Основы вторичного контура VCB: отключение/замыкание, защита от накачки, блокировки — OEM Engineering View

Первичные цепи автоматического выключателя несут нагрузку и токи короткого замыкания. Вторичные цепи контролируют, когда эти операции происходят. Основные контакты вакуумного автоматического выключателя могут прекрасно выдерживать ток короткого замыкания 25 кА, но установка не проходит ввод в эксплуатацию, потому что управляющая проводка вызывает ложные срабатывания, допускает опасные одновременные замыкания или позволяет работу двигателя насоса, которая разрушает механизм.

Конструкция вторичного контура отделяет правильно спроектированное коммутационное оборудование от возможных отказов в полевых условиях. Разница проявляется в деталях логики управления: контроль катушки отключения, размещение реле защиты от накачки, проверка механической блокировки и последовательность вспомогательных контактов.

В данном руководстве представлено подробное описание вторичных цепей VCB с точки зрения инженеров-разработчиков. Вы поймете, для чего нужны определенные элементы цепи, как они предотвращают типичные виды отказов и что необходимо проверять во время заводских приемочных испытаний и ввода в эксплуатацию на объекте.

Функции вторичных цепей в вакуумных выключателях

Первичные цепи в VCB проводят ток от линии к нагрузке через контакты вакуумного прерывателя. Вторичные цепи управляют открытием или закрытием этих контактов, предотвращают некорректную работу и передают информацию о состоянии выключателя обратно в реле защиты или системы SCADA.

Вторичные цепи включают в себя:

Цепи управления — Цепи двигателя, приводящего в действие механизм: катушка поворота, катушка закрытия, пружинная зарядка.
Вспомогательные цепи — Контакты индикации состояния, сигнализация положения для блокировок и защитных устройств
Цепи защиты — Логика защиты от перекачки, контроль катушки, электрические/механические цепи блокировки
Цепи Благовещения — Сигналы тревоги о неисправности двигателя, незаряженной пружине, неисправности механизма

Уровни напряжения варьируются в зависимости от применения. Большинство VCB среднего напряжения используют питание 110 В постоянного тока или 220 В постоянного тока от аккумуляторных батарей станции. Некоторые промышленные установки требуют питания 110 В переменного тока или 220 В переменного тока. Топология цепи остается концептуально схожей, хотя питание переменного тока вводит соображения синхронизации вокруг пересечения нуля и требует различных подходов к предотвращению насосного эффекта.

[ПРИМЕЧАНИЕ ПО КОНСТРУКЦИИ: Управление постоянным током позволяет работать во время отключения электросети, когда аккумуляторы станции обеспечивают резервное питание, что имеет критическое значение для защитных выключателей, защищающих генераторы и трансформаторы].

Понимание вторичных цепей начинается с последовательности работы. Принцип работы вакуумного выключателя объясняется в https://xbrele.com/what-is-vacuum-circuit-breaker-working-principle/ показывает, как для гашения вакуумной дуги требуется точное движение контактов — вторичные цепи синхронизируют и координируют это движение во всех рабочих условиях.

Основы поездки и замкнутого контура

Цепи отключения и замыкания напрямую питают соленоидные катушки или двигатели, которые приводят в действие механизм VCB. Приоритеты проектирования различаются: цепи отключения должны быть отказоустойчивыми и сверхнадежными, а цепи замыкания должны предотвращать опасные одновременные операции.

Проектирование цепи защиты от замыкания на землю

Типичная цепь отключения следует этому пути сигнала:

1. Инициация — Замыкание контактов реле защиты, кнопка ручного отключения или сигнал автоматического отключения
2. Подача питания на катушку отключения — Ток протекает через катушку отключения (обычно 5–10 А пускового тока для катушек постоянного тока)
3. Спуск механизма — Защелка срабатывает, пружины открывают контакты
4. Работа вспомогательного контакта — контакты “a” открыты, контакты “b” замкнуты для сигнализации о состоянии выключателя
5. Отключение цепи — Вспомогательный контакт “a”, включенный последовательно с катушкой отключения, размыкается, предотвращая непрерывное питание катушки.

