За проектирането на кранове от високо напрежение на електропроводи традиционно се използват специални комутационни устройства. Общото им име е вакуумният прекъсвач, което се обяснява с характеристиките на дъговидната камера. Възможно е да се запознаете подробно с тези устройства само след изучаване на фона на външния им вид.
Справка за историята
За първи път вакуумните прекъсвачи се споменават в началото на 30-те години на XX век, когато устройствата се използват за изключване на сравнително ниски токови вериги, работещи при напрежение до 40 kV. За да се получат надеждни вакуумни абсорбатори, които могат да изключат значителни токове в вериги с висок потенциал, беше необходима цяла серия от изследвания. По време на тяхното изпълнение, приблизително до 1957 г., процесите, наблюдавани по време на изгаряне на високо напрежение, са напълно проучени и систематизирани. Преходът от прототипи, произведени в единични екземпляри, до масовото производство на съвременни устройства отне още две дълги десетилетия.
Принцип на работа
Принципът на изгасване на дъгата се основава на факта на висока диелектрична якост и специални изолационни свойства на вакуум, получени изкуствено от физиката. Когато силните 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 стабилизирането му възпрепятства развитието на технологичен пик поради високите диелектрични свойства на вакуумната среда.
Поради значителната диелектрична сила на вакуума, моментът на гасене на дъгата се измества до точка, предшестваща максимума на нейното развитие. В електротехниката това явление се нарича „прекъсване на тока“. Наличието му се отразява негативно на електрическите мрежи, тъй като резултатът от този процес е превключване на пренапрежение.
Характеристики на приложение и работа
По своя дизайн на началния етап този тип прекъсвач е разработен като устройство, предназначено за монтаж в шкафове за разпределителни уреди (в сложни устройства). Понастоящем те се монтират в отворени разпределителни конструкции (външно разпределително устройство). Съвременният вакуумен прекъсвач е високоскоростно превключващо устройство, проектирано за дълъг експлоатационен живот в сравнение с неговите предшественици, които имат нефтена и газова среда.
Повечето съвременни енергийни ферми са изоставили остарели дизайни и накрая са преминали към сравнително компактни и без поддръжка нови прекъсвачи. Това се дължи на следните причини:
- вакуумното устройство е непретенциозно и не се нуждае от редовно почистване на контактите или актуализиране на околната среда;
- по време на работа на масленото устройство пълнителят постоянно изтича;
- според паспорта, животът 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 отказва в най-неподходящия момент за това. За да го поддържа в работно състояние, устройството разполага със специално устройство за ръчно зареждане с пружина. Задължително за тези устройства е наличието на авариен бутон, който ви позволява да деактивирате заключващия механизъм за разточване на модулите на разпределителните устройства, когато шкафът е включен. Тази точка се отнася до безопасността на обслужващото оборудване за персонала и изисква внимателно внимание.
Характеристики на дизайна
Всеки модел на вакуум превключвател с високо напрежение има индивидуални характеристики, тъй като е предназначен за работа в мрежи с различни електрически индикатори. Освен това производителите правят и някои корекции в дизайна на своите продукти. Въпреки това, като цяло, съставът на компонентите на тези устройства остава непроменен. Основни елементи:
- Корпус, направен на базата на здрав метал, вътре в който е монтирано устройство за включване и изключване (може да бъде пружинен или друг тип).
- 3-полюсен колектор за ток, предназначен за свързване към мрежата от 380 волта и изключен, когато разпределителното устройство е превключено от режим на работа в обезопасено положение.
- Количката за поставяне вътре в кутията, по своя дизайн се различава от други подобни конструкции.
Електрическата част на продукта има специални прегради, които разделят фазовите секции един от друг. Освен това има сложно устройство и съдържа редица елементи, описани в паспорта.
Разновидности на вакуумни прекъсвачи
Продуктите обикновено се класифицират според класа на потенциала, превключен от тях.
Сред разнообразието 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 ултра високо напрежение 110-220 kV.
Друг „работещ” критерий за класификацията на прекъсвачите е мощността, която те могат да прехвърлят към товара. Според този параметър тяхното разделяне се извършва подобно на класификацията на потребителя.
Предимства и недостатъци
Предимствата на устройствата включват:
- малки размери;
- способността за бързо заместване на отделни секции;
- безшумност и независимост от ориентация в пространството;
- безопасност за здравето на персонала.
Те не се нуждаят от попълване на защитната среда и са високо надеждни. Но тези продукти не биха могли да се справят без проблемите, присъщи на много електрически устройства. Недостатъците на вакуумните прекъсвачи включват:
- ограничени работни токове;
- "Склонност" към пренапрежение;
- малък превключващ ресурс.
Въпреки съществуващите недостатъци, тези устройства твърдо заеха своето място в списъка на най-модерното оборудване за превключване на експлозиви.
Характеристики на избор и монтаж
В процеса на избор на превключвател се вземат предвид следните важни точки:
- защитните характеристики на устройството трябва да съответстват на параметрите на мрежата, в която се предполага, че работи;
- превключвателят се избира въз основа на най-трудните условия на работа;
- номиналният ток и напрежение трябва да надвишават съответните параметри за защитената мрежа;
- токът на прекъсване не трябва да надвишава стойността, гарантирана от производителя.
Преди да инсталирате вакуумния прекъсвач, е необходимо внимателно да проучите мястото на неговата инсталация и да се уверите, че няма повреди или дефекти. След това трябва да почистите изолираните повърхности на стълбовете със сух парцал.
Не е позволено да се монтира ново оборудване в система, върху изолационните повърхности на която има чипове, пукнатини и силно деформирани секции.
Диаграмата на вторичната верига с последващото свързване на наземната шина подлежи на задължителна проверка. Самият вакуум прекъсвач е прикрепен директно към подвижната част на количката с помощта на специален хардуер с болтове.
Най-често срещаните модели
Сред най-често срещаните модели вакуумни камери се открояват следните:
- VVE-М-10-20.
- VVE-М-10-40.
- VVTE-М-10-20.
Почти всички проби от този списък са допълнителна разработка на стари прекъсвачи за масло и могат да работят в променливотокови и постоянни вериги. Инсталирането, последващото конфигуриране и пускане в експлоатация на вакуумни устройства с високо напрежение са трудоемки процедури, които определят по-нататъшната им функционалност. Следователно изброените операции се доверяват само на специалисти със съответната квалификация.
Когато инсталирате устройството, трябва да се спазва последователността за настройка. Спазването на това изискване е основа за безопасността на обслужващия персонал или дежурен електротехник, оторизиран да работи с високо напрежение.
Продуктите, принадлежащи към категорията на вакуумните прекъсвачи, се нуждаят от професионален подбор и оценка, тъй като работата им е свързана с високи напрежения.
