Vnější vakuový vypínač: Provoz a údržba

Ochrana před přetížením

Vakuové obvody mají vynikající výkon při přerušování proudu. Avšak při přerušování induktivních zatížení může rychlá změna proudu vygenerovat vysoké přetížení napětí na indukčnosti, což vyžaduje pozornost.

Při spínání malých motorů jsou počáteční proudy relativně vysoké; by měly být podniknuty opatření k snížení tohoto počátečního proudu.

Pro transformátory se potřeba ochrany liší podle konstrukce. Transformátory s olejovou zalití mají vysokou odolnost proti impulsnímu napětí a velkou stranou kapacitance, obvykle nevyžadují dodatečné ochranné zařízení. Pro suché transformátory s nižší odolností proti impulsnímu napětí nebo pecní transformátory, které často přepínají a mají následné proudy, je doporučeno použít ochranná opatření jako kovové oxidové přepínací ochrany, distribuovanou kapacitanci kabelů nebo paralelně připojené kondenzátory.

Pro vakuové obvody používané v ochraně vedení poskytuje délka vedení dostatečnou stranou kapacitanci a mnoho připojených zařízení pomáhá potlačit vysoké přetížení při znovuvzniku oblouku. Tedy speciální ochranná opatření obvykle nejsou nutná.

Pro banky kondenzátorů ukazují polní testy, že přetížení napětí při uzavírání obvykle nepřekračuje dvakrát systémové napětí. V Číně se paralelní kondenzátory obvykle používají pro napětí nižší než 60 kV, kde je úroveň izolace zařízení dostatečná k tomu, aby takové přetížení unesla bez poškození. Nicméně, vakuové obvody s špatnými mechanickými vlastnostmi mohou během provozu projevit dlouhou vibraci kontaktů, což vede k vysokému přetížení – tento jev byl pozorován jak v domácích, tak i mezinárodních testech a proto vyžaduje pozornost.

Přísná kontrola rychlosti uzavírání a otevírání

Pokud je rychlost uzavírání vakuového obvodu příliš nízká, doba předobloukové fáze se zvětší, což urychluje opotřebení kontaktů. Kromě toho vakuové přerušovače obvykle používají svařování mědí a vysokoteplotní degazifikaci, jejich mechanická pevnost je tedy relativně nízká a jsou citlivé na vibrace. Příliš vysoká rychlost uzavírání může způsobit silný mechanický šok, který klade silné síly na plošiny a snižuje jejich životnost. Obvykle se rychlost uzavírání vakuových obvodů pohybuje v rozmezí 0,6 až 2 m/s, s optimální hodnotou závislou na konkrétní konstrukci.

Během přerušování je doba oblouku velmi krátká – obvykle méně než 1,5 polocykly síťové frekvence. Aby byla zajištěna dostatečná dielektrická pevnost v prvním proudu nula, je obecně požadováno, aby cesta kontaktů dosáhla 50%–80% celkového zdvihu v první polocyklu. Proto musí být rychlost otevírání přísně kontrolována.

Dále by měly mít tlumiče otevírání a uzavírání dobré vlastnosti, aby minimalizovaly mechanický dopad během provozu a prodloužily tak životnost vakuového přerušovače.

Přísná kontrola cesty kontaktů

Je nesprávné předpokládat, že větší mezera mezi kontakty je prospěšná pro uhasení oblouku a libovolně zvětšovat cestu kontaktů. Vakuové obvody mají relativně krátké zdvihy kontaktů. Pro nominální napětí 10–15 kV je typický zdvih kontaktů pouze 8–12 mm, s přeletem 2–3 mm. Příliš velké zvětšení cesty kontaktů může po uzavření klást příliš velké síly na plošiny, což může poškodit plošiny a kompromitovat vakuumovou těsnost přerušovače.

Přísná kontrola zátěžového proudu

Vakuové obvody mají omezenou schopnost přetížení. Díky vakuu mezi kontakty a obalem, který funguje jako tepelná izolace, je teplo z kontaktů a vodičů především odváděno vedením po vodiči. Aby byla pracovní teplota udržena v povolených mezích, musí být pracovní proud přísně kontrolován a udržován pod nominální hodnotou.

Přísné přijímací zkoušky při uvedení do provozu

Ačkoli jsou vakuové obvody důkladně testovány před výrobním odesláním, po přepravě a montáži na místě musí být klíčové parametry znovu změřeny a ověřeny, aby byly detekovány jakékoli změny způsobené manipulací nebo nesouladem mezi obvodem a provozním mechanismem. Klíčové parametry k ověření zahrnují:

• Rebound při uzavírání

• Synchronizace otevírání

• Mezera mezi kontakty (otevřená vzdálenost)

• Zdvižení komprese

• Rychlost uzavírání a otevírání

• Časy uzavírání a otevírání

• DC kontaktní odpor

• Úroveň izolace přerušovače

• Mechanické operační testy

Všechny výsledky musí splňovat technické specifikace výrobce, než bude obvod uveden do provozu.

Intervaly údržby vakuových obvodů

Intervaly údržby by měly sledovat stanovené předpisy a upravovat se podle skutečných provozních podmínek. Je to mylné představovat si, že vakuové obvody nevyžadují žádnou údržbu. Konkrétní pokyny zahrnují:

• Provádějte zkoušky odolnosti proti síťovému napětí mezi póly přerušovače během sezónních nebo ročních preventivních údržeb, abyste zhodnotili integrity vakuu.

• Po 2 000 normálních cyklech provozu (uzavírání a otevírání zátěžového proudu) nebo 10 přerušení nominálního krátkozávěrového proudu zkontrolujte volnost všech šroubů. Údržba by měla sledovat instrukce výrobce. Pokud zůstanou všechny parametry v přijatelných mezích, může obvod pokračovat v provozu.

• Pokud byl vakuový obvod 20 let mimo provoz nebo ve skladu, jeho úroveň vakuu by měla být testována specifikovanou metodou pro vakuové přerušovače. Pokud úroveň vakuu nesplňuje požadavky, musí být přerušovač nahrazen.

Vakuový přerušovač

Vakuový přerušovač je jádrové komponenty vakuového obvodu. Používá skleněné nebo keramické obaly pro strukturální podporu a hermetické uzavření, obsahuje pohyblivé a stacionární kontakty spolu s štítem. Uvnitř je vysoké vakuum, obvykle 1,33 × 10⁻⁵ až 1 Pa, což zajišťuje spolehlivé přerušení oblouku a izolační vlastnosti.

Jakmile se úroveň vakuu zhorší, přerušovací schopnost se značně zhorší. Proto musí být vakuový přerušovač chráněn před jakýmkoli vnějším dopadem – není vhodné ho klepat, tleskat nebo aplikovat sílu během manipulace nebo údržby. Nikdy nekladejte objekty na vrchol obvodu, aby se zabránilo náhodnému dopadu.

Výrobci provádějí přísné kontroly rovnoběžnosti a přesné montáže před dodáním. Během údržby musí být všechny montážní šrouby přerušovače rovnoměrně utaženy, aby bylo zajištěno rovnoměrné rozdělení napětí a zabráněno poškození.