Für die Auslegung von Abgriffen aus Hochspannungsübertragungsleitungen werden traditionell spezielle Schaltgeräte verwendet. Ihr gebräuchlicher Name ist der Vakuum-Leistungsschalter, der durch die Merkmale der Lichtbogenkammer erklärt wird. Es ist möglich, diese Geräte erst detailliert kennenzulernen, nachdem der Hintergrund ihres Aussehens untersucht wurde.
Geschichtsreferenz
Zum ersten Mal wurden Vakuum-Leistungsschalter in den frühen 30er Jahren des 20. Jahrhunderts erwähnt, als die Geräte zum Trennen von Stromkreisen mit relativ geringem Strom verwendet wurden, die unter einer Spannung von bis zu 40 kV betrieben wurden. Um zuverlässige Vakuumabsorber zu erhalten, die signifikante Ströme in Stromkreisen mit hohem Potential abschalten können, war eine ganze Reihe von Studien erforderlich. Während ihrer Implementierung, ungefähr bis 1957, wurden die beim Hochspannungslichtbogenbrennen beobachteten Prozesse vollständig untersucht und systematisiert. Der Übergang von Prototypen in Einzelexemplaren zur Massenproduktion moderner Geräte dauerte weitere zwei lange Jahrzehnte.
Funktionsprinzip
Das Prinzip der Lichtbogenlöschung basiert auf der Tatsache einer hohen Durchschlagfestigkeit und besonderen Isoliereigenschaften des künstlich aus der Physik erhaltenen Vakuums. Wenn die Leistungsschütze in der Kammer geöffnet werden, in der sie angeordnet sind, wird ein Lichtbogen gebildet, der von Metallpartikeln getragen wird, die von ihrer Oberfläche verdampfen. Das Fehlen von Bedingungen für seine Stabilisierung verhindert die Entwicklung eines Prozesspeaks aufgrund der hohen dielektrischen Eigenschaften des Vakuummediums.
Aufgrund der signifikanten Spannungsfestigkeit des Vakuums wird das Moment des Löschens des Lichtbogens auf einen Punkt verschoben, der vor dem Maximum seiner Entwicklung liegt. In der Elektrotechnik wird dieses Phänomen als "Stromabschaltung" bezeichnet. Sein Vorhandensein wirkt sich negativ auf elektrische Netze aus, da das Ergebnis dieses Prozesses eine Schaltüberspannung ist.
Merkmale der Anwendung und des Betriebs
In der Anfangsphase wurde dieser Leistungsschaltertyp als Gerät für den Einbau in Schaltanlagenschränke (in komplexen Geräten) entwickelt. Derzeit sind sie in offenen Verteilungsstrukturen (Außenschaltanlagen) montiert. Ein moderner Vakuum-Leistungsschalter ist ein Hochgeschwindigkeitsschaltgerät, das im Vergleich zu seinen Vorgängern mit Öl- und Gasumgebungen für eine lange Lebensdauer ausgelegt ist.
Die meisten modernen Energieparks haben veraltete Konstruktionen aufgegeben und schließlich auf relativ kompakte und wartungsfreie neue Leistungsschalter umgestellt. Dies hat folgende Gründe:
- Das Vakuumgerät ist unprätentiös und muss nicht regelmäßig gereinigt oder die Umgebung aktualisiert werden.
- Während des Betriebs der Ölvorrichtung leckt der Füllstoff ständig.
- Laut Pass erreicht die Lebensdauer der Vakuumgeräte 20 Jahre, was viel höher ist als der gleiche Indikator für andere Arten von Leistungsschaltern.
Während des Betriebs fällt der Antriebsmechanismus häufig zum ungünstigsten Zeitpunkt aus. Um den Betriebszustand aufrechtzuerhalten, verfügt das Gerät über eine spezielle Einheit zum manuellen Aufladen der Federn. Für diese Geräte ist das Vorhandensein eines Notfallknopfs obligatorisch, mit dem Sie den Verriegelungsmechanismus zum Ausrollen der Schaltanlagenmodule bei eingeschaltetem Schrank deaktivieren können. Dieser Punkt betrifft die Sicherheit von Personalwartungsgeräten und erfordert besondere Aufmerksamkeit.
Design-Merkmale
Jedes Modell eines Hochspannungs-Vakuumschalters hat individuelle Eigenschaften, da es für den Betrieb in Netzen mit verschiedenen elektrischen Anzeigen vorgesehen ist. Darüber hinaus nehmen die Hersteller einige Anpassungen am Design ihrer Produkte vor. Im Allgemeinen bleibt die Zusammensetzung der Komponenten dieser Vorrichtungen jedoch unverändert. Hauptelemente:
- Ein Gehäuse aus strapazierfähigem Metall, in dem ein Ein- und Ausschalter montiert ist (es kann sich um eine Feder oder einen anderen Typ handeln).
