Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας των διακοπτών κενού

Για να σχεδιάσετε βρύσες από γραμμές μεταφοράς υψηλής τάσης, παραδοσιακά χρησιμοποιούνται ειδικές συσκευές μεταγωγής. Το κοινό τους όνομα είναι ένας διακόπτης κενού, ο οποίος εξηγείται από τις ιδιαιτερότητες του θαλάμου κατάσβεσης τόξου. Είναι δυνατόν να εξοικειωθείτε λεπτομερώς με αυτές τις συσκευές μόνο αφού μελετήσετε την προϊστορία της εμφάνισής τους.

Ιστορική αναφορά

Για πρώτη φορά, οι διακόπτες κενού αναφέρθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του '30 του ΧΧ αιώνα, όταν χρησιμοποιήθηκαν συσκευές για την αποσύνδεση κυκλωμάτων σχετικά χαμηλού ρεύματος που λειτουργούν υπό τάσεις έως 40 kV. Για την απόκτηση αξιόπιστων απορροφητών κενού ικανών να απενεργοποιήσουν σημαντικά ρεύματα σε κυκλώματα με υψηλό δυναμικό, απαιτείται μια ολόκληρη σειρά μελετών. Όταν πραγματοποιήθηκαν, περίπου το 1957, οι διαδικασίες που παρατηρήθηκαν κατά την καύση τόξου υψηλής τάσης μελετήθηκαν πλήρως και συστηματοποιήθηκαν. Χρειάστηκαν άλλες δύο δεκαετίες για να μετακινηθούμε από τα πρωτότυπα που παράγονται σε μεμονωμένα αντίγραφα στη μαζική παραγωγή σύγχρονων συσκευών.

Λειτουργική αρχή

Η αρχή της απόσβεσης τόξου βασίζεται στο γεγονός της υψηλής ηλεκτρικής ισχύος και των ειδικών μονωτικών ιδιοτήτων του τεχνητού κενού που είναι γνωστό από τη φυσική. Όταν οι επαφές ισχύος ανοίγουν στον θάλαμο όπου είναι τοποθετημένοι, σχηματίζεται ένα ηλεκτρικό τόξο, υποστηριζόμενο από μεταλλικά σωματίδια που εξατμίζονται από την επιφάνειά τους. Η απουσία συνθηκών για τη σταθεροποίησή της εμποδίζει την ανάπτυξη της κορυφής της διαδικασίας λόγω των υψηλών διηλεκτρικών ιδιοτήτων του μέσου κενού.

Λόγω της σημαντικής διηλεκτρικής αντοχής του κενού, η στιγμή της εξαφάνισης του τόξου μετατοπίζεται σε ένα σημείο που προηγείται του μέγιστου της ανάπτυξής του. Στην ηλεκτρολογία, αυτό το φαινόμενο ονομάζεται «τρέχουσα διακοπή». Η παρουσία του επηρεάζει αρνητικά τα ηλεκτρικά δίκτυα, καθώς η εναλλαγή υπερτάσεων είναι συνέπεια αυτής της διαδικασίας.

Χαρακτηριστικά εφαρμογής και λειτουργίας

Με το σχεδιασμό του, στο αρχικό στάδιο, αυτός ο τύπος διακοπτών αναπτύχθηκε ως συσκευή που προορίζεται για εγκατάσταση σε ντουλάπια διακοπτών (σε σύνθετες συσκευές). Επί του παρόντος, είναι επίσης εγκατεστημένα σε ανοιχτές δομές διανομής (OSG). Ο σύγχρονος διακόπτης κενού είναι μια συσκευή εναλλαγής ταχείας δράσης σχεδιασμένη για μεγάλη διάρκεια ζωής σε σύγκριση με τους προκατόχους της σε περιβάλλον πετρελαίου και φυσικού αερίου.

