За проектиране на кранове от далекопроводи за високо напрежение традиционно се използват специални комутационни устройства. Общото им име е вакуумен прекъсвач, което се обяснява с особеностите на камерата за гасене на дъгата. Възможно е да се запознаете подробно с тези устройства само след изучаване на предисторията на появата им.
Историческа справка
За първи път вакуумните прекъсвачи се споменават в началото на 30-те години на XX век, когато устройствата са били използвани за изключване на относително слаботокови вериги, работещи под напрежение до 40 kV. За да се получат надеждни вакуумни абсорбатори, способни да изключват значителни токове във вериги с висок потенциал, се изисква цяла поредица от изследвания. Когато те бяха извършени, приблизително до 1957 г., процесите, наблюдавани по време на изгаряне на дъга под високо напрежение, бяха напълно проучени и систематизирани. Отне още две дълги десетилетия да премине от прототипи, произведени в единични копия, към масово производство на съвременни устройства.
Принцип на работа
Принципът на закаляване на дъгата се основава на факта на висока електрическа якост и специални изолационни свойства на изкуствено получения вакуум, известен от физиката. Когато силовите контактори се отворят в камерата, където са поставени, се образува електрическа дъга, поддържана от метални частици, изпаряващи се от повърхността им. Липсата на условия за неговата стабилизация предотвратява развитието на пика на процеса поради високите диелектрични свойства на вакуумната среда.
Поради значителната диелектрична якост на вакуума моментът на изчезване на дъгата се измества до точка, предшестваща максимума от нейното развитие. В електротехниката това явление се нарича „намаляване на тока“. Неговото присъствие влияе отрицателно върху електрическите мрежи, тъй като превключващите пренапрежения са следствие от този процес.
Характеристики на приложение и експлоатация
По-голямата част от съвременните енергийни съоръжения са изоставили остарелите проекти и накрая са преминали към нови ключове, които са доста компактни и не се нуждаят от поддръжка. Това се дължи на следните причини:
- вакуумното устройство е непретенциозно и не се нуждае от редовно почистване на контактите или обновяване на средата;
- по време на работа на масленото устройство пълнителят постоянно тече;
- според данните в паспорта, експлоатационният живот на вакуумните устройства достига 20 години, което е много по-високо от същия показател за други видове прекъсвачи.
По време на работа задвижващият механизъм често се проваля в най-неподходящия момент за това. За да се поддържа в изправност, в устройството е предвидено специално устройство за ръчно пружинно зареждане. Задължително за тези устройства е наличието на авариен бутон, който позволява деактивиране на механизма за блокиране на разточването на модулите на разпределителните уреди, когато шкафът е включен.Тази точка се отнася до безопасността на работещото оборудване на персонала и изисква голямо внимание.
Дизайнерски характеристики
Всеки модел високоволтов вакуумен превключвател има индивидуални характеристики, тъй като е предназначен за работа в мрежи с различни електрически характеристики. Освен това производителите правят и някои корекции в дизайна на своите продукти. Като цяло обаче съставът на компонентите на тези устройства остава непроменен. Основни елементи:
- Корпус, направен на основата на траен метал, вътре в който е монтирано задвижване за включване и изключване (може да бъде пружинно или от друг тип).
- 3-полюсен токов колектор, проектиран за свързване към мрежа от 380 волта и изключен, когато разпределителното устройство се прехвърли от режим на работа в изтеглено положение.
- Количка за поставяне вътре в кутията, която се различава от другите подобни конструкции по изпълнението си.
Електрическата част на продукта има специални прегради, които разделят фазовите секции една от друга. Той също има сложна структура и съдържа редица елементи, описани в паспорта.
Разновидности на вакуумни превключватели
Продуктите обикновено се класифицират според класа на потенциала, който превключват.
Сред цялото разнообразие се открояват следните видове:
- Устройства за работа с напрежения 6-10 kV.
- Устройства за превключване на по-високи нива - до 35 kV.
- Устройства, проектирани за изключително високо напрежение 110-220 kV.
Друг „работещ“ критерий за класифициране на прекъсвачите е мощността, която те могат да предадат на товара. Съгласно този параметър разделянето им се извършва по същия начин като класификацията на самия потребител.
Предимства и недостатъци
Предимствата на устройствата включват:
- малък размер;
- възможността за бърза подмяна на отделни секции;
- безшумност и независимост от ориентация в пространството;
- безопасност за здравето на обслужващия персонал.
Те не се нуждаят от попълване на защитната среда и са високо надеждни. Но дори и тези продукти не бяха без проблеми, присъщи на много електрически устройства. Недостатъците на вакуумните прекъсвачи включват:
- ограничени работни токове;
- "Склонност" към пренапрежение;
- малък ресурс за превключване.
Въпреки съществуващите недостатъци, тези устройства са твърдо заели своето място в списъка на най-модерното комутационно оборудване за взривни вещества.
Характеристики на избор и монтаж
Следните важни моменти се вземат предвид в процеса на подбор:
- защитните характеристики на устройството трябва да съответстват на параметрите на мрежата, в която се предполага да работи;
- превключвателят се избира въз основа на най-тежките условия на работа;
- номиналният ток и напрежение трябва да надвишават съответните параметри за защитената мрежа;
- токът на скъсване не трябва да надвишава стойността, гарантирана от производителя.
Преди да инсталирате вакуумния прекъсвач, трябва внимателно да проучите мястото на монтажа му и да се уверите, че няма повреди или дефекти. След това ще трябва да почистите изолираните повърхности на полюсите със суха кърпа.
Не е разрешено инсталирането на ново оборудване в система, върху изолационните повърхности на която има стружки, пукнатини и силно деформирани участъци.
Вторичната електрическа схема с последващо свързване на "заземяващата" шина подлежи на задължителна проверка. Самият вакуумен прекъсвач е прикрепен директно към подвижната част на количката с помощта на специален болтов хардуер.
Най-често срещаните модели
Сред най-често срещаните модели вакуумни камери се открояват следните:
- VVE-M-10–20.
- VVE-M-10-40.
- VVTE-M-10–20.
Почти всички продуктови мостри от този списък са по-нататъшно развитие на стари маслени прекъсвачи и са способни да работят в AC и DC вериги. Инсталирането, последващата настройка и пускане в експлоатация на вакуумни устройства с високо напрежение са трудоемки процедури, които определят по-нататъшната им функционалност. Следователно изброените операции се поверяват само на специалисти със съответната квалификация.
Когато инсталирате устройството, трябва да се спазва последователността на операциите по настройка. Спазването на това изискване е в основата на безопасността на експлоатационния персонал или дежурен електротехник, упълномощен да работи с оборудване с високо напрежение.
Продуктите, принадлежащи към категорията на вакуумните прекъсвачи, се нуждаят от професионален подбор и оценка, тъй като тяхната работа е свързана с високо напрежение.
