинальный ток, А Ток отключения, А Термическая стойкость, кА Динамическая стойкость, кА
ВВЭ-М-10 10 – 11 630, 1000, 1600, 2000, 2500, 3150 20; 31,5; 31,5; 40 20; 31,5; 31,5; 40 51, 81, 81, 128
BB/AST 10-12,5/1000 10 – 12 1000 12,5 12,5 32
BB/TEL-10-12,5/1000 У2 10 1000 12,5 12,5 32
15ADV20 AA3F1 13,8 – 15 1200 20 20 38
ВВЭЛ-110-20/1600 110 – 126 1600 20 20 41

Преимущества и недостатки вакуумных выключателей

К преимуществам данного вида коммутационных аппаратов следует отнести:

  • Сравнительно небольшие габариты, в отличии от масляных и воздушных;
  • Отличаются малыми габаритами и возможностью быстрой замены, особенно в выкатных ячейках;
  • Не производят такого большого шума при переключениях;
  • Отлично выполняют свои функции не зависимо от положения камер в пространстве;
  • Полностью экологичны и безопасны для здоровья в отличии от элегазовых выключателей;
  • Не требуют дозаправки и содержания отдельного хозяйства для этой цели;
  • Отличаются высокой надежностью.

К недостаткам вакуумных выключателей относят:

  • Неспособность выдерживать большие токи короткого замыкания;
  • Возникновение перенапряжения при отсекании малых индуктивных токов;
  • Малый коммутационный ресурс отключения аварийных токов.

Источник: https://www.asutpp.ru/vakuumnye-vyklyuchateli.html

Вакуумные выключатели

Любой выключатель, применяемый в высоковольтных сетях, должен надёжно и быстро отключать и включать электрические цепи и оборудование в нормальном и аварийном режимах энергосистемы. При  коммутации в высоковольтных сетях, токи в которых могут  достигать десятки тысяч ампер при коротких замыканиях, возникает электрическая дуга между контактами выключателя.

Это может привести к человеческим жертвам, повреждениям самого выключателя и близстоящего оборудования. Для предотвращения возникновения дуги в высоковольтных выключателях используют специальное дугогасительное устройство (дугогасительная камера), в которой расположены контакты выключателя. Внутри камеры создается вакуум с давлением около 10−5 мм рт. ст.

, электрическая прочность которого в десятки раз больше воздуха в нормальных условиях.

Таким образом, вакуумный высоковольтный выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для операций включения и выключения в цепях от 6 кВ и выше, который в качестве среды для гашения дуги используют вакуум.

Выключатель рассчитан на:

  1. нормальный режим работы;
  2. аварийный, то есть должен выдерживать  кратковременные  токи короткого замыкания.

Принцип действия

Механизм гашения дуги в вакуумных выключателях основан на высокой электрической прочности и усиленных диэлектрических свойствах вакуума. В момент размыкания контактов  в вакуумном промежутке возникает электрическая дуга, которая поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов.

При переходе тока через ноль, происходит гашение дуги и восстановление диэлектрических свойств вакуумного промежутка, и дуга между разомкнутыми контактами  больше не возникает. Из-за большой электрической прочности вакуума гашение дуги может произойти до перехода тока через ноль, это явление называют срезом тока.

Срез тока негативно влияет на сеть, так как вызывает коммутационные перенапряжения, которые могут достигать огромных величин.

Особенности применения и эксплуатации

Знакомство с масляным выключателем

Вакуумные выключатели конструктивно разрабатывались сначала как устройство, применяемое только в шкафах КРУ (комплектное распределительное устройство). В настоящее время они используются и для открытых распределительных устройств (ОРУ).

Современный высоковольтный вакуумный выключатель представляет собой быстродействующий коммутационный аппарат нового поколения, рассчитанный на более долгий срок службы, нежели его предшественники с масляной  или элегазовой средой для тушения электрической дуги. Статистически процент их применения в электроустановках выше 1000 Вольт стабильно растёт.

Китайские энергетики уже полностью отказались от устаревших масляников и полностью перешли на более компактные и не требующие частой профилактики вакуумные выключатели. Вакуумный выключатель довольно неприхотлив и не требует регулярной чистки контактов и смене масла, которое зачастую довольно обильно вытекает из баков.

Согласно паспортным данным срок эксплуатации вакуумных выключателей составляет порядка 20 лет.

