Uređaj i princip rada vakuumskih prekidača

Za projektiranje slavina s visokonaponskih dalekovoda tradicionalno se koriste posebni preklopni uređaji. Njihov je zajednički naziv vakuumski prekidač, što se objašnjava osobitostima komore za gašenje luka. Potanko se upoznati s tim uređajima moguće je tek nakon proučavanja pretpovijesti njihovog izgleda.

Povijesna referenca

Po prvi puta su se vakuumski prekidači spomenuli početkom 30-ih godina XX. Stoljeća, kada su se uređaji koristili za odvajanje krugova relativno slabe struje koji rade pod naponom do 40 kV. Da bi se dobili pouzdani apsorberi vakuuma koji mogu isključiti značajne struje u krugovima s velikim potencijalom, potreban je čitav niz studija. Kada su provedeni, otprilike do 1957. godine, procesi uočeni tijekom izgaranja visokonaponskog luka u potpunosti su proučeni i sistematizirani. Trebala su još dva duga desetljeća prijeći od prototipova proizvedenih u pojedinačnim primjercima do masovne proizvodnje modernih uređaja.

Princip rada

Princip gašenja lukom temelji se na činjenici visoke električne čvrstoće i posebnih izolacijskih svojstava umjetno dobivenog vakuuma, poznatog iz fizike. Kada se sklopnici snage otvore u komori u kojoj su postavljeni, nastaje električni luk, poduprt metalnim česticama koje isparavaju s njihove površine. Odsutnost uvjeta za njegovu stabilizaciju sprječava razvoj procesnog vrha zbog visokih dielektričnih svojstava vakuumskog medija.

Zbog značajne dielektrične čvrstoće vakuuma, trenutak izumiranja luka pomiče se u točku koja prethodi maksimumu njegovog razvoja. U elektrotehnici se taj fenomen naziva "prekid struje". Njegova prisutnost negativno utječe na električne mreže, jer su preklopni prenaponi posljedica ovog procesa.

Značajke primjene i rada

Svojim je dizajnom u početnoj fazi ovaj tip prekidača razvijen kao uređaj namijenjen ugradnji u ormare razvodnih uređaja (u složene uređaje). Trenutno su instalirani i u otvorenim distribucijskim strukturama (OSG). Suvremeni vakuumski prekidač brzi je sklopni uređaj dizajniran za dugi vijek trajanja u usporedbi s prethodnicima u uljnim i plinskim okruženjima.

Većina modernih energetskih objekata napustila je zastarjele dizajne i konačno se prebacila na nove sklopke koje su prilično kompaktne i ne trebaju održavanje. To je zbog sljedećih razloga:

• uređaj za usisavanje je nepretenciozan i ne treba redovito čišćenje kontakata ili obnavljanje medija;
• tijekom rada uređaja za ulje, punilo stalno curi;
• prema podacima u putovnici, vijek trajanja vakuumskih uređaja doseže 20 godina, što je mnogo više od istog pokazatelja za ostale vrste prekidača.

Tijekom rada pogonski mehanizam često otkaže u najneprikladnijem trenutku za to. Kako bi se održao u ispravnom stanju, u uređaju je predviđena posebna jedinica za ručno punjenje opruga. Obavezno za ove uređaje je prisutnost gumba za nuždu, koji omogućuje onemogućavanje mehanizma za blokiranje valjanja modula razvodnih uređaja kada je ormar uključen.Ova se točka odnosi na sigurnost osoblja koje rukuje opremom i zahtijeva veliku pozornost.

Značajke dizajna

Svaki model visokonaponskog vakuumskog prekidača ima pojedinačne karakteristike, budući da je namijenjen radu u mrežama s različitim električnim karakteristikama. Osim toga, proizvođači također izvršavaju neke prilagodbe u dizajnu svojih proizvoda. Međutim, općenito, sastav komponenata ovih uređaja ostaje nepromijenjen. Glavni elementi:

• Kućište izrađeno na osnovi trajnog metala, unutar kojeg je ugrađen pogon za uključivanje i isključivanje (može biti s oprugom ili druge vrste).
• 3-polni strujni kolektor dizajniran za spajanje na mrežu od 380 V i odspojen kada se razvodno postrojenje prebaci iz radnog načina u povučeni položaj.
• Kolica za smještaj unutar kućišta, koja se u izvedbi razlikuju od ostalih sličnih konstrukcija.

