Отказ выключателя в случае аварийной ситуации может привести к серьезным последствиям, поэтому к его надежности предъявляются повышенные требования. По типу электроизоляционной среды высоковольтные выключатели разделяются на: масляные, маломасляные, вакуумные, элегазовые (SF₆) и воздушные. 
Во время коммутации высоковольтного выключателя между контактами горит электрическая дуга. Сила воздействия электрической дуги на контакты будет определяться временем коммутации (время отключения, время включения) и величиной протекающего электрического тока, а также состоянием электроизоляционной среды. Для уменьшения воздействия электрической дуги на контакты в выключателях на одной и той же фазе, конструктивно выполняют несколько разрывов (изображение 1).

Безопасность проведения работ при диагностике и проблема двухстороннего заземления.

На отключенной воздушной линии электропередач может наводиться наведенное переменное напряжение из-за воздействия соседних параллельных линий, оставшихся под напряжением. Уровень наведенного напряжения зависит от силы тока, класса напряжения и близости соседних линий. Для проведения диагностики высоковольтных выключателей нужно обеспечить безопасность работ. Например, для электроустановок классом напряжения более 1000 В для необходимо наличие видимого разрыва и наличие заземления с обеих сторон выключателя (изображение 2).

Для измерения скоростных характеристик выключателя необходима его расшиновка или отключение заземления. Расшиновка выключателя связана со значительными материальными и временными трудозатратами. Работа без заземления при наведенном напряжении опасна для персонала и измерительных приборов. Решением данной проблемы является новый способ измерения BOTH SIDE GROUNDED TESTS.

На изображении 3 представлена электрическая схема замещения выключателя. Переходное сопротивление выключателя составляет порядок микро Ом, а участок сопротивления контура заземления на подстанции составляет порядок мили Ом. Для чувствительного определения коммутационного состояния выключателя без снятия заземления, используется метод пропускания постоянного тока (уровень от 30 до 50 А).

На изображение 4 приведена схема измерения и графики измеренного падения напряжения и величины тока. В приборах, работающих по данной схеме, имеется, как правило, встроенный мощный источник постоянного тока и измерительные аналоговые входы, таким прибором является CBA-3000 (изображение 5). Прибор СВА-1000 (изображение 6)  с выносным модулем, синхронизированный с основным блоком, способный производить снятие характеристик так же при наличии заземления с двух сторон.

Проверка одновременности замыкания и размыкания контактов.

Одновременность разрывов контактов обеспечивает равномерное распределение энергии дуги на разные плечи контактной системы и быстрое ее гашение. При большом расхождении времени между соседними фазами, может возникнуть перенапряжение между контактами, что приведет к их повреждению.

На изображении 7 представлены графики включения разных фаз выключателя. Из-за затирания направляющего механизма происходит отставание одной из фаз. Одновременное замыкание главных контактов выключателя важно для исключения неполнофазных режимов электроустановок, предсказуемости тока намагничивания силовых трансформаторов и обеспечивания правильной работы релейных защит.

Проверка хода и вжима контактов.

Определение хода контактов определяется расстоянием между подвижными и неподвижными контактами при коммутации. В зависимости от кинематической схемы выключателя применяют линейные или угловые датчики перемещения, представленные на изображении 8.

Ход контактов после замыкания подвижного и неподвижного контакта называется - вжим. Температура в месте соприкосновения контактов будет зависеть от площади соприкосновения, а та в свою очередь определяется вжимом.

Проверка переходного сопротивления в статическом и динамическом режиме (DRM-тест).

Измерение переходного сопротивления при включенном выключателе дает информацию о состоянии главных контактов. Для оценки состояния дугогасительных контактов может быть применен метод динамического измерения сопротивления.  

На рисунке 9 изображен порядок работы основных и дугогасительных контактов, а также приведен график осциллографирования тока отключения с частотой дискретизации 10 кГц. По осциллограмме   можно оценить состояния дугогасительных контактов.

Тест первого отключения (First trip testing).

Эффективным методом проверки состояния автоматического выключателя является проверка времени первого отключения после длительного периода нахождения под напряжением. Основное преимущество данного метода – возможность проверки выключателя в «реальных» условиях эксплуатации под номинальным напряжением. На время срабатывания высоковольтных выключателей, находящихся в длительной эксплуатации, влияют следующие факторы: процессы коррозии механизмов, высыхание смазочных материалов, налипание пыли и замерзание конденсата. Время размыкания контактов высоковольтного выключателя можно измерить, контролируя вторичный ток в защитных трансформаторах тока. Для измерения тока используются токоизмерительные клещи, подключаемые к аналоговым входам измерительного прибора (данная опция есть на приборах серии CBA фирмы ISA). Данный тест дает следующие преимущества: экономит время, фиксирует медленную работа выключателя и определяет состояние выключателя.

Заключение.

Для своевременного выявления неисправностей высоковольтного выключателя необходимо производить периодическую диагностику. Залогом проведения качественной, быстрой и наименее затратной диагностики является правильный выбор испытательного оборудования. Наша компания поможет подобрать и поставить наиболее подходящие испытательное оборудование.