Последовательный вспомогательный контакт предотвращает перегорание катушки отключения. Без него катушка остается под напряжением после срабатывания выключателя, перегревается и выходит из строя в течение нескольких минут. В правильных конструкциях вспомогательный контакт “а” (нормально разомкнутый, замыкающийся при замыкании выключателя) устанавливается последовательно с катушкой отключения — при срабатывании механизма этот контакт автоматически размыкается.

[Взгляд на дизайн OEM: надежность цепи отключения)

• Дублирующиеся катушки отключения (катушка отключения 1 + катушка отключения 2) удваивают надежность для критически важных применений
• Позолоченные клеммы катушки запуска снижают сопротивление контакта и коррозионные повреждения.
• Сигнализация контроля целостности цепи отключения предупреждает операторов до того, как выключатель не сможет отключиться в случае необходимости.
• Быстродействующие предохранители защищают цепи от коротких замыканий без задержки срабатывания защиты.

Конструкция замкнутого контура

Закрытые цепи заряжают накопленную энергию (сжатая пружина или магнитный привод), а затем высвобождают ее, чтобы замкнуть контакты. Поскольку замыкание на неисправность создает чрезвычайную механическую нагрузку, закрытые цепи включают защиту от накачки и блокировку.

Закрытие механизма с пружинным приводом:

1. Пружинная зарядка — Двигатель работает до тех пор, пока механический выключатель не подаст сигнал “пружина заряжена” (обычно 5–15 секунд).
2. Закрыть разрешительный — Реле защиты от перекачки и блокировки проверяют условия безопасного закрытия
3. Замыкание питания катушки — Кнопка закрытия или автоматический сигнал закрытия активирует катушку закрытия
4. Разблокировка защелки — Закрытие катушки освобождает пружинный затвор, замыкая контакты
5. Переход вспомогательного контакта — “а” контакты замкнуты, “б” контакты разомкнуты
6. Отключение катушки — Вспомогательный контакт с замкнутой катушкой размыкается, сбрасывая цепь
7. Весенняя перезарядка — Двигатель автоматически перезаряжает пружину для следующего цикла работы.

Весенний зарядный двигатель запускается автоматически после каждого закрытия или может быть запущен вручную. Концевой выключатель останавливает двигатель, когда сжатие пружины достигает необходимой силы. В случае выхода из строя двигателя или заклинивания пружинного механизма срабатывает сигнализация “пружина не заряжена”.

Конструкция и работа схемы защиты от накачки

Защита от накачки предотвращает повторные попытки VCB замкнуться на неисправность. Без нее выключатель быстро циклически открывается-закрывается-открывается-закрывается, что приводит к разрушению механизма и потенциальному сварному соединению контактов.

Почему происходит накачивание

Рассмотрим этот сценарий без антипомпа:

1. Оператор удерживает кнопку «Закрыть» во время сбоя в нисходящем направлении
2. Выключатель замыкается
3. Реле защиты немедленно отключает выключатель из-за неисправности
4. Закрытый контур остается под напряжением (кнопка по-прежнему удерживается)
5. Весна автоматически перезаряжается
6. Выключатель снова замыкается на ту же неисправность
7. Цикл повторяется до тех пор, пока механизм не выйдет из строя или не будет нажата кнопка закрытия.

Это “насосное” действие подвергает механизм экстремальным механическим ударам при токе короткого замыкания, что значительно превышает номинальные значения нормального рабочего цикла.

Реализация схемы защиты от накачки

Правильно спроектированная схема защиты от накачки требует сброса команды закрытия (отключения и повторного включения питания) перед разрешением следующей операции закрытия:

Метод реле управления:

• Закрытый контур катушки включает вспомогательное реле против накачки (52/APR)
• Первая команда закрытия активирует реле, герметизируя себя через собственный контакт.
• Релейный контакт, соединенный последовательно с замкнутой катушкой, позволяет замкнуть цепь.
• После отключения, если выключатель срабатывает, реле остается под напряжением.
• Закрытый контур не может быть повторно включен, пока оператор не отпустит кнопку закрытия (размыкание цепи реле).
• Оператор должен отпустить, а затем снова нажать кнопку закрытия для повторной попытки закрытия.

