Есть контакт!

02.05.12 13:51

Коммутационных аппаратов, предназначенных для включения или отключения тока в одной или более электрических цепях, разработано множество - от простейших, таких как рубильник, до сложных и наукоемких выключателей, разъединителей и контакторов.

Выключатели используются для защиты электросетей и оборудования зданий, а также целых энергосистем от перегрузок и коротких замыканий. Разъединители отключают питание установки или ее части путем отсоединения от источника электроэнергии, обеспечивая безопасное изолирование цепи. Контакторы применяются для частых дистанционных включений и выключений силовых элементов цепей в нормальном режиме работы.

В поисках новых решений

Потребительские свойства коммутационных аппаратов во многом определяются технологией их производства. В настоящее время за рубежом преимущественно эксплуатируются аппараты, в которых в качестве изоляционной и дугогасительной среды выступает вакуум или элегаз. Как отмечали эксперты еще несколько лет назад, тенденция отказа от устаревших масляных и воздушных коммутационных аппаратов наблюдается и в России, однако у нас темпы роста количества современных коммутационных аппаратов пока не так высоки. Изменилось ли что-то на данном рынке с точки зрения спроса и предложения в последнее время?

В числе причин, препятствующих обновлению парка коммутационных аппаратов, еще недавно указывались отсутствие финансовых ресурсов у потребителя, консерватизм многих отечественных производителей комплектных распределительных устройств, которые продолжают выпускать КРУ и ячейки КСО по технологиям тридцатилетней давности, и отставание самих российских производителей от последних мировых тенденций.

Если верить мнению наших экспертов, сейчас эти причины потеряли свою актуальность. Потребители стали понимать, что внедрение нового оборудования в конечном счете приносит ощутимый эффект и экономию.

«Сегодня тенденция замены устаревших масляных и воздушных выключателей на более современные вакуумные и элегазовые носит повсеместный характер, - отмечает Денис Пиков, директор по маркетингу концерна «Высоковольтный союз». - И это связано, в первую очередь с большим ресурсом и с большей надежностью таких выключателей. Сейчас все эксплуатирующие организации считают затраты на поддержание парка коммутационных аппаратов в работоспособном состоянии. И в этой ситуации затраты на ежегодный ремонт старых масляных аппаратов оказываются просто экономически невыгодными. Гораздо проще купить современный вакуумный выключатель, на который производители дают большие сроки гарантии. Кроме того, многие крупные производители выключателей располагают мобильными сервисными подразделениями, способными в течение короткого времени провести демонтаж старого аппарата и ввод в эксплуатацию нового. Все эти факторы в конечном итоге влияют на выбор потребителя в пользу современного оборудования».

Растущая разборчивость потребителей заставила производителей КРУ приступить к выпуску новых продуктов и модернизации старых. Эксперты отмечают, что даже давно известные ячейки сегодня имеет совсем другую начинку, нежели прежде. Так что теперь производители распределительных устройств скорее заставляют разработчиков коммутационных аппаратов двигаться вперед, нежели ограничивают это движение. А усиление конкуренции со стороны зарубежных фирм еще больше способствует мобилизации отечественных производителей.

Вакуумный выключатель ВРС -110 (концерн «Высоковольтный союз»)

«На сегодняшний день в России есть достаточное количество производителей коммутационных аппаратов, - считает Денис Пиков. - При этом по показателям качества и надежности многие из них существенно подтянулись к зарубежным компаниям. Особенно остро конкуренция идет в классах напряжений 6(10) и 35 кВ. Я бы сказал, что в этих сегментах большая доля рынка приходится на российских производителей. А вот в сегменте выключателей 110 кВ и выше позиции зарубежных конкурентов гораздо сильнее. Кроме того, в последние годы отмечается активизация иностранных компаний на российском рынке. И это касается не только развития центров продаж и сервисного обслуживания, но и строительства собственных заводов в различных регионах нашей страны».

Вакуумный генераторный выключатель на класс напряжения 10 кВ серии ВГГ-10 (концерн «Высоковольтный союз»)

Осваиваем элегаз

Исторически в России активнее развивалось производство вакуумных коммутационных аппаратов, в отличие от более распространенных на Западе элегазовых аппаратов. Тем не менее, технология применения элегаза в качестве изоляционной и дугогасительной среды используется и в нашей стране. Высоковольтные элегазовые коммутационные аппараты созданы, к примеру, ФГУП «Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина» (Москва), ОАО «НИИ высоковольтного аппаратостроения» (С.-Петербург). Выпуск высоковольтных элегазовых выключателей освоен ЗАО «Энергомаш (Екатеринбург) – Уралэлектротяжмаш». ООО «ПО Элтехника» (С.-Петербург) предлагает трехпозиционные коммутационные аппараты с элегазовой изоляцией серии SL12 для коммутации цепей с напряжением (6)10 кВ.

Традиционно считалось, что элегазовые коммутационные аппараты однозначно экономически более выгодны для высокого напряжения (?110 кВ), в то время как о целесообразности применения элегаза для среднего класса напряжения, где со своей задачей отлично справляются вакуумные аппараты, шли дискуссии.

Дело в том, что элегаз, хотя и обладает прекрасными коммутационными и изоляционными свойствами и препятствует возникновению перенапряжения, в то же время высокотоксичен и текуч. Выбросы элегаза (самого активного из т.н. «парниковых газов») из распределительных устройств влияют на развитие парникового эффекта. Использование аппаратуры, содержащей элегаз, требует от эксплуатирующих организаций дополнительных расходов на обучение персонала, работающего с опасным соединением, а также на утилизацию отработавших свой срок коммутационных аппаратов.

