Газовая защита

Газовая защита получила широкое распространение в качестве весьма чувствительной защиты от внутренних повреждений трансформаторов. Повреждения трансформаторов, возникающие внутри его кожуха, сопровождаются электрической дугой или нагревом деталей, что приводит к разложению масла и изоляционных материалов и образованию летучих газов. Будучи легче масла, газы поднимаются в расширитель, который является самой высокой частью трансформатора и имеет сообщение с атмосферой.

Газовой реле устанавливается в трубе, соединяющей кожух трансформатора с расширителем так, чтобы через него проходили газ и поток масла, устремляющиеся в расширитель при повреждениях в трансформаторе.

При незначительных повреждениях образование газа происходит медленно, и он небольшими пузырьками поднимается к расширителю трансформатора - газовое реле срабатывает на сигнал.

Если повреждение трансформатора значительное, то под влиянием давления, создаваемого бурно образующимися газами, реле подает сигнал на отключение трансформатора.

2.13 Особенности эксплуатации вакуумных выключателей 2.13.1 Современные вакуумные выключатели и их обслуживание

В настоящее время на класс напряжения 6 -10 кВ выпускаются, в основном, вакуумные выключатели (ВВ), широкое применение которых вызвано их умеренной стоимостью и высокими эксплуатационными качествами, прежде всего, - большой коммутационной и механической износостойкостью, высокой надежностью и низкими эксплуатационными затратами.

Сейчас к вакуумным выключателям массового применения предъявляется требование возможности работы без ремонта в течение всего срока службы (25 лет). Цель статьи - ознакомить читателей с вопросами создания и обслуживания таких выключателей.

Конструкции современных ВВ должны исключать необходимость проведения внеочередных, текущих и средних ремонтов и большинства периодических плановых проверок состояния ВВ, характерных для других типов выключателей. Для этих целей больше всего подходят конструкции с электромагнитными приводами. Применение пружинных приводов менее целесообразно из-за сложности их конструкции и меньшей надежности в работе, что подтверждается многолетним опытом их эксплуатации. Они требуют также более квалифицированного и частого обслуживания.

Достоинством пружинных приводов является небольшое потребление тока и способность совершать оперативное включение при ручном взведении пружин, которое может быть использовано для включения вводного выключателя на обесточенной подстанции. Однако конструкции электромагнитных приводов, имеющих возможность работать также от низковольтных (12 - 24 В) источников питания, лишают пружинные приводы этого преимущества.

При создании ВВ нового поколения вопросы их ремонтопригодности отступают на второй план в тех случаях, когда их реализация снижает другие более важные качества выключателей. Так, например, открытая установка вакуумных дугогасительных камер (ВДК), применяемая рядом фирм, удобна для их замены в эксплуатации, однако она не защищает ВДК от механических ударов и воздействия дуги тока КЗ, которые могут привести к их повреждению.

С целью удобства обслуживания приводов, на которые ранее приходился основной объем ремонтных и профилактических работ, они устанавливались на некотором расстоянии от высоковольтных полюсов в сторону зоны обслуживания. При этом разработчики были вынуждены использовать для их соединения не самые простые кинематические схемы, что снижало надежность выключателей.

Непосредственное соединение силового элемента привода с подвижными контактами ВДК через тяговый изолятор снижает ремонтопригодность ВВ, но существенно увеличивает надежность работы. Поэтому при разработке ВВ на первый план выступает вопрос обеспечения их долговременной надежной работы за счет применения простой конструкции привода с эффективной кинематической схемой.

Однако как бы ни была надежна конструкция ВВ, необходимо считаться с возможными случаями отказа их в работе и повреждениями узлов и деталей, в том числе ВДК.

При существующей форме обслуживания оборудования потребители не могут безоговорочно согласиться с недостаточной ремонтопригодностью ВВ. Этого можно достигнуть организацией новой формы обслуживания, при которой производитель в течение длительного гарантийного срока восстанавливает работоспособность ВВ, отказавшего в работе по его вине, а при его истечении выполняет сервисные работы по договоренности с потребителем.