Во время эксплуатации приводной механизм может выйти со строя, а подать питание на определённый важный механизм в производственной цепочке необходимо, поэтому все выключатели должны быть оборудованы механизмом ручного взвода пружины. А также обязательным является присутствие аварийной кнопки отключения механизмов блокировки выкатывания во включенном состоянии. Это безопасность персонала, поэтому этот момент очень важен.

Конструктивные особенности

Особенности работы и применения воздушных высоковольтных выключателей

Каждый  высоковольтный вакуумный выключатель обладает своими характеристиками и конструктивными особенностями, так как используется в сетях с разным напряжением и током. Также разные производители вносят свои индивидуальные коррективы в устройство и конструкцию своих изделий. Но основные элементы всё же остаются неизменными.

Основные элементы конструкции вакуумного выключателя это:

1-Корпус из прочного металлического материала, внутри которого установлен привод включения и отключения, в этом случае он пружинный; 2-Три полюса токоведущих частей, которые предназначены для подключения к сети и для отсоединения от неё при эксплуатации в контрольное, рабочее и выкаченное положения; 3-Литой диэлектрический корпус, содержащий силиконовые и эпоксидные смолы, с вакуумной дугогасительной камерой; 4-Тележка для перемещения внутри ячейки КРУ, этот механизм зачастую у разных производителей различный.

Электрическая основная высоковольтная часть разделена между фазами и содержит следующие элементы:

1-Верхний токопроводящий вывод; 2-Дугогасительная камера, содержащая вакуум; 3-Диэлектрический корпус полюса; 4-Подвижная часть контактной системы; 5-Нижний отходящий токопроводящий вывод; 6-Гибкий элемент токоведущей шины; 7-Специальная тяга, оборудованная прочным изолятором.

В свою очередь, сама дугогасящая камера является тоже очень важным хоть и не разборным элементом, зачастую в случае неисправности они не ремонтируются, а заменяются новыми.

Вот основные её части и механизмы:

1-Вывод неподвижного силового контакта; 2-Неподвижный силовой контакт; 3-Подвижный силовой контакт; 4-Экранирующий механизм, снижающий помехи при коммутации; 5-Керамический изоляционный корпус; 6-Сильфон, сохраняющий  герметичность во время движения контакта; 7-Вывод подвижного элемента контактной системы.

Выключатель управляется местным или дистанционным способом. В аварийных режимах отключается от релейной защиты или от противоаварийной автоматики (подается питание на электромагнит отключения и токопроводящие контакты размыкаются).

На данный момент некоторые производители изготавливают высоковольтные выключатели в комплекте с релейной защитой и противоаварийной автоматикой, такое устройство называется реклоузером.

Преимущества и недостатки

Применение и эксплуатация элегазовых выключателей

Как и любой механизм или устройство данный выключатель тоже имеет свои положительные и отрицательные стороны и понимание их при выборе очень важно.

Преимущества

  • Простая конструкция и установка в ячейки после вывода из эксплуатации устаревших выключателей;
  • Несложный ремонт, при неисправности камеры она подлежит немедленной замене;
  • Возможность работы не только в горизонтальном положении;
  • Надёжность во время всего длительного срока эксплуатации;
  • Хорошая коммутационная износостойкость;
  • Компактные небольшие размеры и вес;
  • Низкая пожароопасность;
  • Не загрязняет окружающую среду;
  • Небольшие расходы на ремонтные и профилактические работы.
Читайте также  Как снять выключатель света со стены

Недостатки

  • Небольшой ресурс во время токов короткого замыкания;
  • Есть вероятность появления коммутационных перенапряжений;
  • Довольно высокая стоимость как всего устройства, так и комплектующих.

Особенности выбора

Для того чтобы правильно подобрать данный вид высоковольтных выключателей, в соответствии с местными условиями работы и конкретного оборудования, стоит обратить внимание на следующие критерии:

  1. Номинальное напряжение;
  2. Динамическая устойчивость;
  3. Параметры систем управления;
  4. Номинальный ток в рабочем режиме и режиме короткого замыкания;
  5. Частота включений и отключений;
  6. Климатическое исполнение;
  7. Скорость срабатывания выключателя ;
  8. Частота профилактических ремонтов и осмотров, в электроустановках без местного дежурного персонала это очень важный аспект;
  9. Износостойкость при коротких замыканиях;
  10. Габариты и размер вакуумной установки.

