Клапаны СК 11-25: технические характеристики, назначение и применение в электротехнических установках

Клапан СК 11-25 представляет собой специализированное коммутационное устройство, предназначенное для установки в распределительных устройствах (РУ) и комплектных распределительных устройствах (КРУ) среднего напряжения класса 6-10 кВ. Основное функциональное назначение — оперативное заземление сборных шин, секций шин или отдельных присоединений с целью обеспечения безопасности при проведении ремонтных и эксплуатационных работ. Устройство обеспечивает видимое отключение и создает надежную электрическую связь заземляемого участка с контуром защитного заземления.

Конструктивное исполнение и принцип работы

Клапан СК 11-25 является трехполюсным аппаратом с ручным приводом. Конструктивно он состоит из следующих основных узлов:

• Рама (основание): Изготовлена из профильной стали, служит для крепления всех элементов и установки клапана в ячейку КРУ.
• Изоляторы (опорные и проходные): Обеспечивают изоляцию токоведущих частей от рамы и между полюсами. Изготавливаются из керамики или литой эпоксидной смолы.
• Ножи заземления (три главных ножа): Подвижные контактные части, непосредственно осуществляющие соединение шин с заземляющей шиной.
• Контакты стационарные (губковые): Устанавливаются на заземляющей шине и предназначены для приема ножей заземления.
• Вал с рычажным механизмом: Обеспечивает синхронное перемещение ножей всех трех полюсов.
• Приводной механизм: Рычажный или штурвальный ручной привод, обычно снабженный блокировочными устройствами, предотвращающими ошибочные операции.
• Блокировочные устройства: Механические или электромеханические замки, блокирующие операции «включено»/»отключено» в зависимости от положения основного выключателя или разъединителей.

Принцип работы основан на поступательном или вращательном движении ножей, которые при включении входят в стационарные контакты, жестко соединенные с контуром заземления. Включение и отключение производятся вручную оператором с помощью изолирующей штанги или непосредственно через штурвал привода после выполнения всех необходимых мер безопасности.

Основные технические характеристики

Параметры клапанов СК 11-25 регламентируются ГОСТами и техническими условиями. Типовые характеристики приведены в таблице.

Таблица 1. Основные технические параметры клапана заземления СК 11-25

Наименование параметра	Значение
Номинальное напряжение, кВ	6; 10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	7,2; 12
Номинальный ток термической стойкости (1 или 3 с), кА	16; 20; 31,5
Номинальный ток динамической стойкости, кА	40; 51; 81
Номинальный ток включения на землю (пик), кА	40; 51; 81
Номинальный кратковременный импульсный ток, кА	40; 51; 81
Допустимая механическая нагрузка на изоляторы от тяжения проводов, Н	До 1000
Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150	УХЛ1, У1, У3, Т1, Т3
Степень защиты оболочки по ГОСТ 14254	IP2X (для внутренней установки)

Назначение и место в схеме РУ

Клапаны заземления СК 11-25 выполняют две ключевые функции: защитную и оперативную. Защитная функция заключается в создании видимого разрыва и надежного соединения с землей для отведенного участка схемы, что гарантирует безопасность персонала. Оперативная функция позволяет быстро подготовить рабочее место для ремонта.

В типовых схемах КРУ клапаны устанавливаются:

• На сборных шинах: Для заземления всей системы шин или отдельной секции.
• На линейных или трансформаторных присоединениях: Со стороны линий или силовых трансформаторов, после разъединителя и высоковольтного выключателя. Часто конструктивно объединяются с разъединителем в одном аппарате (разъединитель-заземлитель).
• На обходной (байпасной) системе шин.

Включение клапана допускается только при полностью отключенном и выведенном в ремонт присоединении, что обеспечивается системой механических блокировок.

Система блокировок

Безопасность эксплуатации клапанов заземления напрямую зависит от надежности блокировочных устройств. Применяются следующие типы блокировок:

• Механические замки (ключевые системы): Ключ от замка разъединителя или выключателя может быть извлечен только в отключенном положении. Этот ключ используется для разблокировки привода клапана заземления.
• Механические защелки и фиксаторы: Предотвращают случайное включение/отключение под действием силы тяжести или вибрации.
• Электромеханические блокировки: С использованием соленоидов или электромагнитов, управляемых от вспомогательных контактов главных аппаратов.

Логика блокировки проста и неумолима: включение заземляющих ножей возможно только при отключенном положении питающих данную секцию или присоединение разъединителей и выключателей.