Новая форма обслуживания значительно снижает эксплуатационные затраты, исключает необходимость приобретения запасных частей, специального инструмента и приспособлений, а также подготовки потребителем квалифицированного ремонтного персонала. Выгода производителя заключается в повышении конкурентоспособности своей продукции, что имеет существенное значение в новых экономических условиях.

При всей привлекательности этой формы обслуживания она оправдана только при условии высокой надежности работы ВВ, отсутствия необходимости проведения внеочередных и плановых ремонтов, большого гарантийного срока эксплуатации и своевременного выполнения производителем своих гарантийных обязательств.

Надежность работы, сроки внеочередных и плановых ремонтов определяются конструкцией ВВ, качеством их изготовления, коммутационной и механической износостойкостью.

Коммутационная износостойкость современных ВДК составляет 20-50 тыс. циклов "ВО" номинального тока и 50 -150 циклов "ВО" номинального тока отключения. При таких значениях износостойкости ВДК и соответствующей механической износостойкости ВВ очевидно, что их ресурс не может быть исчерпан в течение 25 лет. Следовательно, в течение этого срока отпадает необходимость во внеочередных ремонтах ВВ, установленных на присоединениях с нормальным числом коммутаций. В цепях с частыми коммутациями должны применяться ВВ специального исполнения, коммутационная износостойкость которых по ГОСТ 18397 должна составлять не менее 120 тыс. циклов "ВО" номинального тока.

Необходимость в периодических плановых ремонтах имеет место у выключателей, технические характеристики которых могут изменяться с течением времени, например, из-за высыхания смазки, загрязнения изоляции, коррозии и износа деталей, разрегулировки узлов и других подобных причин.

Для них вопрос ремонтопригодности остается актуальным. Однако конструкции современных ВВ позволяют эксплуатировать их без проведения таких ремонтов. Примером этому является конструкция выключателя BB/TEL-10-20/1000 У2 (патент РФ № 202063) производства предприятия "Таврида Электрик", разрез полюса которого представлен на рисунке.

В состав полюса входят: ВДК 2 с неподвижным 1 и подвижным 3 контактами и сильфоном 4, гибкий токосъем 5, тяговый изолятор 6 и электромагнитный привод. Он состоит из электромагнита 9, крышки 7, якоря 13, катушки 12, пружин отключения 11 и поджатая 10, тяги 8 устройства ручного отключения и межполюсного вала 14. Корпуса полюсов изготовлены из прозрачного механически прочного и дугостойкого полимерного материала.

Отличительной особенностью выключателя BB/TEL является пофазный электромагнитный привод с магнитной защелкой для удержания ВВ во включенном положении после прерывания тока в катушке электромагнита. Для включения и отключения ВВ используется одна и та же катушка 12, создающая при включении магнитный поток, под действием которого якорь движется вверх до упора и остается во включенном положении за счет остаточной индукции электромагнита. Вместе с якорем 13 вдоль одной оси движутся пружина поджатия 10, тяговый изолятор 6 и подвижный контакт 3, После замыкания контактов пружина сжимается на 2 мм, создавая необходимое контактное нажатие.

Отключение происходит путем подачи на катушку 12 напряжения противоположной полярности, которое размагничивает магнитную систему, после чего якорь под действием пружин отключения и поджатия перемещается вниз. Подвижные части ВВ удерживаются в отключенном положении усилием отключающей пружины.

Исключительно простая кинематическая схема, небольшое число деталей, незначительное трение движущихся частей, способных работать без смазки, и замена механической защелки на магнитную обеспечивают ВВ большую механическую стойкость и надежность в течение всего срока службы без проведения ремонтных работ.