Самые распространённые модели

Вот несколько самых распространенных моделей ВВЭ-М-10–20, ВВЭ-М-10–40, ВВТЭ-М-10–20, а на рисунке указано как их расшифровывать и структура условных обозначений, так как модели могут содержать в своём названии до 10–12 букв и цифр. Почти все они являются заменой устаревших масляных выключателей, а работать могут как для коммутации цепей переменного тока, так и постоянного.

Настройка, установка и включение в работу высоковольтных вакуумных выключателей это трудоемкий процесс, от которого напрямую зависит вся дальнейшая работа энергосистемы, а также всех элементов и оборудования, подключаемого к ним, поэтому все работы лучше положить на плечи квалифицированного инженерно-электротехнического персонала. Управление вакуумным выключателем должно выполняться чётко и по определённым командам, от этого зависит жизнь и здоровье людей работающих на питаемом оборудовании.

вакуумный выключатель

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/vakuumnye-avtomaticheskie-vyklyuchateli.html

Достоинства и недостатки вакуумных выключателей — Все об электричестве

Вакуумный выключатель представляет собой высоковольтное коммутационное устройство нового типа. Данная разновидность оборудования приобретает заслуженную популярность, вытесняя конкурирующие с ней маломасляные и электромагнитные выключатели.

Под коммутацией понимаются периодические подключения и отключения аппарата. За счет включения и отключения начинается или прекращается подача тока в рабочих режимах. Также выключатель используется в аварийной ситуации (при коротком замыкании). В этом случае электрическая дуга, находящаяся между контактами, прекращает свое существование.

Достоинства и недостатки

Вакуумный выключатель имеет множество преимуществ в сравнении с электромагнитными и масляными:

  1. В теории и на практике доказано, что самый простой метод гашения электродуги состоит в использовании вакуумного выключателя. Дугогасящие качества позволяют создавать выключатели для напряжения даже в 6-10 кВт.
  2. Эксплуатация устройства гораздо проще, чем у конкурентов.
  3. В условиях вакуума дугогасительной камеры дистанции свободного передвижения электронов и молекул могут достигать сотен метров, то есть гораздо больше, чем расстояния между контактами. Причем ударной ионизации почти нет, а значит, промежуток в вакууме не становится причиной появления заряженных частиц. Такие частицы, однако, могут возникнуть при определенных обстоятельствах на контактных поверхностях.
  4. Хотя вакуумные выключатели все еще дороги в изготовлении, при серийном производстве их себестоимость лишь на 5-15% выше себестоимости маломасляных устройств. Электромагнитные же выключатели и вовсе проигрывают в этом отношении вакуумным.
  5. Камеры характеризуются незначительными размерами. Причина в электрической прочности вакуума и отсутствии необходимости в значительных расстояниях между контактами: обычно достаточно 2-2,5 сантиметров. Компактность означает еще и небольшой вес.
  6. Устройство отличается безопасностью применения. Выключатель работает при небольших динамических нагрузках, бесшумен, отсутствует риск утечки масла.
  7. Работает вакуумная камера в автономном режиме, поскольку отсутствует потребность в пополнении среды. Результатом автономности является снижение эксплуатационных расходов.
  8. Серьезный механический ресурс. Число включений и отключений без проведения ремонта может доходить до нескольких десятков тысяч. Отключение токов короткого замыкания может осуществляться десятки или даже сотни раз. Те же маломасляные устройства нуждаются в ремонте уже после нескольких сотен отключений при рабочем токе и всего лишь после десятка отключений при коротких замыканиях.
  9. Быстродействие. Причина быстрой работы состоит в малом ходу контактов, так как дистанция между ними не более 10 миллиметров. Для примера: расстояние между контактами в маломасляных выключателях достигает десятков сантиметров.

Недостатки вакуумных выключателей:

  1. Вероятность коммутационных перенапряжений в случае отключения небольших индуктивных токов.
  2. Сложный процесс изготовления, так как нужно создать контактные материалы. Работа с вакуумом требует особых производственных условий.
  3. Необходимость значительных инвестиций в производство, что напрямую сказывается на себестоимости продукции.

Принцип работы

При размыкании контактов в вакууме коммутируемый ток провоцирует электрический разряд — вакуумную дугу, которая существует благодаря металлу, исходящему в виде испарений от поверхности контактов в период вакуумного промежутка. Ионизированные пары образуют проводящую плазму, которая способствует току между контактами вплоть до его прохода через ноль.