Вспомогательный метод контакта (более простой, но менее гибкий):

• Цепь замыкания катушки включает вспомогательный контакт выключателя “b” (замкнутый при открытом выключателе)
• Когда выключатель замыкается, контакт “b” размыкается, размыкая цепь катушки замыкания.
• Даже если кнопка закрытия удерживается, катушка закрытия не может повторно активироваться.
• Ограничение: не предотвращает перекачку при медленных последовательностях повторного включения, если не сочетается с логикой реле.

[Случай отказа в полевых условиях: обход антипомповой схемы]
Горнодобывающая компания модифицировала свое коммутационное оборудование, чтобы обеспечить “принудительное закрытие” в чрезвычайных ситуациях путем обхода защиты от накачки. Во время неисправности кабеля оператор удерживал кнопку закрытия, пытаясь восстановить питание. VCB накачал шесть раз за 15 секунд, прежде чем механизм разбил направляющую пружины. Стоимость замены превысила $45 000 плюс две недели простоя.

Электрические и механические блокировки

Блокировки предотвращают небезопасные последовательности действий: закрытие при включенном заземляющем выключателе, одновременная работа двух входных устройств или переключение выключателя под напряжением. Реализация использует как жестко подключенные контакты (электрические блокировки), так и физическую блокировку (механические блокировки).

Типы электрических блокировок

Блокировка заземляющего выключателя:

• Контакт заземляющего выключателя “b”, соединенный последовательно с цепью замыкания катушки VCB
• Когда замыкается заземляющий выключатель (заземляя шину), контакт “b” размыкается.
• Закрытый контур VCB не может запитаться — предотвращает замыкание на заземленную шину
• Контакт VCB “b” аналогичным образом предотвращает замыкание заземляющего выключателя при замкнутом выключателе.

Блокировка переключения шины:

• Два входящих VCB, питающих одну и ту же шину, не должны замыкаться одновременно.
• Контакт Incomer 1 “b” подключен к замкнутому контуру Incomer 2
• Контакт Incomer 2 “b” подключен к замкнутому контуру Incomer 1.
• Одновременно может закрываться только один входящий сигнал, если схема соединителя автобуса не позволяет параллельное подключение.

Выдвижная блокировка выключателя:

• “Контакт концевого выключателя ”Выключатель установлен в рабочее положение» в цепях замыкания/отключения
• Предотвращает операции закрытия/срабатывания, когда выключатель частично выдвинут
• Снижает риск образования дуги при несоосности контактов

Примеры механических блокировок

Системы блокировки ключей:

• Ключ Кирка или ключ Кастелла физически переносится между устройствами
• Оператор должен извлечь ключ из VCB (подтверждая, что он открыт), чтобы включить заземляющий выключатель.
• Ключ, запертый в заземляющем выключателе, предотвращает работу VCB до тех пор, пока заземляющий выключатель не будет открыт.

Положения о навесных замках:

• Панель управления выключателем принимает до трех навесных замков
• Соблюдение требований LOTO (блокировка/маркировка) для обеспечения безопасности технического обслуживания

Блокировка стеллажей:

• Физический блокирующий рычаг предотвращает перемещение размыкателя в рабочее положение, если заземляющий выключатель замкнут.
• Механический переход в ручной режим доступен только с помощью ключа супервизора

Лучшие практики OEM объединяют все три уровня для критически важных блокировок. Например, безопасность заземляющего выключателя обычно требует электрической блокировки (вспомогательные контакты), механической блокировки (фиксатор) И блокировки ключом (обеспечение последовательности).

Конфигурация и последовательность вспомогательных контактов

Вспомогательные контакты передают информацию о положении выключателя на реле защиты, системы SCADA, сигнализацию и цепи блокировки. Последовательность контактов — точный порядок замыкания и размыкания контактов при открытии и закрытии — определяет правильность работы внешних цепей.

Типы вспомогательных контактов

“Контакты ”а» (нормально открытые):

• Открыть при открытии выключателя
• Закрыть при замкнутом выключателе
• Типичные области применения: цепь пускового катушки, индикация “замыкания выключателя”, разрешение на замыкание для нижестоящих устройств.

“Контакты ”b» (нормально замкнутые):

• Закрыть при открытии выключателя
• Открыть при замкнутом выключателе
• Типичные области применения: блокировка закрытия катушки, индикация “размыкания выключателя”, цепь защиты от накачки, разрешительный заземляющий выключатель.

