Do projektowania gwintowników z linii przesyłowych wysokiego napięcia tradycyjnie stosuje się specjalne urządzenia przełączające. Ich wspólną nazwą jest wyłącznik próżniowy, co tłumaczy się właściwościami komory łukowej. Możliwe jest szczegółowe zapoznanie się z tymi urządzeniami dopiero po przestudiowaniu tła ich wyglądu.
Historia odniesienia
Po raz pierwszy wyłączniki próżniowe zostały wspomniane na początku lat 30. XX wieku, kiedy urządzenia były używane do odłączania stosunkowo niskonapięciowych obwodów działających pod napięciem do 40 kV. Aby uzyskać niezawodne pochłaniacze próżniowe, które mogą wyłączać znaczne prądy w obwodach o wysokim potencjale, wymagana była cała seria badań. Podczas ich realizacji, około 1957 r., Procesy zaobserwowane podczas spalania łuku wysokonapięciowego zostały całkowicie zbadane i usystematyzowane. Przejście od prototypów produkowanych w pojedynczych egzemplarzach do masowej produkcji nowoczesnych urządzeń zajęło kolejne dwie długie dekady.
Zasada działania
Zasada gaszenia łuku oparta jest na wysokiej wytrzymałości dielektrycznej i specjalnych właściwościach izolacyjnych próżni uzyskanej sztucznie z fizyki. Gdy styczniki mocy zostaną otwarte w komorze, w której są umieszczone, powstaje łuk elektryczny, wspierany przez cząsteczki metalu odparowujące z ich powierzchni. Brak warunków do jego stabilizacji uniemożliwia powstanie piku technologicznego ze względu na wysokie właściwości dielektryczne ośrodka próżniowego.
Ze względu na znaczną wytrzymałość dielektryczną próżni moment gaszenia łuku zostaje przesunięty do punktu poprzedzającego maksimum jego rozwoju. W elektrotechnice zjawisko to nazywa się „odcięciem prądu”. Jego obecność negatywnie wpływa na sieci elektryczne, ponieważ w wyniku tego procesu następuje przepięcie łączeniowe.
Funkcje aplikacji i obsługi
Dzięki swojej konstrukcji, na początkowym etapie, ten typ wyłącznika został opracowany jako urządzenie przeznaczone do instalacji w szafach rozdzielczych (w skomplikowanych urządzeniach). Obecnie montowane są w otwartych strukturach dystrybucyjnych (rozdzielnicy zewnętrznej). Nowoczesny próżniowy wyłącznik automatyczny jest szybkim urządzeniem przełączającym zaprojektowanym z myślą o długiej żywotności w porównaniu do swoich poprzedników, które mają środowisko naftowe i gazowe.
Większość nowoczesnych farm energetycznych porzuciła przestarzałe konstrukcje i ostatecznie przeszła na dość kompaktowe i bezobsługowe nowe wyłączniki. Wynika to z następujących powodów:
- urządzenie próżniowe jest bezpretensjonalne i nie wymaga regularnego czyszczenia kontaktów ani aktualizacji środowiska;
- podczas pracy urządzenia olejowego napełniacz stale przecieka;
- zgodnie z paszportem żywotność urządzeń próżniowych sięga 20 lat, co jest wartością znacznie wyższą niż ten sam wskaźnik dla innych typów wyłączników.
Podczas pracy mechanizm napędowy często ulega awarii w najbardziej nieodpowiednim momencie. Aby utrzymać go w stanie roboczym, urządzenie ma specjalną jednostkę do ręcznego ładowania sprężyny. Obowiązkowe dla tych urządzeń jest obecność przycisku awaryjnego, który pozwala wyłączyć mechanizm blokujący do rozwijania modułów rozdzielnicy, gdy szafka jest włączona. Ten punkt dotyczy bezpieczeństwa personelu obsługującego sprzęt i wymaga szczególnej uwagi.
Funkcje konstrukcyjne
Każdy model wysokiego napięcia przełącznika próżniowego ma indywidualne cechy, ponieważ jest przeznaczony do pracy w sieciach z różnymi wskaźnikami elektrycznymi. Ponadto producenci wprowadzają również pewne zmiany w projekcie swoich produktów. Jednak ogólnie skład komponentów tych urządzeń pozostaje niezmieniony. Główne elementy:
- Obudowa wykonana na bazie trwałego metalu, wewnątrz którego zamontowany jest napęd włączania i wyłączania (może to być sprężyna lub inny typ).
