Производители наружных вакуумных выключателей

Знание отрасли

Как Наружные вакуумные выключатели Фактически прервать дугу

Большинство покупателей знают, что вакуумные выключатели гасят дуги почти в идеальном вакууме, но механику этого процесса стоит понять — они напрямую объясняют, почему эта технология превосходит альтернативы с маслом или элегазом во многих наружных установках.

Когда контакты внутри вакуумной камеры начинают разъединяться, из испаренного контактного материала образуется металлическая дуга. Поскольку окружающее давление обычно ниже 10⁻³ Па , почти нет молекул газа, поддерживающих ионизацию. Плазма дуги быстро расширяется, охлаждается и схлопывается при первом нулевом токе — обычно в течение полупериода. Это дает вакуумным прерывателям скорость восстановления диэлектрика примерно в 10 раз выше чем конструкции с воздушным разрывом при том же классе напряжения.

Ключевые факторы, определяющие качество прерываний

• Состав материала контактов — медно-хромовые (CuCr) сплавы являются отраслевым стандартом для балансировки проводимости и стойкости к дуговой эрозии.
• Контактный зазор в полностью открытом положении — обычно 8–12 мм для выключателей класса 12 кВ, достаточных для выдерживания импульсного напряжения молнии выше 75 кВ
• Конструкция сильфона — сильфон из нержавеющей стали должен выдерживать тысячи механических операций без утечки вакуума; номинальный срок службы обычно 30 000 механических циклов
• Геометрия экрана — экраны от конденсации пара защищают керамическую или стеклянную колбу от металлических отложений, которые могут ухудшить изоляцию.

Понимание этих внутренних устройств важно при сравнении качества прерывателя разных поставщиков — в более дешевом устройстве могут использоваться некачественные контактные сплавы или более тонкие стенки сильфона, что сокращает срок службы задолго до того, как будет достигнуто номинальное количество циклов. В нашем производственном процессе перед сборкой каждый прерыватель подвергается обнаружению утечек гелия и испытаниям на устойчивость к высокому напряжению, что является одной из причин, по которой наш коэффициент возврата в поле остается стабильно низким.

Условия наружной установки и степень защиты, которая имеет значение

Выбор вакуумного выключателя наружного применения только по классу напряжения недостаточен. Способность корпуса противостоять влажности, загрязнению, УФ-излучению и механическому воздействию определяет, будет ли автоматический выключатель работать надежно в течение всего срока службы. В таблице ниже приведены степени загрязнения, определенные МЭК, и их соответствие типичным сценариям развертывания на открытом воздухе.

За пределами пути утечки степень защиты корпуса определяет степень защиты IP. IP65 — это практический минимум для выключателей, монтируемых на опоре для наружного применения. ; при установке вблизи океанских брызг или в средах с промывкой под высоким давлением должна быть указана степень защиты IP67 или выше. Противоконденсационные обогреватели — это недорогое дополнение, которое стоит использовать в регионах с большими перепадами температур днем ​​и ночью, поскольку скопление влаги на внутренних поверхностях является основной причиной преждевременного выхода из строя изоляции.

Корпуса из полимера, устойчивого к УФ-излучению, и стальные рамы, оцинкованные методом горячего погружения или с порошковым покрытием, входят в стандартную комплектацию хорошо спроектированных наружных блоков. Попросите у поставщиков отчеты об испытаниях в солевом тумане (IEC 60068-2-52), если установка находится в пределах 5 км от береговой линии.

Типы рабочих механизмов и последствия их технического обслуживания

Приводной механизм является компонентом, который, скорее всего, потребует внимания на протяжении всего срока службы выключателя, однако при закупке ему уделяется меньше внимания, чем прерывателю. Вакуумные выключатели для наружного применения используйте один из трех основных типов механизмов, каждый из которых имеет свои компромиссы.

Пружинный механизм

Преобладающая конструкция для наружных выключателей распределительного класса. Предварительно взведенная замыкающая пружина высвобождает энергию для замыкания контактов; Отдельная открывающая пружина обеспечивает срабатывание. Операции закрытия и открытия не зависят от напряжения питания после взведения пружины. , что является существенным преимуществом в надежности. Интервалы технического обслуживания обычно включают проверку усталости пружин каждые 2000–5000 операций и смазку поверхностей кулачка и защелки.

