58
Сети России
Презент
ация
Т
ехническое
перевооружение
распределительного
электросе
-
тевого
комплекса
является
основой
модернизации
экономики
регионов
России
.
Разработанная
в
Холдинге
МРСК
Программа
реновации
электросетевого
комплекса
на
период
с
2011
по
2020
г
.,
в
качестве
первоочередных
задач
ставит
снижение
износа
обо
-
рудования
до
46—48%,
потерь
электроэнергии
—
до
6,1%,
а
также
дву
-
кратное
снижение
количества
технологических
нарушений
.
ВОЗДУШНЫЕ
И
МАСЛЯНЫЕ
ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Важнейшим
оборудованием
распределительных
сетей
являются
ком
-
мутационные
аппараты
,
от
работы
которых
зависит
надежность
всех
под
-
станций
,
линий
электропередачи
и
распределительных
устройств
во
всех
режимах
эксплуатации
.
Выключатели
высокого
напряжения
являются
основными
коммутаци
-
онными
аппаратами
в
электрических
установках
и
служат
для
отключе
-
ния
и
включения
цепей
в
любых
режимах
:
номинальном
длительном
,
при
перегрузках
,
коротких
замыканиях
(
КЗ
),
холостом
ходе
,
несинхронной
работе
.
Наиболее
тяжелой
и
ответственной
операцией
является
отключе
-
ние
токов
КЗ
и
включение
на
существующее
короткое
замыкание
.
Общее
количество
высоковольтных
выключателей
напряжением
110—750
кВ
,
находящихся
в
эксплуатации
,
составляет
около
30
тысяч
.
По
классам
напряжения
они
распределены
так
,
как
показано
в
табл
. 1.
Из
табл
. 1
видно
,
что
наибольшее
количество
выключателей
— 95,7%
эксплуатируется
в
классе
напряжения
110—220
кВ
.
Вячеслав
ЧАЙКА
,
главный
конструктор
ОАО
«
НПП
«
Контакт
»
Александр
НАЗАРЫЧЕВ
,
главный
инженер
ООО
«
Контакт
T&D»,
зав
.
кафедрой
Ивановского
энергетического
университета
,
проректор
по
научной
работе
ПЭИПК
,
д
.
т
.
н
.,
профессор
Александр
СУРОВОВ
,
д
иректор
ООО
«
Контакт
T&D»
Алексей
ТАДЖИБАЕВ
,
ректор
Петербургского
энергетического
института
повышения
квалификации
(
ПЭИПК
),
д
.
т
.
н
.,
профессор
Перспективы применения
напряжением
Анализ уровня износа технологического обо-
рудования в российском распределительном
сетевом комплексе показывает, что средний
физический износ оборудования по Холдингу
МРСК составляет 69 % и незначительно варь-
ируется по большинству регионов в зоне ответ-
ственности региональных сетевых компаний.
В среднем 52% оборудования отработало свой
нормативный срок эксплуатации, в том числе
свыше 7% — дважды, потери электроэнергии
в ряде регионов находятся на уровне 18—25%,
а надежность электроснабжения существенно
отстает от зарубежных показателей. Количе-
ство отключений потребителей в отдельных
энергосистемах составляет 5—6 в год, в разви-
тых зарубежных странах 1—2.
59
№ 1, июль-август, 2010
59
№1, июль-август, 2010
Достаточно
длительное
время
в
энергосистемах
в
этих
классах
напряжения
применялись
масляные
баковые
,
маломасляные
колонковые
и
воздушные
выключатели
различных
типов
.
Сегодня
число
выключателей
,
отрабо
-
тавших
нормативный
срок
службы
,
составляет
40%
от
общего
количества
выключателей
,
находящихся
в
эксплу
-
атации
,
в
том
числе
отработали
свой
нормативный
ресурс
90%
баковых
масляных
выключателей
типа
МКП
-110
и
40%
выключателей
типа
У
-110, 30%
воздушных
выключателей
ВВН
-110, 40%
воздушных
выключателей
ВВН
-220.
За
последние
годы
заметно
выросло
количество
повреждений
отечественных
выключателей
.
