Вакуумный выключатель нагрузки FZN21-40.5 для внутренней установки и комбинация выключатель нагрузки — предохранитель FZRN21-40.5D предназначены для комплектных трансформаторных подстанций (КТП) 35 кВ в сетях 40,5 кВ частотой 50 Гц. Каждое из этих устройств также может применяться в качестве самостоятельного коммутационного аппарата.
Выключатель нагрузки коммутирует токи нагрузки и перегрузки до 1250 А и не требует технического обслуживания в межремонтный период; в комбинации с предохранителями последовательно включенный предохранитель с бойком отключает ток короткого замыкания до 20 кА.
Обозначение модели
Обозначение комбинации выключатель нагрузки — предохранитель читается как FZRN21-40.5D/50-20, буква за буквой:
- F: Выключатель нагрузки
- Z: Вакуумный
- R: С предохранителями
- N: Для внутренней установки
- 21: Порядковый номер конструкции
- 40.5: Номинальное напряжение, кВ
- D: С заземлителем
- 50: Номинальный ток, А
- 20: Номинальный ток отключения короткого замыкания, кА
Без буквы R обозначение FZN21-40.5 описывает самостоятельный выключатель нагрузки с номинальным током 1250 А, который коммутирует токи нагрузки и перегрузки, а для отключения токов короткого замыкания опирается на вышестоящую защиту.
Конструкция и принцип работы
Три полюса установлены на общей стальной раме: пружинный привод через изолирующую тягу перемещает ножевой контакт разъединителя и нож заземлителя, вакуумная дугогасительная камера осуществляет отключение цепи, а лицевая панель управления отображает положение каждого элемента. Ножевой контакт разъединителя создает видимый разрыв цепи, а нож заземлителя заземляет обесточенную часть перед проведением технического обслуживания.
Ток проходит через вакуумную камеру только в моменты включения и отключения, что позволяет позиционировать выключатель как необслуживаемый аппарат с механическим ресурсом 10 000 операций.
Работа с предохранителями и техническое обслуживание
Боек последовательно включенного предохранителя воздействует на устройство отключения, благодаря чему перегорание предохранителя фиксируется на самом выключателе, а не остается незамеченным. Отсек предохранителей доступен только после отключения и заземления цепи, а замена предохранителя производится на аналогичный с теми же номинальными параметрами.
Техническое обслуживание сводится к проверке привода, блокировок и изоляции, а также замене вакуумной камеры при достижении допустимого износа контактов 3 мм; доливка масла или газа не требуется.
Технические параметры
Условия эксплуатации
- Температура окружающей среды: верхняя +40℃, нижняя -25℃
- Высота над уровнем моря: не более 1000 м
- Относительная влажность: среднесуточная не более 95%, среднемесячная не более 90%
- Сейсмическая стойкость: не более 8 баллов
- Условия на площадке: отсутствие пожара, взрывоопасности, химической коррозии и сильной вибрации
- Степень загрязнения: II
Электрические параметры
| № | Параметр | Ед. изм. | Комбинация FZRN21-40.5D | Выключатель нагрузки FZN21-40.5 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Номинальное напряжение | кВ | 40.5 | |
| 2 | Номинальная частота | Гц | 50 | |
| 3 | Номинальный ток термической стойкости (4 с) | кА | 16 | |
| 4 | Номинальный ток | А | 50 | 1250 |
| 5 | Номинальный ток отключения активной нагрузки | А | / | 1250 |
| 6 | Номинальный ток отключения замкнутой цепи | А | / | 1250 |
| 7 | Номинальный ток динамической стойкости | кА | / | 40 |
| 8 | Номинальный ток отключения короткого замыкания | кА | 20 | / |
| 9 | Номинальный ток зарядки кабеля | А | / | 21 |
| 10 | Испытательное напряжение промышленной частоты (1 мин) (вакуумный промежуток, между фазами и на землю / между контактами разъединителя) | кВ | 95/110 | |
| 11 | Испытательное напряжение грозового импульса (вакуумный промежуток, между фазами и на землю / между контактами разъединителя) | кВ | 185/215 | |
