Вакуумен прекъсвач (VCB)

Обща информация за вакуумния прекъсвач (VCB)

Повечето отбори за набавки, които за пръв път работят с техническа спецификация за средноволтов вакуумен прекъсвач (VCB), срещат една и съща предизвикателство: техническите данни обхващат номиналното напрежение и тока на прекъсване, но логиката за вземане на решение при избор между вътрешни и външни типове или между фиксирани и извадими конфигурации рядко е обобщена на едно място. Тази страница директно разглежда тези решения.

Вакуумният прекъсвач (VCB) е комутационно и защитно устройство, което прекъсва както работния ток, така и аварийния ток чрез запечатана вакуумна гасителна камера. Гасенето на дъгата протича във вакуумна среда с налягане под 10⁻³ Pa — това елиминира йонизиращата среда и осигурява бързо и надеждно гасене на дъгата при средно напрежение, без изискванията за работа с газове, присъщи на технологията с SF6. Резултатът е прекъсвач, който не изисква масло, SF6 или поддръжка на дъгогасителни камери през целия си експлоатационен живот, определен за 30 000 механични операции и 10 000 електрически операции според IEC 62271-100.

Тази категория обхваща вътрешни и външни конфигурации на вакуумни прекъсвачи (VCB) с номинално напрежение от 12 kV до 40,5 kV, включително фиксирани типове за монтиране на панел, извадими количкови конструкции за метално обвързани разпределителни уредби и полюсни външни рециклиращи прекъсвачи за защита на разпределителни фидери.

Асортимент на вакуумни прекъсвачи (VCB)

• VS1-12 / ZN63A-12 (вътрешен фиксиран, 12 kV): Фиксиран тип тритефазен вакуумен прекъсвач (VCB) с номинален ток от 630 A до 3150 A и способност за прекъсване на късо съединение до 40 kA. Конструиран за метално обвивани разпределителни уредби тип KYN28, електрически подстанции, индустриални захранващи вериги за електродвигатели и защита на генератори. Пружинен механизъм с ръчно и моторно зареждане; допълнителни контактни блокове до 13NO13NC за обратна връзка към SCADA и релейни защитни устройства.
• VSG-12 (извадима количка, 12 kV): Извадим тип VCB върху количка с положения „Експлоатация“, „Тест“ и „Изолирано“. Номинален ток от 630 A до 3150 A, способност за прекъсване до 40 kA. Конструиран за извадима инсталация в разпределителни уредби тип KYN28, когато е необходим достъп за планирано техническо обслужване или бързо заместване на прекъсвача по време на аварийни престои.
• VS1-24 / VSG-24 (вътрешно монтиран фиксиран и извадим тип, 24 kV): Трехфазен вакуумен прекъсвач за вътрешно монтиране (VCB) с номинален ток от 630 A до 2500 A и способност за прекъсване на късо съединение до 25 kA. Налични са както фиксирани панелни, така и извадими количкови варианти. Разстояние между полюсите 230 mm за компактна интеграция в 24 kV разпределителни уредби. Подходящ за електрически подстанции, промишлени обекти и проекти за свързване на възобновяеми енергийни източници към електрическата мрежа.
• ZW32-12 (външен, монтиран на стълб, 12 kV): Трехфазен външен реклоузър с номинален ток 630 A и способност за прекъсване до 25 kA. Изолация от епоксидна смола или силиконова гума за устойчивост към атмосферни условия. Конструиран за защита на надземни фидерни линии на електрически стълбове, подстанции и селски разпределителни мрежи, където е необходима външна инсталация.

Всички модели вакуумни прекъсвачи (VCB) са произведени според стандарта IEC 62271-100. Механизми с пружинно натоварване и натрупана енергия работят с управляващи намотки за AC/DC 110 V или 220 V. Устройствата са проверени за работа при честоти 50 Hz и 60 Hz. По желание се предлагат специални смазки за ниски температури и нагревателни елементи, за да се удовлетворят изискванията на пазарите в студени климатични зони.