Основными
причинами
являются
:
•
износ
основных
сборочных
узлов
выключателей
;
•
несовершенство
конструкции
,
находящихся
в
эксплу
-
атации
аппаратов
;
•
несоответствие
климатическим
условиям
эксплуатации
;
•
дефекты
,
обусловленные
низким
качеством
ремонта
и
применяемых
при
ремонте
материалов
;
•
дефекты
изготовления
;
•
нарушения
нормативных
и
директивных
документов
по
срокам
ремонта
и
режимам
эксплуатации
;
•
установка
в
цепях
шунтирующих
реакторов
и
конденса
-
торных
батарей
,
для
коммутации
которых
выключатели
не
предназначены
;
•
установка
в
цепях
,
где
токи
КЗ
и
восстанавливающее
напряжение
превышают
нормированные
параметры
выключателя
.
Положения
Технической
политики
в
распределитель
-
ном
сетевом
комплексе
предъявляют
к
современным
выключателям
высокого
напряжения
следующие
доста
-
точно
высокие
требования
:
•
надежное
отключение
любых
токов
(
включая
токи
КЗ
);
•
быстрота
операций
,
т
.
е
.
наименьшее
время
отключе
-
ния
и
включения
;
•
пригодность
для
быстродействующего
автоматического
повторного
включения
,
т
.
е
.
быстрое
включение
выклю
-
чателя
сразу
же
после
отключения
;
•
возможность
пофазного
(
пополюсного
)
управления
для
выключателей
110
кВ
и
выше
;
•
наличие
коммутационного
и
механического
ресурса
,
обеспечивающего
межремонтный
период
эксплуата
-
ции
не
менее
15—20
лет
;
•
минимальное
количество
операций
технического
обслу
-
живания
в
процессе
эксплуатации
;
•
максимальное
уменьшение
массогабаритных
показа
-
телей
;
•
сокращение
эксплуатационных
расходов
;
•
взрыво
-
и
пожаробезопасность
.
Эти
требования
трудновыполнимы
при
традиционных
методах
гашения
дуги
в
масле
или
воздухе
.
Возможности
дальнейшего
существенного
совершенствования
выклю
-
чателей
с
традиционными
способами
гашения
дуги
прак
-
тически
исчерпаны
.
ВАКУУМНЫЕ
И
ЭЛЕГАЗОВЫЕ
ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Выполнение
повышенных
требований
к
выключателям
возможно
при
использовании
в
распределительных
устрой
-
ствах
подстанций
современных
элегазовых
и
вакуумных
выключателей
(
ВВ
).
В
настоящее
время
выключатели
с
вакуумными
и
элегазовыми
дугогасящими
устройствами
(
ДУ
)
вытесняют
масляные
,
электромагнитные
и
воздушные
выключатели
.
Дело
в
том
,
что
ДУ
вакуумных
и
элегазовых
выключателей
не
требуют
ремонта
по
крайней
мере
в
тече
-
ние
20
лет
,
в
то
время
как
в
масляных
выключателях
масло
при
отключениях
загрязняется
частицами
свободного
угле
-
рода
и
,
кроме
того
,
изоляционные
свойства
масла
снижают
-
ся
из
-
за
попадания
в
него
влаги
и
воздуха
.
Это
приводит
к
необходимости
смены
масла
не
реже
1
раза
в
4
года
.
Дуго
-
гасящие
устройства
воздушных
выключателей
примерно
в
эти
же
сроки
требуют
очистки
.
Кроме
того
,
у
изношенных
воздушных
выключателей
имеются
утечки
сжатого
воздуха
из
ДУ
,
что
исключает
возможность
нормального
опериро
-
вания
.
Дугогасящие
устройства
вакуумных
и
элегазовых
выключателей
заключены
в
герметичные
оболочки
,
и
их
внутренняя
изоляция
не
подвергается
воздействию
внеш
-
ней
среды
.
Электрическая
дуга
при
отключениях
в
вакууме
или
в
элегазе
также
практически
не
снижает
свойств
дугога
-
сящей
и
изолирующей
среды
.
Нормативными
документами
ФСК
ЕЭС
и
Холдинга
МРСК
закреплено
решение
о
преимущественном
применении
при
строительстве
,
реконструкции
,
техническом
пере
-
вооружении
и
замене
оборудования
подстанций
напря
-
жением
330—750
кВ
элегазовых
выключателей
,
а
на
подстанциях
напряжением
6, 10, 20, 35
кВ
—
вакуумных
выключателей
.