Когда ток перешел через ноль, дуга прекращает свое существование, а металлические пары стремительно (в течение 8-10 микросекунд) образовывают конденсат на контактных поверхностях и других частях дугогасящей камеры. Таким образом, воссоздается приложенное к контактам напряжение.

Если после возобновления напряжения на контактной поверхности сохраняются перегретые места, они становятся источником продуцирования заряженных частиц, пробивающих вакуумный промежуток, через который затем проникает ток.

Чтобы избежать таких отказов, нужно управлять дугой так, чтобы поток тепла распределялся по контактной поверхности как можно равномернее: на поверхность направляется продольная дуга, с таким же направлением, как и у тока.

Такой принцип управления дугой реализован в дугогасящих камерах вакуумных выключателей серии BB/TEL.

Модели вакуумных выключателей

Ниже рассмотрим технические характеристики популярных моделей выключателей.

ВВЭ-М-10-20

Аббревиатура расшифровывается как «выключатель вакуумный электромагнитный модернизированный». Число 10 обозначает номинальное напряжение — 10 кВт, а 20 — указывает на номинальный ток отключения. Устройство монтируется в КРУ следующих видов: К-104, К-49, К-59 и КМ-1Ф. Выключатели ВВЭ-М-10-20 могут без каких-либо проблем быть заменены на модели ВКЭ-10 или ВК-10.

Благодаря используемой схеме управления, можно достичь следующих характеристик системы:

  • быстрого и отложенного во времени включения или отключения устройства;
  • сигнализации расположения выключателя с использованием контактов коммутирования для внешних дополнительных цепей управления и контроля в КРУ;
  • отключения вручную.

Выключатели могут эксплуатироваться при соблюдении следующих параметров:

  • климатические условия согласно требованиям ГОСТ 15150-89;
  • высота оборудования над уровнем моря до 1 километра;
  • температура окружающей среды — от 45 градусов мороза до 40 градусов тепла;
  • отсутствие поблизости или в воздухе легковоспламеняющихся или взрывоопасных веществ.

Источник: https://contur-sb.com/dostoinstva-i-nedostatki-vakuumnyh-vyklyuchateley/

Вакуумные выключатели — Рекомендации по выбору выключателя

В настоящее время вакуумные выключатели стали доминирующими аппаратами для электрических сетей напряжением 6-35 кВ. Так, доля вакуумных выключателей в общем количестве выпускаемых аппаратов в Европе и США достигает 70%, в Японии –100%. В России в последние годы эта доля имеет постоянную тенденцию к росту и в 1997 г. превысила отметку 50%.

Основными преимуществами вакуумных выключателей (по сравнению с масляными и газовыми), определяющими рост их доли на рынке, являются:более высокая надежность;меньшие затраты на обслуживание.

Сегодня вакуумная коммутационная техника может применяться для уровня токов короткого замыкания вплоть до 100 кА, так что в последние годы усилия разработчиков направлены не на повышение основных параметров выключателей, а на создание более экономичных конструкций и повышение их надежности.

