Voor het ontwerp van kranen van hoogspanningslijnen worden traditioneel speciale schakelapparaten gebruikt. Hun algemene naam is de vacuümstroomonderbreker, die wordt verklaard door de kenmerken van de boogkamer. Het is mogelijk om deze apparaten alleen in detail te leren kennen nadat u de achtergrond van hun uiterlijk hebt bestudeerd.
Geschiedenis referentie
Voor het eerst werden vacuümstroomonderbrekers genoemd in de vroege jaren '30 van de twintigste eeuw, toen de apparaten werden gebruikt om circuits met relatief lage stroom te ontkoppelen die onder spanning werken tot 40 kV. Om betrouwbare vacuümdempers te verkrijgen die aanzienlijke stromen in circuits met een hoog potentieel kunnen uitschakelen, was een hele reeks onderzoeken vereist. Tijdens hun implementatie, ongeveer in 1957, werden de processen die werden waargenomen tijdens het branden van hoogspanningsboog volledig bestudeerd en gesystematiseerd. De overgang van prototypes in enkele exemplaren naar de massaproductie van moderne apparaten duurde nog eens twee decennia.
Operatie principe
Het principe van booguitdoving is gebaseerd op het feit van hoge diëlektrische sterkte en speciale isolerende eigenschappen van vacuüm dat kunstmatig is verkregen uit de natuurkunde. Wanneer de vermogensschakelaars worden geopend in de kamer waar ze zijn geplaatst, wordt een elektrische boog gevormd, ondersteund door metaaldeeltjes die van hun oppervlak verdampen. Het ontbreken van voorwaarden voor de stabilisatie ervan verhindert de ontwikkeling van een procespiek vanwege de hoge diëlektrische eigenschappen van het vacuümmedium.
Vanwege de aanzienlijke diëlektrische sterkte van het vacuüm wordt het afschrikmoment van de boog verschoven naar een punt voorafgaand aan het maximum van zijn ontwikkeling. In de elektrotechniek wordt dit fenomeen een 'stroomonderbreking' genoemd. Zijn aanwezigheid heeft een negatieve invloed op elektrische netwerken, omdat het resultaat van dit proces het overschrijden van de spanning is.
Kenmerken van toepassing en bediening
Door zijn ontwerp, in de beginfase, werd dit type stroomonderbreker ontwikkeld als een apparaat dat bedoeld is voor installatie in schakelkasten (in complexe apparaten). Momenteel zijn ze gemonteerd in open distributiestructuren (buitenschakelapparatuur). Een moderne vacuümvermogenschakelaar is een snel schakelsysteem dat is ontworpen voor een lange levensduur in vergelijking met zijn voorgangers, die een olie- en gasomgeving hebben.
De meeste moderne energiebedrijven hebben achterhaalde ontwerpen opgegeven en zijn uiteindelijk overgestapt op vrij compacte en onderhoudsvrije nieuwe stroomonderbrekers. Dit heeft de volgende redenen:
- het vacuümapparaat is pretentieloos en hoeft de contacten niet regelmatig te reinigen of de omgeving bij te werken;
- tijdens bedrijf van het olie-apparaat lekt de vulstof constant;
- volgens het paspoort bereikt de levensduur van de vacuümapparaten 20 jaar, wat veel hoger is dan dezelfde indicator voor andere soorten stroomonderbrekers.
Tijdens bedrijf faalt het aandrijfmechanisme hiervoor vaak op het meest ongelegen moment. Om het in werkende staat te houden, heeft het apparaat een speciale eenheid voor handmatig opladen van de veer. Verplicht voor deze apparaten is de aanwezigheid van een noodknop waarmee u het vergrendelingsmechanisme voor het uitrollen van de schakelmodules kunt uitschakelen wanneer de kast is ingeschakeld. Dit punt heeft betrekking op de veiligheid van apparatuur voor personeelsonderhoud en vereist veel aandacht.
Ontwerpkenmerken
Elk model van een hoogspanningsvacuümschakelaar heeft individuele kenmerken, omdat het bedoeld is voor gebruik in netwerken met verschillende elektrische indicatoren. Daarnaast maken fabrikanten ook enkele aanpassingen aan het ontwerp van hun producten. Over het algemeen blijft de samenstelling van de componenten van deze apparaten echter ongewijzigd. Belangrijkste elementen:
- Een behuizing gemaakt van duurzaam metaal, waarin een aandrijving voor het in- en uitschakelen is gemonteerd (dit kan een veer zijn of een ander type).
