Hanojen suunnittelussa korkeajännitteisistä siirtolinjoista käytetään perinteisesti erityisiä kytkinlaitteita. Niiden yleinen nimi on tyhjiökatkaisija, joka selitetään kaarensammutuskammion erityispiirteillä. Näihin laitteisiin on mahdollista tutustua yksityiskohtaisesti vasta tutkittuaan niiden ulkonäön esihistoriaa.
Historiallinen viite
Ensimmäistä kertaa tyhjökatkaisijat mainittiin XX vuosisadan 30-luvun alussa, kun laitteita käytettiin katkaisemaan suhteellisen matalan virran piirit, jotka toimivat jopa 40 kV: n jännitteillä. Luotettavien alipaineenvaimentimien saamiseksi, jotka kykenevät kytkemään pois merkittävät virrat suurella potentiaalilla varustetuissa piireissä, vaadittiin koko sarja tutkimuksia. Kun ne suoritettiin, suunnilleen vuoteen 1957 mennessä, suurjännitekaaren polttamisen aikana havaittuja prosesseja tutkittiin ja järjestelmällisesti. Kesti vielä kaksi pitkää vuosikymmentä siirtyä yksittäisissä kopioissa tuotetuista prototyypeistä nykyaikaisten laitteiden massatuotantoon.
Toimintaperiaate
Valokaaren sammuttamisen periaate perustuu fysiikasta tunnettuun keinotekoisesti saadun tyhjiön korkeaan sähkölujuuteen ja erityisiin eristäviin ominaisuuksiin. Kun tehokontaktorit avataan kammioon, johon ne sijoitetaan, muodostuu sähkökaari, jota tukevat niiden pinnalta haihtuvat metallihiukkaset. Ehtojen puuttuminen sen stabiloimiseksi estää prosessipiikin kehittymisen tyhjiöalustan korkeiden dielektristen ominaisuuksien vuoksi.
Alipaineen merkittävän dielektrisen lujuuden vuoksi kaaren sammumishetki siirtyy pisteeseen, joka edeltää sen enimmäiskehitystä. Sähkötekniikassa tätä ilmiötä kutsutaan "nykyiseksi leikkaukseksi". Sen läsnäolo vaikuttaa negatiivisesti sähköverkoihin, koska ylijännitteen kytkentä on seurausta tästä prosessista.
Sovelluksen ja käytön ominaisuudet
Suurin osa nykyaikaisista energialaitoksista on hylännyt vanhentuneita suunnitelmia ja lopulta siirtynyt uusiin kytkimiin, jotka ovat melko pienikokoisia eikä tarvitse huoltoa. Tämä johtuu seuraavista syistä:
- alipainelaite on vaatimaton eikä vaadi koskettimien säännöllistä puhdistamista tai väliaineen uusimista;
- öljylaitteen käytön aikana täyteainetta vuotaa jatkuvasti;
- passin tietojen mukaan tyhjiölaitteiden käyttöikä on 20 vuotta, mikä on paljon pidempi kuin sama indikaattori muun tyyppisillä katkaisimilla.
Käytön aikana käyttömekanismi vikaantuu usein siihen sopivimmalla hetkellä. Laitteen toimintakunnossa pitämiseksi siinä on erityinen yksikkö manuaalista jousilatausta varten. Pakollinen näille laitteille on hätäpainikkeen läsnäolo, joka sallii kytkentälaitemoduulien vierimisen estämisen mekanismin käytöstä, kun kaappi on päällä.Tämä kohta koskee henkilöstöä käyttävien laitteiden turvallisuutta ja vaatii tarkkaa huomiota.
Suunnitteluominaisuuksia
Jokaisella korkeajännitteisen alipainekytkimen mallilla on yksilölliset ominaisuudet, koska se on tarkoitettu käytettäväksi verkoissa, joilla on erilaiset sähköiset ominaisuudet. Lisäksi valmistajat tekevät joitain muutoksia tuotteidensa suunnitteluun. Näiden laitteiden komponenttien koostumus pysyy kuitenkin yleensä muuttumattomana. Tärkeimmät elementit:
- Kestävästä metallista valmistettu kotelo, jonka sisään on asennettu päälle- ja pois-käyttö (se voi olla jousikuormitettu tai muun tyyppinen).
- 3-napainen virtakeräin, joka on suunniteltu liitettäväksi 380 voltin verkkoon ja irrotetaan, kun kytkinlaite siirretään käyttötilasta vetäytyneeseen asentoon.