Električni dio proizvoda ima posebne pregrade koje razdvajaju fazne dijelove jedan od drugog. Također ima složenu strukturu i sadrži brojne elemente opisane u putovnici.

Raznolike vakuumske sklopke

Proizvodi se obično klasificiraju prema klasi potencijala koji mijenjaju.

Među svim raznolikostima ističu se sljedeće vrste:

• Uređaji za rad s naponima od 6-10 kV.
• Uređaji za prebacivanje viših razina - do 35 kV.
• Uređaji dizajnirani za izuzetno visoki napon 110-220 kV.

Drugi "radni" kriterij za klasifikaciju prekidača je snaga koju oni mogu prenijeti na teret. Prema ovom parametru, njihova se podjela provodi na isti način kao i klasifikacija samog potrošača.

Prednosti i nedostatci

Prednosti uređaja uključuju:

• mala veličina;
• mogućnost brze zamjene pojedinih odjeljaka;
• bešumnost i neovisnost od orijentacije u prostoru;
• sigurnost za zdravlje servisnog osoblja.

Ne trebaju nadopunjavanje zaštitnog okoliša i vrlo su pouzdani. Ali ni ti proizvodi nisu bili bez problema svojstveni mnogim električnim uređajima. Nedostaci vakuumskih prekidača uključuju:

• ograničene radne struje;
• "Tendencija" prenapona;
• mali preklopni resurs.

Unatoč postojećim nedostacima, ti su uređaji čvrsto zauzeli svoje mjesto na popisu najmodernije sklopne opreme za eksplozive.

Značajke odabira i instalacije

U postupku odabira uzimaju se u obzir sljedeće važne točke:

• zaštitne karakteristike uređaja moraju odgovarati parametrima mreže u kojoj treba raditi;
• prekidač se odabire na temelju najtežih radnih uvjeta;
• nazivna struja i napon moraju premašiti odgovarajuće parametre za zaštićenu mrežu;
• prekidna struja ne smije prelaziti vrijednost zajamčenu od proizvođača.

Prije ugradnje vakuumskog prekidača, morate pažljivo pregledati mjesto njegove ugradnje i osigurati da nema oštećenja ili nedostataka. Tada ćete izolirane površine stupa trebati očistiti suhom krpom.

Nije dopušteno instalirati novu opremu u sustav, na čijim izolacijskim površinama ima iverja, pukotina i teško deformiranih područja.

Dijagram sekundarnog kruga s naknadnim spajanjem sabirnice "uzemljenje" podliježe obveznoj provjeri. Sam vakuumski prekidač pričvršćen je izravno na pokretni dio kolica pomoću posebnog vijčanog hardvera.

Najčešći modeli

Među najčešćim modelima vakuumskih komora ističu se:

• VVE-M-10–20.
• VVE-M-10-40.
• VVTE-M-10–20.

Gotovo svi uzorci proizvoda s ovog popisa daljnji su razvoj starih uljnih prekidača i sposobni su raditi u izmjeničnim i istosmjernim krugovima. Instalacija, naknadno podešavanje i puštanje u rad visokonaponskih vakuumskih uređaja dugotrajni su postupci koji određuju njihovu daljnju funkcionalnost. Stoga su navedeni postupci povjereni samo stručnjacima s odgovarajućim kvalifikacijama.

Prilikom instaliranja uređaja mora se slijediti slijed postupaka postavljanja. Udovoljavanje ovom zahtjevu temelj je sigurnosti operativnog osoblja ili dežurnog električara ovlaštenog za rad s visokonaponskom opremom.

Proizvodi koji spadaju u kategoriju vakuumskih prekidača trebaju profesionalni odabir i ocjenu, budući da je njihov rad povezan s visokim naponima.