Воздушный выключатель 35

Когда говорят 'Воздушный выключатель 35', многие сразу представляют себе что-то устаревшее, громоздкое, из эпохи, когда вакуумные и элегазовые аппараты были в диковинку. И часто ошибаются. Да, воздушный дугогасительный принцип — это классика, но в сегменте 35 кВ у него до сих пор есть своя, очень конкретная и прочная ниша. Особенно там, где речь идет о мощных дуговых нагрузках, характерных для крупных электрометаллургических и электротермических комплексов. Вот, к примеру, в цехах с индукционными печами — там коммутационные процессы далеко не синусоидальны, там броски, высшие гармоники. И иногда современный вакуумный выключатель может 'занервничать' на таких режимах, а старый добрый воздушник — отработать как часы, потому что его дугогасительная камера рассчитана на более жесткие условия. Хотя, конечно, не без своих 'но', о которых ниже.

Где 'воздушник 35' еще держит оборону и почему

Если взять специфику работы с мощными индукционными установками, то тут как раз тот случай. Компании, которые десятилетиями занимаются этим оборудованием, часто предпочитают проверенную связку. Знаю по опыту: когда модернизировали участок на одном из заводов по переработке металла, там стояли советские ВВБ-35. Заказчик изначально хотел заменить всё на современные вакуумные ячейки. Но когда посчитали не только стоимость, но и необходимость полного пересмотра релейной защиты под другую характеристику отключения, а главное — проанализировали историю отказов, оказалось, что старые воздушники за 30 лет ни разу не подвели на отключении токов КЗ от печи. Решили оставить, отремонтировав приводы и токоведущие части. Ключевой момент — воздушный выключатель здесь работал в паре с трансформатором для печи, и его собственная время-токовая характеристика хорошо 'стыковалась' с защитами всего технологического участка.

Еще один нюанс — климат. В неотапливаемых или слабо отапливаемых распределительных устройствах (РУ) 35 кВ, которые еще встречаются на промплощадках старых заводов, конденсат — враг номер один для элегаза. А для воздуха проблема сведена к минимуму, если, конечно, система осушки и дренажа в компрессорном отделении исправна. Запускал как-то ВВУ-35 после зимнего простоя в таком РУ. С элегазовым пришлось бы сутки греть газ и контролировать точку росы, а здесь — проверил давление в ресивере, продул магистрали, и можно включать в работу. Проще в обслуживании для персонала, который с этим вырос.

Но это не значит, что он везде хорош. Главная головная боль — это его привод. Пневматический или, реже, взводящий пружинный механизм. Источник сжатого воздуха — это отдельное хозяйство: компрессоры, ресиверы, воздухопроводы, влагоотделители. Малейшая негерметичность — и давление падает, выключатель блокируется. Помню случай на подстанции завода, где из-за коррозии в медной трубке где-то в стене давление медленно падало. Неисправность искали неделю, отключая участки воздухопровода. В итоге проще было проложить новую трассу. Современные вакуумные выключатели с магнитным или пружинным приводом в этом плане автономны и надежнее.

Опыт с модернизацией и неочевидные грабли

Был у нас проект по замене парка выключателей 35 кВ на предприятии, где основным потребителем был цех индукционного нагрева. Заказчик, кстати, был из Китая, ООО Аньхой Хунда Технология Электрических Печей (сайт их — nghxdl.ru), они поставляли ту самую индукционную установку. Их инженеры спрашивали про параметры сети и рекомендуемый тип коммутационной аппаратуры. Мы тогда предложили вариант с вакуумными выключателями, как более современных. Но их главный технолог привел интересный аргумент: для их печей, особенно в режиме плавки с частыми изменениями мощности, важна устойчивость к повторным включениям при возможных срабатываниях защит от высших гармоник. И некоторые модели вакуумных дугогасительных камер, по их накопленным данным, могли терять коммутационную способность после серии таких быстрых циклов 'откл-вкл'. А воздушный выключатель 35 кВ, при всех своих недостатках, здесь был как танк — прогреть контакты, продуть камеру, и он снова готов.

В итоге пошли на гибридное решение. На вводах и секционных выключателях, где токи КЗ максимальны и требуется высокая скорость, поставили современные элегазовые. А на отходящих линиях к самим печным трансформаторам — оставили отремонтированные воздушные, но с новой микропроцессорной защитой, которая была 'обучена' их более медленной, но предсказуемой характеристике отключения. Это сработало. Кстати, на сайте ООО Аньхой Хунда в разделе о требованиях к энергоснабжению их печей сейчас так прямо и не пишут 'ставьте только воздушные выключатели'. Но в технических рекомендациях есть пункт про 'желательность применения коммутационной аппаратуры с высокой стойкостью к частым коммутациям в условиях несинусоидальной нагрузки'. Это как раз их завуалированный опыт, выстраданный на практике.