Основни спецификации на вакуумен прекъсвач (VCB)

• Вакуумна технология за прекъсване: Гасене на дъга в герметичен вакуумен прекъсвач при налягане под 10⁻³ Pa — няма нужда от SF6, масло или поддръжка на дъгогасителни камери през целия номинален експлоатационен живот.
• Номинални класове напрежение: конфигурации за 12 kV, 24 kV и 40,5 kV, обхващащи целия диапазон на средно напрежение за разпределение чрез един-единствен продуктова серия.
• Номинални токове и способност за прекъсване: непрекъснат номинален ток от 630 A до 3150 A; номинална способност за прекъсване при късо съединение от 25 kA до 40 kA, в зависимост от модела и класа напрежение.
• Механична издръжливост: Всеки вакуумен прекъсвач (VCB) е проектиран за 30 000 механични операции и 10 000 електрически операции — вакуумни прекъсвателни модули без необходимост от поддръжка, подходящи за инсталации с ограничена местна сервизна инфраструктура.
• Гъвкавост на управляващата верига: Двигателни, затварящи и странични освобождаващи намотки за AC/DC 110 V или 220 V; налични са блокове с помощни превключватели за интеграция с релейни защити и обратна връзка за положението в SCADA системи.
• Проектирано без SF6: Прекъсването във вакуум напълно елиминира газа SF6. За доставчици от енергийния сектор и промишлени потребители на пазари с активни ограничения за набавка на парникови газове — включително европейските пазари, където работата с SF6 привлича все по-голямо регулаторно внимание — вакуумната технология изключва управлението на газа от обхвата на поддръжката.
• Съвместимост при модернизация: Размерите на серията VS1 са съвместими със старите прекъсвачи VS1, VD4 и 3AH5, което позволява директна замяна на остаряло оборудване без необходимост от модификация на шкафовете.

Чести приложения

Вакуумен прекъсвач (VCB) за напрежение от 12 kV до 40,5 kV служи като основен комутационен и защитен елемент в широк спектър от среднонапрежени инсталации:

• Първични и вторични подстанции на енергийния сектор — комутация на входящи фидери и защита на секции на шините.
• Промишлено разпределение на електроенергия — фидери за електродвигатели, защита на фидери за трансформатори и входна защита на генератори.
• Панели за метално обвързани разпределителни уредби KYN28 — фиксирани и извадими позиции за прекъсвачи.
• Разпределителни фидери с надземно захранване — реклоузъри, монтирани на стълбове, за защита на фидерите в селски и градски мрежи.
• Свързване на възобновяеми енергийни източници към мрежата — среднонапреженни комутационни уреди за точки на свързване на слънчеви фотоволтаични и вятърни електроцентрали към мрежата.
• Проекти по модернизация и подмяна на мрежата — директна подмяна на остарели прекъсвачи в съществуващи шкафове чрез използване на съвместими монтажни размери от серия VS1.

Потребността от подмяна на остарялото комутационно оборудване представлява значителна част от поръчките за среднонапреженни прекъсвачи на пазарите в Източна Европа и СНГ, включително Русия и Полша, където инфраструктурата на мрежата от предишни десетилетия се подлага на системна модернизация. Съвместимостта по размери на вакуумните прекъсвачи (VCB) от серия VS1 с монтажните размери на старото оборудване има пряко значение за покупателите, които реализират проекти по модернизация на съществуващи подстанции в тези региони.

Как да изберете подходящ вакуумен прекъсвач (VCB)

Изборът на правилната конфигурация на вакуумния прекъсвач (VCB) изисква последователно преминаване през няколко етапа на вземане на решение. Всеки етап стеснява спецификацията, преди да се премине към следващия.

Стъпка 1 — Потвърждаване на класа на системното напрежение. Определете номиналното напрежение на средното напрежение (MV) мрежа. VS1-12, VSG-12 и ZW32-12 са проектирани за мрежи с напрежение 12 kV. VS1-24 и VSG-24 обхващат мрежи с напрежение 20 kV и 24 kV. За приложения с напрежение от 35 kV до 40,5 kV потвърдете, че избраният агрегат има подходящо номинално устойчиво напрежение и BIL за преходните въздействия в системата — особено в мрежи със значителни участъци надземни линии или с честа комутационна активност.

Стъпка 2 — Определяне на вътрешна или външна инсталация. Вътрешните металнообвивани разпределителни уреди (KYN28 и еквивалентни) използват серията VS1-12, VSG-12, VS1-24 или VSG-24. За приложения на въздушни линии, монтирани на стълбове, или за външни кабини се изисква реклоузърът ZW32-12, който има устойчиво на атмосферни влияния изолиране, одобрено за външна употреба. Използването на вакуумен прекъсвач (VCB), предназначен само за вътрешна употреба, на открито е грешка в спецификацията и води до ускорено остаряване на изолацията — разликата между класовете за вътрешна и външна употреба е строго определена граница, а не нещо неясно или променливо.

