Номера

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

Главная / №1-2 (37-38) Январь-Апрель 2011 / Статьи и обзоры оборудования

Вакуумные выключатели GE SECOVAC: инновационная разработка для российской энергетики

В настоящее время в мире отчетливо видна тенденция расширения доли вакуумных выключателей в сетях среднего класса. В Европе и США доля вакуумных выключателей в общем количестве выпускаемых аппаратов составляет 70%, а в Японии она равна 100% (А. Н. Назарычев. Анализ основных преимуществ применения вакуумных выключателей).

Данная ситуация закономерна, так как вакуумные выключатели обладают рядом преимуществ, благодаря которым они все чаще применяются на практике.

Среди них отметим:

1. Низкие затраты на обслуживание или ремонт. Это связано с тем, что вакуумные выключатели SecoVac имеют большой ресурс дугогасительных камер. Кроме того, работы по замене деталей привода нужно проводить лишь через 10 тысяч операций. В результате этих особенностей констркции выключатель требует осмотра и обслуживания лишь раз в несколько лет.

2. Взрыво- и пожаробезопасность. В конструкции дугогасительных камер нет никаких элементов, которые могут спровоцировать взрыв или пожар, в отличие от масляных выключателей.

3. Экологичность. В настоящий момент далеко не все выключатели среднего класса безопасны для окружающей среды. Продукты разложения элегаза токсичны, масло также наносит вред окружающей среде. В отличие от элегазовых и масляных вакуумные выключатели не наносят вреда окружающей среде.

4. Высокая коммутационная износостойкость. Число отключений номинальных токов, допускаемое без ревизий и ремонта вакуумной дугогасительной камеры выключателя GE SecoVac , достигает 10 тысяч, а токов короткого замыкания — от 20 до 200 в зависимости от типа ВКД и значения тока. Для сравнения: в случае использования маломасляных выключателей необходимо проверять состояние дугогасительных камер после 500–1000 отключений номинального тока или 3–10 отключений токов короткого замыкания.

5. Малые размеры — для гашения дуги в вакууме дугогасительная камера может быть существенно меньшей, чем для масла. Это позволяет уменьшать размеры вакуумных автоматических выключателей по сравнению с масляными, что ведет к уменьшению размеров распределительного устройства в целом.
В настоящий момент наиболее совершенной разработкой является литая изоляция вакуумных полюсов.

Камеры заливаются эпоксидной смолой, в результате чего риск их повреждения под воздействием механических или природных воздействий становится минимальным.

Но у такой конструкции есть недостаток: возможно образование трещин на литой изоляции, вызванное разницей в коэффициентах температурного расширения керамической оболочки камеры и эпоксидной смолы.

Поэтому компанией GE была запатентована специальная конструкция литой изоляции, исключающая появление механических напряжений в керамической оболочке вследствие перепада температур. Вакуумный выключатель с такой изоляцией получил название SecoVac. О нем и пойдет речь в данной статье.

Инновационные решения в конструкции вакуумного выключателя SecoVac

«Изюминкой» технологии производства выключателей SecoVac является промежуточный слой между эпоксидной смолой и керамическим корпусом вакуумного прерывателя. Запатентованная технология LSR (жидкий силиконовый каучук) и двойная обработка эпоксидной смолы по технологии APG (автоматическое литье под давлением) полностью исключают вероятность возникновения трещин эпоксидной смолы.

Кроме того, вышеотмеченные технологии исключают вероятность образования воздушного зазора или воздушных пузырьков между прослойкой и керамическим корпусом, тем самым гарантируя высокую прочность изоляции литого полюса выключателя.

Другой интересной особенностью вакуумного выключателя SecoVac является модульная конструкция привода.

В отличие от обычного механизма управления, который представляет собой единое целое, модульная конструкция привода SecoVac позволяет заменять отдельные модули силами обслуживающего персонала непосредственно на месте установки выключателя. Это существенно сокращает время на ремонтные работы.

Третьей особенностью конструкции является то, что механизм привода включает в себя только 145 деталей. Это сокращает число возможных узлов повреждения, а значит, увеличивает надежность механизма.

Выключатель выпускается в двух основных исполнениях: встраиваемом и выкатном. Их рекомендуется применять в КРУ GE SecoGear.

В процессе производства каждый полюс выключателя проходит ряд испытаний при низких и высоких температурах, гарантирующих безупречное качество изделий, а именно: контроль качества процесса литья при помощи рентгеновских лучей.

