Источники информации

• Солянкин А. Г., Павлов М. В., Павлов И. В., Желтов И. Г. Теория и конструкции выключателей. — П.: Энергоиздат, 1982. — С. 350.
• Кравченко А. Н., Метельский В. П., Рассальский А. Н. Высоковольтные выключатели 6… 10 кВ // Электрик. — 2006. -№ 9-10, 11-12; 2007.-№ 1-2.
• Вакуумные выключатели

Cсылки

• Варианты гашения дуги в высоковольтных выключателях

· вакуумный выключатель — vacuum switch… (Большой англо-русский и русско-английский словарь)

· вакуумный выключатель — vacuum circuit breaker, vacuum circuit breaker, ( токов короткого замыкания) vacuum fault interrupter, vacuum( operated) switch … (Англо-русский словарь технических терминов)

· vacuum circuit breaker — вакуумный выключатель …

· vacuum circuit-breaker — вакуумный выключатель …

· vacuum fault interrupter — вакуумный выключатель ( токов короткого замыкания) …

· vacuum(-operated) switch — вакуумный выключатель …

· vacuum(-operated) switch — вакуумный выключатель …

Вакуумные выключатели

Электрическая прочность вакуумного промежутка во много раз больше, чем воздушного промежутка при атмосферном давлении. Это свойство используется в вакуумных дугогасительных камерах КДВ. Рабочие контакты имеют вид полых усеченных конусов с радиальными прорезями. Такая форма контактов при размыкании создает радиальное электродинамическое усилие, действующее на возникающую дугу и заставляющее перемещаться ей через зазоры на дугогасительные контакты. На рис. 1, а показан общий вид вакуумного выключателя ВВК-35Б-20/1000У1, предназначенного для частых коммутаций в нормальных и аварийных режимах в электроустановках 35 кВ. Выключатель рассчитан на открытую установку. На общей раме крепятся с помощью фарфоровых изоляторов три полюса. В каждом полюсе (рис. 4.8,6) в фарфоровом изоляторе 3, армированном фланцами 2 и 6, заключена дугогасительная камера 5. Для надежной изоляции полюсы заливаются маслом, и в крышке 1 имеется маслоуказатель. Механизм привода полюса 8 тягами 7 и 4 связан с подвижным контактом. Гашение дуги осуществляется в вакуумной камере 5. Рис.1 Вакуумный выключатель ВВК-35Б-20/1000У1: а - общий вид: 1- полюс; 2 - привод; 3 - рама; 4 - механизм привода полюса; 5 - опорный изолятор; 6 - токоведущие шины; б - полюс выключателя: 1 - крышка; 2, 6 - фланцы; 3 - фарфоровый изолятор; 4,7 - тяги; 5 - вакуумная камера; 8 - механизм привода Достаточно широкое применение получили вакуумные выключатели нагрузки ВНВ, рассчитанные на отключение номинальных токов. Вакуумные выключатели в мировой практике применяются в установках 500 кВ включительно. Достоинства вакуумных выключателей: простота конструкции; высокая степень надежности, высокая коммутационная износостойкость, малые размеры, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие шума при операциях; отсутствие загрязнения окружающей среды, малые эксплуатационные расходы. Недостатки вакуумных выключателей: сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения, возможность коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных токов.

BB/TEL вакуумные выключатели

Выключатели серии BB/TEL являются современными выключателями, в которых реализованы достижения в отечественной вакуумной коммутационной технике и электромеханике, позволившие создать аппараты наиболее высокого технического уровня, не требующие ремонта в течение всего срока службы.   ОБЩИЙ ВИД ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ: 1 - контактные выводы; 2 - полюсы выключателя; 3 - корпус привода Разрез полюса выключателя BB/TEL в отключенном состоянии: 1 - неподвижный контакт ВДК; 2 - вакуумная дугогасительная камера (ВДК); 3 - подвижной контакт ВДК; 4 - гибкий токосъем; 5 - тяговый изолятор; 6 - пружина поджатия; 7 - отключающая пружина; 8 - верхняя крышка; 9 - катушка; 10 - кольцевой магнит; 11 - якорь; 12 - втулка якоря; 13 - кулачок; 14 - вал привода выключателя; 15 - постоянный магнит; 16 - герконы (контакты для внешних вспомогательных цепей)