Стъпка 3 — Изберете фиксирана или извадима конфигурация. Изборът между вакуумен прекъсвач с фиксирана монтирана конструкция и извадим вакуумен прекъсвач (VCB) частично зависи от операционния модел на вашата организация за поддръжка — не само от сравнението на капитали. Предимството на извадимите единици е най-изразено, когато инсталацията изисква често функционално тестване, достъп за планирана поддръжка по време на престойни прозорци в работеща централа или възможност за бързо заместване на прекъсвача без отключване на панела. Ако системата може да бъде напълно обезenerгизирана за поддръжка и достъпът до прекъсвача е рядък, допълнителната стойност и по-голямата дълбочина на шкафа, свързани с механизма за изваждане на количката, са по-трудни за оправдаване. Електроцентралите на енергийните компании с еднофазно захранване и промишлените предприятия с високи изисквания за наличност обикновено изискват извадими конфигурации.

Стъпка 4 — Проверете номиналния ток и намаляването на мощността при температура на околната среда. Номиналният ток, посочен на табелките за вакуумни прекъсвачи (VCB), се основава на предположението за температура на околната среда 40 °C според IEC 62271-100. В климатични зони, където температурата на околната среда редовно надвишава 45–50 °C — което е актуално за инсталации в Африка, Близкия изток, Югоизточна Азия и части от Южна Америка — ефективното безопасно непрекъснато натоварване е по-ниско от стойността, посочена на табелката. Потвърдете приложимия коефициент за намаляване преди да определите пълната номинална стойност за инсталации в горещи климатични зони. Това се отнася за VS1-12, VSG-12, VS1-24, VSG-24 и ZW32-12 в целия им обхват.

Стъпка 5 — Потвърдете напрежението на управляващата верига и изискванията за допълнителните превключватели. Напрежението на управляващата намотка (AC/DC 110 V или 220 V), типа на затварящата намотка, намотката за дистанционно изключване и конфигурацията на блока допълнителни превключватели трябва да бъдат потвърдени още на етапа на заявката. Несъответствията в напрежението на управляващата верига, открити по време на пускане в експлоатация, са честа причина за забавяне, която лесно може да се избегне, ако тези параметри са коректно посочени в документацията за поръчката.

Съображения при набавката за международни покупатели

При търсене на вакуумен прекъсвач (VCB) за проекти в чужбина е толкова важно да се проверят сертификационните изисквания, специфични за дадения пазар, колкото и да се потвърдят техническите характеристики според IEC. Съответствието с IEC 62271-100 установява техническия минимален стандарт, но не винаги е достатъчно за одобрение на инсталацията в пазари с допълнителни национални изисквания. Русия, Бразилия и Индонезия са примери за пазари, където локалните сертификационни изисквания, надхвърлящи изискванията на IEC, исторически са влияли върху разрешението за внос на оборудване за средно напрежение. Статусът на сертификацията и наличността на документацията трябва да бъдат потвърдени с доставчика още на етапа на заявката, преди издаването на поръчката.

Практиката в отрасъла за оценка на вакуумни прекъсвачи (VCB) въз основа на протоколи от типови изпитания, издадени от акредитирани независими лаборатории — а не въз основа на самообявена съвместимост — съответства на общите насоки на признатите международни електротехнически стандартизационни органи. Покупателите трябва да поискат сертификати за типови изпитания за конкретните номинални параметри, които се набавят, особено за проекти, подлежащи на одобрение от електроснабдителна компания или изискващи квалификация за финансиране от развитие банка.

За покупатели, които набавят продукти в различни класове напрежение — например, комбиниране на VCB-единици за 12 kV и 24 kV за разширение на подстанция или проект с множество фидери — продуктовата гама, обхващаща целия диапазон на средно напрежение от един-единствен доставчик, намалява усилията за квалификация и документация в сравнение с управляването на отделни доставчици за всеки клас напрежение. Тази гама включва конфигурации за 12 kV, 24 kV и 40,5 kV.

Изисквания към документацията — включително сертификати за типови изпитания, чертежи на габаритните размери, диаграми на помощните електрически вериги, схеми на управляващите вериги и ръководства за инсталиране — трябва да бъдат поискани и прегледани преди изпращането. За проекти, насочени към руския или източноевропейския пазар, документацията, свързана с ГОСТ, и изискванията на митницата трябва да бъдат уточнени с доставчика по време на етапа на потвърждение на поръчката, за да се избегнат забавяния при разтоварването в пристанището на дестинацията.