Как средневольтный вакуумный выключатель повышает электробезопасность

Вакуумный выключатель среднего напряжения (VCB) является критически важным компонентом для обеспечения безопасности и защиты систем распределения электроэнергии в сетях среднего напряжения (10 кВ – 35 кВ). Он более эффективен по сравнению со старыми масляными и газовыми выключателями, поскольку VCB использует вакуумную камеру для прерывания токов короткого замыкания, быстро изолируя неисправный участок сети. Эти устройства чрезвычайно надежны в сложных условиях, таких как городские электросети, промышленные предприятия и коммерческие комплексы. Компания GPSwitchgear является лидером в оптимизации конструкции вакуумных выключателей среднего напряжения с целью повышения безопасности и их практического применения. Ниже приведены несколько способов, которыми вакуумный выключатель среднего напряжения повышает электробезопасность.

Вакуумный выключатель среднего напряжения ориентирован на быстрое, эффективное и безопасное предотвращение опасности дугового разряда

В системах среднего напряжения электрическая дуга является главной опасностью. Для понимания масштаба: она достигает температуры в 20 000 градусов Цельсия, способна плавить металлы, повреждать изоляцию и даже вызывать пожары и взрывы. Вакуумный выключатель среднего напряжения (VCB) сочетает в себе лучшие качества, используя превосходные дугогасительные свойства вакуума. Когда возникает аварийная ситуация, например короткое замыкание, контакты вакуумного выключателя среднего напряжения быстро размыкаются в герметичной вакуумной камере. Благодаря вакуумной среде предотвращается образование ионизированных газов (которые поддерживают горение дуги в других выключателях), что позволяет погасить дугу за 1–2 периода (до 0,04 секунды в системе с частотой 50 Гц). Это значительно быстрее, чем у масляных или воздушных выключателей, и сокращает время воздействия дуги, минимизируя риск возгорания и повреждений. Например, в системе распределения электроэнергии промышленного объекта на 10 кВ при коротком замыкании в кабеле вакуумный выключатель среднего напряжения мгновенно отключает ток и гасит дугу, предотвращая её распространение на соседнее коммутационное оборудование.

Средневольтный вакуумный выключатель GPSwitchgear использует высококачественные вакуумные камеры с вакуумом 10⁻⁶ Па или выше, что обеспечивает повышенную безопасность и стабильные характеристики гашения дуги в течение более чем 20 лет.

Отличные изоляционные характеристики средневольтного вакуумного выключателя для предотвращения рисков утечки  

Нарушение изоляции в системах среднего напряжения может привести к утечкам тока, неисправностям оборудования и поражению электрическим током сотрудников. Вакуумный выключатель среднего напряжения (VCB) полагается на изоляцию благодаря двум основным конструктивным особенностям: во-первых, конструкция вакуумной камеры: поскольку она включает вакуумную камеру, она будет работать как изолирующая камера. Вакуум предотвратит утечку тока между контактами при любом номинальном напряжении, так как его диэлектрическая прочность значительно выше, чем у воздуха или масла. Вторая особенность, которой обладает выключатель среднего напряжения, — это использование эпоксидной смолы или керамических материалов для корпуса вакуумной камеры, устойчивых к влаге, пыли и химической коррозии. Таким образом, нарушение изоляции из-за влаги предотвращается. У выключателей среднего напряжения отсутствует масло или газ, которые могут протекать, что делает их безопасными для установки как внутри помещений, так и на открытом воздухе (в отличие от масляных выключателей, которые могут иметь утечки и повреждение масляной изоляции). Например, безопасные прибрежные районы в крупных промышленных зонах идеально подходят для установки вакуумных выключателей, поскольку влага в воздухе и соляной туман не смогут заблокировать изоляционный корпус и вакуумную камеру выключателя. Выключатель по-прежнему сможет функционировать и предотвращать аварийные ситуации, связанные с утечкой напряжения через изоляцию. Все закупаемые вакуумные выключатели среднего напряжения должны проходить испытания на переменное напряжение изоляции и частичные разряды, чтобы соответствовать стандартам изоляции и международным нормам безопасности.