В
классе
напряжения
110—220
кВ
сегодня
на
вновь
вводимых
в
эксплуатацию
подстанциях
,
как
пра
-
вило
,
в
отсутствии
каких
-
либо
альтернативных
вариантов
предлагается
применять
элегазовые
выключатели
,
кото
-
рые
при
всех
своих
достоинствах
имеют
и
ряд
следующих
проблемных
моментов
.
Физические
особенности
применения
в
высоко
-
вольтных
выключателях
элегаза
(
гексавторида
серы
—
SF
6
)
в
качестве
изолирующей
и
дугогасящей
среды
подра
-
зумевают
необходимость
поддержания
в
ДУ
повышенного
вакуумных выключателей
Табл
. 1.
Распределение
общего
количества
парка
высоковольтных
выключателей
по
классам
напряжения
110—750
кВ
Номинальное
напряжение
,
кВ
Общее
количество
выключателей
,
шт
.
Количество
выклю
-
чателей
от
общего
числа
, %
110
24 150
80,5
220
4560
15,2
330
360
1,2
500
900
3
750
25
0,1
110–220 кВ
60
СЕТИ РОССИИ
давления
(1,5—2,5
атм
.)
для
обеспе
-
чения
требуемого
уровня
коммутаци
-
онной
способности
и
электрической
прочности
межконтактного
проме
-
жутка
.
В
процессе
длительной
экс
-
плуатации
выключателя
возможны
утечки
элегаза
.
При
этом
давление
в
дугогасящей
камере
снижается
.
В
вакуумных
выключателях
современ
-
ные
технологии
изготовления
ваку
-
умных
дугогасительных
камер
(
ВДК
)
доведены
до
уровня
,
который
гаран
-
тирует
необходимый
вакуум
на
про
-
тяжении
всего
срока
службы
ВДК
—
25—40
лет
.
Давление
в
ДУ
элегазовых
выклю
-
чателей
может
также
снижаться
при
значительных
колебаниях
темпера
-
туры
окружающей
среды
.
В
случае
падения
давления
ниже
заданных
пределов
критической
величины
,
которая
определяется
индивидуально
для
различных
типов
ДУ
,
существует
опасность
пробоя
элегазового
про
-
межутка
или
отказа
выключателя
в
момент
выполнения
коммутации
.
Для
предотвращения
такого
рода
отказов
необходимы
наличие
в
элегазовом
выключателе
контроля
рабочего
дав
-
ления
в
дугогасящей
камере
с
помо
-
щью
манометра
и
своевременная
подкачка
элегаза
до
заданных
преде
-
лов
.
Кроме
того
,
при
интеграции
элегазовых
выключателей
в
систему
цифровой
подстанции
стоимость
организации
передачи
информации
о
давлении
элегаза
сопоставима
со
стоимостью
самого
выключателя
.
Вакуумный
же
выключатель
может
эксплуатироваться
в
диапазоне
изме
-
нения
температур
от
+50
о
до
-60
о
С
,
при
этом
датчик
контроля
состояния
вакуума
устанавливать
в
ВДК
не
тре
-
буется
.
Например
,
известен
случай
блоки
-
ровки
цепей
управления
59
элегазовых
баковых
выключателей
110—500
кВ
производства
ряда
европейских
ком
-
паний
при
температуре
окружающего
воздуха
-41
o
С
в
Тюменской
области
в
2006
году
из
-
за
несовершенства
кон
-
струкции
,
недостаточной
мощности
,
низкой
надежности
обогревающих
устройств
баков
и
недостатков
систе
-
мы
контроля
давления
(
плотности
)
элегаза
.
Поэтому
при
выборе
выклю
-
чателей
для
регионов
с
холодным
кли
-
матом
предпочтение
следует
отдавать
либо
выключателям
,
заполненным
газовой
смесью
,
не
требующей
подо
-
грева
,
либо
необходимы
:
установка
дополнительной
теплоизоляции
баков
,
дополнительный
обогрев
импульсных
газовых
трубок
,
увеличение
мощности
подогревателей
.
Все
это
усложняет
и
удорожает
конструкцию
элегазовых
выключателей
и
увеличивает
рас
-
ход
электроэнергии
на
собственные
нужды
,
а
значит
,
делает
элегазовые
выключатели
энергонеэффективными
.