Фактический механический ресурс выключателя BB/TEL определяется ресурсом сильфона 4, который составляет не менее 100 тыс. операций "ВО". Ресурс по коммутационной стойкости BB/TEL составляет 50 тыс. операций "ВО" тока 1000 А, 100 операций "ВО" или 150 операций "О" тока 20 кА.

Выключателям BB/TEL не требуется проводить в эксплуатации проверки и регулировки, характерные для других типов выключателей. К ним относятся: проверки скоростных характеристик, разновременности замыкания и размыкания контактов, хода контактов, состояния изоляции, работоспособности при нижнем и верхнем пределе напряжения питания, регулировка момента срабатывания вспомогательных блок-контактов, проверка и подтяжка резьбовых соединений, проверка и регулировка буферного устройства, различных зазоров, расстояний и положений защелок, обеспечивающих работоспособность выключателей, и др.

Основанием для отказа от выполнения этих работ служит следующее.

При небольшом трении и ходе контактов (6 мм) их скорость определяется только параметрами катушки электромагнита и пружин отключения и поджатия, которые стабильны в течение всего срока службы. Учитывая также большое быстродействие выключателя BB/TEL (собственные времена включения и отключения не более 50 и 10 мс соответственно), создающего большой запас между фактическими и предельными значениями скоростей включения и отключения, а также разновременности замыкания и размыкания контактов, контролировать эти характеристики не требуется.

Ход и величина поджатия контактов устанавливаются на заводе так, что в эксплуатации они могут изменяться только за счет износа контактов, который после совершения 50 тыс. операций отключения номинального тока не превышает 1 мм, что соответствует норме.

Момент срабатывания блок-контакта в цепи управления включением имеет большое значение для работы большинства выключателей. Так, при преждевременном его размыкании выключатель может не включиться, а при установке позднего момента размыкания может произойти отказ в его срабатывании с повреждением катушки электромагнита и контактов реле вторичных цепей. В выключателях BB/TEL этот блок-контакт участвует в

управлении только в первый момент (необходимо его замкнутое состояние), так как дальнейший процесс происходит под действием блока управления (БУ), который формирует управляющий импульс длительностью 60 - 80 мс при времени включения не более 50 мс. Это позволяет в заводских условиях устанавливать момент размыкания блок-контакта оптимальным для надежного срабатывания, которое не требуется контролировать в эксплуатации.

Для включения используется энергия предварительно заряженных малогабаритных конденсаторов, которые устанавливаются в БУ. Применение стабилизаторов напряжения в схеме зарядки конденсаторов обеспечивает работоспособность ВВ при больших колебаниях напряжения внешней сети. Так, при напряжении сети переменного тока 220 В нижний предел допустимого напряжения составляет 80 В, а верхний - 300 В. Таким образом, эти источники энергии гарантируют работу ВВ в значительно большем диапазоне напряжения питания, чем это требуется по ГОСТ 687-78.

Указанная схема питания ВВ имеет ряд преимуществ перед обычными схемами. Одно из них состоит в независимости включающей способности ВВ от значительного снижения напряжения питания во время включения ВВ на близкое КЗ. Это имеет важное значение для эксплуатации, так как снимает вопрос, характерный для других типов выключателей, о необходимости применения индуктивных накопителей энергии в схеме питания выпрямленным током. Другое состоит в том, что для зарядки конденсаторов требуется небольшой ток, а при потере оперативного напряжения включение ВВ можно произвести с помощью стандартных элементов питания, подключив их к низковольтному входу БУ (12 - 24 В). В этой части выключатели BB/TEL не уступают выключателям с пружинными приводами.

Выключатели BB/TEL не имеет буферных устройств. Необходимость в них отсутствует из-за небольшой массы подвижных частей в каждом полюсе и низких значений скоростей при коммутациях. В выключателе отсутствуют

защелки и узлы, которые требовалось бы контролировать и регулировать в них какие-либо зазоры или расстояния. Большой ресурс по механической стойкости исключает необходимость проверки и подтяжки резьбовых соединений.

