Вакуумні вимикачі

Приблизно в 80-ті р.р. минулого сторіччя в технології виготовлення комутаційних апаратів був просто неймовірний стрибок. Саме тоді масляні і повітряні вимикачі були замінені елегазовими та вакуумними вимикачами.

На сьогоднішній день на ринку комутаційної апаратури працює величезна кількість самих різних компаній, і вже намітилися лідери з виробництва високоякісних високовольтних елегазових і вакуумних вимикачів. У число таких лідерів входять такі компанії, як «Таврида Електрик», «Schneider Electric», АВВ і деякі інші.

Вакуумні, і елегазові вимикачі мають ряд переваг. Так, припустимо, вакуумні апарати володіють на порядок вищою комутаційним ресурсом, в той час як елегазові вимикачі забезпечують більш низькі перенапруги, тим самим, полегшуючи функціонування іншого енергообладнання.

Роблячи вибір на користь елегазових або вакуумних вимикачів найперше, на що необхідно звернути свою увагу в першу чергу - це на умови, в яких планується експлуатація обладнання. Так допустимо, елегазові вимикачі ідеально підійдуть для застосування в колах різних електродвигунів обмеженої потужності, в той час як вимикачі вакуумні є більш доречними в умовах експлуатації з необхідністю частих комутацій.

Переваги вакуумних вимикачів: невеликі габарити; простота конструкції; вибухобезпечність; малий час вимкнення (0,05-0,075 с); висока швидкість відновлення міцності дугогасильних проміжків; зручні для вимкнення ємнісного навантаження; безшумна робота; немає викиду в атмосферу; повна герметизація дугогасильних пристроїв; значний ресурс при комутації номінального струму (30-50) 103 комутацій.

Недоліки вимикача: для боротьби з перенапругами необхідно застосовувати RC-кола або обмежувачі перенапруг (ОПН), або використовувати вакуумні вимикачі з електромеханічним способом усунення перенапруги;

Сучасні серії вакуумних вимикачів: ВР10 (РЗВА, м. Рівне), ВВ/TEL-10-20/1000 (1600) (Промислова група «Таврида Электрик», г. Москва), ВБПС-10-20/1000 (1600) та ВБСК-10-20/1000 (ОАО "Электрокомплекс", м. Мінусінск & ОАО "Энергетика и экология", м. Мінусінск), ВБП-10-20/1000 (1600) та ВБМ-10-20/1000 (1600) (ФГУП "Научно-производственное предприятие "Контакт", м. Саратов), Эволис (Schneider Electric), VD4 (АВВ), 3AH5 (Siemens).

Випускаються вимикачі на номінальну напругу до 35 кВ, номінальний струм вимкнення до 40 кА і номінальний струм до 3150 А. У вимикачах на напругу U_HOM>35 кВ потрібно кілька камер з'єднувати послідовно. Враховуючи невеликий хід рухомого контакту і необхідність розведення всіх контактів одночасно, вимагається точне регулювання моменту розмикання всіх контактів.

Враховуючи великі переваги вакуумних вимикачів, очікується їх широке впровадження на номінальну напругу до 35 кВ.

Зовнішній вигляд вакуумного вимикача серії вр1 6-10 кВ

Конструктивне виконання вакуумних вимикачів

Вакуумні вимикачі складаються з вакуумних дугогасильних камер, приводів з приводними механізмами і схем керування. Вакуумні дугогасильні камери є найважливішою частиною вимикачів, що визначають їхні технічні характеристики.

У вакуумних дугогасильних камерах відбуваються комутації – процеси зами­кання і розмикання електричних кіл. У цих камерах забезпечується глибокий вакуум, що характеризується тиском залишкових газів 10^-2—10^-4 Па.

Принцип дії вакуумних дугогасильних камер оснований на гасінні електри­чної дуги струму вимкнення у вакуумі. У вакуумних дугогасильних камерах реа­лізуються дві дуже важливі властивості вакуумних проміжків між електрода­ми: висока електрична міцність (вища, ніж трансформаторного масла, не го­ворячи вже про повітря) і висока дугогасильна здатність.

У глибокому вакуумі дугогасильної камери вимикача довжини вільного про­бігу молекул і електронів складають десятки, а то й сотні метрів, тобто набага­то більше, ніж відстань між контактами вимикача. Тому ударна іонізація у вакуумному проміжку практично відсутня і вакуумний проміжок не може слу­жити джерелом вільних зарядів. Заряджені частинки можуть з’явитися лише за певних умов з поверхонь контактів та інших частин вакуумної камери.

Вид А

Пристрій дугогасильної вакуумної камери:

1,5 – струмовводи, 2 – нерухомий контакт, 3 – рухомий контакт, 4 – cильфон, 6 – металевий фланець, 7 – корпус з ізоляційного матеріалу, 8 – екран

Протягом усього терміну експлуатації вимикача необхідно підтримувати високий рівень вакууму. Практично дугогасильна камера має бути абсолютно герметичною. Тому для з'єднання елементів камери застосовують тільки зварювання або пайку твердим припоєм.