Вакуумный выключатель с литыми полюсами SecoVac выпуска корпорации «General Electric»

Основные функции вакуумного выключателя – это управление и защита электрическими объектами среднего напряжения в диапазоне 3,3-17,5 кВ. Выключатель подходит для условий частого включения / отключения цепи. Разработан для эксплуатации на объектах нефтегазовой, металлургической, горной, автомобильной промышленности и других отраслях. Защищает последующие элементы электрической системы переменного тока: воздушные и подземные линии электропередачи (ЛЭП), двигатели, трансформаторы, конденсаторы и другие устройства.
 
Выключатель SecoVac соответствует нормативному документу международной электротехнической комиссии (аббревиатуры МЭК или IEC) 62271. Целью разработчиков из корпорации «General Electric» было не только соответствие требованиям стандарта, но и превосходство параметров изделия над характеристиками предполагаемыми МЭК.
 
SecoVac имеет три положения: «Соединение», «Тест» и «Разъединение». В положениях «Тест» и «Разъединение» выключатель выкатывается, при этом автоматически закрываются заземлённые металлические шторки шины и линии.
 
Аппарат стационарного или выдвижного исполнения SecoVac может встраивается в новые ячейки КРУ, а также при реконструкции РП 6 (10) кВ. Компания «General Electric» изготавливает собственные распределительные устройства SecoGear согласно опросному листу. Устройство может включать три отсека: верхний отсек для электронного оборудования контролирующего параметры электрической сети, средний отсек для выключателя SecoVac и нижний отсек под кабельно-проводниковую продукцию. Распределительное устройство прошло типовые испытания в лаборатории KEMA (Keuring van Elektrotechnische Materialen te Arnhem – дословно осмотр или исследования электротехнических материалов в Арнем, город Нидерландов) и может устанавливаться на электростанции и подстанции.

Начиная с 1950 года, компания запускает исследования для изучения применения вакуумных технологий в электротехнике. К этому моменту корпорация обладает технологиями изготовления спирально-лепесткового и медно-висмутного контакта. В 1962 году «GE» анонсирует силовой выключатель на 15,5 кВ и 650 А, к 1965 году произведено первое серийное изделие. Успех применения разрывания главных контактов в вакууме в устройствах среднего напряжения, позволил корпорации внедрить данные новшества в устройства высокого напряжения с 1966 года. Данную технологию в 1969 году покупает японская компания «Meidensha».
 
Гашение электрической дуги в вакууме является ведущей технологией для средневольтных выключателей. Коммутация при отсутствии каких-либо веществ, которые могут быть использованы дугой для горения (нет среды), позволяет получать наименьшие габаритные размеры, обеспечивает надёжность выключателя, а также соблюдает требования экологии.
 
В Украине наиболее часто встречается напряжение в трёхфазной сети переменного тока 6 и 10 кВ, для таких систем подходит вакуумный выключатель SecoVac. При СССР использовались в основном масляные или газовые выключатели, которые отличались большими размерами и могли вызывать пожары.
 
 

 
Лицевая панель выполняет роль металлического барьера между оператором и механическими, вторичными токопроводящими частями устройства. Кроме того на ней располагаются кнопки расцепления и замыкания, индикаторы положения главных контактов, счётчик числа операций включения / отключения.
 

Главные контакты представляют собой полюс, который находится в неразборном цилиндре (всего в выключателе три полюса). Для изготовления литого полюса применяется технология проклейки с автоматическим давлением (заливание эпоксидной смолой), обеспечиваются механическая прочность и высокие изоляционные свойства. Перед попаданием в сборочный цех каждый литой полюс выключателя SecoVac проходит рентгеновский контроль, испытание напряжением с наибольшей частотой, испытание импульсным напряжением при минимальных и максимальных температурах окружающей среды. Сами контакты изготовлены из металлокерамики и имеют дисковую форму, могут использоваться для долговременного проведения тока и для периодических сцеплений и расцеплений.
 
Дугогасительная камера также выполнена из металлокерамики. Во время гашения дуги применяется осевое магнитное поле, которое рассеивает дугу.
 
Механизмы выключателя встроены в универсальные модули размыкания и замыкания (взаимозаменяемы при различных номинальных параметрах устройства). Причём количество частей сведено к минимуму для обеспечения высокой надёжности изделия.
С помощью пружинного привода обеспечивается взвод аппарата (готовность к включению). Затем утапливают кнопку включить и вызывается сцепление главных контактов.
 
 

Номинальное напряжение равно 17,5 кВ (подходит для эксплуатации при напряжении 6 и 10 кВ).
Частота изменения напряжения 50 либо 60 герц (подходит под электрические цепи американского, европейского и постсоветского типов).
Допускает одноминутное повышение напряжения до 38 кВ. Предельное напряжение грозового импульса 95 кВ.
 
Номинальный ток сфотографированного выключателя 1250 ампер. Линейка номинальных токов аппарата: 630, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150 и 4000 ампер. Последнее исполнение на 4000 А соответствует аппарату на 3150 А с принудительным охлаждением.
 
Максимально допустимый ток короткого замыкания 25; 31,5 либо 40 кА.
Максимально допустимый сквозной ток и ток включения (одни значения) 65, 82 либо 104 кА.
 
Коммутационная износостойкость 274 цикла, механическая износостойкость 10 000 операций включения / отключения.
Рабочие циклы должны соответствовать последовательности О-0,3с-СО-15с-СО (где О – включение, С – отключение).
 
Цепь управления может иметь напряжение:

Время необходимое:

 
 

Для обеспечения безопасности при эксплуатации, в комплекте поставляются несколько систем механической и электрической блокировки:

Подробная информация в заводском каталоге на распределительное устройство SecoGear и на вакуумный выключатель SecoVac.
 

Статья описывает конструкцию, технические и эксплуатационные характеристики выключателя SecoVac на напряжение 6; 10; 17,5 кВ; историю создания вакуумных выключателей с литыми полюсами корпорации «Дженерал Электрик», предоставляет практически полную информацию по данному коммутационному аппарату.