Korkeajännitejohtojen hanajen suunnitteluun käytetään perinteisesti erityisiä kytkentälaitteita. Niiden yleinen nimi on tyhjiökatkaisija, joka selitetään valokaarin ominaisuuksilla. Näihin laitteisiin on mahdollista tutustua yksityiskohtaisesti vasta tutkittuasi niiden ulkonäön taustan.
Historiaviite
Ensimmäistä kertaa tyhjiökatkaisijat mainittiin XX vuosisadan 30-luvun alkupuolella, kun laitteita käytettiin katkaisemaan suhteellisen heikkovirtapiirit, jotka toimivat alle 40 kV: n jännitteellä. Luotettavien tyhjiönvaimentimien saamiseksi, jotka voivat sammuttaa merkittävät virrat suuripotentiaalisissa piireissä, vaadittiin koko sarja tutkimuksia. Niiden käyttöönoton aikana, noin vuoteen 1957 mennessä, korkeajännitekaaripolton aikana havaitut prosessit tutkittiin ja systematisoitiin kokonaan. Siirtyminen yksittäisissä kopioissa valmistetuista prototyypeistä nykyaikaisten laitteiden massatuotantoon kesti vielä kaksi pitkää vuosikymmentä.
Toimintaperiaate
Kaariuutumisen periaate perustuu fysiikan keinotekoisesti saatujen tyhjiön korkeaan dielektriseen lujuuteen ja erityisiin eristäviin ominaisuuksiin. Kun tehokontaktorit avataan kammiossa, johon ne sijoitetaan, muodostuu sähkökaari, jota tukevat niiden pinnalta haihtuvat metallihiukkaset. Edellytysten puuttuminen sen stabiloimiseksi estää prosessin huipun kehittymisen vakuumiväliaineen korkeiden dielektristen ominaisuuksien takia.
Alipaineen merkittävän dielektrisen lujuuden takia kaarin sammumismomentti siirretään pisteeseen, joka edeltää sen kehityksen maksimiaikaa. Sähkötekniikassa tätä ilmiötä kutsutaan ”virrankatkaisuksi”. Sen läsnäolo vaikuttaa negatiivisesti sähköverkkoihin, koska prosessin seurauksena on ylijännitteen kytkentä.
Soveltamisen ja käytön ominaisuudet
Alkuvaiheessa tämän tyyppinen katkaisija kehitettiin suunnittelulla laitteeksi, joka on tarkoitettu asennettavaksi kojeistokaappeihin (monimutkaisiin laitteisiin). Nykyään ne asennetaan avoimiin jakelurakenteisiin (ulkokojeistot). Nykyaikainen tyhjiökatkaisija on nopea kytkentälaite, joka on suunniteltu pitkäksi käyttöajaksi verrattuna edeltäjiinsä, joissa on öljy- ja kaasuympäristö.
Useimmat nykyaikaiset energiatilat ovat luopuneet vanhentuneista malleista ja siirtyneet lopulta melko pieniin ja huoltovapaisiin uusiin katkaisimiin. Tämä johtuu seuraavista syistä:
- tyhjiölaite on vaatimaton eikä vaadi kontaktien säännöllistä puhdistamista tai ympäristön päivittämistä;
- öljylaitteen käytön aikana täyttöaine vuotaa jatkuvasti;
- passin mukaan tyhjiölaitteiden käyttöikä saavuttaa 20 vuotta, mikä on paljon pidempi kuin sama indikaattori muun tyyppisissä katkaisijoissa.
Käytön aikana käyttömekanismi epäonnistuu usein väärällä hetkellä. Jotta se pysyy toimintakunnossa, siinä on erityinen yksikkö manuaalista jousilatausta varten. Näille laitteille on pakollista hätäpainike, jonka avulla voit estää lukitusmekanismin kytkentämoduulien kääntämistä varten, kun kaappi on päällä. Tämä kohta koskee henkilöstön huoltolaitteiden turvallisuutta ja vaatii erityistä huomiota.
Suunnitteluominaisuuksia
Jokaisella korkeajännitetyn tyhjiökytkimen mallilla on yksilölliset ominaisuudet, koska se on tarkoitettu käytettäväksi verkoissa, joissa on erilaisia sähköisiä osoittimia. Lisäksi valmistajat tekevät myös joitain muutoksia tuotteidensa suunnitteluun. Näiden laitteiden komponenttien koostumus pysyy kuitenkin yleensä muuttumattomana. Pääelementit:
- Kestävästä metallista valmistettu kotelo, jonka sisälle on asennettu päälle- ja poiskytkentä (se voi olla jousi tai muu tyyppi).