Следует
также
отметить
и
относительно
высокую
стоимость
производства
,
очистки
и
утилизации
элегаза
.
Несмотря
на
доказанную
практи
-
кой
эксплуатации
безвредность
эле
-
газовых
выключателей
при
нормаль
-
ных
режимах
работы
,
тем
не
менее
,
экологические
проблемы
остро
возникают
при
ремонте
и
утилизации
отработавших
нормативный
ресурс
выключателей
.
Дело
в
том
,
что
неко
-
торые
продукты
разложения
элегаза
весьма
токсичны
и
могут
наносить
вред
человеку
и
окружающей
среде
.
В
табл
. 2
приведена
степень
опасно
-
сти
продуктов
разложения
элегаза
.
Анализируя
табл
. 2,
можно
сделать
вывод
о
том
,
что
наиболее
опасным
в
экологическом
отношении
является
попадание
в
окружающую
среду
как
самого
элегаза
,
так
и
продуктов
его
разложения
,
в
составе
которых
име
-
ются
токсичные
вещества
.
Так
как
экологические
требования
сегодня
выходят
на
первый
план
,
законода
-
тельство
России
и
стран
—-
участниц
Монреальского
протокола
запреща
-
ют
выброс
в
атмосферу
фторосодер
-
жащих
веществ
,
к
которым
относится
и
элегаз
.
Поэтому
для
обеспечения
безопасности
и
выполнения
совре
-
менных
экологических
требований
,
повышения
качества
и
культуры
экс
-
плуатации
при
внедрении
элегазового
оборудования
необходимо
оснаще
-
ние
предприятий
распределительного
электросетевого
комплекса
совре
-
менными
газотехнологическими
ап
-
паратами
,
а
также
оборудованием
для
очистки
элегаза
и
утилизации
про
-
дуктов
его
разложения
,
что
потребует
серьезных
финансовых
затрат
.
В
соглашении
(
Пакт
о
климатических
изменениях
),
подписанном
большин
-
ством
стран
мира
в
японском
городе
Киото
в
1997
г
.,
имеется
прямое
упоминание
относительно
SF
6
,
как
о
потенциально
опасном
газе
,
обла
-
дающем
тепличным
(
парниковым
)
эффектом
,
и
участникам
соглашения
предписывается
воздерживаться
от
его
применения
.
Поэтому
во
многих
странах
были
предприняты
попытки
,
направленные
на
разработку
высоко
-
вольтных
ВДК
,
которые
заменили
бы
действующие
сегодня
повсеместно
элегазовые
выключатели
.
Вакуумные
выключатели
идеальны
с
экологической
точки
зрения
,
обла
-
дают
высокой
надежностью
,
имеют
больший
коммутационный
ресурс
и
могут
работать
при
температурах
до
-60°
С
.
В
классе
напряжений
6—35
кВ
вакуумные
выключатели
давно
потес
-
нили
позиции
элегазовых
и
успешно
эксплуатируются
более
15
лет
.
При
модернизации
и
новом
строительстве
ЗРУ
6— 10
кВ
на
подстанциях
ФСК
ЕЭС
и
Холдинга
МРСК
иные
типы
выклю
-
чателей
помимо
вакуумных
,
совсем
не
рассматриваются
.
Единственное
исключение
—
ЗРУ
-6
кВ
некоторых
АЭС
и
ТЭЦ
,
где
из
-
за
сложившихся
стерео
-
типов
о
возможных
перенапряжениях
при
работе
вакуумных
выключателей
,
Табл
. 2.
Степень
опасности
продуктов
разложения
элегаза
SF
6
Продукты
разло
-
жения
элегаза
Степень
токсич
-
ности
Запах
Степень
содержания
в
аппарате
Срок
жизни
после
выбро
-
са
в
атмос
-
феру
Опасность
для
здоровья
человека
С
F
4
—
нет
средняя
неизвестен
нет
(HF)
2
средняя
резкий
низкая
неизвестен
низкая
(
запах
)
SO
2
средняя
едкий
средняя
неизвестен
SF
4
высокая
едкий
высокая
минуты
высокая
(
первые
минуты
после
выброса
)
SiF
4
высокая
резкий
средняя
минуты
WF
6
высокая
резкий
средняя
минуты
SOF
2
высокая
про
-
тухшие
яйца
средняя
от
минут
до
часов
относительно
высокая
CuF
2
, AlF
3
средняя
едкий
высокая
—
при
вдыхании
и
попадании
на
кожу
S
2
F
10
очень
высокая
неиз
-
вестен
очень
низкая
часы
низкая
61
№ 1, июль-август, 2010
все
еще
рассматривается
установка
элегазовых
выключателей
,
причем
как
правило
,
импортного
производ
-
ства
— Schneider Electric,
АВВ
, Areva.
