Руководство по электрическому ресурсу и надежности вакуумного выключателя

1. Рациональный выбор электрического ресурса для высоковольтных вакуумных выключателей

Электрический ресурс высоковольтного вакуумного выключателя относится к числу операций отключения при полной нагрузке, указанных в технических стандартах и подтвержденных типовыми испытаниями. Однако, поскольку контакты вакуумных выключателей не могут быть восстановлены или заменены в реальной эксплуатации, важно, чтобы эти выключатели обладали достаточно высоким электрическим ресурсом.

Новое поколение вакуумных прерывателей использует продольные магнитные поля контактов и контактные материалы из меди и хрома. Продольные магнитные полюса значительно снижают напряжение дуги при коротком замыкании и токах отключения. Материалы из меди и хрома помогают более равномерно распределить дугу по поверхности контакта, значительно уменьшая эрозию контакта на единицу энергии дуги. Это сочетание привело к прорывному улучшению электрического ресурса высоковольтных вакуумных выключателей. В настоящее время характеристики отключения и смыкания высоковольтных вакуумных выключателей в Китае как высокие, так и стабильные.

В ранних китайских моделях электрический ресурс составлял всего около 30 операций. Некоторые устройства находятся в эксплуатации более 20 лет, и до сих пор ни один вакуумный выключатель не был выведен из эксплуатации из-за исчерпания электрического ресурса при отключении короткого замыкания, и ни один инцидент не был вызван недостаточным электрическим ресурсом. Это явно свидетельствует о том, что существующие высоковольтные вакуумные выключатели в целом удовлетворяют требованиям к электрическому ресурсу энергосистем. Поэтому электрический ресурс для отключения короткого замыкания не должен быть чрезмерно высоким.

2. Повышение температуры в высоковольтных вакуумных выключателях

Повышение температуры в высоковольтном вакуумном выключателе в основном вызывается петлевым сопротивлением, которое обычно составляет более 50% общего сопротивления. Сопротивление контакта в зазоре является основным компонентом сопротивления прерывателя. Поскольку контактная система герметична внутри вакуумной камеры, тепло может рассеиваться только через подвижные и неподвижные проводящие стержни.

Неподвижный конец вакуумного прерывателя напрямую соединен с неподвижной опорой, а подвижный конец соединен через контактную скобу и гибкий соединитель с подвижной опорой. Хотя движение подвижного конца способствует рассеиванию тепла, длинный тепловой путь и множество точек соединения приводят к тому, что максимальное повышение температуры обычно происходит в месте соединения подвижного проводящего стержня и контактной скобы.

На практике эффективное использование неподвижного конца, который имеет лучшее теплоотведение, для передачи тепла, таким образом, отводя тепло от подвижного конца, является эффективным методом контроля чрезмерного повышения температуры.

3. Проблемы утечки в вакуумных прерывателях

Гофры большинства вакуумных прерывателей изготавливаются из нержавеющей стали толщиной 0,15 мм методом штамповки. Неправильный выбор условий эксплуатации, таких как уровень загрязнения, влажность, солевой туман, или воздействие вредных газов и конденсата, может привести к язвенной коррозии гофров, что ведет к утечкам в гофрах, крышках и герметичных соединениях.

Обеспечение правильной установки и выбор подходящих условий эксплуатации и хранения являются ключевыми мерами для предотвращения утечек в вакуумных прерывателях.

4. Важность регулировки механических параметров в высоковольтных вакуумных выключателях

Механический ресурс высоковольтных вакуумных выключателей в Китае обычно составляет 10 000–20 000 операций, а текущие исследования направлены на увеличение этого показателя до 30 000–40 000. Электромагнитные приводы широко используются благодаря простоте конструкции, высокой надежности, легкости регулировки и обслуживания, а также знакомству операторов. Однако пружинные приводы также часто используются в некоторых регионах. Привод является наиболее сложной и требующей точности частью механической конструкции выключателя, и многие производители не имеют возможности обеспечить необходимую точность обработки.

Для обеспечения надежности в Китае была принята модульная конструкция, при которой привод отделяется от корпуса выключателя. Специализированные заводы с лучшими условиями производства изготавливают приводы, которые затем интегрируются с выключателем через выходной вал. Правильная настройка механических параметров напрямую связана с техническими характеристиками и механическим ресурсом. Поэтому оптимальная настройка механических параметров крайне важна. Идеальная характеристика демпфера должна оказывать минимальное противодействие при первом контакте подвижной части с демпфером, а затем быстро увеличивать жесткость с перемещением, чтобы максимально поглощать кинетическую энергию, эффективно ограничивая отскок и перемещение при открытии.

5. Улучшение эксплуатационной надежности высоковольтных вакуумных выключателей

• Понимать базовую структуру вакуумных выключателей, быть знакомым с их техническими характеристиками, выбирать соответствующие условия эксплуатации, поддерживать тесную связь с производителями и правильно использовать передовые функции;

• Тщательно выполнять наладку механических параметров и обеспечивать соответствие установленным механическим требованиям, чтобы гарантировать основные функции;

• Стандартизировать управление и хранение запасных частей, чтобы обеспечить их согласованность, взаимозаменяемость и надежность технических характеристик и качества;

• Вести подробные записи эксплуатации и проводить анализ аварий. Обобщать опыт, тесно сотрудничать с производителями и постоянно улучшать прогрессивность, надежность и экономичность вакуумных выключателей.