Η πλειονότητα των σύγχρονων ενεργειακών εγκαταστάσεων έχει εγκαταλείψει ξεπερασμένα σχέδια και τελικά άλλαξε νέους διακόπτες που είναι μάλλον συμπαγείς και δεν χρειάζονται συντήρηση. Αυτό οφείλεται στους ακόλουθους λόγους:

• η συσκευή κενού είναι ανεπιτήδευτη και δεν χρειάζεται τακτικό καθαρισμό επαφών ή ανανέωση του μέσου.
• κατά τη λειτουργία της συσκευής λαδιού, το πληρωτικό διαρρέει συνεχώς.
• Σύμφωνα με τα στοιχεία του διαβατηρίου, η διάρκεια ζωής των συσκευών κενού φτάνει τα 20 χρόνια, κάτι που είναι πολύ υψηλότερο από τον ίδιο δείκτη για άλλους τύπους διακοπτών.

Κατά τη λειτουργία, ο μηχανισμός κίνησης συχνά αποτυγχάνει στην πιο ακατάλληλη στιγμή για αυτό. Για να το διατηρήσετε σε λειτουργία, παρέχεται μια ειδική μονάδα για χειροκίνητη φόρτιση ελατηρίου στη συσκευή. Υποχρεωτική για αυτές τις συσκευές είναι η παρουσία ενός κουμπιού έκτακτης ανάγκης, το οποίο επιτρέπει την απενεργοποίηση του μηχανισμού για τον αποκλεισμό της εκτόξευσης των μονάδων του διακόπτη όταν είναι ενεργοποιημένη η καμπίνα.Αυτό το σημείο αφορά την ασφάλεια του εξοπλισμού λειτουργίας του προσωπικού και απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή.

Χαρακτηριστικά σχεδίου

Κάθε μοντέλο του διακόπτη κενού υψηλής τάσης έχει μεμονωμένα χαρακτηριστικά, καθώς προορίζεται για λειτουργία σε δίκτυα με διαφορετικά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά. Επιπλέον, οι κατασκευαστές κάνουν επίσης κάποιες προσαρμογές στο σχεδιασμό των προϊόντων τους. Ωστόσο, γενικά, η σύνθεση των συστατικών αυτών των συσκευών παραμένει αμετάβλητη. Κύρια στοιχεία:

• Ένα περίβλημα κατασκευασμένο με βάση ανθεκτικό μέταλλο, μέσα στο οποίο είναι τοποθετημένη μια μονάδα on-off (μπορεί να είναι ελατηριωτή ή άλλου τύπου).
• Συλλέκτης ρεύματος 3 πόλων σχεδιασμένος για σύνδεση σε δίκτυο 380 Volt και αποσυνδεδεμένος όταν ο διακόπτης μεταφέρεται από τον τρόπο λειτουργίας στη θέση ανάληψης.
• Ένα καροτσάκι για τοποθέτηση μέσα στη θήκη, το οποίο διαφέρει από άλλες παρόμοιες δομές κατά την εκτέλεση του.

Το ηλεκτρικό τμήμα του προϊόντος έχει ειδικά διαχωριστικά που διαχωρίζουν τα τμήματα φάσης το ένα από το άλλο. Έχει επίσης μια σύνθετη δομή και περιέχει έναν αριθμό στοιχείων που περιγράφονται στο διαβατήριο.

Ποικιλίες διακοπτών κενού

Τα προϊόντα ταξινομούνται συνήθως σύμφωνα με την κατηγορία των δυνατοτήτων που αλλάζουν.

Μεταξύ όλων των ποικιλιών, ξεχωρίζουν οι ακόλουθοι τύποι:

• Συσκευές για εργασία με τάσεις 6-10 kV.
• Συσκευές για εναλλαγή υψηλότερων επιπέδων - έως 35 kV.
• Συσκευές σχεδιασμένες για εξαιρετικά υψηλή τάση 110-220 kV.

Ένα άλλο κριτήριο «εργασίας» για την ταξινόμηση των διακοπτών είναι η ισχύς που μπορούν να μεταφέρουν στο φορτίο. Σύμφωνα με αυτήν την παράμετρο, η διαίρεσή τους πραγματοποιείται με τον ίδιο τρόπο όπως η ταξινόμηση του ίδιου του καταναλωτή.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Τα πλεονεκτήματα των συσκευών περιλαμβάνουν:

• μικρό μέγεθος;
• τη δυνατότητα γρήγορης αντικατάστασης μεμονωμένων τμημάτων ·
• θόρυβος και ανεξαρτησία από τον προσανατολισμό στο διάστημα.
• ασφάλεια για την υγεία του προσωπικού εξυπηρέτησης.

