A aplicación de interruptores de vacío de alta tensión para interior
Na primeira metade de 2007, como participantes do proxecto da Empresa de Equipamento Electromecánico do Grupo Minero de Huaibei, realizamos unha transformación técnica na subestación de 10kV na Zona Este da Fábrica. A nosa tarefa principal foi substituír as unidades de interruptor desligador - óleo - imerso de 10kV orixinais por interruptores de vacío de alta tensión interiores ZN20.
Anteriormente, os interruptores SN10-10 de óleo imerso estiveran en funcionamento durante un período prolongado, o que provocou graves fugas de óleo nas súas mecánicas. Isto requiriu reabastecemento cada seis meses, resultando nunha carga de manutención significativa. Ademais, as súas mecánicas eran operadas manualmente, e os dispositivos de protección estaban compostos por relés tradicionais, que tiñan pouca fiabilidade e unha taxa de fallos alta. Ademais, a protección por relés necesitaba ser calibrada unha vez ao ano, unha tarefa que era tanto laboriosa como complicada.
Para asegurar a produción segura, tomamos a decisión de actualizar estes interruptores a interruptores de vacío. Esta transformación non só solucionou os problemas operativos existentes, senón que tamén estableceu unha base sólida para a operación estable e eficiente da subestación no futuro.
Características Estructurais dos Interruptores de Vacío
Na transformación técnica da subestación de 10kV na Zona Este da Fábrica, obtivemos unha comprensión profunda das características estructurais do interruptor de vacío do tipo ZN20. Este interruptor está composto principalmente por unha mecánica de operación, unha caixa, tubos de vacío, marcos de aislamento e aisladores. Dispón dunha disposición tridimensional coa mecánica de operación instalada na parte frontal.
Dentro da caixa feita de chapas de acero finas, os componentes de alta tensión están fixados na parte trasera. A mecánica conecta ao eixo principal mediante placas de conexión. Cando o eixo principal xira, os brazos de manivela fixados neles empurrán os aisladores, movendo a barra conductora móbil do tubo de vacío para realizar accións de conmutación. Tanto as operacións de cierre como de apertura poden ser controladas manual ou eléctricamente a través da mecánica de operación. Ademais, está equipado cun motor de almacenamento de enerxía AC/DC, mecanismos de contacto auxiliar e un contador de operación. Os indicadores claros de "ENCENDIDO" e "APAGADO" no panel facilitan a monitorización intuitiva do estado operativo do interruptor.
O interruptor depende dos tubos de vacío para interromper os circuitos de alta tensión. Como se mostra na Figura 1, un tubo de vacío consiste nunha barra conductora móbil, unha barra conductora estática, contactos móviles e estáticos, un escudo, un bellow e un revestimento de cerámica. Sellado dentro do revestimento de cerámica cun alto grao de vacío que xeralmente varía entre 10⁻⁴ e 10⁻⁷ Torr (Nota: O texto orixinal "104 - 10⁻⁷ Torr" podería ser un erro; o rango correcto debería ser 10⁻⁴ a 10⁻⁷ Torr), o bellow está soldado á barra conductora móbil en un extremo e á cuberta móbil no outro. Este componente flexible permite a operación externa dos contactos mantendo a hermeticidade completa. O escudo arredor dos contactos absorbe o vapor metálico xerado polo arco de vacío durante a interrupción da corrente, evitando a contaminación do revestimento de aislamento.
A través da experiencia práctica durante o proxecto de transformación, apreciamos profundamente as vantaxes dos interruptores de vacío sobre os tradicionais de óleo imerso:
Efectos da Aplicación
Como participantes do proxecto, entendemos profundamente que a mecánica de operación do interruptor de vacío cierra os contactos do tubo de vacío a través da enerxía elástica da molla de almacenamento de enerxía, que é independente da velocidade de almacenamento manual, asegurando un rendemento rápido de cierre. A mecánica ten tres estados de movemento: almacenamento de enerxía, cierre e apertura.
O interruptor de vacío interrompe a corrente extinguido o arco de vacío cando a corrente desce a cero. No momento en que o arco de vacío se extingue, a densidade de electróns, íons positivos e outras partículas entre os contactos diminúe rapidamente. Dentro de microsegundos, o espazo entre contactos esencialmente restaura o seu grao de vacío orixinal e exhibe unha elevada resistencia a voltaxe, capaz de suportar a voltaxe de recuperación sen romperse para completar o proceso de interrupción. Polo tanto, mesmo que se aplique unha alta voltaxe pouco despois do cruce a cero da corrente, o espazo entre contactos non volverá a romperse, o que significa que o arco de vacío pode ser completamente extinguido na primeira vez que a corrente cruza a cero.
Efectos da Aplicación
Desde que os interruptores de vacío de alta tensión ZN20 de 10kV foron postos en funcionamento en xuño de 2007 despois da transformación, mostraron un excelente rendemento. Os interruptores caracterízanse por velocidades rápidas de apertura/cierre, baixo nivel de ruido de operación e accións precisas e fiables.
En comparación cos anteriores interruptores de óleo imerso, que requiren reabastecemento frecuente e unha carga de manutención pesada, os interruptores de vacío reduciron significativamente as tarefas e os custos de manutención, trazendo beneficios económicos tangibles. Durante máis de 20 anos de operación antes da transformación, a subestación experimentou varios accidentes de mal funcionamento (como abrir forzosamente o desligador mentres o interruptor de óleo imerso estaba na posición de cierre), causando diferentes graos de dano no equipo.
Despois da transformación, o equipo de alta tensión eliminou os desligadores, con cada circuito controlado por un único interruptor de vacío. Cando o interruptor está aberto, o carro do interruptor pode retirarse, cumprindo a función dun desligador de alta tensión. Ademais, o equipo está equipado con bloqueos mecánicos e eléctricos de acordo coas rexistracións de "Cinco Prevenções", evitando eficazmente os accidentes de mal funcionamento, reducindo a taxa de accidentes e asegurando a operación segura.