Большинство VCB в стандартной комплектации имеют 6–12 вспомогательных контактов, которые можно расширить до 20+ с помощью вспомогательных контактных блоков. Контакты с номинальным током 5–10 А при управляющем напряжении обрабатывают сигналы и нагрузки катушек реле, но не могут напрямую переключать двигатели или нагреватели.

Требования к последовательности контактов

Во время операции закрытия:

1. Основной подход к контактам (пока без вспомогательного перехода)
2. Основные контакты (возникает дуга, если не используется резистор предварительной вставки)
3. “а” контакты близкие (обычно через 5–15 мс после касания основным контактом)
4. “контакты ”b» открыты (обычно через 10–20 мс после касания главного контакта)

Во время открытия:

1. “b” контакты близкие (обычно за 3–10 мс до размыкания основных контактов)
2. “a” контакты открыты (обычно за 5–12 мс до размыкания основных контактов)
3. Основные контакты разъединены (гашение дуги в вакууме)

Такая последовательность действий гарантирует, что внешние цепи увидят изменение состояния только после того, как VCB достигнет стабильного механического положения. Раннее сигнализирование “выключатель замкнут” до полного замыкания контактов может привести к некоординированной работе защиты. Позднее сигнализирование “выключатель разомкнут” может задержать разрешение заземляющего выключателя, что нарушит процедуры безопасности.

Синхронизация вспомогательных контактов проверяется во время испытаний типа VCB. При вводных проверках используется одновременная регистрация положения главного контакта и переходов вспомогательных контактов для подтверждения правильной последовательности.

Управление сбоями питания и мониторинг

Цепи управления выходят из строя при разряде аккумуляторов станции, потере питания трансформаторов управления переменным током или появлении высокоомных неисправностей в проводке. Конструкция вторичной цепи должна обнаруживать эти неисправности и предотвращать возникновение опасных ситуаций.

Контроль цепи отключения

Непрерывный мониторинг цепи отключения обеспечивает отключение выключателя при срабатывании защиты:

Метод реле контроля:

• Низкотоковое реле контроля, подключенное к катушке отключения
• Реле под напряжением, когда цепь отключения не повреждена
• Отключение цепи или неисправность катушки обесточивает реле, запуская сигнал тревоги.
• Не вызывает ложных срабатываний сигнализации при нормальной работе (отключение реле происходит быстрее, чем срабатывание сигнализации)

Мониторинг на базе микропроцессора:

• Реле защиты или контроллер выключателя подает испытательный ток в цепь отключения
• Измеряет сопротивление цепи и целостность катушки
• Сигнализация о высоком сопротивлении или разрыве цепи
• Некоторые системы автоматически предотвращают замыкание выключателя в случае нарушения цепи отключения.

Весенний надзор

ВКБ с пружинным механизмом требуют накопленной энергии для закрытия. Если пружинный двигатель выходит из строя или неисправен концевой выключатель, выключатель не может закрыться:

• “Контакт переключателя ”Весна не заряжена» подключен к сигнализатору
• Сигнал тревоги предупреждает оператора о неудачной попытке закрытия
• Некоторые конструкции предотвращают включение близкой катушки, если пружина не заряжена (жесткая блокировка).

Контроль напряжения

Низкое управляющее напряжение влияет на работу катушки:

• Катушки отключения могут не сработать при напряжении ниже номинального напряжения 70%.
• Закрытые катушки демонстрируют медленную, неполную работу при напряжении ниже номинального напряжения 80%.
• Реле контроля напряжения срабатывают при номинальном напряжении 85%
• Критические выключатели могут автоматически срабатывать при низком напряжении управления, чтобы избежать повреждения при частичном ходе.

Приемка на заводе и проверка ввода в эксплуатацию на объекте

Вторичные цепи должны быть проверены перед установкой на объекте. Приемочные испытания на заводе (FAT) и приемочные испытания на объекте (SAT) проводятся по пересекающимся, но разным протоколам.

Контрольный список для приемочных испытаний на заводе

Непрерывность и изоляция:

• Измерьте сопротивление между всеми клеммами управления.
• Проверьте изоляцию цепи управления >10 МОм при 500 В постоянного тока.
• Проверьте, что номинальные характеристики вспомогательных контактов соответствуют спецификации.

