K navrhování odboček z vysokonapěťových přenosových vedení se tradičně používají speciální spínací zařízení. Jejich běžný název je vakuový jistič, což je vysvětleno zvláštnostmi komory pro hašení oblouku. S těmito zařízeními je možné se podrobně seznámit až po prostudování prehistorie jejich vzhledu.
Historický odkaz
Poprvé byly vakuové jističe zmíněny na počátku 30. let 20. století, kdy se zařízení používala k odpojení obvodů s relativně nízkým proudem pracujících pod napětím do 40 kV. K získání spolehlivých vakuových absorbérů schopných vypínat významné proudy v obvodech s vysokým potenciálem byla zapotřebí celá řada studií. Když byly provedeny, přibližně do roku 1957, procesy pozorované během hoření vysokého napětí byly plně studovány a systematizovány. Trvalo další dvě dlouhá desetiletí přejít od prototypů vyráběných v jednotlivých kopiích k hromadné výrobě moderních zařízení.
Princip fungování
Princip hašení oblouku je založen na skutečnosti vysoké elektrické pevnosti a speciálních izolačních vlastností uměle získaného vakua, známého z fyziky. Po otevření výkonových stykačů v komoře, kde jsou umístěny, se vytvoří elektrický oblouk podporovaný kovovými částicemi odpařujícími se z jejich povrchu. Absence podmínek pro jeho stabilizaci brání rozvoji procesního píku v důsledku vysokých dielektrických vlastností vakuového média.
Vzhledem k významné dielektrické síle vakua se okamžik zániku oblouku posune do bodu předcházejícího maximu jeho vývoje. V elektrotechnice se tento jev nazývá „proudový řez“. Jeho přítomnost negativně ovlivňuje elektrické sítě, protože přepínání přepětí je důsledkem tohoto procesu.
Vlastnosti aplikace a provozu
Většina moderních energetických zařízení upustila od zastaralých návrhů a nakonec přešla na nové přepínače, které jsou poměrně kompaktní a nevyžadují údržbu. Je to z následujících důvodů:
- vakuové zařízení je nenáročné a nevyžaduje pravidelné čištění kontaktů nebo výměnu média;
- během provozu olejového zařízení neustále uniká plnivo;
- podle údajů pasu dosahuje životnost vakuových zařízení 20 let, což je mnohem vyšší než stejný ukazatel pro jiné typy jističů.
Během provozu hnací mechanismus často selže v nejnevhodnější chvíli. Aby bylo zařízení udržováno v provozuschopném stavu, má speciální jednotku pro ruční nabíjení pružinou. Povinná pro tato zařízení je přítomnost nouzového tlačítka, které umožňuje deaktivovat mechanismus blokování vysunutí modulů rozváděče, když je skříň zapnutá.Tento bod se týká bezpečnosti personálu obsluhujícího zařízení a vyžaduje zvláštní pozornost.
Designové vlastnosti
Každý model vysokonapěťového vakuového spínače má individuální vlastnosti, protože je určen pro provoz v sítích s různými elektrickými charakteristikami. Kromě toho výrobci také provádějí určité úpravy designu svých produktů. Obecně však složení složek těchto zařízení zůstává nezměněno. Hlavní prvky:
- Pouzdro vyrobené z odolného kovu, uvnitř kterého je namontován zapínací a vypínací pohon (může být odpružený nebo jiného typu).
- Třípólový kolektor proudu určený pro připojení k síti 380 V a odpojený při přenosu rozváděče z provozního režimu do vytažené polohy.
- Vozík pro umístění uvnitř pouzdra, který se liší od jiných podobných struktur svým provedením.
Elektrická část produktu má speciální přepážky, které od sebe oddělují fázové sekce. Má také složitou strukturu a obsahuje řadu prvků popsaných v pasu.
Odrůdy vakuových spínačů
Výrobky jsou obvykle klasifikovány podle třídy potenciálu, který mění.
Mezi všemi odrůdami vynikají následující typy:
- Zařízení pro práci s napětím 6-10 kV.
- Zařízení pro přepínání vyšších úrovní - do 35 kV.
- Zařízení určená pro velmi vysoké napětí 110-220 kV.
Dalším „pracovním“ kritériem pro klasifikaci jističů je výkon, který mohou přenést na zátěž. Podle tohoto parametru se jejich dělení provádí stejným způsobem jako klasifikace samotného spotřebitele.
Výhody a nevýhody
Mezi výhody zařízení patří:
- malá velikost;
- schopnost rychle vyměnit jednotlivé sekce;
- nehlučnost a nezávislost na orientaci v prostoru;
- bezpečnost pro zdraví obsluhujícího personálu.
Nepotřebují doplňování ochranného prostředí a jsou vysoce spolehliví. Ani tyto výrobky však nebyly bez problémů inherentní mnoha elektrickým zařízením. Nevýhody vakuových jističů zahrnují:
- omezené pracovní proudy;
- „Tendence“ k přepětí;
- malý přepínací zdroj.
Přes existující nedostatky si tato zařízení pevně získala své místo v seznamu nejmodernějších spínacích zařízení pro výbušniny.
Vlastnosti výběru a instalace
Při výběru jsou brány v úvahu následující důležité body:
- ochranné vlastnosti zařízení musí odpovídat parametrům sítě, ve které má být provozováno;
- přepínač je vybrán na základě nejtěžších provozních podmínek;
- jmenovitý proud a napětí musí překročit odpovídající parametry pro chráněnou síť;
- vypínací proud nesmí překročit hodnotu zaručenou výrobcem.
Před instalací vakuového vypínače je nutné pečlivě prozkoumat místo jeho instalace a ujistit se, že nedochází k žádným poškozením nebo vadám. Poté budete muset izolované povrchy pólů očistit suchým hadříkem.
Není povoleno instalovat nové zařízení do systému, na jehož izolačních površích jsou třísky, praskliny a silně zdeformované oblasti.
Schéma sekundárního zapojení s následným připojením "zemnící" sběrnice podléhá povinné kontrole. Samotný vakuový jistič je připevněn přímo k pohyblivé části vozíku pomocí speciálního šroubového kování.
Nejběžnější modely
Mezi nejběžnější modely vakuových komor vynikají:
- VVE-M-10–20.
- VVE-M-10-40.
- VVTE-M-10–20.
Téměř všechny vzorky produktů z tohoto seznamu představují další vývoj starých olejových jističů a jsou schopné pracovat v obvodech střídavého a stejnosměrného proudu. Instalace, následné seřízení a uvedení do provozu vysokonapěťových vakuových zařízení jsou časově náročné postupy, které určují jejich další funkčnost. Uvedené operace jsou proto svěřeny pouze odborníkům s příslušnou kvalifikací.
Při instalaci zařízení je třeba dodržovat pořadí instalačních operací. Dodržování tohoto požadavku je základem pro bezpečnost obsluhujícího personálu nebo elektrikáře ve službě oprávněného pracovat s vysokonapěťovými zařízeními.
Výrobky patřící do kategorie vakuových vypínačů vyžadují odborný výběr a hodnocení, protože jejich provoz je spojen s vysokým napětím.
