Будь-вимикач, який застосовується в високовольтних мережах, повинен надійно і швидко відключати і включати електричні ланцюги і устаткування в нормальному і аварійному режимах енергосистеми. При комутації в високовольтних мережах, струми в яких можуть досягати десятки тисяч ампер при коротких замиканнях, виникає електрична дуга між контактами вимикача. Це може привести до людських жертв, пошкоджень самого вимикача і ближніх обладнання. Для запобігання виникнення дуги в високовольтних вимикачах використовують спеціальне дугогасительноє пристрій (дугогасильні камери), в якій розташовані контакти вимикача. Всередині камери створюється вакуум з тиском близько 10 -5 мм рт. ст. електрична міцність якого в десятки разів більше повітря в нормальних умовах.
Таким чином, вакуумний високовольтний вимикач - це комутаційний апарат, призначений для операцій включення і виключення в ланцюгах від 6 кВ і вище, який в якості середовища для гасіння дуги використовують вакуум.
Вимикач розрахований на:
- нормальний режим роботи;
- аварійний, тобто повинен витримувати короткочасні струми короткого замикання.
Принцип дії
Особливості застосування та експлуатації
Вакуумні вимикачі конструктивно розроблялися спочатку як пристрій, що застосовується тільки в шафах КРУ (комплектний розподільний пристрій). В даний час вони використовуються і для відкритих розподільчих пристроїв (ВРП).
Сучасний високовольтний вакуумний вимикач представляє собою швидкодіючий комутаційний апарат нового покоління, розрахований на більш довгий термін служби, ніж його попередники з масляною або елегазової середовищем для гасіння електричної дуги. Статистично відсоток їх застосування в електроустановках понад 1000 Вольт стабільно росте. Китайські енергетики вже повністю відмовилися від застарілих Масляник і повністю перейшли на більш компактні і не вимагають частої профілактики вакуумні вимикачі. Вакуумний вимикач досить невибагливий і не вимагає регулярного чищення контактів і зміні масла, яке часто досить рясно витікає з баків. Згідно з паспортними даними термін експлуатації вакуумних вимикачів становить близько 20 років.
Під час експлуатації приводний механізм може вийти зі строю, а подати живлення на певний важливий механізм у виробничому ланцюжку необхідно, тому всі вимикачі повинні бути обладнані механізмом ручного взводу пружини. А також обов'язковим є присутність аварійної кнопки відключення механізмів блокування викочування у включеному стані. Це безпека персоналу, тому цей момент дуже важливий.
Конструктивні особливості
Кожен високовольтний вакуумний вимикач має свої характеристиками і конструктивними особливостями, так як використовується в мережах з різною напругою і струмом. Також різні виробники вносять свої індивідуальні корективи в пристрій і конструкцію своїх виробів. Але основні елементи все ж залишаються незмінними.
Основні елементи конструкції вакуумного вимикача це:
1-Корпус з міцного металевого матеріалу, всередині якого встановлено привід включення і відключення, в цьому випадку він пружинний; 2-Три полюси струмоведучих частин, які призначені для підключення до мережі і для від'єднання від неї при експлуатації в контрольне, робоче і вирячені положення; 3-Литий діелектричний корпус, який містить силіконові і епоксидні смоли, з вакуумної дугогасительной камерою; 4-Візок для переміщення всередині осередку КРУ, цей механізм часто у різних виробників різний.
Електрична основна високовольтна частина розділена між фазами і містить наступні елементи:
1-Верхній струмопровідний висновок; 2-Дугогасительная камера, яка містить вакуум; 3-діелектричних корпус полюса; 4-Рухома частина контактної системи; 5-Нижній відходить струмопровідний висновок; 6-Гнучкий елемент токоведущей шини; 7-Спеціальна тяга, обладнана міцним ізолятором.
У свою чергу, сама дугогасним камера є теж дуже важливим хоч і не розбірним елементом, найчастіше в разі несправності вони не ремонтуються, а замінюються новими.
Ось основні її частини і механізми:
1-Висновок нерухомого силового контакту; 2-Нерухомий силовий контакт; 3-Рухомий силовий контакт; 4-екранують механізм, що знижує перешкоди при комутації; 5-Керамічний ізоляційний корпус; 6-Сильфон, який зберігає герметичність під час руху контакту; 7-Висновок рухомого елемента контактної системи.
Вимикач управляється місцевим або дистанційним способом. В аварійних режимах відключається від релейного захисту або від протиаварійної автоматики (підключений до джерела живлення на електромагніт відключення і струмопровідні контакти розмикаються).
На даний момент деякі виробники виготовляють високовольтні вимикачі в комплекті з релейного захистом і протиаварійного автоматикою, такий пристрій називається реклоузера.
Переваги і недоліки
Як і будь-який механізм або пристрій даний вимикач теж має свої позитивні і негативні сторони і розуміння їх при виборі дуже важливо.
переваги
- Проста конструкція і установка в осередку після виведення з експлуатації застарілих вимикачів;
- Нескладний ремонт, при несправності камери вона підлягає негайній заміні;
- Можливість роботи не тільки в горизонтальному положенні;
- Надійність під час всього тривалого терміну експлуатації;
- Хороша комутаційна зносостійкість;
- Компактні невеликі розміри і вага;
- Низька пожежонебезпека;
- Чи не забруднює навколишнє середовище;
- Невеликі витрати на ремонтні та профілактичні роботи.
недоліки
- Невеликий ресурс під час струмів короткого замикання;
- Є ймовірність появи комутаційних перенапруг;
- Досить висока вартість як всього пристрою, так і комплектуючих.
особливості вибору
Для того щоб правильно підібрати даний вид високовольтних вимикачів, в відповідно до місцевих умов роботи і конкретного обладнання, варто звернути увагу на наступні критерії:
- Номінальна напруга;
- Динамічна стійкість;
- Параметри систем управління;
- Номінальний струм в робочому режимі і режимі короткого замикання;
- Частота включень і відключень;
- Кліматичне виконання;
- Швидкість спрацьовування вимикача;
- Частота профілактичних ремонтів і оглядів, в електроустановках без місцевого чергового персоналу це дуже важливий аспект;
- Зносостійкість при коротких замиканнях;
- Габарити і розмір вакуумної установки.
Найпоширеніші моделі
Ось кілька найпоширеніших моделей ВВЕ-М-10-20, ВВЕ-М-10-40, ВВТЕ-М-10-20, а на малюнку вказано як їх розшифровувати і структура умовних позначень, так як моделі можуть містити в своїй назві до 10-12 букв і цифр. Майже всі вони є заміною застарілих масляних вимикачів, а працювати можуть як для комутації ланцюгів змінного струму, так і постійного.
Налаштування, установка і включення в роботу високовольтних вакуумних вимикачів це трудомісткий процес, від якого безпосередньо залежить вся подальша робота енергосистеми, а також всіх елементів і устаткування, що підключається до них, тому всі роботи краще покласти на плечі кваліфікованого інженерно-електротехнічного персоналу. Управління вакуумним вимикачем має виконуватися чітко і по певним командам, від цього залежить життя і здоров'я людей працюють на живиться обладнанні.