ВБН/ЭЛКО/ТЭ-27,5-25/1000

Производитель: ЭЛКО Номинальное напряжение, кВ: 27,5 Наибольшее рабочее напряжение, кВ: 30,5 Номинальный ток, А: 1000 Номинальный ток отключения, кА: 25 Циклов ВО, при номинальном токе: 25000 Циклов ВО, при токе КЗ: 50 Электродинамическая стойкость (кА): 64 Ток термической стойкости, кА (с): 25 (3) Собственное время отключения, мс: 30 Полное время отключения, мс: 50 Собственное время включения, мс: 200 ВБН/ЭЛКО/ТЭ-27,5-25/1000 - вакуумный выключатель, служит для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в электрических сетях с номинальным напряжением 27, 5 кВ переменного тока частотой 50 Гц. Вакуумный выключатель ВБН/ЭЛКО/ТЭ-27,5-25/1000 изготовлен для эксплуатации в открытых и закрытых РУ тяговых подстанций электрифицированных железных дорог. Вакуумные выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78, ГОСТ 18397-86 и РИЖФ. 674152. 024 ТУ. Условия эксплуатации вакуумных выключателей: - климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 1; - высота над уровнем моря до 1000 м; - окружающая среда невзрывоопасная с содержанием коррозионно-активных агентов по ГОСТ 15150-69 (атмосфера типа II); - скорость ветра: до 15 м/с при наличии гололеда при толщине корки льда до 20 мм; до 40 м/с при отсутствии гололеда; - натяжение проводов и ветровая нагрузка в горизонтальном направлении в плоскости полюса до 500 Н (50 кгс); - относительная влажность 80% при температуре 20 °С, а верхнее значение 98% при 25 °С (без конденсации влаги); - длина пути утечки внешней изоляции соответствует II степени загрязнения по ГОСТ 9920-89. Вакуумный выключатель по части воздействия механических факторов внешней среды обеспечивают нормальную работу и нормированные параметры по группе М13 ГОСТ 17516. 1-90. Рабочее расположение вакуумного выключателя в пространстве вертикальное, допустимое отклонение 5° в любую сторону от вертикали. Требования ТБ по ГОСТ 12. 2. 007. 0-75, ГОСТ 12. 2. 007. 3-75. Гарантии производителя вакуумных выключателей. Гарантийный срок работы вакуумного выключателя - 5 лет со дня ввода в эксплуатацию. Комплектация выключателя. По требованию клиента вакуумный выключатель комплектуется трансформатором тока типа ТОЛ35-У1. Устройство вакуумного выключателя ВБН/ЭЛКО/ТЭ-27,5-25/1000. Принцип работы вакуумного выключателя образован на гашении электрической дуги, возникающей при размыкании контактов в вакууме. Большая электрическая прочность вакуумного промежутка гарантирует надежное гашение дуги. Гашение электрической дуги обеспечивается российской вакуумной дугогасительной камерой КДВ 35-25/1600 УХЛ1 ИМПБ. 686484. 008ТУ. Вакуумный выключатель включает в себя следующие основные части: - рама вакуумного выключателя, служащая основанием для вакуумного выключателя, - трех полюсов вакуумного выключателя, установленных посредством изоляционных тяг на раме вакуумного выключателя - привод электромагнитный, механически соединенный с подвижными контактами вакуумных камер, - подставки, на которой установлен вакуумный выключатель с трансформаторами тока. С помощью подставки вакуумный выключатель ВБН/ЭЛКО/ТЭ-27,5-25/1000 крепится к фундаменту.

ВВЭЛ-35-25/630

Производитель: Элвест Номинальное напряжение, кВ: 35 Наибольшее рабочее напряжение, кВ: 40,5 Номинальный ток, А: 630 Номинальный ток отключения, кА: 25 Циклов ВО, при номинальном токе: 50000 Циклов ВО, при токе КЗ: 50 Масса, кг: 200 Данный тип выключателя выпускается на следующие номинальные токи отключения: 5, 20, 25, 31,5 кА ВВЭЛ-35-25/630 - вакуумный выключатель предназначенный для работы в электроустановках с частыми коммутациями. Новые выключатели ВВЭЛ-35, по сравнению с раннее выпускавшимися НПП Элвест ВБЦ-35 и ВБУ-35, имеют меньшие массу и габариты за счет применения импортных эпоксидных изоляторов, вакуумной камеры и нового электромагнитного привода. В то же время все установочные размеры и электрическая схема выключателя ВВЭЛ-35 в стационарном исполнении полностью соответствуют ранее выпускавшимся моделям, упрощая замену выключателя. Возможна выкатная установка этого высоковольтного выключателя на определенные типы ячеек зарубежного производства. Выкатное исполнение выключателей ВВЭЛ-35 может быть установлено в некоторых типах ячеек зарубежных изготовителей. При этом блок цепей сигнализации и управления выносится за пределы ячейки. На фото выключатель в выкатном исполнении.