- 3-poliger Stromkollektor, der für den Anschluss an das 380-Volt-Netz ausgelegt und getrennt ist, wenn die Schaltanlage aus der Betriebsart in die entleerte Position geschaltet wird.
- Der Wagen zur Platzierung innerhalb des Gehäuses unterscheidet sich in seinem Design von anderen ähnlichen Strukturen.
Der elektrische Teil des Produkts weist spezielle Trennwände auf, die die Phasenabschnitte voneinander trennen. Es hat auch ein komplexes Gerät und enthält eine Reihe von Elementen, die im Pass beschrieben sind.
Sorten von Vakuum-Leistungsschaltern
Produkte werden normalerweise nach der von ihnen geschalteten Potentialklasse klassifiziert.
Unter den Sorten fallen folgende Typen auf:
- Geräte zum Arbeiten mit Spannungen von 6-10 kV.
- Geräte zum Schalten höherer Pegel - bis zu 35 kV.
- Geräte für Ultrahochspannung 110-220 kV.
Ein weiteres „Arbeitskriterium“ für die Klassifizierung von Leistungsschaltern ist die Leistung, die sie auf die Last übertragen können. Nach diesem Parameter erfolgt ihre Aufteilung ähnlich wie bei der Klassifizierung des Verbrauchers.
Vorteile und Nachteile
Die Vorteile der Geräte umfassen:
- kleine Abmessungen;
- die Fähigkeit, einzelne Abschnitte schnell zu ersetzen;
- Geräuschlosigkeit und Unabhängigkeit von der Orientierung im Raum;
- Sicherheit für die Gesundheit des Personals.
Sie müssen die Schutzumgebung nicht auffüllen und sind äußerst zuverlässig. Diese Produkte könnten jedoch nicht ohne die Probleme auskommen, die vielen elektrischen Geräten inhärent sind. Die Nachteile von Vakuum-Leistungsschaltern umfassen:
- begrenzte Arbeitsströme;
- "Tendenz" zur Überspannung;
- kleine Vermittlungsressource.
Trotz der bestehenden Mängel haben diese Geräte einen festen Platz in der Liste der modernsten Schaltgeräte für Sprengstoffe eingenommen.
Merkmale der Auswahl und Installation
Bei der Auswahl eines Schalters werden folgende wichtige Punkte berücksichtigt:
- Die Schutzeigenschaften des Geräts müssen den Parametern des Netzwerks entsprechen, in dem es betrieben werden soll.
- Der Schalter wird basierend auf den schwierigsten Betriebsbedingungen ausgewählt.
- Nennstrom und Nennspannung müssen die entsprechenden Parameter für das geschützte Netzwerk überschreiten.
- Der Unterbrechungsstrom darf den vom Hersteller garantierten Wert nicht überschreiten.
Vor der Installation des Vakuum-Leistungsschalters muss der Installationsort sorgfältig überprüft werden und sichergestellt werden, dass keine Schäden oder Mängel vorliegen. Dann müssen Sie die isolierten Oberflächen der Stangen mit einem trockenen Lappen reinigen.
Es ist nicht gestattet, neue Geräte in ein System einzubauen, auf dessen Isolierflächen Späne, Risse und stark verformte Abschnitte vorhanden sind.
Der sekundäre Schaltplan mit dem anschließenden Anschluss des Erdungsbusses unterliegt einer obligatorischen Überprüfung. Der Vakuum-Leistungsschalter selbst wird mit Hilfe spezieller Schraubteile direkt am beweglichen Teil des Wagens befestigt.
Die gängigsten Modelle
Unter den gängigsten Modellen von Vakuumkammern fallen folgende auf:
- VVE-M-10–20.
- VVE-M-10–40.
- VVTE-M-10–20.
Fast alle Produktmuster aus dieser Liste sind eine Weiterentwicklung alter Ölleistungsschalter und können in Wechselstrom- und Gleichstromkreisen betrieben werden. Installation, anschließende Konfiguration und Inbetriebnahme von Hochspannungsvakuumgeräten sind arbeitsintensive Verfahren, die deren weitere Funktionalität bestimmen. Daher werden die aufgeführten Vorgänge nur Spezialisten mit den entsprechenden Qualifikationen anvertraut.
Bei der Installation des Geräts muss die Setup-Reihenfolge eingehalten werden. Die Einhaltung dieser Anforderung ist die Grundlage für die Sicherheit des Bedienpersonals oder eines Elektrikers im Dienst, der zur Arbeit mit Hochspannungsgeräten befugt ist.
Produkte der Kategorie der Vakuum-Leistungsschalter müssen professionell ausgewählt und bewertet werden, da ihr Betrieb mit hohen Spannungen verbunden ist.