Разработка
вакуумных
выключа
-
телей
110—220
кВ
неоднократно
обсуждалась
в
докладах
и
материалах
Международного
симпозиума
по
раз
-
ряду
и
электроизоляции
в
вакууме
(ISDEIV — International Symposium on
Discharges and Electrical Insulation in
Vacuum),
что
,
несомненно
,
указывает
на
интерес
разработчиков
и
произво
-
дителей
вакуумной
коммутационной
техники
к
высоким
классам
напря
-
жения
.
На
основе
материалов
симпо
-
зиума
можно
говорить
о
следующих
тенденциях
исследования
и
развития
вакуумной
коммутационной
техники
на
высокие
классы
напряжения
:
•
снижение
габаритов
вакуумных
выключателей
возможно
за
счет
оптимизации
по
электрической
прочности
контактной
системы
ВДК
и
повышения
плотности
отключаемых
токов
на
единицу
площади
контактов
;
•
на
основе
новейших
результатов
исследований
электрической
проч
-
ности
в
вакууме
создание
кон
-
струкций
выключателей
и
ВДК
на
большие
классы
напряжений
(
конструирование
одноразрывных
камер
на
большие
напряжения
)
и
конструктивных
решений
по
мно
-
горазрывным
камерам
и
много
-
камерным
выключателям
;
•
решение
проблемы
обеспечения
восстановления
электрической
прочности
в
ВДК
после
погашения
дуги
.
Эрозионные
процессы
и
тер
-
мический
разогрев
контактов
зна
-
чительно
ограничивают
скорость
и
уровень
восстановления
электро
-
прочности
ВДК
.
Современный
уровень
знаний
позволил
разрабо
-
тать
ВДК
на
напряжение
до
145
кВ
,
что
позволяет
создать
одно
-
и
двухразрывные
вакуумные
выклю
-
чатели
110
кВ
и
двухразрывные
вакуумные
выключатели
220
кВ
;
•
продолжаются
работы
по
опти
-
мизации
материалов
контактов
и
конструкции
ВДК
.
ВАКУУМНЫЕ
ДУГОГАСИТЕЛЬНЫЕ
КАМЕРЫ
История
развития
ВДК
на
высокие
классы
напряжения
насчитывает
в
мире
уже
немало
лет
.
Такие
страны
,
как
Россия
,
Германия
,
Франция
,
Великобритания
,
США
,
Китай
,
активно
проводят
исследования
по
созданию
вакуумных
выключателей
на
высокие
напряжения
и
большие
отключаемые
токи
.
Фирмой
«
Сименс
»
разработаны
вакуумные
генераторные
выключа
-
тели
с
номинальными
токами
отклю
-
чения
до
80
кА
.
Задача
пропускания
больших
номинальных
токов
в
этих
аппаратах
решается
путем
параллель
-
ного
соединения
нескольких
вакуум
-
ных
дугогасительных
камер
в
каждом
полюсе
.
Наиболее
существенные
результаты
были
получены
в
Японии
,
что
связано
с
растущим
потреблением
энергии
в
этой
стране
,
а
также
с
аспектами
национальной
безопасности
.
В
итоге
последние
достижения
:
на
внутрен
-
нем
рынке
Японии
появились
ВДК
на
напряжение
126
кВ
, 145
кВ
(
рис
. 1,
длина
700
мм
,
диаметр
200
мм
,
кон
-
такты
Cu-Cr,
с
аксиальным
магнитным
полем
)
и
даже
фарфоровая
сдвоенная
ВДК
на
напряжение
168
кВ
.
В
энергосистемах
Японии
на
про
-
тяжении
нескольких
лет
успешно
экс
-
плуатируются
двух
-
и
одноразрывные
вакуумные
выключатели
на
базе
ВДК
на
напряжение
126—168
кВ
,
на
номинальные
токи
до
2000
А
и
номи
-
нальный
ток
отключения
до
40
кА
.