ВВЭЛ-35-31,5/2000 для КРУ

Производитель: Элвест Номинальное напряжение, кВ: 35 Наибольшее рабочее напряжение, кВ: 40,5 Номинальный ток, А: 2000 Номинальный ток отключения, кА: 31,5 Циклов ВО, при номинальном токе: 10000 Циклов ВО, при токе КЗ: 50 Масса, кг: 600 ВВЭЛ-35-31,5/2000 для КРУ - вакуумный выключатель имеет электромагнитный привод, этот выключатель устанавливается в ячейки КРУ-35 Запорожского завода высоковольтной аппаратуры. Дугогасительные камеры: КДВ-35 (Россия) или зарубежного производства.

ВВЭЛ-35-31,5/2000 для КРУ

Производитель: Элвест Номинальное напряжение, кВ: 35 Наибольшее рабочее напряжение, кВ: 40,5 Номинальный ток, А: 2000 Номинальный ток отключения, кА: 31,5 Циклов ВО, при номинальном токе: 10000 Циклов ВО, при токе КЗ: 50 Масса, кг: 600 ВВЭЛ-35-31,5/2000 для КРУ - вакуумный выключатель имеет электромагнитный привод, этот выключатель устанавливается в ячейки КРУ-35 Запорожского завода высоковольтной аппаратуры. Дугогасительные камеры: КДВ-35 (Россия) или зарубежного производства.

