Як середньовольтний вакуумний вимикач покращує електробезпеку

Вакуумний вимикач середньої напруги (ВВВ) є критично важливим компонентом для забезпечення безпеки та захисту систем розподілу електроенергії на рівні середньої напруги (10 кВ – 35 кВ). Він є ефективнішим порівняно зі старими масляними та газовими вимикачами, оскільки ВВВ використовує вакуумну камеру для вимкнення струмів короткого замикання, швидко ізолюючи пошкоджену ділянку мережі. Ці пристрої надзвичайно надійні в складних умовах, таких як міські електромережі, промислові підприємства та торгові комплекси. Компанія GPSwitchgear є лідером у вдосконаленні конструкції вакуумних вимикачів середньої напруги задля підвищення безпеки та їх практичного застосування. Нижче наведено кілька способів, якими вакуумний вимикач середньої напруги підвищує електробезпеку.

Вакуумний вимикач середньої напруги спрямований на швидке, ефективне та безпечне запобігання аварійним дугам

У системах середньої напруги електричні дуги посідають перше місце серед небезпечних загроз. Для порівняння, вони створюють спекотну температуру у 20 000 градусів Цельсія, можуть плавити метали, пошкоджувати ізоляцію та навіть викликати пожежі й вибухи. Вимикач середньої напруги з вакуумною камерою (VCB) об'єднує найкраще від обох світів, використовуючи чудові властивості вакууму для гасіння дуги. Коли виникає несправність, наприклад, коротке замикання, вимикач середньої напруги швидко розриває свої контакти всередині вакуумної камери. Завдяки вакуумному середовищу утворення іонізованих газів (що підтримує дугу в інших вимикачах) припиняється, і дуга гаситься за 1–2 цикли (до 0,04 секунди для системи 50 Гц). Це значно швидше, ніж у масляних або повітряних вимикачах, і скорочує час впливу дуги, мінімізуючи ризик пожежі та пошкоджень. Наприклад, у промисловій системі розподілу електроенергії 10 кВ аварія на кабелі з коротким замиканням спонукає вимикач середньої напруги швидко відключити струм і практично миттєво погасити дугу, що запобігає її поширенню на суміжне комутаційне обладнання.

Середньовольтний вакуумний вимикач GPSwitchgear використовує високоякісні вакуумні камерти з рівнем вакууму 10⁻⁶ Па або вище, що забезпечує підвищену безпеку та стабільну дугогасильну здатність понад 20 років.

Виняткові ізоляційні характеристики середньовольтного вакуумного вимикача для запобігання ризикам витоку  

Порушення ізоляції в системах середньої напруги може призвести до витоку струму, несправностей устаткування та ураження електричним струмом працівників. Вимикачі середньої напруги (VCB) покладаються на ізоляцію завдяки двом основним конструктивним рішенням: по-перше, конструкція вакуумної камери: оскільки вона містить вакуумну камеру, вона працюватиме як ізоляційна камера. Вакуум запобігатиме витоку струму між контактами при будь-якій номінальній напрузі, оскільки має значно більшу діелектричну міцність, ніж повітря чи олива. Друга особливість вимикачів середньої напруги — це використання епоксидної смоли або керамічних матеріалів для корпусу вакуумної камери, що стійкі до вологи, пилу та хімічної корозії. Таким чином уникнуто порушення ізоляції через вологу. Вимикачі середньої напруги не містять оливи чи газу, які можуть витікати, тому їх можна безпечно встановлювати як у приміщеннях, так і на відкритому повітрі (на відміну від масляних вимикачів, які схильні до витоків та втрати ізоляційних властивостей оливи). Наприклад, безпечні прибережні зони в важких промислових районах є ідеальними для встановлення вимикачів VCB, оскільки волога в повітрі та сольовий туман не засмічують ізоляційний корпус та вакуумну камеру VCB. Вимикач VCB продовжує функціонувати й запобігає несправностям через витік напруги в ізоляції. Усі придбані вимикачі середньої напруги повинні проходити випробування на здатність витримувати змінну напругу та часткові розряди, щоб відповідати стандартам ізоляції та міжнародним нормам безпеки.