Изоляция выключателя обладает высокой электрической прочностью, которая определяется свойствами полимерного материала и повышенной длиной пути утечки. Она выдерживает в сухом состоянии относительно земли испытательное напряжение не менее 55 кВ и не менее 38 кВ в условиях выпадения росы. Учитывая также незначительную загрязняемость полимерной изоляции, она не требует проведения профилактических работ в эксплуатации.

Как видно из конструкции и перечисленных качеств выключателя BB/TEL им не требуются внеочередные и плановые ремонты. Поэтому предприятие гарантирует эксплуатацию выключателей BB/TEL в течение 25 лет без проведения ремонтных работ, а их техническое состояние рекомендует проверять 1 раз в 5 лет только путем измерения электрической прочности ВДК и электрического сопротивления токоведущей цепи. Для выполнения этих измерений разборка выключателя не требуется.

Вопросы гарантийного обслуживания ВВ каждая фирма решает по-своему, но общей тенденцией является увеличение гарантийного срока эксплуатации до 3 - 5 лет.

Предприятие "Таврида Электрик" не только увеличило с 01.01.02 гарантийный срок эксплуатации выключателей BB/TEL с 2 до 7 лет, но и с момента своего образования стало организовывать в регионах центры гарантийного обслуживания (ЦГО) для оказания потребителям всесторонней помощи во внедрении и эксплуатации своей продукции. Без организации подобных ЦГО невозможно реально осуществлять гарантийное обслуживание ВВ и своевременно оказывать потребителям помощь в восстановлении поврежденных или отказавших в работе ВВ.

ЦГО собирают сведения об опыте эксплуатации оборудования и осуществляют обратную связь между изготовителем и потребителями для учета их интересов в разработке новых и усовершенствовании конструкции эксплуатируемых изделий. Они своевременно оказывают помощь потребителям своего региона при любом нарушении нормальной работы выключателей BB/TEL, в том числе по причинам, не зависящим от качества выключателей. Финансовые вопросы решаются между сторонами после восстановительных работ и анализа причин отказа или повреждения ВВ. В спорных случаях расходы по восстановлению ВВ предприятие берет на себя.

При такой форме обслуживания вопрос ремонтопригодности ВВ для потребителей не является приоритетным, а предприятию это позволило сделать конструкцию выключателя BB/TEL максимально простой и надежной, что подтверждается положительным опытом эксплуатации более 35 тыс. этих выключателей. Затраты на отдельные восстановительные работы столь незначительны, что в этом случае уместно говорить не о затратах, а об общей экономической и технической выгоде потребителя и производителя.

Выводы

1 Конструкции современных вакуумных выключателей массового

применения должны обеспечивать их эксплуатацию без проведения ремонта в течение всего срока службы (25 лет).

2. Обязательства заводов-изготовителей по гарантийному обслуживанию вакуумных выключателей должны быть длительными (не менее 5 лет) и реально осуществимыми.

2.13.2 Коммутации индуктивньгх нагрузок вакуумными выключателями

Широкое применение вакуумных выключателей в качестве коммутирующих устройств в сетях 6-35 кВ возможно благодаря ряду их существенных преимуществ по сравнению с другими выключателями.

Вакуумные выключатели обладают высокими надежностью и ресурсом, просты в обслуживании, взрыво- и пожаробезопасны, бесшумны, стойки к ударным и вибронагрузкам.

Наряду с перечисленными выше достоинствами вакуумные выключатели обладают способностью срезать отключаемые токи до их естественного перехода через нулевое значение. Это свойство выключателя, а также способность отключения высокочастотных токов, могут приводить к возникновению в процессе коммутации перенапряжений, представляющих опасность для изоляции электрооборудования.

2.13.3 Опасные воздействия, сопровождающие процесс отключения.