Первый вакуумный выключатель на 2,3 кВ переменного тока был изготовлен в 1923 г. Однако вследствие ограниченности в то время научно-исследовательских работ, а также трудностей изготовления герметичных вакуумных дугогасительных камер, способных длительно сохранять высокий вакуум, и получения специальных контактных материалов создание промышленных конструкций вакуумных выключателей в последующие годы приостановилось. Лишь в 1960-1970 годах в результате фундаментальных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по гашению в вакууме оказалось возможным вновь вернуться к промышленным вакуумным выключателям. С этого времени и началось их быстрое развитие.
Электрическая прочность вакуума значительно выше прочности других дугогасительных сред, применяемых в выключателях. Объясняется это увеличением длины среднего свободного пробега электронов, атомов, ионов и молекул по мере уменьшения давления. В вакууме длина свободного пробега частицы превышает размеры вакуумной камеры с давлением 10-4 Па. В этих условиях удары частиц о стенки камеры происходят значительно чаще, чем соударения между частицами. Металлы, используемые для контактов, должны обладать механической прочностью, высокой проводимостью, стойкостью относительно эрозии и сваривания. Применение получили бинарные сплавы: медь-висмут, медь-сурьма, медь-бериллий и др.
В положении «включено» электроны прижаты друг к другу пружиной привода. В процессе отключения контакты размыкаются. Скорость движения контактов составляет около 1,5 м/с. В момент расхождения контактов площадь их соприкосновения уменьшается, плотность тока резко возрастает, металл контактов плавится и испаряется в вакууме. При этом между контактами образуется проводящий мостик из паров металла электродов. Загорается так называемая вакуумная дуга. Она горит в парах металла, образующихся на поверхности холодного катода в отдельных наиболее нагретых точках. Металлические пары непрерывно покидают дуговой промежуток и конденсируются на поверхности центрального экрана, изолированного от электродов. Они защищают изолированную оболочку от радиации дуги и оседания на ней частиц металла. Когда ток приходит к нулевому значению, дуга угасает и парообразование прекращается. Если скорость восстанавливающейся электрической прочности промежутка превышает скорость переходного восстанавливающегося напряжения, цепь оказывается разомкнутой. При отключении вакуумным выключателем малых токов (несколько ампер или десятков ампер) может произойти преждевременное снижение тока до нуля, до естественного перехода тока через нуль (срез тока), что объясняется очень быстрой дионизацией межконтактного промежутка. Срез тока сопровождается, как и в других выключателях, перенапряжениями, которые опасны прежде всего для двигателей высокого напряжения и трансформаторов с воздушной изоляцией.
Для ограничения перенапряжений при отключении малых индуктивных токов многие вакуумные выключатели снабжаются специальными ограничивающими перенапряжения устройствами: RC- цепочками, ограничителями перенапряжений, специальными устройствами (например, разработки «Элвест») Применяются опережающее отключение первого полюса по сравнению с двумя другими (патент фирмы HOLEC (Голландия) и другие электромеханические способы устранения перенапряжений.
Повышение надежности вакуумных выключателей в основном связано с повышением надежности их приводов, так как надежность дугогасительных камер при современной технологии производства практически безупречна (декларируемая наработка на отказ ВДК лучших производителей составляет 2000 лет). В первую очередь это относится к выключателям отечественного производства, где привод является наиболее слабым местом, вызывающим до 80% общего числа отказов. В подавляющем большинстве выключателей зарубежных фирм применяется пружинный привод, что позволяет сократить габариты и массу, уменьшить время включения. Современные конструкции приводов не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации.
Из отечественных производителей вакуумных выключателей следует выделить фирму «Таврида электрик». Выпускаемые этой фирмой вакуумные выключатели серии ВВ/ТЕL являются выключателями нового поколения, в которых реализованы самые современные достижения в вакуумной коммутационной технике и электромеханике, позволяющие создать аппараты, не требующие ремонта в течение всего срока службы. По способу установки выключатели выпускаются в двух исполнениях: подвесном и выкатном.

Читайте также  Выключатель с подсветкой мигает лампочка

     Достоинства вакуумных выключателей:

  • простота конструкции (отсутствие клапанов, копрессоров и других вспомогательных устройств) и надежность в работе;
  • относительно небольшие габариты и масса;
  • отсутствие сжатого воздуха или трансформаторного масла;
  • малое время отключения (0,03-0,05 с);
  • отсутствие масла и других горючих материалов (взрывобезопасность);
  • высокая скорость восстановления прочности дугогасительного промежутка (отсутствие шунтирующих резисторов);
  • бесшумная работа;
  • отсутствие выбросов в атмосферу;
  • удобны для отключения емкостной нагрузки;
  • полная герметезация дугогасительного устройства;
  • значительный ресурс при коммутации номинального тока (30…50 тысяч операций);
  • произвольное положение камеры;
  • отсутствует ударная нагрузка на фундамент, характерная для масляных выключателей;
  • вакуумные выключатели позволяют создать малогабаритные (многоэтажные) КРУ;
  • малый ход и скорость контактов позволяют применять легкие, небольшие пружинные или электромагнитные приводы;

Недостатки вакуумных выключателей:

  • вблизи нуля наблюдается срез тока, сопровождающийся перенапряжениями при отключении малых индуктивных токов;
  • для борьбы с перенапряжениями необходимо применять RC-цепочки, ОПН, либо использовать выключатели с электромеханическим способом устранения перенапряжения;
  • в выключателях на напряжении выше 35 кВ несколько камер необходимо соединять последовательно;
  • требуют больших капиталовложений, что определяет довольно высокую их стоимость.