Высокое качество изоляции тестируется при помощи измерения частичных разрядов. Величина частичного разряда должна быть меньше 5 пКл.

Общие технические данные автоматических выключателей SecoVac
Параметр Единица измерения Данные
Номинальное напряжение кВ 12-24
Номинальная частота Гц 50
Номинальное выдерживаемое напряжение промышленной частоты 1 минута кВ 50
Номинальное выдерживаемое импульсное напряжение (пиковое значение) кВ 125
Номинальный ток A 630/1250/1600/2000/ 2500/3150/4000
Номинальный ток отключения КЗ кА 20/25/31,5/40/50
Номинальный кратковременно выдерживаемый ток 3 секунды кA 25
Номинальное пиковое значение выдерживаемого тока кA 63
Номинальный ток включения КЗ (пиковое значение) кA 63
Класс электрической износостойкости E2
Количество операций по отключению КЗ раз 50
Номинальная последовательность операций с дугой О-0,3с-ВО-180с-ВО
без дуги О-180c-ВО-180с-ВО
Номинальное вспомогательное напряжение управления В 110/220 V AC/DC
Время включения мс ≤55
Время отключения Расстояние между полюсами мс мм ≤40 210/275
Механическая износостойкость кол-во циклов 10 000 (M2)

Конструкция выключателя

Базовые исполнения стационарных трехполюсных вакуумных выключателей SecoVac включают в себя:

  • приводной механизм ручного управления, тип EL;
  • механическое индикаторное устройство взведенных/невзведенных пружин включения;
  • механическое индикаторное устройство состояния автоматического выключателя отключен/включен;
  • кнопка включения, кнопка отключения и счетчик операций;
  • вспомогательный контактор из 16 контактов предназначенный для индикации состояния автоматического выключателя;
  • рычаг для ручного взвода пружины включения;
  • дополнительная клеммная коробка для подключения вспомогательных цепей.

Базовые исполнения выкатных трехполюсных автоматических выключателей SecoVac включают в себя:

  • приводной механизм ручного управления типа EL;
  • механическое индикаторное устройство взведенных/ невзведенных пружин;
  • механическое индикаторное устройство автоматического выключателя отключен/включен;
  • кнопка включения;
  • кнопка отключения;
  • счетчик операций;
  • вспомогательный контактор (стандартный) из 16 контактов предназначен для индикации состояния автоматического выключателя отключен/включен;
  • рычаг для ручного взвода пружин включения;
  • втычные контакты;
  • провод с разъемом (только вилка) для вспомогательных цепей с упорным штифтом, не позволяющим подключение вилки к розетке, если номинальный ток выключателя отличается от номинального тока ячейки;
  • рычаг вкатывания/выкатывания (количество должно определяться в зависимости от числа заказанных приборов);
  • блокирующий электромагнит в тележке. Он предотвращает вкатывание выключателя в ячейку с неподключенными вспомогательными цепями (вилка не вставлена в розетку).

Работы по обслуживанию выключателя SecoVac

Замена привода, амортизатора и других компонентов трансмиссионной системы (вала, основных рычагов, блокирующих колец и т.д.) должна выполняться каждые 30 000 операций.

Полюс автоматического выключателя и соответствующий вакуумный прерыватель не нуждаются в обслуживании вплоть до достижения максимального предусмотренного количества операций для данного типа прерывателя.

Применение вакуумных выключателей SecoVac

Вакуумные выключатели GE SecoVac предназначены для применения в распределительных сетях городской инфраструктуры 6–20 кВ, в районных и областных электросетях.

SecoVac активно используется в промышленности, в том числе на электростанциях, предприятиях нефтегаза, горнообогатительных комбинатах, в металлургии и во многих других отраслях.

Данные вакуумные выключатели являются оптимальным решением для коммутации больших токов на крупных подстанциях среднего напряжения.

Заключение

Вакуумные выключатели GE SecoVac, несмотря на то, что их недавно вывели на российский рынок, уже успели завоевать популярность у потребителей. Причина этого очевидна: заложенные в конструкцию выключателя ноу-хау позволяют устройству соответствовать критериям надежности, долговечности и удобства обслуживания.

Применение вакуумных выключателей SecoVac производства General Electric в России полностью отвечает современным тенденциям по модернизации российской экономики.

Д. В. ПЕТРЯШОВ
dmitry.petryashov@ge-industry.ru

Д. А. ХАРИТОНОВ
denis.kharitonov@ge-industry.ru

Компания «Джи И Индастри»