Для выбора параметров защитных устройств и места их установки необходимо четкое представление о характере опасных воздействий, сопровождающих процесс отключения малых индуктивных токов вакуумным выключателем.

Источником опасных воздействий, сопровождающих процесс отключения, является срез тока в вакуумной камере до его естественного перехода через нулевое значение. При этом магнитная энергия, запасенная в индуктивности нагрузки, колебательным образом переходит в собственную емкость нагрузки и кабеля присоединения. Кратность возникающих, перенапряжений зависит от соотношения индуктивности и емкости отключаемого присоединения. У двигателей 6-10 кВ индуктивность имеет относительно небольшое значение (менее 100 мГн), запасенная в ней энергия в момент среза тока невелика и выделение ее в емкость присоединения не приводит к опасным перенапряжениям. Амплитуда переходной составляющей напряжения определяется в основном разностью между напряжением на двигателе до отключения и величиной смещения нейтрали, вызванного отключением, и практически не зависит от тока среза.

После среза тока промышленной частоты напряжение в отключаемой фазе на стороне секции шин остается практически неизменным за счет

большого числа присоединений и примерно равным амплитудному значению фазного рабочего напряжения. Напряжение на полюсе отключаемой фазы выключателя со стороны присоединения изменяется в соответствии с переходным процессом, вызванным перезарядом емкости присоединения и рассеянием индуктивной энергии двигателя. Разность потенциалов на контактах выключателя носит название переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН). Если ПВН в некоторый момент времени превышает значение электрической прочности промежутка между расходящимися контактами выключателя, то происходит повторное зажигание дуги. При этом в кабеле отключаемого присоединения возбуждается волна напряжения, перезаряжающая его до потенциала, под которым находится секция шин. Амплитуда этой волны определяется разностью между напряжением сети и напряжением на двигателе до ПЗ. Приходя на двигатель эта волна испытывает отражение, близкое по характеру к отражению от холостого конца кабеля, что приводит к удвоению амплитуды волны на зажимах двигателя. Это объясняется тем, что постоянная времени контура "волновое сопротивление кабеля - индуктивность двигателя" составляет доли секунды и индуктивность практически не участвует в волновом процессе. Наличие собственной емкости двигателя приводит к затягиванию фронта набегающей волны за счет перезарядки емкости через волновое сопротивление кабеля. Постоянная времени перезарядки для кабелей и двигателей не превышает 1 мкс. Перепад напряжения на двигателе за столь короткое время, равный удвоенному значению волны напряжения, представляет опасность для продольной (межвитковой) изоляции двигателя и требует рассмотрения при выборе защитных устройств.

Частота высокочастотных колебаний, вызванных пробегами волн в кабеле после ПЗ, определяется длиной кабеля, и при длинах, меньших 1 км, превышает 50 кГц. Отличительной особенностью вакуумного выключателя является его способность к отключению высокочастотного тока этих колебаний при переходе его через нулевое значение. После такого

отключения возобновляется процесс восстановления напряжения на контактах выключателя, однако уже при иных начальных условиях. Напряжение на емкости двигателя и ток в его индуктивности в момент отключения больше, чем при первом отключении. Это приводит к тому, что максимум в кривой ПВН становится больше; возможно новое зажигание дуги. Возрастание максимума кривой ПВН объясняет тот факт, что уровень перенапряжений при ПЗ на присоединениях с двигательной нагрузкой значительно выше, чем при одиночном срезе тока промышленной частоты, и тем больше, чем больше число ПЗ. Так, например, для двигателя, мощностью 630 кВт, при длине кабеля 80 м, кратность перенапряжений при одиночном срезе тока 5 А по расчетам составляет 1.77, а при возникновении повторных зажиганий достигает 7-кратной величины.

Проведенный выше анализ раскрывает механизм возникновения опасных воздействий при отключении двигателей и показывает опасность перенапряжений для двигательной нагрузки.

2.13.4 Выбор защитных устройств для присоединений с двигательной нагрузкой.