Техническое обслуживание вакуумных выключателей

В последние годы отмечается интенсивное использование вакуумных коммутаторов в области напряжений 6–35 кВ для создания вакуумных контакторов, выключателей нагрузки, вакуумных выключателей для КРУ. Это объясняется рядом бесспорных достоинств: высокое быстродействие, полная взрыво- и пожаробезопасность, экологическая чистота, широкий диапазон температуры (от +200 до -70 °С), надежность, минимальные эксплуатационные затраты, минимальные габаритные размеры, повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам, высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и токов нагрузки, произвольное рабочее положение вакуумного дугогасительного устройства. Принцип использования вакуума для гашения дуги при высоких напряжениях известен достаточно давно. Но практическая реализация стала возможна лишь после появления технических возможностей - создания вакуумночистых проводниковых и изоляционных материалов больших размеров, проведения вакуумночистых сборок этих материалов и получения высокого вакуума до 1,3(10-2÷10-5) Па. Сравнивая современные вакуумные выключатели, выпускаемые на напряжение 6-10 кВ, с электромагнитными и маломасляными (горшковыми) выключателями того же напряжения, можно сказать, что вакуумные выключатели, даже не смотря на более высокую стоимость, заслуживают большего внимания, потому как, помимо вышеперечисленных, имеют следующие особенности: вакуумные дугогасительные камеры обладают большой износостойкостью и большим коммутационным ресурсом, малое энергопотребление по шинам оперативного напряжения, возможность использования в широком диапазоне питающего оперативного напряжения вторичных цепей, высокой надежностью, необслуживаемость на протяжении всего срока эксплуатации, низкая трудоёмкость производства, малые габариты и вес. Но в тоже время имеет место один недостаток. Контактная система вакуумных выключателей помещена в глубокий вакуум, электрическая прочность которого во много раз выше, чем воздуха при атмосферном давлении. Гашение дуги происходит при первом переходе тока через нуль за счет диффузии заряженных частиц из области дуги в окружающее пространство. Загорается же дуга вследствие ионизации паров металлических контактов (иначе бы дуги не было, т.к. нет свободных зарядов в вакууме). При размыкании контактов сечение контактных площадок уменьшается, сопротивление и температура увеличиваются, и, следственно, происходит расплавление и испарение металла. Поэтому разработчики стремятся в контактной системе выключателя применять тугоплавкие металлы, из-за малого износа, хотя при этом ток прерывается до естественного нуля и происходит перенапряжение. К сожалению, оптимального материала пока не найдено. Чтоб обеспечить минимальное количество испаряющегося материала, контакты выполняют особой конструкции, совмещая в одном узле основные и дугогасительные, с радиальными и спиральными прорезями, обеспечивающими минимальное количество испаряющегося материала. Коммутационный ресурс вакуумных выключателей составляет от 20 до 50 тыс. циклов «включение – отключение» номинального тока и 50-150 циклов «включение – отключение» номинального тока отключения. Одной из важных особенностей обслуживания перед маломасляными и электромагнитными выключателями, также является то, что вакуумные выключатели не требуют капитального, текущего, среднего и внеочередного ремонтов, а также проведение большинства эксплуатационных проверок, определяющих их техническое состояние, на протяжении всего срока эксплуатации, который равняется 25 годам и более. Маломасляным и электромагнитным выключателям на протяжении эксплуатационного срока необходимы технические проверки и проведение всех видов ремонтов: капитальных, текущих, средних и т.п. для определения их технического состояния и возможности дальнейшей работы. Преимущества вакуумных выключателей перед маломасляными и электромагнитными выключателями обеспечены следующими особенностями обслуживания: 1. По сравнению с другими типами выключателей, требующих, во время проведения ремонта, определения эксплуатационных характеристик, таких как ход контактов (главных и дугогасительных), скорость движения контактных стержней при операции отключения и включения (скоростные характеристики), полное сопротивление токопровода выключателя, сопротивление изоляции выключателя (изоляционные характеристики), а также определения собственного время включения и собственного время отключения и сравнение их с заводскими данными, вакуумным выключателям это проводить не требуется. При изготовлении вакуумного выключателя, заводом-изготовителем закладывается большой механический ресурс, который отменяет необходимость производить ревизию вспомогательных блок-контактов, а также проводить проверки резьбовых соединений вакуумного выключателя. 2. Применение электромагнитного привода, который более надежен в эксплуатации, нежели пружинный. Пружинный привод имеет ряд недостатков, в виде сложной конструкции и, как следствие, необходимости более частого и квалифицированного обслуживания. В настоящее же время, конструкция электромагнитных приводов такова, что применение непосредственного соединения силового элемента привода с подвижными контактами дугогасительной камеры через тяговый изолятор является простой и эффективной кинематической схемой, повышается надежность работы привода, но в то же время это приводит к снижению ремонтопригодности. 3. За счет замены механической защелки на магнитную, уменьшения трения движущихся частей, которые не требуют периодического применения смазки, и применения в приводах вакуумных выключателей небольшого количества деталей, позволяет в течение всего срока эксплуатации и без проведения эксплуатационных, ремонтных и профилактических работ повысить надежность работы выключателя в целом и увеличить ресурс механической стойкости. 4. Применение высокоэффективной схемы питания приводов выключателей. Все вышеперечисленные характерные особенности дают гарантию на эксплуатацию вакуумного выключателя на протяжении 25 и более лет, при этом проводить ремонтные работы, определять эксплуатационные характеристики не требуется. Но в то же время, имеет место определение технического состояния выключателя, которое проводится 1 раз в 5 лет. Техническое состояние определяется без разборки выключателя и сюда входит измерение сопротивления токопроводящего контура, электрической прочности вакуумной дугогасительной камеры. В данное время в Украине внедряется новая форма партнерских отношений между потребителем и заводом-изготовителем в части гарантированного обслуживания вакуумных выключателей. Суть новой формы отношений заключается в том, что на протяжении всего гарантийного срока обслуживания завод-изготовитель восстанавливает работоспособность вакуумных выключателей, отказавших в работе по его вине, и предоставляет сервисное обслуживание, при заключении соответствующего договора с потребителем, по истечении срока гарантии. Посредством этого потребитель значительно снижает свои эксплуатационные расходы, при этом потребителю не требуется содержать квалифицированный ремонтный персонал, приобретать специальный инструмент и приспособления, а также запасные части. И заводу-изготовителю, который занимается производством вакуумных выключателей, предоставляется большая возможность сбора информации об опыте эксплуатации, что тем самым приводит к разработке новых видов и усовершенствованию отдельных узлов конструкции данного вида коммутационного аппарата. Построением таких взаимоотношений в сфере обслуживания выключателя проблема ремонтопригодности для потребителя постепенно исчезнет, а изготовителю это дает возможность усовершенствования до максимально простой и надежной конструкции.