Будущее – в вакууме?

Серийный выпуск вакуумных коммутационных аппаратов освоен в нашей стране уже не один десяток лет. Один из лидеров рынка по широте номенклатуры и объему выпуска - ОАО НПП «Контакт» (Саратов). Также в числе известных игроков уже упомянутые ВЭИ им. В. И. Ленина и ООО «ПО Элтехника». Технологию осваивает и ряд других компаний, предлагая новые продукты.

Традиционно основными преимуществами вакуумных аппаратов считаются их высокий коммутационный ресурс, надежность, безопасность и компактность. Чтобы заинтересовать потребителей, производители сегодня создают универсальные выключатели, адаптированные ко всем типам ячеек КСО и КРУ, эксплуатирующихся на территории нашей страны. Их конструкция позволяет применять выключатели как стационарно, так и на выкатной тележке. Но и это еще не все. Разработчики вакуумных аппаратов в ближайшее время надеются сломать стереотип о неприменимости и дороговизне их продукции для напряжения 110 кВ и выше.

«На заре создания вакуумных коммутационных аппаратов не существовало камер, рассчитанных на высокое напряжение, - поясняет Вячеслав Чайка, главный конструктор ОАО НПП «Контакт». - Только на один полюс аппарата приходилось ставить по четыре вакуумных камеры на 35 кВ, вся конструкция предполагала сложную механику, чтобы обеспечить надежное управление, и обходилась недешево. Сейчас мы освоили производство вакуумных камер на 60 и 110 кВ. Выключатели с такими камерами стали рентабельными. Особенно они выигрывают при наружной установке, так как вакуум неприхотлив к низким температурам, в то время как элегаз в таких условиях частично переходит в жидкое состояние».

Сегодня ОАО НПП «Контакт» производит только двухразрывные вакуумные коммутационные аппараты на 110 кВ, но к испытаниям готовятся и выключатели с одной вакуумной камерой на 110 кВ. Кроме того, саратовское предприятие приступило к проектированию вакуумного выключателя на 220 кВ с двумя камерами в полюсе. Такой аппарат на сегодняшний день не имеет аналогов в мире.

Концерн «Высоковольтный союз» уже выпустил первый в России и ближнем зарубежье вакуумный выключатель класса 110 кВ серии ВРС-110 с одним разрывом на фазу. Выключатель рассчитан на номинальный ток 2500 А и номинальный ток отключения 31,5 кА. Аппарат обладает высоким коммутационным и механическим ресурсом, и в отличие от элегазовых выключателей экологически безопасен и не требует затрат на утилизацию.

Об инновационной разработке заявляет и Всероссийский электротехнический институт - это вакуумный выключатель на основе нового поколения вакуумных камер, созданных ВЭИ, рассчитанный на напряжение 110 кВ, номинальный ток 2000А и ток отключения 31,5 кА. Похоже, мы становимся свидетелями качественного рывка в развитии вакуумной коммутационной техники. К каким изменениям на рынке он приведет - покажет ближайшее будущее.

Выключатель вакуумного типа ВБП-110 (ОАО НПП «Контакт»)

Вопрос привода

Приводы служат для включения аппаратов, их удержания во включенном состоянии и отключения. Соответственно, от них напрямую зависят такие параметры, как частота оперирования коммутационного аппарата, срок службы, точность, надежность, уровень шума.

Полупроводниковый коммутационный аппарат 3RF34 («Сименс»)

В зависимости от принципа работы привода выделяют контактные коммутационные аппараты, выполняющие коммутационную операцию путем перемещения контакт-деталей относительно друг друга, и бесконтактные (соответственно, без перемещения и разрушения деталей). Последний тип аппаратов может работать на основе полупроводников, газоразрядных приборов, магнитных усилителей и т.п.

Тип привода стоит выбирать в зависимости от конкретных условий и потребностей эксплуатирующей организации. К примеру, достоинство электромагнитных приводов - простота конструкции и надежность действия. Основной недостаток - большой ток, потребляемый электромагнитом включения, причем энергия для включения подается непосредственно в процессе включения от источника большой мощности. Пружинные приводы менее надежны, зато для их работы не требуются аккумуляторные батареи и соответствующие зарядные агрегаты.

Существенная характеристика привода - его способность работать «в одной связке» с различными системами защит, от релейной до микропроцессорной.

Когда речь идет о контакторах, один из значимых параметров при выборе аппарата – его способность коммутировать нагрузку точно и без преждевременного износа при повышенной частоте коммутационных операций. Полупроводниковые коммутационные аппараты, обладающие повышенной износостойкостью, бесшумностью и надежностью конструкции за счет отсутствия механических коммутирующих элементов, пригодны для применений с очень высокой частотой коммутаций по сравнению с обычными электромеханическими аппаратами. Сегодня полупроводниковые низковольтные коммутационные аппараты выпускают многие производители электротехнической продукции, в том числе компания «Сименс» предлагает полупроводниковые контакторы SIRIUS 3RF, рассчитанные на токи, в зависимости от применения, до 88А.

Только за последние несколько лет производители коммутационной аппаратуры предложили потребителям ряд принципиально новых решений. Эксперты полагают, что это отнюдь не предел.

Екатерина Зубкова

На первой фото: Элегазовый колонковый выключатель ВГТ-220 (ЗАО «Энергомаш (Екатеринбург) — Уралэлектротяжмаш»)

(С) Медиапортал сообщества ТЭК www.EnergyLand.info