Поделитесь с Вашими друзьями:

Выключатели масляные

Выключатели баковые

Баковые выключатели просты и относительно недорогие. Однако большой объем масла и пожароопасность привели к прекращению их выпуска (c 1 января 2004 г.).

    
Выключатели маломасляные

Имеют малые размеры и массу, достаточно высокие технические данные. Широко применяются в КРУ и КРУН до 35 кВ.

По конструктивным особенностям можно их разделить на четыре группы:

  • подвесного типа (серии ВМП-10) на напряжение 10 кВ, номинальный ток до 3150 А и ток отключения до 31,5 кА;
  • колонкового типа (серии ВК-10) на ток до 3150 А и ток отключения до 31,5 кА;
  • горшкового типа для генераторов (серии МГГ и МГ), на номинальный ток до 11200 А, ток отключения до 90 кА и напряжение до 20 кВ;
  • для наружной установки серий ВМУЭ-35, ВМТ-110 и ВМТ-220. На номинальный ток до 2000 А и ток отключения до 40 кА.

     Преимущества маломасляных выключателей: небольшие габариты и масса; малое количество масла; пожаробезопасны; встроенные пружинные приводы, не требующие мощных источников постоянного тока и имеющие меньшую массу, чем электромагнитные приводы.
Применение выключателей серии ВМТ-110 и ВМТ-220  позволяет отказаться от громоздких и тяжелых баковых и воздушных выключателей, а также от схем подстанций с отделителями и короткозамыкателями. Показатели надежности такие же как у баковых масляных выключателей.
В настоящее время маломасляные выключатели на 6-35 кВ вытесняются вакуумными и элегазовыми выключателями.
Обращаем Ваше внимание, что с 1 января 2004 г сняты с производства следующие виды выключателей:

  • С-35-3200-50 БУ1;
  • С-35-2000-50 БУ1;
  • У-110-2000-50 БУ1;
  • Все типоисполнения ВМПЭ-10;
  • Все типоисполнения ВМТ-110;
  • ВГУ-110II* – 40/2000 У1*;
  • ВГУ-220II* – 50/2000 У1*;

     Дополнительно сообщаем, что на замену данного оборудования ОАО «УЭТМ» разработаны и успешно эксплуатируются следующие выключатели: вакуумный выключатель ВВПЭ-10 (для замены ВМПЭ-10), элегазовые колонковые выключатели ВГТ-110-40/2500, ВГТ-220-40/2500 (замена ВМТ, ВГУ-110), элегазовый колонковый выключатель на 220 кВ с одним разрывом на фазу ВГК-220, выключатели ВГУГ-220-500 кВ (замена ВГУ), баковый элегазовый выключатель ВЭБ-110-40/2500.

Поделитесь с Вашими друзьями:

Page 3

Выключатели воздушные (ВВ) делаятся на две группы.    Первая группа – генераторные выключатели серий ВВОА-15 и ВВГ-20, до 20000 А и ток отключения до 160 кА.

Вторая группа – выключатели 35 кВ и выше. ВВ для наружных установок выпускаются в четырех сериях на напряжения:

  • ВВ (330 и 500 кВ);
  • ВВБ (110-750 кВ);
  • модернизированная серия ВВБК (110, 220 и 500 кВ);
  • серия ВНВ (500, 750 и 1150 кВ).

     Номинальные токи до 3150-4000 А, токи отключения до 63 кА. Время отключения доведено до 0,04 с.

Недостатки ВВ: сложнее и дороже масляных; требуют сложного и дорогого компрессорного хозяйства для получения чистого осушенного сжатого воздуха с давлением 2-4 МПа.

Наши энергосистемы в основном оснащены такими выключателями.
Вынужденное применение воздушных выключателей, выпуск которых зарубежными фирмами прекращен 30 лет назад, вместо элегазовых в 6-8 раз увеличивает аварийность, связанную с их отказом, в 10-12 раз повышает трудозатраты на монтаж и ремонт оборудования.Наиболее устойчивая область применения ВВ – генераторные выключатели.

Поделитесь с Вашими друзьями:

Page 4

страница 4/6
Дата 15.03.2019
Размер 114.79 Kb.

Источник: http://zodorov.ru/rekomendacii-po-viboru-vklyuchatelej.html?page=6

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий