Клапаны СК 11-20: технические характеристики, назначение и применение в электротехнических установках

Клапан СК 11-20 представляет собой специализированное коммутационное устройство, предназначенное для оперативного подключения и отключения переносного защитного заземления (ППЗ) к токоведущим частям электроустановок напряжением выше 1000 В. Его основная функция – обеспечение безопасного проведения работ на отключенных участках линий электропередачи (ЛЭП) и оборудования подстанций путем создания видимого и надежного разрыва между заземляющими проводниками и заземляющим устройством. Это ключевой элемент системы безопасности, предотвращающий подачу напряжения на заземленный участок по ошибке.

Конструктивное устройство и принцип действия

Конструктивно клапан СК 11-20 является однополюсным разъединителем заземления ручного управления. Основные компоненты включают:

• Основание (рама): Изготавливается из профильной стали, покрытой антикоррозионным составом. Предназначено для крепления всех элементов клапана на опорной конструкции (столбе, металлоконструкции подстанции).
• Неподвижный контакт (зажим струбцина): Предназначен для надежного соединения с токоведущей частью (проводом, шиной) посредством зажимной струбцины. Обычно выполняется из электротехнической меди или алюминиевого сплава с медным покрытием для обеспечения высокой проводимости.
• Подвижный контакт (нож): Изготавливается в виде плоского ножа из материала с высокой электропроводностью. Соединен с заземляющим проводом ППЗ через проушину или наконечник.
• Изоляторы: Опорные изоляторы, обеспечивающие необходимую изоляцию между токоведущими частями и землей, а также между полюсами. Материал – фарфор или полимерные композиции, рассчитанные на конкретное рабочее напряжение и климатические условия.
• Приводной механизм: Рычажный механизм с изолирующей штангой (операционной штангой) для дистанционного управления. Позволяет оператору производить включение и отключение заземления без непосредственного контакта с устройством.
• Контакты заземляющей цепи: Два медных или биметаллических зажима (типа «усы») для подключения переносных заземлений. Один зажим соединен с ножом клапана, второй – с отдельным заземляющим проводником, идущим на контур заземления.

Принцип действия основан на создании или разрыве электрической цепи между заземляемым проводом и контуром заземления через подвижный нож. При включении (установке заземления) нож входит в контакт с неподвижной частью, замыкая цепь. В отключенном положении между ножом и неподвижным контактом образуется видимый воздушный промежуток, что является дополнительной гарантией безопасности персонала.

Основные технические характеристики

Клапаны СК 11-20 классифицируются по ряду ключевых параметров, определяющих область их применения.

Таблица 1. Основные технические параметры клапанов СК 11-20

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, кВ	6, 10, 20, 35
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	7,2; 12; 24; 40,5
Номинальный ток термической стойкости (Iт), кА	12,5; 16; 20; 31,5 (зависит от модификации и напряжения)
Номинальный ток динамической стойкости (Iдин), кА	31,5; 40; 50; 80 (пиковое значение)
Номинальный сквозной ток короткого замыкания, кА	Должен соответствовать току КЗ защищаемого участка сети
Время протекания тока термической стойкости, с	3 или 4
Климатическое исполнение и категория размещения	У, УХЛ, Т по ГОСТ 15150. Чаще У1 (наружная установка при температуре от -45°C до +40°C)
Степень защиты по ГОСТ 14254	IP00 (для контактной группы), IP54 для привода
Масса, кг	От 8 до 25 в зависимости от номинального напряжения и материала

Назначение и область применения

Клапаны СК 11-20 устанавливаются в качестве стационарных точек для наложения переносного защитного заземления. Их применение регламентировано правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и правилами техники безопасности (ПТБ). Основные места установки:

• Воздушные линии электропередачи (ВЛ) 6-35 кВ на опорах, где предусмотрено частое выполнение ремонтных работ.
• Открытые распределительные устройства (ОРУ) подстанций 6-35 кВ на сборных шинах, разъединителях, выключателях.
• Вводные и секционные ячейки комплектных распределительных устройств (КРУ) наружной установки.
• Специальные конструкции для заземления мобильных и передвижных электроустановок.

Использование клапанов СК 11-20 исключает необходимость каждый раз набрасывать заземляющие проводники непосредственно на токоведущие части, что повышает безопасность, скорость и качество операций по заземлению.

