Что такое вывод вакуумный выключатель

Вакуумные выключатели являются представителями нового поколения среди коммутационной высоковольтной аппаратуры. Они более эффективны, экономичны по сравнению с традиционными воздушными и электромагнитными выключателями. Как показывает статистика, доля их применения в сетях с напряжением от 6 до 10 и даже 35 кВ стабильно растет. Так, например, высоковольтные линии в Китае практически полностью строятся вокруг таких коммутаторов. В развитых странах Евросоюза их доля превышает две трети. Такое соотношение достигается за счет более надежной, а главное, долговечной конструкции (паспортный показатель достигает 20 лет). Они довольно неприхотливы в обслуживании и эксплуатации, не требуют регулярной очистки, то есть, снижают амортизационные капиталовложения.

Работа вакуумных выключателей, независимо от номинала напряжения (6, 10, 35 кВ), подчиняется определенным принципам. Вся теория их использования строится вокруг явления возникновения дуги между размыкаемыми/замыкаемыми контактами. Причиной ее возникновения является ток коммутации, вызывающий процесс ионизации, испарения металла на контактных поверхностях. Пар закономерно образует плазму, являющуюся токопроводящим элементом. За счет зоны вакуума, куда происходит испарение, в момент, когда значение тока достигает отметки «0», дуга угасает, пар мгновенно конденсируется. Одновременно происходит восстановление напряжения на контактах.

Назначение вакуумных и масляных выключателей

Любой коммутационный аппарат в высоковольтных сетях должен выполнять две основные функции.

Отключение электрических цепей как под нагрузкой, так и без нее.Коммутационный аппарат должен работать как в нормальном, так и в аварийном режиме. Это значит, что он должен не только в течении долгого времени выдерживать номинальные токи, но и быть способным отключить кратковременные токи короткого замыкания, в несколько раз превосходящие по величине рабочие токи. В аварийном режиме выключатель должен автоматически отключить электрическую цепь, чтобы предотвратить повреждение аппаратуры и подключенных приборов.

Важно!

Выключатели классифицируют в зависимости от того, в какой среде происходит гашение дуги.

При выборе коммутационного аппарата также учитывают его свойства, в том числе

• надежность, длительный срок службы, безопасность для подключенного оборудования и окружающих;
• быстродействие — малое время отклика и отключения;
• удобство в обслуживании и управлении. Работу современных аппаратов можно контролировать удаленно;
• простота и скорость монтажа;
• небольшой вес и габариты;
• доступная цена, ремонтопригодность.

История вакуумных выключателей

50-е годы.
История развития: как все начиналось…

Один из первых высоковольтных выключателей магистральной электросети. На фото изображен AEI на 132 кВ – вакуумный выключатель, работающий в Вест Хэме (Лондон) с 1967. Этот, как и большинство подобных ему устройств, эксплуатировался вплоть до 1990-х годов.

История развития: вакуумный выключатель VGL8 на 132кВ.

— результат совместной разработки CEGB (Центральный Совет Электростанций – основной поставщик электроэнергии в Англии) и General Electric Company.
— первые шесть устройств были введены в эксплуатацию в период 1967 — 1968 гг.
— напряжение распределяется с помощью параллельно подключенных конденсаторов и сложному подвижному механизму.
— каждая группа защищена фарфоровым изолятором и находится под давлением в элегазе.

Вакуумный выключатель конфигурации «Т» с четырьмя вакуумными дугогасительными камерами в каждой группе – соответственно, на каждую фазу подключается серия из 8 вакуумных дугогасительных камер.

История эксплуатации данного аппарата:
— бесперебойная эксплуатация в Лондоне течении 30 лет. В 1990-х годах был выведен из обслуживания за ненадобностью и демонтирован.
— вакуумные выключатели этого типа использовались до 1980-х годов на электростанции Tir John (Уэльс), после чего, в результате реконструкции сети, были демонтированы в графство Девон.

История развития: проблемы 60-х.