На
рис
. 2, 3
представлены
примеры
таких
вакуумных
выключателей
.
В
настоящее
время
в
Японии
одним
из
главных
направлений
стало
применение
ВДК
не
только
в
диапа
-
зоне
средних
значений
напряжения
,
но
также
и
в
высоковольтных
распре
-
делительных
устройствах
подстанций
,
что
обусловлено
такими
уникальными
свойствами
ВДК
,
как
высокая
отклю
-
чающая
способность
,
долговечность
,
безопасность
и
экономичность
.
Также
в
Японии
прослеживается
тенденция
совмещения
высокоско
-
ростных
ВДК
с
технологией
сверхпро
-
водимости
.
Ведутся
активно
иссле
-
дования
по
проблеме
применения
сверхпроводящих
материалов
в
конструкциях
ВДК
.
Выяснилось
,
что
такое
нововведение
подошло
бы
для
устройств
ограничения
тока
в
мощных
энергетических
системах
.
Целый
ряд
лабораторных
исследований
прово
-
дится
с
целью
установления
принци
-
пов
работы
таких
устройств
,
в
которых
ограничитель
тока
подключался
бы
к
элементу
с
высокотемпературной
сверхпроводимостью
параллельно
це
-
пи
мощного
источника
энергии
.
Когда
сверхпроводящий
элемент
начинает
гасить
ток
в
результате
перегрузки
,
ВДК
легко
размыкает
цепь
и
направ
-
ляет
весь
ток
в
ограничитель
тока
,
что
приводит
к
сохранности
сверхпрово
-
дящего
материала
и
сокращению
его
размеров
.
Россия
,
в
части
разработки
и
вне
-
дрения
вакуумных
выключателей
на
напряжение
110—220
кВ
идет
в
ногу
со
своими
японскими
коллегами
и
значительно
опережает
европейских
ученых
и
инженеров
.
В
2008
г
.
ФГУП
Рис
. 1.
Вакуумная
дугогасительная
камера
на
145
кВ
японской
компании
AE Power System Corporation
Рис
. 2.
Двухразрывный
вакуумный
выключатель
VCB 168
кВ
/31,5
кА
/2000
А
Рис
. 3.
Одноразрывный
вакуумный
выключатель
VCB 145
кВ
/40
кА
/2000
А
62
СЕТИ РОССИИ
ВЭИ
(
г
.
Москва
)
успешно
провел
испытания
опытных
образцов
россий
-
ских
ВДК
типов
КДВ
-60-31,5/2000
и
КДВ
-126-40/3150,
рассчитанных
соответственно
на
напряжение
60
и
126
кВ
переменного
тока
часто
-
той
50
Гц
,
предназначенных
для
комплектации
двухразрывных
и
одно
-
разрывных
вакуумных
выключателей
110—220
кВ
.
Камера
КДВА
-60-31,5/2000
представлена
на
рис
. 4.,
рассчитана
на
номинальное
напряжение
60
кВ
, 50
Гц
и
предназначена
для
двухраз
-
рывного
вакуумного
выключателя
на
напряжение
110
кВ
(
наибольшее
рабочее
напряжение
126
кВ
),
номинальный
ток
отключения
31,5
кА
,
номинальный
ток
2000
А
.
Камеру
следующего
поколения
—
КДВ
-126-40/3150,
представлен
-
ную
на
рис
. 5,
предполагается
использовать
для
комплектации
одно
-
разрывного
вакуумного
выключателя
на
напряжение
110
кВ
, 50
Гц
,
на
номинальный
ток
3150
А
,
и
номинальный
ток
отключения
40
кА
.
Кроме
того
,
в
перспективе
на
ее
основе
может
быть
создан
двухраз
-
рывный
вакуумный
выключатель
на
напряжение
220
кВ
.
Первый
российский
вакуумный
выключатель
на
напряжение
110
кВ
начали
разрабатывать
в
2007
г
.
в
г
.
Саратове
на
ОАО
«
НПП
«
Контакт
».
Технические
требования
на
коммутационный
аппарат
были
согласо
-
ваны
с
ФСК
ЕЭС
.
В
2009
г
.
на
предприятии
был
изготовлен
опытный
образец
двухразрывного
вакуумного
выключателя
на
базе
камер
КДВА
-60-31,5/2000
с
пружинно
-
магнитным
приводом
(
рис
. 6).