Существует два вида защитных устройств, предназначенных для защиты от перенапряжений, вызванных отключением малого индуктивного тока вакуумным выключателем: защитная RC-цепочка и нелинейный ограничитель перенапряжений (ОПН). Далее рассмотрено их влияние на процесс отключения с учетом возможности их установки как на зажимах нагрузки, так и на выключателе со стороны отключаемого присоединения.

Выбор защитного устройства должен проводиться исходя из ограничения воздействий как на главную, так и на продольную изоляцию двигателя. ОПН представляет собой активное сопротивление, вольт-амперная характеристика которого имеет ярко выраженный нелинейный характер. До тех пор, пока напряжение в переходном процессе не достигает остающегося напряжения ОПН, он не влияет на переходный процесс и на его

начальные условия, то есть установка ОПН не снижает вероятности возникновения ПЗ.

Рассмотрим вариант установки ОПН на выключателе со стороны присоединения. Возникшие повторные зажигания развиваются до тех пор, пока электрическая прочность промежутка между расходящимися контактами выключателя не достигнет разности между остающимся напряжением ОПН и потенциалом сети, после чего повторные зажигания прекращаются. При этом напряжение на двигателе, отделенном от ОПН кабелем, не может существенно превысить остающееся на ОПН напряжение, чем обеспечивается защита главной изоляции. Однако продольная изоляция двигателя остается при этом незащищенной. Объясняется это следующим образом.

Поскольку срез тока и сопровождающие его ПЗ происходят вблизи нуля тока промышленной частоты, а заторможенный двигатель представляет собой чисто индуктивную нагрузку, то напряжение сети во время рассматриваемого процесса близко к амплитудному значению рабочего напряжения 5 кВ. В отключаемой фазе присоединения при этом развивается переходной процесс, в котором напряжение на выключателе не может превысить (12-14) кВ в соответствии с типом ОПН. Поскольку ОПН не влияет на переходной процесс пока напряжение на выключателе не превышает значения остающегося напряжения, то последнее повторное зажигание происходит при потенциале на ОПН -13 кВ. Возникшая при этом волна напряжения, перезаряжающая кабель до потенциала сети, имеет амплитуду 18 кВ, которая, приходя на двигатель, удваивается до значения 36 кВ. Перепад напряжения на двигателе, величиной 30 кВ, происходит за время, меньшее 1 мкс, что соответствует постоянной времени перезарядки емкости двигателя через волновое сопротивление кабеля.

Отметим, что если в процессе отключения возникли повторные зажигания, что определяется, в основном, углом отключения, то

перенапряжения неизбежно достигнут указанного выше уровня. Это справедливо для всех двигателей независимо от их мощности. Таким образом, установку ОПН на зажимах выключателя следует признать недостаточной по условиям защиты продольной изоляции электродвигателей.

При установке ОПН на зажимах двигателя продольная изоляция оказывается в более мягких условиях, но все же уровень воздействий остается опасным. Перепад напряжения составляет 27 кВ, а длительность его не превышает 1 мкс

Установка ОПН параллельно контактам выключателя приводит к более эффективному ограничению перенапряжений. Это обусловлено тем, что при повторных зажигании дуги в вакуумном выключателе ОПН ограничивает разность потенциалов между источником и присоединением. Как следствие значительно снижается свободная составляющая переходного процесса и уровень перенапряжений в целом. Таким образом из трех рассмотренных способов подключения ОПН, приоритетным является - ОПН параллельно контактам.

На основании проведения большого количества расчетов можно
предложить упрощенные рекомендации по защите двигательной и
трансформаторной нагрузки. Они сведены в таблицу 1.