Δεν χρειάζονται αναπλήρωση του προστατευτικού περιβάλλοντος και είναι εξαιρετικά αξιόπιστα. Αλλά ακόμη και αυτά τα προϊόντα δεν ήταν χωρίς προβλήματα που ενυπάρχουν σε πολλές ηλεκτρικές συσκευές. Τα μειονεκτήματα των διακοπτών κενού περιλαμβάνουν:

• περιορισμένα ρεύματα εργασίας
• "Τάση" στην υπέρταση.
• μικρός πόρος μεταγωγής.

Παρά τις υπάρχουσες αδυναμίες, αυτές οι συσκευές έχουν κατακτήσει τη θέση τους στον κατάλογο του πιο σύγχρονου εξοπλισμού εναλλαγής για εκρηκτικά.

Χαρακτηριστικά επιλογής και εγκατάστασης

Στη διαδικασία επιλογής λαμβάνονται υπόψη τα ακόλουθα σημαντικά σημεία:

• τα προστατευτικά χαρακτηριστικά της συσκευής πρέπει να αντιστοιχούν στις παραμέτρους του δικτύου στο οποίο υποτίθεται ότι λειτουργεί ·
• ο διακόπτης επιλέγεται με βάση τις πιο σοβαρές συνθήκες λειτουργίας.
• Το ονομαστικό ρεύμα και η τάση πρέπει να υπερβαίνουν τις αντίστοιχες παραμέτρους για το προστατευμένο δίκτυο.
• Το ρεύμα θραύσης δεν πρέπει να υπερβαίνει την τιμή που εγγυάται ο κατασκευαστής.

Πριν εγκαταστήσετε τον διακόπτη κενού, πρέπει να εξετάσετε προσεκτικά τον τόπο εγκατάστασής του και να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν ζημιές ή ελαττώματα. Στη συνέχεια, θα πρέπει να καθαρίσετε τις μονωμένες επιφάνειες του πόλου με ένα στεγνό πανί.

Δεν επιτρέπεται η εγκατάσταση νέου εξοπλισμού σε ένα σύστημα, στις μονωτικές επιφάνειες των οποίων υπάρχουν τσιπ, ρωγμές και περιοχές με σοβαρή παραμόρφωση.

Το διάγραμμα δευτερεύοντος κυκλώματος με την επακόλουθη σύνδεση του διαύλου "γείωσης" υπόκειται σε υποχρεωτικό έλεγχο. Ο ίδιος ο διακόπτης κενού συνδέεται απευθείας στο κινούμενο μέρος του καροτσιού χρησιμοποιώντας ειδικό βιδωτό υλικό.

Τα πιο συνηθισμένα μοντέλα

Μεταξύ των πιο κοινών μοντέλων θαλάμων κενού, ξεχωρίζουν τα ακόλουθα:

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

Σχεδόν όλα τα δείγματα προϊόντων από αυτήν τη λίστα είναι μια περαιτέρω ανάπτυξη παλαιών διακοπτών κυκλώματος λαδιού και είναι σε θέση να λειτουργούν σε κυκλώματα AC και DC. Η εγκατάσταση, η επακόλουθη ρύθμιση και η θέση σε λειτουργία συσκευών κενού υψηλής τάσης είναι χρονοβόρες διαδικασίες που καθορίζουν την περαιτέρω λειτουργικότητά τους. Επομένως, οι αναφερόμενες λειτουργίες ανατίθενται μόνο σε ειδικούς με τα κατάλληλα προσόντα.

Κατά την εγκατάσταση της συσκευής, πρέπει να ακολουθηθεί η ακολουθία των λειτουργιών εγκατάστασης. Η συμμόρφωση με αυτήν την απαίτηση είναι η βάση για την ασφάλεια του λειτουργικού προσωπικού ή ενός ηλεκτρολόγου που είναι εν ενεργεία εξουσιοδοτημένος να εργάζεται με εξοπλισμό υψηλής τάσης.

Τα προϊόντα που ανήκουν στην κατηγορία των διακοπτών κενού χρειάζονται επαγγελματική επιλογή και αξιολόγηση, καθώς η λειτουργία τους σχετίζεται με υψηλές τάσεις.