Требования к монтажу, эксплуатации и техническому обслуживанию

Монтаж клапанов должен производиться в соответствии с проектом РУ, ПУЭ и инструкциями завода-изготовителя. Основные требования:

• Обеспечение жесткого крепления рамы к каркасу КРУ.
• Проверка соосности стационарных и подвижных контактов.
• Контроль легкости хода привода и усилия включения/отключения.
• Проверка работы блокировочных устройств.
• Измерение сопротивления контактов постоянному току (микроомметр).

При эксплуатации обязательны периодические осмотры и техническое обслуживание, включающие:

• Визуальный контроль состояния изоляторов, контактов, механических частей.
• Очистку от пыли и загрязнений.
• Проверку и смазку трущихся частей механизма (специальной консистентной смазкой).
• Контроль затяжки болтовых соединений, особенно на токоведущих частях и заземляющих шинах.
• Оперативную проверку работы блокировок.

Отличия от аналогичных устройств и маркировка

Маркировка СК 11-25 расшифровывается следующим образом:

• СК – Стационарный Клапан (или «Секционный Клапан»).
• 11 – Номер серии или конструктивного исполнения.
• 25 – Номинальный ток динамической стойкости, кА (в данном примере 25 кА, однако часто встречаются модификации на другие токи, например, СК-11-40).

Аналогичными устройствами являются клапаны серий СК, ЗОН, ЗОНЛ, ЗРЛ. Отличия могут заключаться в конструктивном исполнении (линейные, шинные), типе привода, способе монтажа (стационарные, выкатные) и номинальных параметрах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие клапана заземления от разъединителя?

Разъединитель предназначен для создания видимого разрыва в нормальных, но не аварийных условиях (отключает цепь без тока). Клапан заземления (заземляющий разъединитель) выполняет противоположную функцию: он создает видимое соединение отключенного участка цепи с землей. Его конструкция рассчитана на включение под напряжение в аварийном режиме (при ошибочной подаче напряжения на заземленный участок) и отключение тока короткого замыкания, но только в цепях с уже замкнувшейся на землю дугой.

Можно ли использовать клапан СК 11-25 в качестве рабочего разъединителя для отключения нагрузки?

Категорически запрещено. Клапан заземления не является коммутационным аппаратом для операций под нагрузкой. Его включение под напряжение приведет к короткому замыканию на землю, а отключение под нагрузкой — к возникновению дуги, разрушению аппарата и тяжелой аварии с последствиями для персонала.

Как часто необходимо проводить техническое обслуживание клапанов заземления?

Периодичность ТО регламентируется местными инструкциями на основе ПТЭЭП. Как правило, для клапанов в составе КРУ внутренней установки плановый осмотр и обслуживание проводятся не реже одного раза в год, а также после каждого включения на ток короткого замыкания (даже штатного). В условиях агрессивной среды или повышенной запыленности периодичность может быть увеличена.

Что делать, если усилие на приводе клапана резко возросло?

Немедленно прекратить операцию. Увеличение усилия может быть вызвано деформацией механизма, попаданием постороннего предмета, обледенением, износом или заклиниванием подшипниковых узлов. Необходимо визуально обследовать аппарат, выявить и устранить причину. Попытки включить клапан повышенным усилием могут привести к поломке изоляторов или механизма.

Каков порядок операций с клапаном заземления при подготовке рабочего места?

Стандартная последовательность: 1) Отключение высоковольтного выключателя присоединения с выведением его в ремонтное положение. 2) Отключение разъединителей со стороны шин и линии (трансформатора). 3) Проверка отсутствия напряжения на отключенных токоведущих частях тремя указателями напряжения. 4) Наложение переносных заземлений (при необходимости). 5) Включение стационарных заземляющих ножей (клапана) с помощью привода. 6) Вывешивание предупреждающих плакатов «Заземлено».

Заключение

Клапан заземления СК 11-25 является обязательным и критически важным элементом безопасности в распределительных устройствах среднего напряжения. Его правильный выбор по номинальным параметрам, корректный монтаж с обеспечением всех блокировок, а также регулярное техническое обслуживание являются неотъемлемой частью эксплуатационной дисциплины. Понимание конструкции, принципа действия и нормативных требований к данным аппаратам позволяет энергетическому персоналу обеспечивать безаварийную работу электроустановок и безопасность при проведении ремонтных работ.