- 3-napainen virrankytkin, joka on tarkoitettu liitettäväksi 380 voltin verkkoon ja irrotettu, kun kojeisto kytketään käyttötilasta tyhjentyneeseen asentoon.
- Kotelo sijoitettavaksi kotelon sisäpuolelle, suunnittelussaan erilainen kuin muut vastaavat rakenteet.
Tuotteen sähköosassa on erityiset väliseinät, jotka erottavat vaiheosat toisistaan. Siinä on myös monimutkainen laite ja se sisältää useita passissa kuvattuja elementtejä.
Erilaisia tyhjiökatkaisijoita
Tuotteet luokitellaan yleensä niiden kytketyn potentiaaliluokan mukaan.
Lajikkeesta seuraavat seuraavat tyypit:
- Laitteet, jotka toimivat jännitteillä 6-10 kV.
- Laitteet korkeampien tasojen kytkemiseksi - enintään 35 kV.
- Laitteet, jotka on suunniteltu erittäin korkeaan jännitteeseen 110–220 kV.
Toinen ”toimiva” kriteeri katkaisijoiden luokittelulle on teho, jonka ne voivat siirtää kuormaan. Tämän parametrin mukaan niiden jakaminen tapahtuu samalla tavalla kuin kuluttajan luokittelu.
Hyödyt ja haitat
Laitteiden etuihin kuuluu:
- pienet mitat;
- kyky korvata nopeasti yksittäiset osat;
- äänettömyys ja riippumattomuus avaruuteen suuntautumisesta;
- henkilöstön terveyden turvallisuus.
Niiden ei tarvitse täydentää suojaympäristöä ja ne ovat erittäin luotettavia. Mutta nämä tuotteet eivät voineet tehdä ilman monille sähkölaitteille ominaisia ongelmia. Tyhjiökatkaisimien haitoihin kuuluvat:
- rajoitetut toimintavirrat;
- "Taipumus" ylijännitteelle;
- pieni kytkentäresurssi.
Nykyisistä puutteista huolimatta nämä laitteet ovat vakaasti ottaneet paikkansa räjähteiden uusimpien kytkentälaitteiden luettelossa.
Valinnan ja asennuksen ominaisuudet
Kytkimen valintaprosessissa otetaan huomioon seuraavat tärkeät kohdat:
- laitteen suojausominaisuuksien on vastattava sen verkon parametreja, jossa sen on tarkoitus toimia;
- kytkin valitaan vaikeimpien käyttöolosuhteiden perusteella;
- nimellisvirran ja -jännitteen on ylitettävä suojatun verkon vastaavat parametrit;
- katkaisuvirta ei saa ylittää valmistajan takaamaa arvoa.
Ennen tyhjiökatkaisijan asentamista on välttämätöntä tutkia huolellisesti sen asennuspaikka ja varmistaa, ettei siinä ole vaurioita tai puutteita. Sitten pylväiden eristetyt pinnat on puhdistettava kuivalla rievulla.
Uusien laitteiden asentaminen järjestelmään ei ole sallittua eristyspinnoille, joissa on lastuja, halkeamia ja vakavasti muodonmuutoskappaleita.
Toissijainen piirikaavio ja sen jälkeen maadoitusväylän liitäntä on pakollista varmentaa. Itse tyhjiökatkaisija on kiinnitetty suoraan vaunun liikkuvaan osaan erityisen pultatun laitteiston avulla.
Yleisimmät mallit
Yleisimmistä tyhjiökammioiden malleista seuraavat seuraavat:
- VVE-M-10-20.
- VVE-M-10-40.
- VVTE-M-10-20.
Lähes kaikki tämän luettelon tuotenäytteet ovat vanhojen öljykatkaisijoiden jatkokehitystä ja pystyvät toimimaan vaihto- ja tasavirtapiireissä. Korkeajännitteisten tyhjiölaitteiden asennus, myöhemmät konfiguroinnit ja käyttöönotto ovat työvoimavaltaisia toimenpiteitä, jotka määrittävät niiden lisätoiminnot. Siksi luetteloituihin toimintoihin luotetaan vain asiantuntijoilla, joilla on asianmukainen pätevyys.
Laitetta asennettaessa on noudatettava asennusjärjestystä. Tämän vaatimuksen noudattaminen on perustana käyttöhenkilöstön tai virka-ajan sähköasentajan turvallisuudelle, joka on valtuutettu työskentelemään korkeajännitelaitteiden kanssa.
Tyhjiökatkaisijoiden luokkaan kuuluvat tuotteet tarvitsevat ammatillista valintaa ja arviointia, koska niiden toimintaan liittyy korkea jännite.