Последовательность операций:

• Закройте выключатель электрически и проверьте переходы вспомогательных контактов.
• Отключатель и подтверждающий серийный вспомогательный контакт открываются (отключение катушки отключения)
• Измерить время между нажатием кнопки закрытия и замыканием главного контакта
• Измерить время между сигналом поездки и размыканием главного контакта

Проверка на отсутствие накачки:

• Удерживайте кнопку «Закрыть», имитируйте срабатывание защиты, подтвердите попытку однократного закрытия.
• Отпустить и снова нажать кнопку закрытия, убедиться, что второе закрытие разрешено
• Проведите испытание с использованием как ручных, так и автоматических сигналов закрытия.

Функция блокировки:

• Убедитесь, что контакт заземляющего выключателя “b” предотвращает срабатывание VCB.
• Подтвердите, что контакт VCB “b” предотвращает замыкание заземляющего выключателя.
• Проверить все механические блокировки клавиш на правильность последовательности

Контроль и сигнализация:

• Отсоедините провод катушки отключения, проверьте сигнализацию контроля цепи отключения.
• Имитировать отказ пружинного двигателя, подтвердить сигнал тревоги о незаряженной пружине
• Уменьшите управляющее напряжение до 80%, проверьте сигнализацию пониженного напряжения.

Контрольный список для ввода объекта в эксплуатацию

Проверка проводки:

• Убедитесь, что концевые соединения кабеля управления соответствуют чертежам.
• Проверьте правильность полярности цепей управления постоянным током.
• Проверьте, что провода сигналов дистанционного срабатывания/закрытия подключены к правильным клеммам.

Интеграционное тестирование:

• Проверьте сигнал срабатывания реле защиты на VCB
• Проверьте, что команды открытия/закрытия SCADA работают правильно.
• Убедитесь, что светодиоды индикации состояния соответствуют фактическому положению выключателя.

Координация блокировки:

• Проверьте блокировку переключения шины с установленным вторым выключателем.
• Проверьте, что блокировка заземляющего выключателя работает в обоих направлениях.
• Убедитесь, что все точки LOTO доступны и функционируют

Нагрузочное тестирование:

• Закройте VCB на фактической нагрузке (не только при испытании без нагрузки)
• Убедитесь, что нет ложных срабатываний под воздействием пускового тока.
• Тестовый запуск под нагрузкой (координация с настройками защиты)

Ввод объекта в эксплуатацию позволяет выявить ошибки монтажа, которые не могут быть обнаружены при заводских испытаниях: обратная полярность управления, неправильные настройки реле, ошибки в подключении внешних блокировок или неисправности в распределении питания системы управления.

Распространенные неисправности вторичного контура и их устранение

Нежелательные поездки

Симптомы: Выключатель срабатывает без наличия неисправности, часто во время операции замыкания или запуска двигателя.

Возможные причины:

• Пробой изоляции цепи защитного отключения, вызывающий ток утечки
• Дрожание вспомогательного контакта во время механической работы
• Управление переходными процессами напряжения от работы близлежащих распределительных устройств
• Неправильный номинальный ток катушки отключения (слишком чувствительный)

Диагноз:

• Контролируйте ток катушки замыкания во время работы в режиме замыкания.
• Измерение сопротивления изоляции цепи управления
• Проверьте сопротивление вспомогательного контакта (при замкнутом состоянии должно быть <50 мОм).

Неудачные операции закрытия

Симптомы: Нажата кнопка закрытия, но выключатель не закрывается или закрывается с задержкой

Возможные причины:

• Пружина не заряжена (неисправность двигателя или неправильная настройка концевого выключателя)
• Низкое управляющее напряжение (<80% номинальное)
• Контакт блокировки открыт (заземляющий выключатель, схема переключения или положение стойки)
• Неисправность близкого катушки или соединение с высоким сопротивлением

Диагноз:

• Проверьте индикатор “пружинный заряд”.
• Измерять управляющее напряжение на клеммах закрытой катушки во время работы
• Временно обойти контакты блокировки по одному (немедленно восстановить)
• Измерьте сопротивление близкой катушки (сравните со значением на паспортной табличке)

Неисправность реле защиты от перекачки

Симптомы: Прерыватель многократно срабатывает при неисправности или отказывается закрываться после однократного срабатывания

Возможные причины:

• Контакт реле защиты от перекачки сваривается в закрытом положении (позволяет перекачку)
• Катушка реле разомкнута (предотвращает любое закрытие)
• Неправильная проводка цепи герметизации

Диагноз:

• Измерение сопротивления катушки реле
• Наблюдайте за реле во время последовательности «замыкание-срабатывание-отключение» (оно должно отключаться при отпускании кнопки «замыкание»).
• Проверьте непрерывность контакта уплотнения в состоянии под напряжением.