В тоже время, наряду с разработкой высоковольтных вакуумных выключателей, компании-производители меняли свои масляные и воздушные выключатели на элегазовые. Элегазовые коммутаторы были проще и дешевле в эксплуатации по следующим причинам:
— использование в высоковольтных вакуумных выключателях 8 вакуумных выключателей на фазу, требует наличия сложного механизма для обеспечения одновременной работы 24 контактов в группе.
— использование существующих масляных выключателей было экономически не целесообразно.

Вакуумный выключатель.

В вакуумных выключателях сначала использовались вакуумные дугогасительные камеры серии V3, а позже – серии V4.
Вакуумные дугогасительные камеры серии V3 изначально разрабатывались для использования в трехфазных распределительных сетях, напряжением 12 кВ. Тем не менее, успешно использовались в электрических цепях тяги электровозов и подключений в «полосе отчуждения» – в однофазных сетях, напряжением в 25 кВ.

Устройство вакуумного выключателя:

Вакуумный выключатель состоит из основной камеры, размером 7/8″ (22.2mm), и дополнительного отсека, размером 3/8″ (9,5 мм), для работы контактных пружин.Рекомендуемы рабочие характеристики:
— средняя скорость закрытия камеры – 1-2 м/сек.
— средняя скорость открытия камеры – 2-3 м/сек.

Так какие же вопросы решались производителями вакуумных высоковольтных выключателей в 60-х годах?

Во-первых, напряжение коммутации первых вакуумные выключателей ограничено 17,5 или 24 кВ.
Во-вторых, технологии того времени требовали наличия большого количества вакуумных дугогасительных камер в серии. Это, в свою очередь, повлекло за собой использования сложных механизмов.
Еще одна проблема состояла в том, что производство вакуумных дугогасителей того времени рассчитано на большие объемы продаж. Разработка узкоспециализированных устройств была экономически не целесообразна.

Особенности работы

Выключатели вакуумного типа обладают малыми габаритными размерами. Поэтому изначально их планировали использовать в комплексных распределительных устройствах (КРУ). Однако со временем технология становилась более востребованной и вакуумные устройства стали устанавливать даже в открытых распределительных устройствах.

На сегодняшний день энергетические компании планомерно переходят на вакуумные выключатели. Объясняется это особенностями их применения:

• нет необходимости в постоянной замене масла или газовой среды;
• отсутствие протечек масла (экологичность);
• повышенный срок службы до 20 лет.

Как выбрать вакуумный выключатель?

Прибор выбирают с учётом его номинальных параметров, которые рассматриваются относительно параметров действующей сети по месту установки. Выбор делается по критерию максимально нагруженных режимов работы, предполагаемых для условий эксплуатации.

Номинальное напряжение вакуумного выключателя допускается равным (либо увеличенным) по отношению к номинальному напряжению системы, запитанной через выключатель.

Параметр номинального долговременного тока выбирают выше номинального значения тока питаемой системы. Параметр номинального тока отсечки выбирается выше максимального значения расчетного тока КЗ (учитывается момент расхождения контактов).

С точки зрения возможных условий КЗ выбор делается с учётом наиболее тяжелых режимов.

Апериодическая слагающая величина рассчитывается с оглядкой на условия КЗ с нулевым напряжением в любой из фазных линий. При этом следует учитывать параметр апериодического тока, установленный изготовителем оборудования.

6. Анализ и оформление результатов испытаний.

Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:

• дату измерений
• температуру, влажность и давление
• наименование, тип, заводской номер оборудования
• номинальные данные объекта испытаний
• результаты испытаний
• результаты внешнего осмотра
• используемую схему

Все данные испытаний сравниваются с требованиями НТД, и на основании сравнения выдаётся заключение о пригодности объекта к эксплуатации.
По результатам испытаний заполняется протокол установленной формы, в соответствии с требованиями НД (ГОСТ Р 17025-2006) и согласованный с СЗУ Ростехнадзора.
Данные измерений, произведённых при завышенной (заниженной) температуре окружающего воздуха не требуется приводить к температуре заводских данных или к какой-либо определённой, нормируемой температуре.
Исключение в данном случае составляют результаты измерения тангенса угла диэлектрических потерь, так как нормирование величины тангенса в НД ведётся при температуре 20 °С.

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.