- 3-biegunowy kolektor prądu, przeznaczony do podłączenia do sieci 380 woltów i odłączany, gdy rozdzielnica jest przełączana z trybu pracy do pozycji spuszczania powietrza.
- Wózek do umieszczenia wewnątrz skrzynki, w swojej konstrukcji różniący się od innych podobnych struktur.
Część elektryczna produktu ma specjalne przegrody, które oddzielają sekcje faz od siebie. Ma również złożone urządzenie i zawiera szereg elementów opisanych w paszporcie.
Odmiany wyłączników próżniowych
Produkty są zazwyczaj klasyfikowane zgodnie z klasą przełączanego przez nie potencjału.
Wśród odmian wyróżniają się następujące typy:
- Urządzenia do pracy z napięciami 6-10 kV.
- Urządzenia do przełączania wyższych poziomów - do 35 kV.
- Urządzenia zaprojektowane na ultra wysokie napięcie 110-220 kV.
Kolejnym „działającym” kryterium klasyfikacji wyłączników jest moc, którą mogą przenosić na obciążenie. Zgodnie z tym parametrem ich podział odbywa się podobnie do klasyfikacji konsumenta.
Zalety i wady
Zalety urządzeń obejmują:
- małe wymiary;
- możliwość szybkiego zastąpienia poszczególnych sekcji;
- bezgłośność i niezależność od orientacji w przestrzeni;
- bezpieczeństwo dla zdrowia personelu.
Nie muszą uzupełniać środowiska ochronnego i są wysoce niezawodne. Ale te produkty nie mogłyby obejść się bez problemów związanych z wieloma urządzeniami elektrycznymi. Wady wyłączników próżniowych obejmują:
- ograniczone prądy robocze;
- „Tendencja” do przepięcia;
- mały zasób przełączający.
Pomimo istniejących niedociągnięć, urządzenia te zdecydowanie zajęły swoje miejsce na liście najnowocześniejszych urządzeń przełączających do materiałów wybuchowych.
Funkcje wyboru i instalacji
Podczas wyboru przełącznika brane są pod uwagę następujące ważne punkty:
- właściwości ochronne urządzenia muszą odpowiadać parametrom sieci, w której ma ono działać;
- przełącznik jest wybierany na podstawie najtrudniejszych warunków pracy;
- prąd znamionowy i napięcie muszą przekraczać odpowiednie parametry dla chronionej sieci;
- prąd wyłączający nie może przekraczać wartości gwarantowanej przez producenta.
Przed zainstalowaniem wyłącznika próżniowego należy dokładnie sprawdzić miejsce jego instalacji i upewnić się, że nie ma żadnych uszkodzeń lub wad. Następnie musisz wyczyścić izolowane powierzchnie biegunów suchą szmatką.
Niedopuszczalne jest instalowanie nowego sprzętu w systemie na powierzchniach izolacyjnych, których są wióry, pęknięcia i mocno zdeformowane sekcje.
Schemat obwodu wtórnego z późniejszym podłączeniem szyny uziemiającej podlega obowiązkowej weryfikacji. Sam wyłącznik próżniowy jest przymocowany bezpośrednio do ruchomej części wózka za pomocą specjalnego przykręcanego sprzętu.
Najpopularniejsze modele
Wśród najczęstszych modeli komór próżniowych wyróżniają się:
- VVE-M-10–20.
- VVE-M-10–40.
- VVTE-M-10–20.
Prawie wszystkie próbki produktów z tej listy stanowią dalszy rozwój starych wyłączników olejowych i mogą pracować w obwodach prądu przemiennego i stałego. Instalacja, późniejsza konfiguracja i uruchomienie wysokoprądowych urządzeń próżniowych są pracochłonnymi procedurami determinującymi ich dalszą funkcjonalność. Dlatego wymienione operacje są zaufane tylko specjalistom o odpowiednich kwalifikacjach.
Podczas instalowania urządzenia należy przestrzegać kolejności instalacji. Zgodność z tym wymogiem stanowi podstawę bezpieczeństwa personelu obsługującego lub dyżurującego elektryka upoważnionego do pracy z urządzeniami wysokiego napięcia.
Produkty należące do kategorii wyłączników próżniowych wymagają profesjonalnej selekcji i oceny, ponieważ ich działanie wiąże się z wysokimi napięciami.