Порядок установки и эксплуатации

Работа с клапаном СК 11-20 строго регламентирована. Последовательность операций при наложении заземления:

1. Проверка отсутствия напряжения на заземляемом участке с помощью указателя высокого напряжения.
2. Подключение переносного заземления к контактам («усам») клапана: сначала на стороне заземляющего устройства, затем на стороне, соединенной с ножом клапана.
3. С помощью операционной изолирующей штанги произвести включение клапана, надежно введя нож в неподвижный контакт, закрепленный на токоведущей части.
4. Фиксация ножа в замкнутом положении (при наличии механизма фиксации).

Снятие заземления производится в обратном порядке: сначала отключение клапана штангой (создание видимого разрыва), затем отсоединение заземляющих проводников сначала от заземляющего устройства, а затем от клапана.

Требования к монтажу и техническому обслуживанию

Монтаж должен производиться квалифицированным персоналом в соответствии с проектной документацией. Основные требования:

• Обеспечение надежного электрического соединения неподвижного контакта с заземляемой токоведущей частью.
• Обеспечение надежного соединения заземляющего вывода клапана с контуром заземления (сопротивление должно соответствовать нормам ПУЭ).
• Свободный ход подвижных частей, отсутствие заеданий при включении/отключении.
• Чистота контактных поверхностей, отсутствие окисных пленок, следов коррозии.

Техническое обслуживание включает периодические осмотры (не реже 1 раза в 6 месяцев), проверку состояния контактов, изоляторов, механических соединений и смазку трущихся частей привода. Раз в 1-2 года или после протекания токов КЗ необходима проверка момента затяжки контактных соединений и состояние контактных поверхностей.

Преимущества использования клапанов СК 11-20

• Повышение безопасности: Создание видимого разрыва цепи, исключение ошибок при наложении заземления, снижение электромеханических нагрузок на персонал.
• Стандартизация и унификация: Наличие стационарной точки заземления упрощает планирование и проведение работ.
• Защита оборудования: Предотвращение повреждения токоведущих частей (проводов, шин) от случайных ударов зажимами переносного заземления.
• Увеличение срока службы ППЗ: Исключается механический износ гибких проводников от частых набросов на провод.
• Удобство и скорость работы: Процедура заземления выполняется быстрее и с меньшими физическими усилиями.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем разница между клапанами СК 11-20 на 10 кВ и на 35 кВ?

Основные различия заключаются в размерах изоляторов (длине пути утечки), величине воздушного зазора между контактами в отключенном положении и, как правило, в номинальных токах термической и динамической стойкости. Конструкция для 35 кВ более габаритна и рассчитана на большие диэлектрические промежутки.

Можно ли использовать клапан СК 11-20 в качестве стационарного заземляющего разъединителя для постоянного заземления секции?

Нет, клапан СК 11-20 предназначен исключительно для оперативных коммутаций с переносным заземлением. Для постоянного заземления секций шин или линий должны применяться стационарные заземляющие ножи (разъединители), входящие в конструкцию силовых выключателей или разъединителей, которые рассчитаны на длительное протекание рабочего тока.

Как выбрать номинальный ток термической стойкости клапана?

Ток термической стойкости клапана должен быть равен или превышать расчетный ток короткого замыкания в месте его установки на время его действия (обычно 3-4 секунды). Данные берутся из расчетов токов КЗ для конкретной электроустановки.

Требуется ли периодическая проверка и испытание клапанов СК 11-20?

Да, в рамках планово-предупредительных ремонтов (ППР) электроустановок. Проверяются механическая прочность изоляторов, целостность контактных соединений, легкость хода привода, состояние антикоррозионного покрытия. Электрические испытания (высоким напряжением) обычно проводятся для изоляторов в составе электроустановки.

Что делать, если нож клапана не входит до конца или идет туго?

Запрещается применять чрезмерные усилия. Необходимо отключить клапан и провести техническое обслуживание: проверить состояние контактных поверхностей на предмет окисления или механических повреждений, смазать направляющие, проверить соосность неподвижного и подвижного контактов, устранить возможные перекосы.

Заключение

Клапан СК 11-20 является неотъемлемым элементом системы электробезопасности на воздушных линиях и подстанциях среднего класса напряжения. Его правильный выбор, монтаж и эксплуатация в соответствии с нормативной документацией напрямую влияют на безопасность персонала, обслуживающего электроустановки, и на бесперебойность электроснабжения. Применение данных устройств переводит операцию наложения защитного заземления из разряда кустарных в регламентированную, контролируемую и безопасную процедуру, минимизируя человеческий фактор.