Вакуумный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативного включения и отключения высоковольтных цепей электрооборудования. Применяется в электроустановках всех сфер производственной деятельности.
Вакуумные выключатели BB/TEL — устройства нового поколения. В их основе лежит использование принципа работы пофазных электромагнитных приводов, с так называемой «магнитной защелкой». Гашение дуги при разведении контактов происходит в глубоком вакууме за очень короткий промежуток времени (около 10 мс). Ввиду высокой электрической прочности вакуума (30 кв/мм) и конструктивных особенностей выключателя, его ресурс составляет порядка 50.000 циклов включения/отключения.
Конструкция вакуумного выключателя выглядит следующим образом:
Управление осуществляется при помощи модуля.
Для обеспечения функций релейной защиты и автоматики при различных видах повреждений присоединения используют микропроцессорные блоки релейной защиты.
Помимо заданных режимов, при которых выключатель работает в границах номинальных токов, зачастую происходит отключение вследствие коротких замыканий. При прохождении токов КЗ значительно снижается ресурс выключателя ввиду высоких температур и динамических усилий.
Для более детального изучения устройства и параметров работы вакуумного выключателя можно ознакомится с инструкцией на сайте завода-изготовителя.
Правилами установлены следующие виды технического обслуживания устройств РЗА:
- Проверка при новом включении (наладка)
- Первый профилактический контроль
- Профилактический контроль
- Профилактическое восстановление (ремонт)
- Опробование (тестовый контроль)
- Технический осмотр
Объемы технического обслуживания можно посмотреть здесь.
Во время проведения технического обслуживания необходимо выполнять комплекс испытаний по типовой методике.
В процессе эксплуатации, не реже 1 раза в месяц, в соответствии с установленным графиком, необходимо производить плановые осмотры вакуумных выключателей. Осмотр необходим для своевременного выявления таких дефектов, как: повреждение изоляции, ее загрязнение, местные нагревы, оплавления, нарушения в работе механических блокировок, неисправности вторичных цепей.
Капитальный ремонт вакуумного выключателя BB/TEL не предусмотрен, после окончания срока службы он подлежит утилизации.
Периодичность текущего ремонта составляет 1 год. В процессе текущего ремонта необходимо выполнить действия, предусмотренные при осмотре, а также:
- Обтянуть болтовые контактные соединения выводов вакуумного выключателя и отходящих шин
- Проверить работоспособность блокировочных устройств, блока управления, блока релейной защиты
- Протереть ветошью, смоченной в этиловом спирте элементы опорной изоляции
На протяжении срока эксплуатации вакуумного выключателя возможно появление неисправностей, вот некоторые из них:
Пожалуй, самый частый вид неисправности выключателей — выход из строя герконов для подключения вторичных цепей (в некоторых модификациях вместо герконов стоят микропереключатели, но проблема та же). Происходит это из-за превышения допустимой нагрузки на герконы и перекрытия на соседние контакты вследствие повышенного загрязнения или сырости. Устраняется этот дефект заменой герконов.
Иногда встречаются изломы пластмассовых элементов, сопряженных с синхронизирующим валом привода. В таких случаях приходится применять творческий подход к ремонту этих деталей.
Также имеет место быть выход из строя контактных соединений WAGO. В этом случае для коммутации вторичных цепей необходимо воспользоваться резервными контактами.
Вот так выглядит вакуумный выключатель после межфазного КЗ, возникшего вследствие протекания потолка распределительного устройства и загрязнения изоляции. Ремонту не подлежит.
Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) является одним из основных видов защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений. Номинальное напряжение ОПН должно быть не менее 1,25 рабочего напряжения. ОПН является нелинейным сопротивлением. При номинальном напряжении электроустановки, ОПН на нее не оказывает никакого влияния, через него протекает очень маленький ток утечки. При повышении напряжения сверх номинального значения, сопротивление ОПН резко уменьшается. За счет этого часть нагрузки шунтируется, энергия перенапряжения отводится в землю. Как правило, номинальный разрядный ток ОПН принимают равным 5 кА. В некоторых случаях это значение увеличивают до 10 кА (в районах с интенсивной грозовой деятельностью или в схемах с повышенными требованиями надежности).
Вакуумные выключатели имеют существенный недостаток — генерирование повышенного уровня перенапряжений (может достигать 10 кратных значений Uф). Это происходит в результате коммутации индуктивно-емкостных элементов (трансформаторы, двигатели). Данный процесс происходит из-за среза отключаемых токов и повторного зажигания дуги при расхождении контактов. Ввиду вышесказаного, при наличии вакуумных выключателей, коммутируемое оборудование нуждается в защите. ОПН необходимо устанавливать за вакуумным выключателем, между фазами нагрузки и землей. На практике ОПН монтируются, как после вакуумного выключателя, так и до него одновременно.
В ячейке этого вакуумного выключателя ОПН установлены не были, что вероятно, вывело его из строя.
Во время монтажа вакуумного выключателя запрещается усаживать отходящие шины на болтовые соединения внатяжку, так как это может привести к деформации элементов камеры и появлению трещин изоляции.
Причины, по которым электромагнит включения/отключения не срабатывает — обрыв в цепи электромагнита, неисправен ключ управления, вышел из строя электромагнит, вышел из строя блок управления, заклинивание синхронизирующего вала, затирание якоря, отсутствует питание цепей оперативного тока, обрыв цепей блокировки, заедание, а также неправильное положение механических блокировок.
В данной статье были рассмотрены основные виды неисправностей вакуумного выключателя, своевременное обслуживание поможет их избежать и продлить срок эксплуатации оборудования.