Ошибки последовательности вспомогательных контактов

Симптомы: Неправильная работа реле защиты, неверный статус SCADA, сбой блокировки заземляющего выключателя

Возможные причины:

• Износ или смещение вспомогательного контактного механизма
• Усталость контактной пружины
• Сдвиг регулировки после механического удара или транспортировки

Диагноз:

• Одновременная регистрация положения главного контакта и состояния вспомогательного контакта
• Сравните сроки с данными типовых испытаний производителя.
• Проверьте ход контактного щётки и натяжение пружины

Рекомендации по проектированию для специальных применений

Высокоцикловая нагрузка (горнодобывающая промышленность, дуговая электропечь)

Частые операции ускоряют износ вспомогательных контактов:

• Укажите позолоченные контакты для более длительного срока службы
• Используйте вспомогательные контактные блоки, рассчитанные на 100 000+ операций.
• Внедрить мониторинг состояния контактов (тенденции сопротивления)

Резервная защита (защита генератора, трансформатора)

Критические выключатели требуют двойных катушек отключения:

• Каждое реле защиты управляет независимой катушкой отключения
• Потеря одного цепи защиты не ставит под угрозу защиту
• Требует двойных реле контроля и независимых путей сигнализации

Дистанционное управление (автоматизация распределения)

Выключатели, управляемые системой SCADA, требуют дополнительного контроля:

• Индикация положения выключателя должна быть отказоустойчивой (по умолчанию “неизвестно” при потере управления)
• Потеря связи не должна препятствовать локальному ручному управлению
• Внедрите принцип “выбор перед действием”, чтобы предотвратить непреднамеренные удаленные команды.

Выбор VCB на основе конструкции вторичной цепи

Качество вторичной цепи отличает надежные выключатели от требующих большого объема технического обслуживания. При оценке поставщиков:

Проверьте номинальные характеристики вспомогательных контактов: Некоторые производители предоставляют контакты на 3 А, когда приложение требует 6 А, что приводит к преждевременному выходу из строя.

Проверьте реализацию защиты от накачки: Запросите подробные схемы, показывающие тип реле и логику запечатывания.

Проверьте гибкость блокировки: Может ли выключатель работать как с электрическими, так и с механическими блокировками без специальной модификации?

Проверьте возможности надзора: Современные конструкции в стандартной комплектации оснащены функциями контроля цепи отключения, мониторинга состояния пружины и сигнализации о напряжении управления, а старые конструкции требуют модернизации.

Подтвердить протокол теста FAT: Включает ли стандартная FAT производителя проверку на противодействие накачке, измерение последовательности контактов и испытание изоляции?

Вакуумные выключатели XBRELE включают в себя комплексные пакеты вторичных цепей, разработанные для надежной работы в коммунальных, промышленных и возобновляемых источниках энергии. Наши стандартные конструкции включают в себя контроль цепи отключения, двойную релейную защиту от накачки и настраиваемые схемы контактов блокировки. Полная документация по вторичным цепям, отчеты FAT и поддержка при вводе в эксплуатацию гарантируют, что установки соответствуют как стандартам безопасности, так и эксплуатационным требованиям. Узнайте больше о нашем ассортименте вакуумных выключателей на сайте https://xbrele.com/vacuum-circuit-breaker-manufacturer/.