Механизм постоянного магнита (ПММ)

В ПММ используется постоянный магнит для удержания контактов как в разомкнутом, так и в закрытом положении, а для переключения состояний используются короткие импульсы катушки. У них есть гораздо меньше движущихся частей чем пружинные механизмы — без защелок, кулачков или зарядных двигателей — что приводит к тому, что номинальный механический срок службы в некоторых конструкциях превышает 100 000 операций. Компромиссом является чувствительность к качеству вспомогательного снабжения; Изношенная конденсаторная батарея может привести к недостаточной энергии переключения. Поэтому мониторинг состояния конденсаторов является рекомендуемым дополнением для удаленных или автоматических установок.

Гидравлический или пневматический механизм

Сегодня менее распространены в сегменте наружного применения среднего напряжения и в основном используются в оборудовании передающего класса. Более высокие затраты на техническое обслуживание из-за уплотнений, деградации жидкости и чувствительности к температуре делают его непригодным для большинства распределительных систем.

При оценке надежности механизма запросите у поставщика данные о минимальное напряжение срабатывания (обычно ≤ 70 % номинального управляющего напряжения) и убедитесь, что вспомогательные контакты обеспечивают четкую обратную связь по открытому/закрытому положению для интеграции SCADA. Наша группа исследований и разработок стандартизировала пружинный механизм со схемой защиты от насосов и резервированием от двигателя, специально для того, чтобы удовлетворить ожидания надежности промышленных и коммунальных предприятий, которые работают с минимальным количеством обслуживающего персонала на месте.

Координация защиты: где наружные автоматические выключатели вписываются в цепь селективности

Вакуумный автоматический выключатель наружного применения не работает изолированно — для достижения выборочное устранение неисправностей : изолировать только неисправный сегмент, сохраняя при этом остальную часть сети под напряжением. Плохая координация является одной из наиболее частых причин ненужных отключений в распределительных системах среднего напряжения.

Основы время-токовой координации

Координация опирается на времятоковые кривые (TCC). Выключатель, ближайший к месту повреждения, должен отключить его до того, как сработает какое-либо вышестоящее устройство. Типичные различия между серийными устройствами составляют:

• 0,2–0,4 с между электромеханическим релейным выключателем и вышестоящим реклоузером
• 0,1–0,2 с между выключателями с цифровым (числовым) релейным управлением, где время срабатывания реле хорошо охарактеризовано

Вакуумные автоматические выключатели с цифровыми реле защиты (блоки, совместимые со стандартом IEC 61850, становятся все более стандартными) оснащены элементами максимальной токовой защиты с независимой и обратнозависимой выдержкой времени, защитой от замыканий на землю и последовательностями автоматического повторного включения — все это можно настроить без изменений в аппаратном обеспечении. Эта гибкость важна, когда топология сети меняется сезонно или вслед за ростом нагрузки.

Повторное включение и управление переходными отказами

Воздушные распределительные линии испытывают большое количество кратковременных неисправностей (контакт с деревьями, удары птиц, молния), которые самоустраняются, если дуга на короткое время обесточивается. Функция автоматического повторного включения, встроенная в реле выключателя, позволяет выключателю размыкаться, делать паузу (обычно время простоя). 0,3–1 с для первого выстрела ) и повторно закройте. Если неисправность устранена, питание восстанавливается автоматически. Если проблема сохраняется, выключатель блокируется после настраиваемого количества попыток (обычно 3 выстрела).

Указание наружный вакуумный выключатель с номинальной включающей способностью на короткое замыкание ( I мА) и отключающая способность ( I sc), соответствующий фактическому доступному току короткого замыкания в точке установки, а не просто доступный блок с наивысшим номиналом, предотвращает ненужное перепроектирование, обеспечивая при этом способность устройства работать в наихудших условиях. Всегда проверяйте соотношение X/R системы. : сети с высоким X/R (обычно вблизи больших трансформаторов) создают асимметричные токи повреждения, которые стандартные симметричные номиналы не полностью улавливают.

Мы работаем напрямую с инженерами проекта и EPC-подрядчиками, предоставляя наложения TCC для конкретных приложений и рекомендации по настройке реле — часть поддержки индивидуальных решений, которая отличает технического партнера от простого поставщика продукта.