Гарантія захисту обладнання середньої напруги VCB шляхом точного вимкнення струму

Неисправності в системах середньої напруги включають струми короткого замикання, перевантаження та замикання на землю і можуть поставити під загрозу трансформатори та інше дороге обладнання. Завдяки дорогим вимірювальним трансформаторам струму пошкодження, вакуумні вимикачі середньої напруги точно визначають і переривають аварійні струми, оскільки оснащені сучасними інтегрованими системами захисту і можуть працювати разом із динамічними реле захисту. Ці реле ефективно аналізують електричні системи в режимі реального часу та взаємодіють з вимикачем середньої напруги при виявленні несправності, після чого вимикач негайно активує механізм переривання струму пошкодження. Проте вимикачі не перервуть струм, що перевищує максимальний допустимий рівень витримки обладнання середньої напруги. Наприклад, вакуумні вимикачі середньої напруги для мереж 20 кВ можуть відключати струми пошкодження до 20 кА і запобігати проходженню надлишкового струму через трансформатори та кабелі. Це захищає систему від пошкодження ізоляції та механічних пошкоджень під час перевантаження. Наприклад, у разі виникнення аварійного стану перевантаження через одночасну роботу систем у мережі комерційного комплексу 20 кВ реле захисту спрацьовують, забезпечуючи захист головного трансформатора від перевантаження.

GPSwitchgear пропонує високовольтні вимикачі, які використовують електромагнітний або пружинний механізм для забезпечення швидкого роз'єднання контактів, що гарантує переривання струму короткого замикання в межах встановленого безпечного часу.

Ризики обслуговування високовольтних вакуумних вимикачів є низькими через мінімальні вимоги до технічного обслуговування

Вакуумні вимикачі середньої напруги забезпечують менший обсяг робіт, оскільки мають низькі вимоги до технічного обслуговування. Інші вимикачі, наприклад масляні, потребують регулярного обслуговування, зокрема заміни масла, очищення контактів, регулювання тиску газу та багато іншого. Ці операції збільшують експлуатаційні витрати та піддають персонал технічного обслуговування ризику можливого ураження електричним струмом. Вимикачі на основі вакуумної технології працюють за принципом збереження компонентів. Їхні вакуумні камерти та контактні частини мають довгий термін експлуатації — понад 10 000 циклів — перед проведенням початкового планового обслуговування. Обслуговування робочих механізмів та змащення допоміжних елементів (керуючі кола) може виконуватися без демонтажу високовольтної камери, що усуває необхідність проведення робіт під високою напругою. Це дозволяє зменшити вплив високої напруги на персонал та уникнути таких робіт, як обслуговування підгорілих контактів. Такі інтервали обслуговування передбачені для вакуумних вимикачів середньої напруги, встановлених у важкодоступних місцях. У порівнянні з квартальним обслуговуванням масляних вимикачів, вакуумні вимикачі середньої напруги у важкодоступних місцях мають інтервали обслуговування від 3 до 5 років. Це значно скорочує обсяг робіт з технічного обслуговування. Такі ризики мінімізуються завдяки модульній конструкції вакуумних вимикачів середньої напруги GPSwitchgear. Ця конструкція дозволяє проводити обслуговування допоміжних елементів без впливу на вакуумну камеру. Це зменшує ризик некваліфікованого обслуговування та впливу на персонал.

Опори середньої напруги з вакуумним вимикачем мають функцію блокування для запобігання помилкам під час експлуатації

Системи середньої напруги мають високий ризик небезпечних та фатальних інцидентів через помилкову експлуатацію, наприклад, замикання вимикача на пошкодженій лінії або несанкціоноване відкриття вимикача під час нормального навантаження. Вимикач вакуумний (VCB) має вбудовані блокувальні механізми, щоб зменшити ймовірність помилкової роботи. По-перше, VCB має механічне блокування з відокремлювачем. Вимикач VCB може бути замкненим лише тоді, коли відокремлювач займає правильне положення, що запобігає замиканню на розімкненому колі. VCB також має електричне блокування з системою керування. Керування вимикачем VCB можуть здійснювати лише уповноважені особи з правильним кодом доступу або ключем керування, що запобігає несанкціонованому відкриттю та закриттю. VCB також має систему блокування за станом. Якщо вакуумна камера VCB має витік, датчики тиску виявлять несправність дуги та активують блокування вимикача, запобігаючи його роботі під час переривання струму. Практичний приклад — це приміщення комірного розподільчого пристрою середньої напруги, де, якщо оператор спробує замкнути вимикач пошкодженої лінії на VCB, механічне блокування запобігатиме пошкодженню обладнання, не даючи оператору замкнути вимикач.

Вимикач середньої напруги VCB від GPSwitchgear фіксує всі журнали операцій, що дозволяє керівництву відстежувати та оцінювати функції, зменшуючи ризик навмисних або випадкових помилок під час експлуатації.