W jaki sposób wyłącznik próżniowy średniego napięcia poprawia bezpieczeństwo elektryczne

Wyłącznik próżniowy średniego napięcia (VCB) jest kluczowym elementem zapewniającym bezpieczeństwo i ochronę układów dystrybucji energii w systemach elektrycznych średniego napięcia (10 kV - 35 kV). Jest skuteczniejszy niż starsze wyłączniki olejowe i gazowe, ponieważ VCB wykorzystuje komorę próżniową do przerywania prądów uszkodzeniowych, szybko izolując uszkodzoną część sieci. Są one niezwykle niezawodne w trudnych warunkach, takich jak miejskie sieci energetyczne, zakłady przemysłowe i obiekty handlowe. GPSwitchgear to lider w optymalizacji projektowania wyłączników próżniowych średniego napięcia pod kątem zwiększenia bezpieczeństwa oraz ich praktycznych zastosowań. Poniżej przedstawiono kilka sposobów, w jakie wyłącznik próżniowy średniego napięcia zwiększa bezpieczeństwo elektryczne.

Wyłącznik próżniowy średniego napięcia skupia się na szybkim, skutecznym i bezpiecznym zapobieganiu zagrożeniom łukowym

W systemach średniego napięcia, wyładowania elektryczne stanowią jedno z najbardziej niebezpiecznych zagrożeń. Dla zobrazowania skali problemu – osiągają one parzącą temperaturę 20 000 stopni Celsjusza, potrafią topić metale, uszkadzać izolacje, a nawet powodować pożary i wybuchy. Włącznik średniego napięcia VCB łączy w sobie zalety obu rozwiązań, wykorzystując doskonałe właściwości gaszące łuk elektryczny w warunkach próżni. Gdy dojdzie do awarii, takiej jak zwarcie, włącznik VCB szybko rozdziela swoje styki w komorze próżniowej. Dzięki środowisku próżniowemu nie powstają zjonizowane gazy (które utrzymują łuk w innych odłącznikach), co powoduje natychmiastowe ugасzenie łuku w ciągu 1–2 cykli (do 0,04 sekundy w systemie 50 Hz). Jest to znacznie szybsze niż w przypadku odłączników olejowych lub tych działających w powietrzu, a także skraca czas ekspozycji na łuk, minimalizując ryzyko pożaru i uszkodzeń. Na przykład w przemyślowym systemie dystrybucji energii o napięciu 10 kV, zwarcie kabla spowodowane uszkodzeniem powoduje, że włącznik VCB natychmiast przerywa prąd i gasi łuk, zapobiegając jego rozprzestrzenieniu się na sąsiednie szafy rozdzielcze.

Średnie napięcie VCB firmy GPSwitchgear wykorzystuje wysokiej jakości komory próżniowe o stopniu próżni 10⁻⁶ Pa lub wyższym, co zapewnia dodatkowe zwiększenie bezpieczeństwa dzięki stabilnej wydajności gaszenia łuku elektrycznego przez ponad 20 lat.

Doskonała wydajność izolacji VCB średniego napięcia w celu zapobiegania ryzyku przecieków  

Uszkodzenie izolacji w systemach średniego napięcia może prowadzić do przecieków prądu, uszkodzeń urządzeń oraz porażeń pracowników. Włącznik próżniowy średniego napięcia (VCB) opiera się na izolacji wynikającej z dwóch istotnych rozwiązań konstrukcyjnych: po pierwsze, budowa komory próżniowej – ponieważ zawiera komorę próżniową, pełni ona funkcję komory izolacyjnej. Próżnia zapobiega przepływowi prądu między stykami przy dowolnym napięciu znamionowym, ponieważ jej wytrzymałość dielektryczna jest znacznie większa niż powietrza czy oleju. Drugą cechą charakterystyczną dla łącznika próżniowego średniego napięcia jest użycie żywicy epoksydowej lub materiałów ceramicznych na obudowę komory próżniowej, odpornej na wilgoć, kurz i korozję chemiczną. Tym samym unika się uszkodzeń izolacji spowodowanych wilgocią. Łączniki próżniowe średniego napięcia nie zawierają oleju ani gazu, które mogłyby wyciekać, dzięki czemu są bezpieczne zarówno do użytku wewnątrz, jak i na zewnątrz pomieszczeń (w przeciwieństwie do łączników olejowych, które mogą przeciekać, a ich izolacja olejowa może ulec awarii). Na przykład bezpieczne strefy nadmorskie w obszarach ciężkiej przemysłowości są idealne dla łączników VCB, ponieważ wilgoć powietrza i mgła solna nie będą zatykać obudowy izolacyjnej ani komory próżniowej VCB. Urządzenie VCB nadal będzie działać poprawnie i zapobiegać uszkodzeniom spowodowanym przeciekaniem napięcia przez izolację. Wszystkie zakupione łączniki próżniowe średniego napięcia muszą przejść testy wytrzymałości dielektrycznej prądu przemiennego oraz badań częściowych wyładowań, aby spełniać normy izolacji i międzynarodowe standardy bezpieczeństwa.