- Kotelon sisälle sijoitettava vaunu, joka eroaa muista vastaavista rakenteista sen toteutuksessa.
Tuotteen sähköosassa on erityiset osiot, jotka erottavat vaiheosat toisistaan. Sillä on myös monimutkainen rakenne ja se sisältää useita passissa kuvattuja elementtejä.
Erilaisia alipainekytkimiä
Tuotteet luokitellaan yleensä vaihtamiensa potentiaalien luokan mukaan.
Kaikista lajikkeista seuraavat tyypit erottuvat:
- Laitteet työskentelyyn 6-10 kV jännitteellä.
- Laitteet korkeamman tason vaihtamiseen - jopa 35 kV.
- Laitteet, jotka on suunniteltu erityisen suurjännitteelle 110-220 kV.
Toinen "toimiva" kriteeri katkaisijoiden luokittelussa on teho, jonka ne voivat siirtää kuormaan. Tämän parametrin mukaan niiden jakaminen suoritetaan samalla tavalla kuin kuluttajan itse luokittelu.
Hyödyt ja haitat
Laitteiden etuja ovat:
- pienet mitat;
- kyky korvata yksittäiset osat nopeasti;
- äänetön ja riippumattomuus avaruudessa suuntautumisesta;
- turvallisuus huoltohenkilöstön terveydelle.
Ne eivät tarvitse suojaavan ympäristön täydentämistä ja ovat erittäin luotettavia. Mutta edes nämä tuotteet eivät olleet ongelmitta ominaisia monille sähkölaitteille. Tyhjiökatkaisijoiden haittoja ovat:
- rajoitetut työskentelyvirrat;
- "Taipumus" ylijännitteeseen;
- pieni kytkentäresurssi.
Nykyisistä puutteista huolimatta nämä laitteet ovat vakiinnuttaneet paikkansa räjähteiden nykyaikaisimpien kytkinlaitteiden luettelossa.
Valinnan ja asennuksen ominaisuudet
Seuraavat tärkeät seikat otetaan huomioon valintaprosessissa:
- laitteen suojaominaisuuksien on vastattava sen verkon parametreja, jossa sitä on tarkoitus käyttää;
- kytkin valitaan vakavimpien käyttöolosuhteiden perusteella;
- nimellisvirran ja -jännitteen on ylitettävä suojatun verkon vastaavat parametrit;
- katkaisuvirta ei saa ylittää valmistajan takaamaa arvoa.
Ennen tyhjökatkaisijan asentamista sinun on tarkastettava huolellisesti asennuspaikka ja varmistettava, ettei siinä ole vaurioita tai vikoja. Sitten sinun on puhdistettava eristetyt napapinnat kuivalla liinalla.
Uusia laitteita ei saa asentaa järjestelmään, jonka eristäville pinnoille on siruja, halkeamia ja voimakkaasti epämuodostuneita alueita.
Toissijainen kytkentäkaavio ja myöhempi "maadoitus" -väylän liitäntä vaaditaan pakollisesti. Itse tyhjökatkaisija on kiinnitetty suoraan vaunun liikkuvaan osaan pultattujen erikoislaitteiden avulla.
Yleisimmät mallit
Tyhjiökammioiden yleisimpiä malleja ovat seuraavat:
- VVE-M-10–20.
- VVE-M-10-40.
- VVTE-M-10–20.
Lähes kaikki tämän luettelon tuotenäytteet ovat edelleen vanhojen öljykatkaisijoiden jatkokehitys ja kykenevät toimimaan vaihtovirta- ja tasavirtapiireissä. Suurjännitteisten tyhjiölaitteiden asennus, myöhempi säätö ja käyttöönotto ovat aikaa vieviä toimenpiteitä, jotka määrittävät niiden lisätoiminnot. Siksi luetellut toimet uskotaan vain asiantuntijoille, joilla on asianmukainen pätevyys.
Laitetta asennettaessa on noudatettava asetustoimintojen järjestystä. Tämän vaatimuksen noudattaminen on perusta käyttöhenkilöstön tai päivystävän sähköasentajan turvallisuudelle, jolla on lupa työskennellä suurjännitelaitteiden kanssa.
Tyhjiökatkaisijoiden luokkaan kuuluvat tuotteet tarvitsevat ammattimaisen valinnan ja arvioinnin, koska niiden toiminta liittyy korkeaan jännitteeseen.
