В сетях средних классов напряжений (до 35 кВ) вакуумные выключатели
являются наиболее перспективным направлением развития коммутационных
аппаратов (особенно для условий частых коммутаций).
Это обусловлено целым рядом достоинств вакуумных коммутационных аппаратов.
Отсутствие необходимости в замене и пополнении дугогасящей среды для работы вакуумных дугогасительных камер.
Весьма высокая износостойкость вакуумных дугогасительных камер и их
контактов при коммутации номинальных токов отключения. Число отключений
номинальных токов, допускаемое без ремонта вакуумных дугогасительных
камер выключателя, достигает 10 — 50 тыс. Число отключений номинального
тока отключения — до 200 раз в зависимости от материала контактов и
значения силы тока. Для сравнения укажем число отключений других
выключателей, допустимое без ревизий камер: для маломасляных
выключателей 500 — 1000 отключений номинальных токов и 3 — 10 отключений
номинальных токов отключения; для воздушных 1000 — 2500 и 6 — 15
отключений соответственно.
Минимум обслуживания. Обслуживание вакуумных выключателей сводится к
смазке механизма привода и проверке износа контактов по меткам или
шаблону один раз в 5 — 10 лет или через 5000 — 10 000 циклов ВО. Замена
вакуумных дугогасительных камер производится через 20 — 25 лет или после
20 — 50 тыс. циклов ВО.
Снижение эксплуатационных затрат. Замена масляного выключателя на
вакуумный в сетях электроснабжения крупных городских объектов позволяет
снизить затраты на обслуживание и существенно уменьшить ущерб от
недоотпуска электроэнергии потребителю.
Весьма быстрое восстановление электрической прочности межконтактного
промежутка. Скорость восстановления электрической прочности
межконтактного промежутка вакуумных дугогасительных камер в течение
первых микросекунд после гашения дуги составляет 10 — 50 кВ/мкс.
Возможность отключения развивающихся аварий и многократных грозовых
импульсов. В случае возникновения короткого замыкания в процессе
отключения малого тока, когда подвижные контакты прошли уже значительную
часть хода, вакуумный выключатель надежно ликвидирует аварийный режим,
который в случае применения масляных выключателей обычно приводит к
взрыву. В отличие от других видов аппаратов вакуумные выключатели
способны многократно отключать разрядный ток при пробое грозовыми
перенапряжениями межконтактного промежутка отключенного выключателя. Эти
свойства обусловливают высокий экономический эффект при использовании
вакуумных выключателей в распределительных сетях районов с частыми
грозами.
Полная взрыво- и пожаробезопасность вакуумных дугогасительных камер, а
также возможность работы в агрессивных средах обеспечивается герметичным
исполнением камер и отсутствием оксидирования контактов.
Широкий диапазон температур окружающей среды, в котором возможна работа вакуумных дугогасительных камер: 70 — 200 °С.
Повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам вследствие малой массы и компактной конструкции аппарата.
Произвольная ориентация вакуумных дугогасительных камер в пространстве,
что позволяет создавать различные компоновки аппаратов с размещением на
стенках, потолках, в кабельных колодцах под любыми углами.
Бесшумность, удобство обслуживания, отсутствие вредных воздействий на обслуживающий персонал.
Не загрязняет окружающую среду.
Весьма малая масса и габаритные размеры (особенно высота) и небольшие
динамические нагрузки на конструкцию и фундамент как следствие малых
хода и массы подвижных частей.
Высокое быстродействие вакуумных дугогасительных камер. Выключатель на
номинальное напряжение 10 кВ имеет ход контактов 5—10 мм, на 35 — 45 кВ —
19 — 30 мм, на 84 кВ — 60 мм. Масса подвижного контакта 0,5 — 0,7 кг.
Возможность организации высокоавтоматизированного производства.
Следствием перечисленных достоинств является высокая надежность
вакуумных аппаратов, безопасность эксплуатации, сокращение времени на
монтаж и обслуживание.
Факторами, затрудняющими развитие вакуумной коммутационной аппаратуры, являются:
трудности разработки и производства вакуумных дугогасительных камер,
связанные с необходимостью получения особо чистых контактных материалов,
сложностью технологии изготовления камер, склонностью металлов к сварке
в вакууме;
большие капиталовложения, необходимые для производства вакуумных
дугогасительных камер, вследствие чего осуществить серийный выпуск
вакуумных дугогасительных камер могут лишь достаточно мощные
электротехнические фирмы.
По этим причинам первоначальная себестоимость вакуумных аппаратов
больше, чем масляных и электромагнитных. Однако при достаточно большом
объеме производства вакуумные выключатели лишь на 5 — 15 % дороже
маломасляных, и не дороже электромагнитных.
Учитывая, что расходы на монтаж и обслуживание вакуумных коммутационных
аппаратов в несколько раз меньше, чем для масляных выключателей и
электромагнитных контакторов, применение вакуумных выключателей и
контакторов дает высокий экономический эффект.
Благодаря тому, что габариты вакуумных аппаратов значительно меньше,
чем габариты аппаратов других видов, возможно размещать в одном шкафу
КРУ стандартных размеров два — три вакуумных выключателя или три —
четыре вакуумных контактора, а также — в несколько ярусов.