Таблица – Защита двигательной и трансформаторной нагрузки

2.13.5 Вакуумная коммутационная техника на рубеже столетий

В последние годы мировая практика электроаппаратостроения ориентируется на направление, связанное с применением новых нетрадиционных видов изоляции. В частности, в области создания коммутационных аппаратов для электрических сетей напряжением 6-35 кВ в настоящее время стали доминирующими вакуумные выключатели. Так, доля вакуумных выключателей в общем количестве выпускаемых аппаратов в странах Европы и США достигает 70%, в Японии 100%. В России в последние годы эта доля имеет постоянную тенденцию к росту и составляет более 50%. Вакуум как дугогасительная и изолирующая среда благодаря своим замечательным свойствам позволяет создавать коммутационные аппараты в простейшем с конструктивной точки зрения виде. Резюмируя целый ряд преимуществ вакуумных выключателей перед традиционно

применяемыми в средних классах напряжения масляными и электромагнитными выключателями, можно выделить основные:

- высокая надежность;

- низкие затраты на обслуживание.

Применение вакуумной техники особенно оправданно для работы с частыми коммутациями рабочих токов, например для коммутации реакторов, конденсаторных устройств компенсации реактивной мощности промышленных дуговых печей, где присутствуют не только частые коммутации, но и довольно большой коммутируемый ток, для пусков и переключений электродвигателей мощностью от десятков до тысяч киловатт. Многие повреждения, особенно в воздушных сетях, являются по природе временными. Например, межфазное дуговое замыкание, вызванное ударом молнии или схлестыванием проводов из-за сильного ветра. В таких обстоятельствах целесообразным видится быстрое отключение аварийного участка для прекращения дугового разряда с последующим восстановлением питания аварийного участка, на

котором причина возникновения замыкания к этому моменту, как правило,
исчезает. Вся операция занимает доли секунды. Аппараты, предназначенные
для таких целей, называют реклоузерами. Большинство современных
промышленных реклоузеров являются вакуумными, поскольку они лучше
всего соответствуют предъявленным требованиям к массогабаритным
показателям, быстродействию и минимизации энергопотребления при
выполнении операций.

Предельные параметры вакуумных выключателей, достигнутые в серийном производстве, составляют по номинальному току 4000 А, по току отключения - 100 кА при 7,2 кВ и 31,5 кА при 35 кВ. Таким образом, в последние годы усилия разработчиков направлены не на повышение основных параметров аппаратов, а на создание более экономичных конструкций и повышение их надежности. По первому направлению работа идет, в основном, по пути совершенствования конструкции и технологии изготовления вакуумных дугогасительных камер, стоимость которых является определяющим фактором стоимости вакуумного выключателя в целом. В области создания приводов традиционного типа (пружинно-моторные, пружинно-рычажные) возможности с точки зрения снижения производственных затрат практически исчерпаны. Второе направление -повышение надежности вакуумных выключателей - в основном связано с повышением надежности их приводов, так как надежность камер при современной технологии производства практически безупречна. Однако при сохранении традиционного подхода к проектированию выключателя маловероятно ожидать существенного повышения надежности аппарата и снижения производственных издержек.

Принципиально отличным изделием на рынке вакуумных выключателей явился аппарат, разработанный специалистами предприятия "Таврида Электрик". В отличие от "классического" вакуумного выключателя с приводом, использующим механизм свободного расцепления, в основе построения привода выключателя BB/TEL-10 заложен принцип соосности электромагнитов каждой из фаз и соответствующей вакуумной камеры. В качестве механизма, удерживающего контакты выключателя в замкнутом состоянии, использован и впервые реализован применительно к