- 3-polige stroomcollector, ontworpen om verbinding te maken met het 380 Volt-netwerk en losgekoppeld wanneer de schakelkast wordt overgeschakeld van de bedrijfsmodus naar de leeggelopen positie.
- De kar voor plaatsing in de koffer, in zijn ontwerp verschilt van andere vergelijkbare structuren.
Het elektrische deel van het product heeft speciale scheidingswanden die de fasesegmenten van elkaar scheiden. Het heeft ook een complex apparaat en bevat een aantal elementen die in het paspoort worden beschreven.
Soorten vacuümvermogenschakelaars
Producten worden meestal geclassificeerd op basis van de potentiële klasse die door hen is verwisseld.
Onder de variëteit vallen de volgende soorten op:
- Apparaten voor het werken met spanningen van 6-10 kV.
- Apparaten voor het schakelen van hogere niveaus - tot 35 kV.
- Apparaten ontworpen voor ultrahoogspanning 110-220 kV.
Een ander "werkend" criterium voor de classificatie van stroomonderbrekers is het vermogen dat ze kunnen overdragen op de belasting. Volgens deze parameter wordt hun indeling op dezelfde manier uitgevoerd als de classificatie van de consument.
Voor-en nadelen
De voordelen van de apparaten zijn onder meer:
- kleine afmetingen;
- de mogelijkheid om individuele secties snel te vervangen;
- geruisloosheid en onafhankelijkheid van oriëntatie in de ruimte;
- veiligheid voor de gezondheid van het personeel.
Ze hoeven de beschermende omgeving niet aan te vullen en zijn zeer betrouwbaar. Maar deze producten konden niet zonder de problemen die inherent zijn aan veel elektrische apparaten. De nadelen van vacuümvermogenschakelaars zijn:
- beperkte werkstromen;
- "Neiging" tot overspanning;
- kleine schakelbron.
Ondanks de bestaande tekortkomingen hebben deze apparaten stevig hun plaats ingenomen in de lijst van de modernste schakelapparatuur voor explosieven.
Kenmerken van selectie en installatie
Bij het selecteren van een schakelaar wordt rekening gehouden met de volgende belangrijke punten:
- de beschermende kenmerken van het apparaat moeten overeenkomen met de parameters van het netwerk waarin het zou moeten werken;
- de schakelaar is geselecteerd op basis van de moeilijkste bedrijfsomstandigheden;
- nominale stroom en spanning moeten de overeenkomstige parameters voor het beveiligde netwerk overschrijden;
- de onderbrekingsstroom mag de door de fabrikant gegarandeerde waarde niet overschrijden.
Voordat u de vacuümvermogenschakelaar installeert, moet u de plaats van installatie zorgvuldig onderzoeken en controleren of er geen schade of defecten zijn. Vervolgens moet u de geïsoleerde oppervlakken van de palen schoonmaken met een droge doek.
Het is niet toegestaan om nieuwe apparatuur in een systeem te installeren op de isolerende oppervlakken waarvan er spaanders, scheuren en sterk vervormde secties zijn.
Het secundaire schakelschema met aansluitende aansluiting van de aardbus is onderworpen aan verplichte verificatie. De vacuümvermogenschakelaar zelf wordt rechtstreeks aan het bewegende deel van de trolley bevestigd met behulp van speciaal vastgeschroefd beslag.
De meest voorkomende modellen
Onder de meest voorkomende modellen van vacuümkamers vallen de volgende op:
- VVE-M-10-20.
- VVE-M-10–40.
- VVTE-M-10-20.
Bijna alle productmonsters uit deze lijst zijn een verdere ontwikkeling van oude olie-stroomonderbrekers en kunnen werken in AC- en DC-circuits. Installatie, latere configuratie en inbedrijfstelling van hoogspanningsvacuüminrichtingen zijn arbeidsintensieve procedures die hun verdere functionaliteit bepalen. Daarom worden de vermelde bewerkingen alleen vertrouwd aan specialisten met de juiste kwalificaties.
Bij het installeren van het apparaat moet de installatieprocedure worden gevolgd. Naleving van deze vereiste is de basis voor de veiligheid van het bedienend personeel of een dienstdoende elektricien die bevoegd is om met hoogspanningsapparatuur te werken.
Producten die tot de categorie vacuümvermogenschakelaars behoren, hebben professionele selectie en evaluatie nodig, omdat hun werking gepaard gaat met hoge spanningen.
