Ръководство за избор на вакуумен прекъсвач: Параметри и приложения

I. Избор на вакуумни прекъсвачи

Вакуумните прекъсвачи трябва да се избират въз основа на номиналния ток и номиналния ток при кратко замыкание, като се използва реалната капацитет на електрическата мрежа като препоръка. Трябва да се избегне тенденцията да се приемат прекомерно високи фактори за безопасност. Прекомерно консервативен избор не само води до икономически невыгодно „превишаване“ (голям прекъсвач за малка натовареност), но и влияе на способността на прекъсвача да прекъсва малки индуктивни или капацитивни токове, което може да доведе до переразходни напрежения.

Според релевантната литература, приблизително 93,1% от питащите линии на 10кВ в оперативните електрически мрежи в Китай имат номинален ток от 2000А или по-малко. Следователно, изборът на номиналния ток трябва да се фокусира предимно върху стойности от 2000А и по-надолу. Изборът на максималния ток при кратко замыкание трябва да следва изискванията на „Ръководството за планиране и реконструкция на градски мрежи“, избягвайки слепо преследване на прекомерни фактори за безопасност.

В момента на китайския пазар, често използваните прекъсвачи на известни марки включват Schneider's HVX, ABB's VD4 и Siemens' 3AE серия. Домашни марки включват Changshu Switchgear's CV1, Shanglian's RMVS1 и Baoguang's ZN172 серия. Разликата в качеството между домашните и чуждестранните марки вече е незначителна.

II. Вакуумни прекъсвачи и техни характеристики

Прекъсвачът е комутационно устройство, оборудвано със специална камера за угасяване на дъга. То може да затваря, носи и прекъсва токове при нормални условия на електрическата верига, и може да затваря, носи и прекъсва аномални условия на веригата (например, кратко замыкание) в определени интервали от време. То е подходящо за електрически мрежи с честота от 50Hz и напрежение от 3,6кВ и надолу, използвано за свързване и разединяване на токове на натовареност (обикновено не надвишаващи 4000А), преходни токове и номинални токове при кратко замыкание (обикновено не надвишаващи 63кА).

То може да се използва също в специални приложения за свързване на ненатоварени дълги линии, ненатоварени трансформатори, кондензаторни блокове и други, както и за носене на токове при кратко замыкание (обикновено не надвишаващи 63кА) в определени интервали (1с, 3с, 4с), както и за затваряне при токове при кратко замыкание (обикновено не надвишаващи 160кА). Механичният живот на прекъсвачите обикновено е 10,000 операции, със специални модели, достигащи 30,000 или 60,000 операции. При оборудване с постоянен магнитен актуатор, то може да достигне до 100,000 операции. Според CB1984-2014, електрическият живот на прекъсвача е 274 операции.

Прекъсвачите обикновено разполагат с възможност за автоматично повторно затваряне, позволяваща бързо възстановяване на доставката на електроенергия след изчистване на дефект, и се използват обикновено в критични приложения. Обаче, прекъсвачите са относително скъпи (изискват съответстващи релейни или микропроцесорни защити), и техното време за прекъсване на дефектния ток е в рамките на 80ms (зависи от времето за реакция на защитния реле, времето за изпълнение на прекъсвача и времето на дъга). Их скорост за прекъсване на дефектния ток е по-бавна от тази на комутационни устройства, затова защитеното устройство трябва да разполага с достатъчна способност за издържане на краткосрочен ток.

III. Основни приложения на прекъсвачите

Прекъсвачите се използват главно в промишлените и горнодобивните предприятия, електроцентрали и подстанции за приемане, контрол и защита на електрически системи. Типична конфигурация (като пример с 12кВ) включва два входящи прекъсвача и един или повече изходящи прекъсвачи (виж диаграма). Входящият ток на прекъсвача обикновено не надвишава 4000А, с ток при кратко замыкание, обикновено не надвишаващ 50кА. Номиналният ток на изходящите прекъсвачи обикновено не надвишава 1600А, с ток при кратко замыкание, обикновено не надвишаващ 40кА.

IV. Критерии за избор на прекъсвачи

• Използвайте прекъсвач, когато контролирате токове на натовареност, надвишаващи 630А.

• Използвайте прекъсвач, когато защитавате трансформатори с капацитет, надвишаващ 1600кVA, на страната на доставчик.

• Използвайте прекъсвач, когато защитавате двигатели с капацитет, надвишаващ 1200кW.

• Използвайте прекъсвач, когато свързвате кондензаторни блокове.

• Използвайте специален прекъсвач за генератори, когато защитавате генератори.

• Използвайте прекъсвач, когато защитавате електрически линии или критично оборудване.

Примери за приложение на прекъсвачи

V. Предпазни мерки при експлоатацията на вакуумни прекъсвачи

При експлоатация, поддръжката на вакуумните прекъсвачи трябва да се определя въз основа на условията на ползване и честотата на операциите. За прекъсвачи с рядки операции (годишни операции, не надвишаващи 1/5 от механичния живот), годишна стандартна проверка е достатъчна в рамките на механичния живот. За често използвани прекъсвачи, броят на операциите между проверките не трябва да надвишава 1/5 от механичния живот.

Когато честотата на операциите е изключително висока или механичният/електрическият живот е близо до края си, интервалите между проверките трябва да се съкратят. Проверките и регулировките включват вакуумно ниво, ход, контактен ход, синхронизация, скорост на затваряне/разединяване, както и проверки на основните компоненти на механизма за управление, външни електрически връзки, изолация и въспомагателни контакти на контролния източник на напрежение.

По време на експлоатацията на вакуумните прекъсвачи, следва да се отбележат следните въпроси:

(1) Въпроси свързани с переразходни напрежения

Вакуумните прекъсвачи често произвеждат високи переразходни напрежения при прекъсване на малки токове, особено малки индуктивни токове, като трансформаторни магнетизационни токове, поради значително прекъсване на тока. Освен това, при прекъсване на капацитивни токове на кондензаторни блокове, трудно се избягва повторно запалване на дъгата; веднъж запалена, тя може да генерира переразходни напрежения. Следователно, трябва да се инсталират висококачествени металоксидни ограничители на напрежението или RC (резистор-капацитор) защитни устройства за защита.

(2) Мониторинг на вакуумната целост в камерата за прекъсване

Вакуумното ниво в камерата за прекъсване обикновено се поддържа между 10⁻⁴ и 10⁻⁶ Pa. С изстаряването на камерата за прекъсване и натрупването на повече операции, или поради външни влияния, вакуумното ниво се влошава. Когато спадне под критичен праг, способността за прекъсване и диелектричната устойчивост ще бъдат компрометирани. Следователно, вакуумното ниво в камерата за прекъсване трябва да се тестира регулярно по време на експлоатация.

(3) Мониторинг на износ на контактите

Повърхностите на контактите в камерата за прекъсване се изнасят постепенно след многобройни прекъсвания на ток. С увеличаването на износ на контактите, контактният ход се увеличава, което на свой ред увеличава работния ход на гофрирания цилиндър, значително намалявайки неговия срок на служба. Обикновено, максимално допустимият електричен износ е около 3mm. Когато сумарният износ достигне или надвиши тази стойност, способността за прекъсване и проводимостта на камерата за прекъсване се влошават, указвайки края на нейния срок на служба.

VI. Заключение

При избора на вакуумни прекъсвачи, трябва да се вземат под внимание реалните условия на доставката на енергия и реалните характеристики на натовареността на страната на натовареността. Правилният и рационален избор на прекъсвачите играе важна роля за подобряване на безопасната и надеждна работа на системата.