Средневольтный вакуумный выключатель обеспечивает защиту оборудования за счёт точного отключения тока

Неисправности в системах среднего напряжения включают токи короткого замыкания, перегрузки и замыкания на землю и могут поставить под угрозу трансформаторы и другое дорогостоящее оборудование. С помощью дорогостоящих трансформаторов тока срабатывания при неисправностях выключатели переменного тока среднего напряжения могут точно определять и прерывать токи неисправностей, поскольку они оснащены передовыми интегрированными системами защиты и могут работать совместно с динамическими защитными реле. Эти реле эффективно анализируют электрические системы в режиме реального времени и взаимодействуют с выключателем среднего напряжения при обнаружении неисправности, после чего выключатель немедленно активирует механизм прерывания тока неисправности. Однако выключатели не прерывают ток, превышающий максимальный допустимый уровень стойкости оборудования среднего напряжения. Например, выключатели переменного тока среднего напряжения для систем питания 20 кВ могут прерывать токи неисправности до 20 кА и предотвращать протекание избыточного тока через трансформаторы и кабели. Это защищает систему от повреждений изоляции и механических повреждений при перегрузке. Например, аварийный режим перегрузки, вызванный одновременной работой систем в комплексе коммерческой электросети 20 кВ, запускает защитные реле для обеспечения защиты от перегрузки основного трансформатора.

GPSwitchgear предлагает вакуумные выключатели среднего напряжения, которые используют либо электромагнитный механизм, либо пружинный механизм для обеспечения быстрого размыкания контактов, гарантируя прерывание тока короткого замыкания в пределах установленного безопасного времени.

Риски технического обслуживания вакуумных выключателей среднего напряжения низкие благодаря минимальным требованиям к обслуживанию

Средневольтные вакуумные выключатели создают меньшую нагрузку, поскольку требуют минимального технического обслуживания. Другие выключатели, такие как масляные, нуждаются в регулярном обслуживании: замена масла, очистка контактов, регулировка давления газа и многое другое. Эти операции увеличивают эксплуатационные расходы и подвергают персонал риску возможного электрического воздействия. Вакуумные выключатели работают по принципу сохранения компонентов. Их вакуумная камера и контактные части имеют длительный срок эксплуатации — более 10 000 циклов — до проведения первоначального планового обслуживания. Обслуживание механизмов привода и смазка вспомогательных элементов (цепей управления) может выполняться без демонтажа высоковольтной камеры, что исключает работы с риском высокого напряжения. Это позволяет снизить воздействие высокого напряжения на персонал и устранить необходимость в обслуживании пригоревших контактов. Такие интервалы технического обслуживания предусмотрены для средневольтных вакуумных выключателей, установленных в удалённых местах. По сравнению с квартальным обслуживанием масляных выключателей, средневольтные вакуумные выключатели в удалённых местах имеют интервалы обслуживания от 3 до 5 лет. Это значительно сокращает объём работ по обслуживанию выключателей. Такие риски минимизируются в модульных средневольтных вакуумных выключателях GPSwitchgear. Конструкция позволяет проводить обслуживание вспомогательных систем без влияния на вакуумную камеру. Это снижает риск некачественного обслуживания и воздействия опасных факторов на работников.

Средневольтный вакуумный выключатель с функцией блокировки для предотвращения ошибок при эксплуатации

Системы среднего напряжения имеют высокий риск возникновения опасных и смертельных инцидентов из-за неправильного управления, например, замыкания выключателя на неисправной линии или неправильного открытия выключателя при нормальной нагрузке без разрешения. Вакуумный выключатель (VCB) оснащён встроенными блокировочными механизмами для снижения вероятности ошибочных действий. Во-первых, VCB имеет механическую блокировку с разъединителем. Замыкание VCB возможно только после того, как разъединитель займёт правильное положение, что предотвращает замыкание на разомкнутой цепи. VCB также имеет электрическую блокировку с системой управления. Управление VCB возможно только уполномоченным персоналом, имеющим правильный код доступа или ключ управления, что предотвращает несанкционированное открытие и закрытие. Кроме того, VCB оснащён системой блокировки по состоянию устройства. Если в вакуумной камере VCB происходит утечка, датчики давления обнаруживают возможность возникновения дуги и блокируют работу выключателя, предотвращая его срабатывание при прерывании тока. Практический пример — помещение среднего напряжения с комплектным распределительным устройством, где, если оператор попытается замкнуть выключатель неисправной линии на VCB, механическая блокировка предотвратит повреждение устройства, остановив оператора от замыкания выключателя.

Средневольтный вакуумный выключатель от GPSwitchgear фиксирует все операционные журналы, что позволяет руководству отслеживать и оценивать функционирование, снижая риск преднамеренных или случайных ошибок при эксплуатации.