
Когда слышишь про нагрузочные выключатели на 24 кВ, первое что приходит в голову — это что-то среднее между разъединителем и вакуумным выключателем. Многие до сих пор путают их с обычными разъединителями, хотя по факту это полноценные коммутационные аппараты с дугогасительными камерами. Сам работал на подстанции, где пытались заменить ими вакуумные выключатели — получили три аварии за месяц, пока не разобрались с токоограничивающими характеристиками.
Вот что редко упоминают в каталогах — главная проблема нагрузочных выключателей на 24 кВ не в коммутационной способности, а в совместимости с релейной защитой. Сталкивался с ситуацией на нефтехимическом заводе под Омском: выключатель формально подходил по всем параметрам, но при КЗ срабатывал на 2-3 цикла позже чем нужно. Пришлось перепрошивать микропроцессорные терминалы — стандартные уставки не учитывали инерционность газонаполненных дугогасителей.
Кстати про нагрузочный выключатель 24 кВ — многие производители до сих пор экономят на контактах. Видел как на одном объекте за полгода пришлось менять подвижные контакты дважды, хотя по паспорту ресурс — 10 000 операций. Оказалось, медь заменяли на биметалл с напылением. Теперь всегда требую протоколы испытаний именно на износ.
Особенно критична работа в сетях с генерацией — ветряки или солнечные панели дают обратную мощность, которую обычный выключатель нагрузочный может не отсечь. В Крыму был случай, когда при аварии на линии генерация с солнечной фермы продолжала питать поврежденный участок. После этого начали ставить дополнительную блокировку по направлению мощности.
При монтаже 24-киловольтных аппаратов чаще всего ошибаются с заземлением. Нельзя вести заземляющую шину вдоль силовых кабелей — наводится потенциал. Как-то в Подмосковье при пробном включении получили разряд по корпусу шкафа управления. Пришлось перекладывать заземление перпендикулярно силовым цепям с выдержкой расстояния 1.5 метра.
Тепловой режим — отдельная история. В закрытых КРУ летом температура поднимается до 60°C, хотя по нормам максимум 40°C. Пришлось ставить принудительную вентиляцию с фильтрами — пыль ведь тоже никто не отменял. Кстати, у китайских коллег из ООО Фалэци Электрик (Шанхай) видел интересное решение — встроенные термодатчики с передачей данных в SCADA. На их сайте https://www.faleqi.ru есть кейсы по мониторингу температурных полей.
Про крепления — если монтируете выключатель на раму, не используйте обычные болты. Вибрация от коммутаций постепенно разбалтывает соединение. Лучше брать болты с контргайками или пружинные шайбы. Проверено на пяти объектах — где ставили стандартные крепления, через год появлялся люфт.
Сейчас все переходят на цифровые подстанции, а большинство нагрузочных выключателей выпускаются с аналоговыми приводами. При интеграции в АСУ ТП возникают задержки до 200 мс — критично для автоматического повторного включения. Приходится ставить промежуточные реле или менять контроллеры.
Интересный опыт у Фалеж Электрик — они делают гибридные решения где нагрузочный выключатель 24 кВ изначально имеет интерфейс для телемеханики. В их миниатюрных КРУ ширина 500 мм уже встроены преобразователи для дистанционного управления. Кстати, их подход к интеллектуальным распределительным устройствам действительно упрощает модернизацию старых подстанций.
Особенно оценил их разработки по интеграции первичных и вторичных цепей — не нужно тянуть отдельные кабели управления. На объекте в Новосибирске смонтировали за 3 дня вместо плановых 7. Хотя пришлось повозиться с настройкой протоколов МЭК 61850 — не все российские терминалы поддерживают их конфигурацию.
Самое слабое место — пружинный механизм взвода. При температуре ниже -25°C пружины теряют упругость. В Заполярье дважды за зиму приходилось менять механизмы — пока не поставили подогрев приводного отсека. Производители обычно об этом молчат — в паспортах пишут рабочий диапазон до -40°C, но это для хранения, а не для работы.
Для диагностики контактной системы сейчас используем тепловизоры через смотровое окно — раньше приходилось разбирать полностью. Но есть нюанс — инфракрасное излучение не проходит через стекло с антибликовым покрытием. Пришлось на двух объектах менять стекла на обычные кварцевые.
Ресурс дугогасительных камер обычно заявляют 100 000 операций, но это при номинальном токе. В сетях с частыми коммутациями (например, дуговые печи) ресурс снижается в 3-4 раза. Видел как на металлургическом комбинате камеры приходили в негодность после 15 000 включений — эрозия контактов превышала 3 мм.
Сейчас многие переходят на вакуумные выключатели, но для определенных применений нагрузочный выключатель 24 кВ остается оптимальным. Например, в сетях с высокой вероятностью феррорезонанса — вакуумные аппараты могут спровоцировать перенапряжения. В распределенных сетях 6-10 кВ до сих пор массово применяются.
Из интересных новшеств — у ООО Фалэци Электрик (Шанхай) в линейке есть модели с пропускной способностью до 40.5 кВ, что перекрывает большинство потребностей распределительных сетей. Их подход к интеллектуальному производству виден в мелочах — например, встроенные датчики частичных разрядов уже на заводе.
Лично считаю что будущее за гибридными решениями — когда выключатель нагрузочный сочетается с полупроводниковыми ограничителями. Видел прототипы у китайских коллег — коммутация происходит на нуле тока, что резко увеличивает ресурс. Правда стоимость пока высокая, но для критичных объектов уже имеет смысл.