В
этом
же
году
начались
полномасштабные
испытания
выключателя
в
лабораториях
самого
завода
,
ФГУП
ВЭИ
и
НИЦ
ВВА
.
Параллельно
шел
диалог
со
специалистами
-
эксплуатационниками
,
появлялись
рекомен
-
дации
,
вносились
изменения
в
конструкцию
выключателя
.
В
2010
г
.
на
основании
положительных
результатов
испытаний
был
получен
сертификат
на
первый
российский
вакуумный
выключатель
110
кВ
и
началось
серийное
производство
ВБП
-110
кВ
.
Небольшой
период
времени
,
затраченный
ОАО
«
НПП
«
Контакт
»
на
разработку
и
постановку
на
производство
ВБП
-110
кВ
,
объясняется
использованием
в
конструкции
выключателя
технических
решений
и
узлов
,
серийно
производимых
для
вакуумных
выключателей
серии
ВБПС
-35
кВ
.
К
ним
относится
пружинно
-
магнитный
привод
(
для
ВБП
-110
кВ
привод
был
усилен
,
изменены
настройки
),
полюса
выклю
-
чателя
,
механические
узлы
тяг
и
валов
.
Параметры
выключателя
ВБП
-110
приведены
в
табл
.3.
Табл
. 3
Основные
параметры
выключателя
ВБП
-110III-31,5/2000
УХЛ
1
Номинальное
напряжение
,
кВ
126
Номинальный
ток
,
А
2000
Номинальный
ток
отключения
,
кА
31,5
Ток
электродинамической
стойкости
,
кА
80
Ток
термической
стойкости
,
кА
31,5
Собственное
время
включения
,
мс
85
Собственное
время
отключения
,
мс
30
Тип
провода
пружинный
Ресурс
по
механической
стойкости
10
000
Ресурс
по
коммутационной
стойкости
10
000
Ресурс
по
коммутационной
стойкости
при
номинальном
токе
отключения
25
циклов
ВО
Категория
размещения
и
климатическое
исполнение
УХЛ
1
До
конца
2010
г
.,
по
согласованию
с
Холдингом
МРСК
первые
серийные
ВБП
-110
кВ
будут
смонтированы
на
подстанциях
филиалов
Холдинга
МРСК
—
МРСК
Центра
и
Приволжья
,
Северо
-
Запада
,
Сибири
,
Волги
,
Северного
Кавказа
.
В
2009—2010
гг
.
на
базе
камеры
КДВ
-126-40/3150
разработан
одноразрывный
вакуумный
выключатель
на
напряжение
110
кВ
,
50
Гц
,
номинальный
ток
3150
А
и
номинальный
ток
отключения
40
кА
.
Рис
. 5.
Вакуумная
дугогасительная
камера
типа
КДВ
-126-40/3150
Рис
. 4.
Вакуумная
дугогасительная
камера
типа
КДВА
-60-31,5/2000
Рис
6.
Вакуумный
выключатель
двухразрывный
типа
ВБП
-110III-31,5/2000
УХЛ
1
63
№ 1, июль-август, 2010
Выключатель
имеет
классическую
для
колонковых
выключателей
ком
-
поновку
.
Внешний
вид
выключателя
типа
ВБП
-110III-40/3150
УХЛ
1
при
-
веден
на
рис
. 7.
Серийное
произ
-
водство
такого
выключателя
плани
-
руется
начать
уже
в
2011
г
.
Как
и
в
двухразрывном
выключателе
,
в
ВБП
-110III-40/3150
УХЛ
1
предпола
-
гается
использование
ранее
разра
-
ботанных
и
проверенных
в
условиях
эксплуатации
(
на
выключателях
клас
-
са
35
кВ
и
на
первых
ВБП
-110
кВ
)
узлов
и
конструктивных
решений
.
•
механизм
свободного
расце
-
пления
привода
,
позволяющий
отключать
выключатель
в
любой
момент
независимо
от
положения
механизма
;
•
пожаро
-
и
взрывобезопасность
;
•
малые
габариты
и
вес
.
Для
распределительного
электросе
-
тевого
комплекса
России
при
выборе
элегазовых
или
вакуумных
выклю
-
чателей
решающее
значение
могут
иметь
ремонтно
-
эксплуатационные
расходы
за
весь
нормативный
пе
-
риод
эксплуатации
.