Из неудач: пытались как-то установить бывший в употреблении ВВБ-35 на новом объекте. Выключатель был вроде бы исправен, прошел все испытания в лаборатории. Но на месте, при первом же учебном отключении под нагрузкой, сработала не основная дугогасительная камера, а возникла поверхностная дуга по изоляционной колонке. Выяснилось, что за годы хранения на складе колонка набрала влаги, и ее поверхностное сопротивление упало. Внутренности были в порядке, а 'оболочка' подвела. Пришлось снимать, сушить и покрывать специальным лаком. Вывод: с воздушными аппаратами возраст — не главное. Главное — история эксплуатации и условия хранения. Их нельзя просто купить с консервации и поставить. Нужна глубокая ревизия.

Что внутри и на что смотреть при диагностике

Если берешься за обслуживание или оценку состояния воздушного выключателя на 35 кВ, то 80% внимания — механике и системе дутья. Первое — это контакты главной цепи. Они должны быть без признаков сильного оплавления или эрозии. Но небольшая шероховатость — это норма, даже хорошо, контактное давление не падает. Хуже, если контакты гладкие как зеркало — значит, был перегрев, металл 'поплыл'. Второе — дугогасительные контакты. Их часто меняют по регламенту, они расходный материал. Но важно смотреть, равномерно ли износ.

Самое коварное — это система клапанов и сопел в дугогасительной камере. Там используются керамические или металлокерамические детали. Со временем от термических ударов в них могут появляться микротрещины. Визуально их не всегда видно. Бывало, выключатель проходил все контрольные сопротивления, а на отключении номинального тока дутье было неравномерным, дуга гасла с задержкой. Разбирали — а там трещина в направляющем сопле. Поэтому сейчас при капитальном ремонте обязательно делают проверку камеры на стенде, с имитацией дутья.

И, конечно, привод. Для пневмопривода — это износ уплотнительных колец поршней, состояние золотникового распределителя. Люфты, подтекания. Часто проблема не в самом выключателе, а в магистрали: ржавчина, окалина, влага. Один раз видел, как из-за капли воды, замерзшей в тонком канале управляющего клапана зимой, выключатель отказал отключаться по сигналу защиты. Сработала резервная, но авария была серьезной. С тех пор всегда требую полной продувки и осушки воздухопроводов азотом перед вводом в эксплуатацию после монтажа.

Будущее есть, но специфическое

Сейчас новые воздушные выключатели на 35 кВ почти не производят серийно. Рынок за вакуумом и элегазом. Но это не значит, что воздушные вымерли. Есть целая индустрия их восстановления, модернизации. Ставится новый интеллектуальный привод (пневматический, но с цифровым контроллером и датчиками давления), меняются устаревшие вторичные цепи, устанавливаются современные датчики положения и блокировки. Такой 'апгрейд' часто дешевле, чем покупка и монтаж новой ячейки с другим типом выключателя, особенно если речь идет о вписывании в существующее клеточное РУ старого образца.

Их ниша — это именно предприятия с тяжелым режимом работы, где важна не столько абсолютная скорость отключения, сколько выносливость, ремонтопригодность 'в поле' и предсказуемость поведения. Металлургия, горно-обогатительные комбинаты, крупные электротермические установки, подобные тем, что делает ООО Аньхой Хунда Технология Электрических Печей. На их сайте указано, что компания расположена в районе экономико-технологического развития Нинго и имеет 30-летний опыт в индукционных печах. Такие компании ценят надежность и понимают, что иногда проверенная временем, пусть и архаичная на вид, технология дает меньше сюрпризов в сложных условиях, чем самая продвинутая новинка.

Так что, когда слышишь 'Воздушный выключатель 35', не стоит dismissively махать рукой. Нужно смотреть на контекст: какая нагрузка, какое РУ, какой персонал, какая история эксплуатации на конкретном объекте. Это аппарат с характером, требующий понимания и рук. Но если его понимать и руки правильные, он может прослужить еще полвека, надежно прикрывая собой дорогостоящее технологическое оборудование. В этом его главная ценность сегодня — не как массового продукта, а как узкоспециализированного решения для особых случаев. И таких случаев, как оказывается, не так уж и мало.