Внутренний вакуумный выключатель: эксплуатация и обслуживание
Защита от перенапряжения
Вакуумные выключатели обладают отличными характеристиками размыкания тока. Однако при разрыве индуктивных нагрузок быстрое изменение тока может вызывать высокие перенапряжения на индуктивности, что требует внимания.
При переключении маломощных двигателей пусковые токи относительно высоки; необходимо принимать меры для снижения пускового тока.
Для трансформаторов необходимость защиты варьируется в зависимости от конструкции. Масляные трансформаторы имеют высокую способность выдерживать импульсное напряжение и большую паразитную емкость, обычно не требуют дополнительных защитных устройств. Однако для сухих трансформаторов с низкой импульсной прочностью или печных трансформаторов, подверженных частому переключению и запаздывающим токам, рекомендуются защитные меры, такие как металлооксидные ограничители перенапряжений, распределенная емкость кабеля или добавленные шунтирующие конденсаторы.
Для вакуумных выключателей, используемых в защите линий, длина линии обеспечивает достаточную паразитную емкость, а множество подключенных устройств помогает подавлять высокие перенапряжения при повторном зажигании. Таким образом, специальные защитные меры обычно не требуются.
Для конденсаторных батарей полевые испытания показывают, что перенапряжения при закрытии обычно не превышают двойного значения системного напряжения. В Китае параллельные конденсаторы обычно используются при напряжениях ниже 60 кВ, где уровень изоляции оборудования достаточно высок, чтобы выдерживать такие перенапряжения без повреждений. Однако вакуумные выключатели с низкими механическими характеристиками могут демонстрировать длительные колебания контактов во время работы, что приводит к высоким перенапряжениям — это явление наблюдается как в отечественных, так и в международных испытаниях, и требует внимания.
Строгий контроль скорости закрытия и открытия
Если скорость закрытия вакуумного выключателя слишком низкая, увеличивается преддуговое время, что ускоряет износ контактов. Кроме того, поскольку вакуумные прерыватели обычно используют медную сварку и высокотемпературный процесс дегазации, их механическая прочность относительно низка, и они чувствительны к вибрации. Слишком высокая скорость закрытия может вызвать значительный механический удар, создавая сильные силы на гофре и уменьшая срок ее службы. Обычно скорость закрытия вакуумных выключателей составляет от 0,6 до 2 м/с, с оптимальным значением, зависящим от конкретного дизайна.
Во время разрыва дуговое время очень короткое — обычно менее 1,5 периодов сети. Для обеспечения достаточной диэлектрической прочности на первом нулевом переходе тока обычно требуется, чтобы перемещение контактов достигло 50%–80% общего хода в течение первого полупериода. Поэтому скорость открытия должна быть строго контролируемой.
Кроме того, как амортизаторы открытия, так и закрытия должны иметь хорошие характеристики, чтобы минимизировать механическое воздействие во время работы, тем самым продлевая срок службы вакуумного прерывателя.
Строгий контроль перемещения контактов
Неправильно считать, что больший контактный зазор благоприятствует гашению дуги, и произвольно увеличивать перемещение контактов. У вакуумных выключателей относительно короткие ходы контактов. Для номинальных напряжений 10–15 кВ типичный ход контактов составляет всего 8–12 мм, с переходом 2–3 мм. Чрезмерное увеличение перемещения контактов может создать чрезмерное напряжение на гофре после закрытия, что может повредить гофру и нарушить вакуумную герметичность прерывателя.
Строгий контроль нагрузочного тока
У вакуумных выключателей ограниченная перегрузочная способность. Из-за вакуума между контактами и корпусом, действующего как термоизолятор, тепло от контактов и проводящих стержней в основном рассеивается посредством теплопроводности вдоль стержня. Чтобы обеспечить, чтобы рабочая температура оставалась в допустимых пределах, рабочий ток должен быть строго контролируемым и сохраняться ниже номинального значения.
Тщательное приемочное тестирование при вводе в эксплуатацию
Хотя вакуумные выключатели тщательно проверяются перед отправкой с завода, после транспортировки и установки на месте ключевые параметры должны быть снова измерены и проверены, чтобы обнаружить любые изменения, вызванные обработкой или неправильной установкой между выключателем и механизмом управления. Ключевые параметры, которые следует проверить, включают:
Отскок при закрытии
Синхронизация открытия
Зазор контактов (расстояние при открытии)
Ход сжатия
Скорости закрытия и открытия
Время закрытия и открытия
Сопротивление контактов постоянному току
Уровень изоляции прерывателя
Механические испытания
Все результаты должны соответствовать техническим спецификациям производителя, прежде чем выключатель будет введен в эксплуатацию.
Интервалы обслуживания вакуумных выключателей
Интервалы обслуживания должны следовать установленным правилам и корректироваться в зависимости от фактических условий эксплуатации. Неправильно считать, что вакуумные выключатели не требуют обслуживания. Конкретные руководства включают:
Проведение испытаний на выдерживание сетевого напряжения через полюсы прерывателя во время сезонного или годового профилактического обслуживания для оценки целостности вакуума.
После 2000 циклов нормальной работы (замыкание/размыкание нагрузочного тока) или 10 разрывов номинального тока короткого замыкания проверьте все болты на ослабление. Обслуживание должно следовать инструкциям производителя. Если все параметры остаются в допустимых пределах, выключатель может продолжать работу.
Если вакуумный выключатель был вне эксплуатации или хранился 20 лет, его уровень вакуума должен быть проверен указанным методом для вакуумных прерывателей. Если вакуум не соответствует требованиям, прерыватель должен быть заменен.
Вакуумный прерыватель
Вакуумный прерыватель является основным компонентом вакуумного выключателя. Он использует стеклянные или керамические оболочки для структурной поддержки и герметизации, содержащие движущиеся и неподвижные контакты, а также экран. Внутри находится высокий вакуум, обычно 1,33 × 10⁻⁵ до 1 Па, что обеспечивает надежное гашение дуги и изоляционные характеристики.
При ухудшении уровня вакуума способность к разрыву значительно ухудшается. Поэтому вакуумный прерыватель должен быть защищен от любого внешнего воздействия — нельзя стучать, постукивать или применять силу при обращении или обслуживании. Никогда не кладите предметы на верхнюю часть выключателя, чтобы избежать случайного удара.
Производители выполняют строгие проверки параллельности и точную сборку перед отправкой. Во время обслуживания все болты крепления прерывателя должны быть равномерно затянуты, чтобы обеспечить равномерное распределение напряжения и предотвратить повреждение.