Średnie napięcie VCB gwarantuje ochronę sprzętu poprzez dokładne przerywanie prądu

Usterki w systemach średniego napięcia obejmują prąd zwarcia, przeciążenie oraz prąd upływu do ziemi i mogą stanowić zagrożenie dla transformatorów i innego drogiego sprzętu. Dzięki drogim przekładnikom prądowym przerywającym prąd uszkodzeniowy, wyłączniki próżniowe średniego napięcia (VCB) mogą dokładnie identyfikować i przerywać prądy uszkodzeniowe, ponieważ są wyposażone w zaawansowane zintegrowane systemy ochronne i mogą współpracować z dynamicznymi przekaźnikami zabezpieczeniowymi. Przekaźniki te skutecznie analizują układy elektryczne w czasie rzeczywistym i komunikują się z wyłącznikiem VCB średniego napięcia po wykryciu usterki, a następnie wyłącznik natychmiast aktywuje mechanizm przerywania prądu uszkodzeniowego. Jednakże wyłączniki VCB nie przerywają prądu przekraczającego maksymalny dopuszczalny poziom wytrzymywania sprzętu średniego napięcia. Na przykład wyłączniki VCB średniego napięcia w systemach zasilania 20 kV mogą przerywać prądy uszkodzeniowe do wartości 20 kA i zapobiegać przepływowi nadmiernego prądu przez transformatory i kable. Chroni to system przed uszkodzeniem izolacji i uszkodzeniami mechanicznymi podczas przeciążenia. Na przykład, usterka spowodowana warunkiem przeciążenia wynikającym z jednoczesnej pracy systemów w kompleksie handlowym zasilanym napięciem 20 kV uruchomi przekaźniki zabezpieczeniowe, aby zapewnić ochronę przed przeciążeniem głównego transformatora.

GPSwitchgear oferuje rozłączniki średniego napięcia wykorzystujące mechanizm elektromagnetyczny lub sprężynowy, zapewniające szybkie rozdzielenie styków, gwarantując przerwanie przepływu prądu uszkodzeniowego w dopuszczalnym, bezpiecznym czasie.

Ryzyko związane z konserwacją rozłączników średniego napięcia jest niskie ze względu na małą konieczność konserwacji

Średniego napięcia wyłączniki próżniowe powodują mniejsze obciążenie pracą, ponieważ wymagają niewielkiego serwisowania. Inne wyłączniki, takie jak olejowe wyłączniki obwodów, wymagają powtarzalnych czynności konserwacyjnych, takich jak wymiana oleju, czyszczenie styków, regulacja ciśnienia gazu i wiele innych. Te działania zwiększają koszty eksploatacyjne i narażają pracowników serwisowych na możliwe oddziaływanie prądu elektrycznego. Wyłącznik próżniowy działa na zasadzie oszczędzania części. Jego komora próżniowa oraz elementy stykowe mają długi cykl pracy — powyżej 10 000 cykli — zanim będzie potrzebna pierwsza rutynowa konserwacja. Konserwację mechanizmów roboczych oraz smarowanie elementów pomocniczych (obwody sterujące) można przeprowadzić bez demontażu komory wysokiego napięcia, eliminując tym samym czynności konserwacyjne wiążące się z ryzykiem wysokiego napięcia. To pozwala personelowi na mniejsze narażenie na wysokie napięcie oraz uniknięcie prac konserwacyjnych przy spalonych stykach. Takie cykle konserwacji są stosowane dla wyłączników próżniowych średniego napięcia umieszczonych w odległych lokalizacjach. W porównaniu do konserwacji co kwartał stosowanej dla olejowych wyłączników obwodów, wyłączniki próżniowe średniego napięcia w odległych lokalizacjach mają cykle konserwacji trwające od 3 do 5 lat. To znacznie zmniejsza pracę związaną z konserwacją wyłącznika. Takie ryzyko jest ograniczone w przypadku modułowego wyłącznika próżniowego średnioprądowego GPSwitchgear. Ta konstrukcja umożliwia przeprowadzanie konserwacji elementów pomocniczych bez wpływu na komorę próżniową. To zmniejsza ryzyko nieprawidłowej konserwacji i narażenia pracowników.

Średnie napięcie VCB obsługuje funkcje blokady zapobiegające błędom operacyjnym

Systemy średniego napięcia mają duży potencjał wystąpienia niebezpiecznych i śmiertelnych incydentów spowodowanych błędną obsługą, na przykład zamknięciem wyłącznika na uszkodzonym odcinku linii lub nieprawidłowym otwarciem wyłącznika podczas nieupoważnionego obciążenia normalnego. Wylotka próżniowa (VCB) jest wyposażona w wbudowane mechanizmy blokady zapobiegające błędnemu działaniu. Po pierwsze, VCB posiada blokadę mechaniczną z odłącznikiem. Wyłącznik VCB może zostać zamknięty jedynie wtedy, gdy odłącznik znajduje się we właściwej pozycji, co zapobiega zamknięciu na obwodzie otwartym. VCB posiada również blokadę elektryczną z systemem sterowania. Obsługa VCB możliwa jest wyłącznie dla upoważnionego personelu posiadającego odpowiedni kod dostępu lub klucz sterowania, co uniemożliwia nieupoważnione otwieranie i zamykanie. VCB wyposażony jest także w system blokady stanu. Jeżeli komora próżniowa VCB ma wyciek, czujniki ciśnienia wykryją awarię łuku i zablokują wyłącznik, uniemożliwiając jego działanie podczas przerwania prądu. Praktycznym przykładem może być pomieszczenie rozdzielni średniego napięcia, gdzie jeśli operator spróbuje zamknąć wyłącznik uszkodzonej linii do VCB, blokada mechaniczna zapobiegnie uszkodzeniu urządzenia, zatrzymując operatora przed zamknięciem wyłącznika.

Średniego napięcia wyłącznik próżniowy firmy GPSwitchgear rejestruje wszystkie dzienniki operacji, umożliwiając kierownictwu śledzenie i ocenę funkcji, co zmniejsza ryzyko błędów operacyjnych przypadkowych lub zamierzonych.