высоковольтному коммутационному аппарату известный принцип "магнитной защелки". Оптимизация привода по критерию минимума потребляемой мощности в сочетании с конденсаторным принципом управления и малогабаритной вакуумной камерой позволило в конечном итоге создать аппарат, рекордный по своим массогабаритным показателям, коммутационному и механическому ресурсу и не требующий обслуживания в течение всего расчетного срока эксплуатации. Подтверждением правильности выбранного пути могут служить многочисленные положительные отзывы эксплуатирующих организаций. Статистика такова -на начало 2000 года введено в эксплуатацию порядка 15000 аппаратов, в том числе и в ряде зарубежных стран. Разработаны проекты по адаптации выключателя и реконструкции порядка 60 различной конфигурации ячеек КРУ(Н) как бывшего союзного производства, так и производства России, Польши, Чехословакии, ГДР, Великобритании и т. д. Подход к конструированию выключателей с "магнитной защелкой" вслед за фирмой "Таврида Электрик" стали применять (сначала в конструкциях реклоузеров) фирмы "Joslin", "Cooper", "Whipp & Burn". Наконец в 1997 г. фирма "ABB" представила силовой выключатель, основанный на этом подходе. Можно утверждать, что благодаря указанным преимуществам вакуумные выключатели с "магнитной защелкой" становятся доминирующим видом коммутационных аппаратов в среднем классе напряжения.

Очевидно, что с появлением современного коммутационного оборудования наметились новые тенденции в КРУ-строении. На наш взгляд, наиболее важной задачей на сегодняшний день представляется разработка и внедрение в серийное производство полного спектра комплектных распределительных устройств как внутренней, так и наружной установки, продолжающих концепцию выключателя, т. е. не требующих обслуживания в течение всего срока службы и максимально эффективно использующих указанные преимущества выключателя с "магнитной защелкой". Так, для распределительных сетей 10 кВ специалистами "Таврида Электрик"

разработан реклоузер на номинальный ток 400 А и ток отключения 12,5 кА, который предназначен для секционирования и защиты воздушных линий электропередачи (ВЛ) в аварийных режимах, осуществления АВР и АПВ. Выключатель BB/TEL может выполнять цикл О-0,1с-ВО-1с-ВО-1с-ВО. Реклоузер работает в автономном режиме - источником питания выключателя, устройств защиты и автоматики служит аккумуляторная батарея (АБ) 12 В необслуживаемого типа производства фирмы "Hawcker Energi" емкостью 25 А*ч и сроком службы 15 лет. Для подзаряда АБ используются трансформаторы напряжения, подключаемые к ВЛ с двух или одной стороны в зависимости от схемы питания.

Реклоузер состоит из высоковольтного модуля (ВМ) и шкафа управления. Корпус ВМ выполнен из алюминиевого сплава со степенью защиты IP65. Он имеет приспособление для крепления его на деревянных и бетонных опорах. В нем, кроме вакуумного выключателя, установлены трансформаторы напряжения, датчики тока (катушки Роговского) и емкостные датчики напряжения. При необходимости на крышке ВМ устанавливаются ограничители перенапряжений. В нижней части ВМ имеется рычаг ручного отключения, приводимый в действие посредством специальной штанги. Подсоединение к проводам В Л осуществляется при помощи изолированных проводов типа SAX фирмы "NOKIA".

Шкаф управления (ШУ) устанавливается на столбе под высоковольтным модулем. В нем размещаются: источник бесперебойного питания (ИБП) с аккумуляторной батареей, блок управления выключателем, микропроцессорное устройство защиты и автоматики, интерфейс RS485 для подключения средств телерадиокоммуникаций. Управление выключателем может осуществляться от местного пульта управления в ШУ, дистанционного пульта при помощи инфракрасных лучей или с помощью средств телемеханики.

Микропроцессорное устройство выполняет функции направленной токовой защиты, защиты от замыканий на землю, ЗМН, АЧР, АВР с указанием стороны источника питания и нагрузки, АПВ (одно-трехкратное).

Направленная токовая защита содержит 10 времятоковых кривых (ВТК) по 5 для каждого направления мощности. Каждая ВТК состоит из 4 ступеней, одна из которых может быть с зависимой характеристикой выдержки времени. Имеется возможность ускорения действия защит при включении.

Микропроцессорное устройство выполняет функции направленной токовой защиты, защиты от замыканий на землю.