Ключевые выводы

• Вторичные цепи управляют работой VCB — отключением, замыканием, защитой от накачки и блокировками, предотвращающими сбои, которые не могут быть устранены первичными цепями.
• Цепи отключения должны быть отказоустойчивыми с последовательными вспомогательными контактами и постоянным контролем.
• Закрытые цепи требуют защиты от насосного эффекта, чтобы предотвратить разрушение механизма в случае неисправности.
• Блокировки сочетают в себе электрические контакты, механическую блокировку и административные средства контроля для обеспечения безопасности.
• Последовательность вспомогательных контактов определяет, получают ли внешние системы точные данные о состоянии выключателя.
• Перед включением питания необходимо проверить все функции вторичной цепи в ходе заводского приемки и ввода в эксплуатацию на объекте.
• Распространенные неисправности — ложные срабатывания, близкие сбои, накачка — связаны с ненадлежащей конструкцией цепи или некачественной установкой.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: В чем заключается разница между цепью отключения и замкнутой цепью в вакуумном выключателе?
A: Цепи отключения подают питание на катушку, которая освобождает защелку механизма отключения, позволяя открывающимся пружинам разъединить контакты. Цепи замыкания заряжают накопленную энергию (пружину или конденсатор), а затем высвобождают ее, чтобы замкнуть контакты. Цепи отключения обеспечивают приоритетную отказоустойчивость, а цепи замыкания включают защиту от насоса и блокировку.

Вопрос 2: Почему VCB нуждаются в защите от насосного эффекта?
О: Без защиты от насосного эффекта выключатель может повторно замыкаться на неисправность, если команда замыкания остается активной. Этот “насосный” эффект подвергает механизм сильному механическому удару, что может привести к разрушению пружинного механизма или сварке контактов. Схемы защиты от насосного эффекта требуют сброса команды замыкания перед повторной попыткой замыкания.

Вопрос 3: Сколько вспомогательных контактов имеет типичный вакуумный выключатель?
О: Большинство средневольтных VCB в стандартной комплектации включают 6–12 вспомогательных контактов (комбинация нормально разомкнутых контактов “a” и нормально замкнутых контактов “b”), которые можно расширить до 20+ контактов с помощью дополнительных блоков вспомогательных контактов. Контакты обычно выдерживают 5–10 А при управляющем напряжении.

Вопрос 4: Что такое контроль цепи отключения и зачем он нужен?
A: Контроль цепи отключения непрерывно следит за целостностью цепи катушки отключения с помощью низкотокового реле или микропроцессорной системы. Если в цепи возникает разрыв или высокоомная неисправность, сигнализация контроля предупреждает операторов до того, как сработает защита. Это предотвращает ситуации, когда выключатель не может отключиться во время неисправности.

Вопрос 5: Можно ли обойти электрические блокировки для выполнения аварийных операций?
О: Хотя физически это возможно, обход электрических блокировок создает серьезные риски для безопасности и, как правило, нарушает стандарты безопасности. В чрезвычайных ситуациях следует использовать заранее разработанные режимы “принудительной эксплуатации” с разрешением руководителя и дополнительными мерами безопасности — никогда не допускаются модификации на месте, которые нарушают работу блокировок.

Вопрос 6: Что произойдет, если во время работы управляющее напряжение упадет ниже номинального значения?
О: Катушки отключения могут не сработать при напряжении ниже номинального 70%, а катушки срабатывания могут сработать медленно или неполностью при напряжении ниже номинального 80%. Реле контроля напряжения управления обычно подают сигнал тревоги при 85%, чтобы предупредить о возможных сбоях в работе. В критически важных системах может произойти автоматическое отключение выключателя при низком напряжении, чтобы избежать повреждения при частичном ходе.

Вопрос 7: Как проверяется последовательность вспомогательных контактов во время ввода в эксплуатацию?
О: Инженеры по вводу в эксплуатацию используют одновременную запись положения главного контакта (с помощью измерения хода) и переходов состояния вспомогательного контакта (с помощью логического анализатора или набора для тестирования реле). Измерения времени сравниваются с данными типовых испытаний производителя — как правило, контакты “а” замыкаются через 5–15 мс после соприкосновения главного контакта, а контакты “b” замыкаются за 3–10 мс до размыкания главного контакта.

Дополнительная литература

• Принцип работы VCB — Как физика вакуумной дуги определяет требования к работе контактов
• Сравнение механизмов работы VCB — Компромиссы между пружинным, магнитным и электрическим механизмами отталкивания
• Контрольный список для ввода в эксплуатацию VCB — Протокол приемочных испытаний на месте
• Производитель вакуумных выключателей XBRELE — Полный ассортимент продукции VCB и техническая поддержка