| 12 | Испытательное напряжение промышленной частоты (1 мин) цепей управления и вспомогательных цепей | кВ | 2 | |
| 13 | Механический ресурс | операций | 10000 | |
| 14 | Допустимый износ контактов вакуумной камеры | мм | 3 | |
| 15 | Крутящий момент ручного привода | Н·м | не более 250 | |
Механические параметры
| № | Параметр | Ед. изм. | Значение |
|---|---|---|---|
| 1 | Контактный промежуток | мм | 17±1 |
| 2 | Провал контакта | мм | 5±1 |
| 3 | Средняя скорость включения | м/с | 0.6±0.2 |
| 4 | Средняя скорость отключения | м/с | 1.5±0.2 |
| 5 | Несинхронность включения и отключения трех полюсов | мс | ≤2 |
| 6 | Время дребезга контактов при включении | мс | ≤3 |
| 7 | Электрический зазор между токоведущими частями и землей | мм | ≥300 |
| 8 | Сопротивление главной цепи (без учета предохранителя) | мкОм | не более 150 |
Установка и подключение
Монтаж и ввод в эксплуатацию
Устройство крепится к раме ячейки через шесть пазов размером 17х22 мм, проверяется положение «включено», «отключено» и «заземлено» для всех трех полюсов, устанавливается предохранитель с бойком требуемого типа так, чтобы боек воздействовал на устройство отключения, а перед подачей напряжения измеряется сопротивление главной цепи и проверяются электрические зазоры.
Габаритные размеры
- Вид спереди: общая ширина 1060 мм, расстояние между внешними рамами 1015 мм, межполюсное расстояние 410 ± 2 мм (указано дважды), вертикальные размеры 99 мм, 285 мм, 400 мм и 450 мм.
- Монтажные пазы: шесть пазов размером 17х22 мм на раме.
- Вид сбоку: высота 1065 мм по верху, уступы 22 мм и 173 мм, вертикальные размеры 255 мм, 450 мм и 1050 мм, общая высота 1610 мм и 680 мм у основания.
- Выводы: нижнее подключение — 4 отверстия диаметром 12,5 мм, верхнее подключение — 2 отверстия диаметром 12,5 мм; размер (15) применяется только при наличии заземлителя.
- Детали панели: на габаритном чертеже приведен полный комплект размеров; запросите чертеж для вырезов в панели и сверления шин.
Обозначение компонентов
Номера позиций соответствуют габаритному и установочному чертежам серии:
- Рама
- Пружинный привод
- Дугогасительная камера
- Ножевой контакт разъединителя
- Изолирующая тяга
- Панель управления
- Вакуумная дугогасительная камера
- Опорный изолятор
- Нож заземлителя
Области применения
- КТП 35 кВ для внутренней установки и комплектные распределительные подстанции
- Распределительные сети 40,5 кВ частотой 50 Гц для управления нагрузкой и защиты от коротких замыканий
- Присоединения трансформаторов, защищенные комбинацией выключатель нагрузки — предохранитель
- Безмасляные установки, не требующие капитального ремонта в межремонтный период и характеризующиеся частыми коммутациями
Подбор и частые вопросы
Руководство по выбору
- Выбор между выключателем и комбинацией с предохранителями. Выключатель FZN21-40.5 рассчитан на ток нагрузки 1250 А и опирается на вышестоящую защиту при коротких замыканиях; для присоединений трансформаторов в КТП 35 кВ обычно применяется устройство FZRN21-40.5D, где предохранитель с бойком отключает ток КЗ до 20 кА, а обрыв фазы сигнализируется на самом выключателе.
- В первую очередь проверьте параметры термической стойкости. Ток термической стойкости 16 кА в течение 4 с и номинальный ток динамической стойкости 40 кА определяют сечение шин, кабелей и координацию вышестоящей защиты; перед заказом обязательно сверьте эти параметры с характеристиками сети.
- Подтвердите уровень изоляции для сети 40,5 кВ. Устройство рассчитано на испытательное напряжение промышленной частоты 95/110 кВ в течение 1 минуты и импульсное напряжение 185/215 кВ, напряжение изоляции цепей управления и вспомогательных цепей составляет 2 кВ, а электрические зазоры между токоведущими частями и землей — не менее 300 мм.