Проведенные
рас
-
четы
показали
,
что
ремонтно
-
эксплуатационные
расходы
элегазо
-
вых
выключателей
значительно
выше
(
до
100—300
раз
),
чем
у
вакуумных
.
Уникальные
разработки
россий
-
ских
ученых
и
инженеров
двухраз
-
рывного
и
одноразрывного
ва
-
куумного
выключателей
позволят
не
только
создать
реальную
альтер
-
нативу
элегазовым
выключателям
,
но
и
быть
основой
программы
замены
масляных
выключателей
и
пар
отделитель
-
короткозамыкатель
(
ОД
-
КЗ
) 110
кВ
,
а
в
будущем
и
220
кВ
.
Кроме
того
,
применение
инновационных
видов
вакуумных
выключателей
высокого
напряжения
позволит
развивать
и
совершенство
-
вать
распределительные
устройства
110—220
кВ
для
создания
новых
блочно
-
модульных
схемных
реше
-
ний
,
обеспечивающих
:
•
экологическую
безопасность
обо
-
рудования
;
•
высокую
степень
надежности
и
безопасности
эксплуатации
;
•
повышение
уровня
заводской
готовности
и
укрупнение
блочно
-
сти
поставки
;
•
максимальное
уменьшение
мас
-
со
-
габаритных
показателей
;
•
сокращение
эксплуатационных
расходов
и
обеспечение
удобства
выполнения
технического
обслу
-
живания
и
ремонта
;
•
развитие
необслуживаемых
дис
-
танционно
управляемых
цифро
-
вых
подстанций
;
•
создание
закрытых
распред
-
устройств
КРУ
и
ЗРУ
-110
кВ
с
воз
-
душной
и
комбинированной
изоля
-
цией
,
без
использования
элегаза
.
Применение
вакуумных
выключа
-
телей
110—220
кВ
особенно
актуаль
-
но
при
использовании
в
комплектной
подстанции
необслуживаемых
,
не
содержащих
масла
и
элегаза
транс
-
форматоров
тока
и
напряжения
.
Такие
трансформаторы
—
с
оптиче
-
скими
датчиками
—
широко
исполь
-
зуются
в
Северной
Америке
и
Канаде
,
где
вопрос
экологической
безопасности
оборудования
стоит
на
первом
месте
.
Оптические
транс
-
форматоры
тока
и
напряжения
легко
интегрируются
в
системы
цифровой
подстанции
,
т
.
к
.
имеют
на
выходе
цифровые
сигналы
.
В
следующих
статьях
мы
рассмо
-
трим
идеологию
построения
совре
-
менных
блочных
подстанций
110
и
220
кВ
с
применением
самых
совре
-
менных
электрических
аппаратов
и
конструктивных
решений
,
в
том
чис
-
ле
и
описанных
в
данной
статье
ваку
-
умных
выключателей
110—220
кВ
и
оптических
трансформаторов
тока
и
напряжения
.
Преимуществами
выключателей
ВБП
-110III-31,5/2000
и
40/3150
УХЛ
1
являются
:
•
экологическая
безопасность
;
•
возможность
ручного
включения
и
отключения
;
•
большой
коммутационный
и
меха
-
нический
ресурс
;
•
устойчивая
работа
в
сложных
кли
-
матических
условиях
;
Рис
. 7.
Внешний
вид
одноразрывного
вакуумного
выключателя
типа
ВБП
-110III-40/3150
УХЛ
1,
разработанного
ОАО
«
НПП
«
Контакт
»
Оригинал статьи: Перспективы применения вакуумных выключателей напряжением 110–220 кВ
Анализ уровня износа технологического оборудования в российском распределительном сетевом комплексе показывает, что средний физический износ оборудования по Холдингу МРСК составляет 69 % и незначительно варьируется по большинству регионов в зоне ответственности региональных сетевых компаний. В среднем 52% оборудования отработало свой нормативный срок эксплуатации, в том числе свыше 7% — дважды, потери электроэнергии в ряде регионов находятся на уровне 18—25%, а надежность электроснабжения существенно отстает от зарубежных показателей. Количество отключений потребителей в отдельных энергосистемах составляет 5—6 в год, в развитых зарубежных странах 1—2.