- Определите режимы работы кабелей и трансформаторов. Выключатель отключает ток зарядки кабеля 21 А, а также ток активной нагрузки и ток замкнутой цепи до 1250 А, поэтому одна и та же конструкция подходит как для кабельных сетей, так и для прямых присоединений трансформаторов.
- Сравните с другими моделями линейки. Для наружной установки 40,5 кВ на опоре или в шкафу используйте FZW-40.5; для сетей 12 кВ подходит FZN21A-12D из того же семейства, но на более низкое напряжение, а FZN25-12DG охватывает токи от 630 до 1250 А при 12 кВ.
Часто задаваемые вопросы
В1: Для чего применяется FZN21-40.5?
Это трехполюсный вакуумный выключатель нагрузки для внутренней установки в сетях 40,5 кВ частотой 50 Гц, предназначенный для стороны 35 кВ комплектных трансформаторных подстанций. Он коммутирует токи нагрузки и перегрузки, создает видимый разрыв цепи с помощью ножевого контакта разъединителя и заземляет обесточенную часть с помощью ножа заземлителя. Комбинация FZRN21-40.5D дополнительно оснащена предохранителями с бойками, что позволяет той же конструкции отключать токи короткого замыкания до 20 кА.
В2: Почему на странице указаны одновременно 40,5 кВ и 35 кВ?
Оба значения верны и описывают разные параметры. 40,5 кВ — это номинальное напряжение коммутационного аппарата, то есть наибольшее напряжение, на которое рассчитано оборудование, тогда как 35 кВ — это номинальное напряжение сети, для которой оно предназначено, а именно стороны 35 кВ КТП. Аппараты с номинальным напряжением 40,5 кВ являются стандартным выбором для сетей 35 кВ, так как обеспечивают запас по отношению к рабочему напряжению этой сети.
В3: Как расшифровывается FZRN21-40.5D/50-20?
F — выключатель нагрузки, Z — вакуумный, R — с предохранителями, N — для внутренней установки, 21 — порядковый номер конструкции, 40,5 — номинальное напряжение в кВ, D — наличие заземлителя с включающей способностью, 50 — номинальный ток комбинации в А, 20 — номинальный ток отключения короткого замыкания в кА. Без буквы R обозначение FZN21-40.5 относится к самостоятельному выключателю нагрузки на 1250 А.
В4: В чем отличие этого аппарата 40,5 кВ для внутренней установки от FZW-40.5?
Оба аппарата работают при 40,5 кВ и используют вакуумное дугогашение, но предназначены для разных условий монтажа. FZW-40.5 — это наружный вакуумный выключатель нагрузки с разъединителем, предназначенный для установки на опоре или в наружном шкафу с всепогодной изоляцией. FZN21-40.5 — это аппарат для внутренней установки в отсек РУ КТП 35 кВ, с рамой на 1250 А, током термической стойкости 16 кА в течение 4 с и комбинацией с предохранителями. Выбирайте наружный тип для установки на открытом воздухе, а данный аппарат — для монтажа внутри ячейки.
В5: Как он соотносится с аппаратами того же семейства на 12 кВ?
Конструкция и среда дугогашения одинаковы, отличается класс напряжения. FZN21A-12D — это версия данной серии на 12 кВ с рамой на 630 А, а FZN25-12DG — еще один вакуумный аппарат для внутренней установки на 12 кВ. В FZN21-40.5 номинальное напряжение повышено до 40,5 кВ, уровни изоляции составляют 95/110 кВ для промышленной частоты и 185/215 кВ для грозового импульса, а ток рамы увеличен до 1250 А, поэтому он не может быть заменен на аппарат 12 кВ и наоборот.
В6: Действительно ли выключатель нагрузки не требует обслуживания, и как заменяется предохранитель?
Выключатель нагрузки спроектирован так, чтобы не требовать обслуживания в межремонтный период: контакты работают в герметичной вакуумной камере, поэтому доливка масла, газа или компенсация износа контактов не требуются, а механический ресурс составляет 10 000 операций. Остается лишь периодическая проверка привода, блокировок и сопротивления главной цепи, а также замена камеры при достижении допустимого износа контактов 3 мм. В комбинации с предохранителями доступ к предохранителю с бойком возможен только после отключения и заземления цепи, и он заменяется на аналогичный с теми же номинальными параметрами, чтобы бойок продолжал воздействовать на устройство отключения.