Затворы Benarmo: конструкция, типы, применение и технические аспекты выбора

Затворы Benarmo представляют собой линейку высоковольтных разъединителей наружной установки, предназначенных для коммутации участков электрической цепи при отсутствии нагрузочного тока, обеспечения видимого разрыва и создания безопасных условий для проведения работ на отключенных участках. Продукция под брендом Benarmo, производимая на заводах в Испании и Китая с контролем качества по европейским стандартам, широко применяется в распределительных сетях среднего и высокого напряжения, на подстанциях, в промышленных энергоустановках и объектах возобновляемой энергетики.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция затвора Benarmo является трехполюсной, с индивидуальным или общим (на три полюса) приводным механизмом. Основные элементы конструкции включают:

• Рама (основание): Изготавливается из горячеоцинкованной стали или алюминиевых сплавов, обеспечивает механическую прочность, устойчивость и коррозионную стойкость всей конструкции.
• Изоляторы: Опорные и поворотные. Выполняются из фарфора или закаленного стекла (в стандартном исполнении), либо из композитных полимерных материалов (силиконовая резина на стеклопластиковом стержне) для условий с сильным загрязнением. Обеспечивают необходимую диэлектрическую прочность и механическую стабильность.
• Токоведущая система: Включает неподвижные и подвижные контакты (ножи). Изготавливаются из электротехнической меди или алюминия с медно-серебряным или биметаллическим покрытием в зоне контактирования для обеспечения низкого переходного сопротивления и стойкости к электрической эрозии.
• Приводной механизм: Может быть ручным (рычажным или штурвальным), моторным (электродвигатель) или пружинно-моторным. Преобразует усилие оператора или сигнал управления во вращательное движение изоляторов с ножами.
• Блокировочные и сигнальные устройства: Механические замки, блокировки с заземляющими ножами, контакты положения («ВКЛ»/»ОТКЛ») для сигнализации и АСУ ТП.

Принцип действия основан на повороте изоляторов с закрепленными на них ножами. Ножи входят в или выходят из неподвижных контактных губок, расположенных на другом конце рамы, обеспечивая замыкание или размыкание цепи. Видимый воздушный промежуток является ключевым требованием безопасности.

Классификация и типы затворов Benarmo

Затворы классифицируются по нескольким ключевым параметрам.

1. По номинальному напряжению:

• Среднее напряжение: 12 кВ, 24 кВ, 36 кВ.
• Высокое напряжение: 72.5 кВ, 123 кВ, 145 кВ, 170 кВ.

2. По типу установки и конструкции:

• Затворы с горизонтальным вращением (Center-Break): Классическая и наиболее распространенная конструкция. Подвижные ножи вращаются в горизонтальной плоскости, размыкая цепь по центру. Отличаются простотой и надежностью.
• Затворы с вертикальным вращением (Double-Break или Pantograph): Подвижная контактная система перемещается в вертикальной плоскости, часто имеет два разрыва на полюс. Требуют меньше места по ширине, что актуально для стесненных условий.
• Затворы заземления: Специализированные устройства для безопасного заземления отключенных участков линии или оборудования. Могут быть независимыми или совмещенными с линейным разъединителем (трехпозиционные «ВКЛ-ОТКЛ-ЗАЗЕМЛЕНИЕ»).

3. По материалу изоляторов:

• Фарфор/Стекло: Традиционные материалы с высокой механической прочностью на сжатие и стойкостью к УФ.
• Полимерные (композитные): Меньший вес, высокая устойчивость к вандализму, лучшее поведение в загрязненных условиях за счет гидрофобной поверхности.

4. По типу привода:

• Ручной (с рычагом на земле или штурвалом на колонне).
• Моторный (электрический привод для дистанционного управления).
• Ручной с пружинным доводчиком (для обеспечения высокой скорости коммутации независимо от усилия оператора).

Технические характеристики и выбор

Выбор конкретной модели затвора Benarmo осуществляется на основе анализа технических условий проекта. Ключевые параметры представлены в таблицах.

Таблица 1. Основные электрические параметры для серии на 24-36 кВ

Параметр	Значение для 24 кВ	Значение для 36 кВ
Номинальное напряжение, Un	24 кВ	36 кВ
Наибольшее рабочее напряжение, Um	25.8 кВ	40.5 кВ
Номинальный ток, In	630 А, 1250 А, 2000 А	630 А, 1250 А, 2000 А
Номинальный сквозной ток короткого замыкания (Ith)	25 кА / 3 с	25 кА / 3 с
Номинальный ток электродинамической стойкости (Ipk)	63 кА (пик.)	63 кА (пик.)
Номинальный импульсное напряжение, 1.2/50 мкс	150 кВ	170 кВ
Напряжение промышленной частоты, 1 мин (сух./под дождем)	50 кВ / 45 кВ	70 кВ / 60 кВ

Таблица 2. Основные электрические параметры для серии на 145 кВ

Параметр	Значение
Номинальное напряжение, Un	145 кВ
Наибольшее рабочее напряжение, Um	170 кВ
Номинальный ток, In	2000 А, 2500 А, 3150 А
Номинальный сквозной ток КЗ (Ith)	40 кА / 3 с
Номинальный импульсное напряжение, 1.2/50 мкс	650 кВ
Минимальное расстояние через воздух в отключенном положении	> 1400 мм

Критерии выбора:

• Сетевое напряжение: Выбор по U_n и U_m.
• Рабочий ток: Выбор по I_n с запасом на возможное увеличение нагрузки.
• Токи короткого замыкания: Параметры I_th и I_pk должны соответствовать расчетным значениям КЗ в точке установки.
• Климатические условия и загрязненность: Определяют выбор материала изоляторов (полимер предпочтительнее при загрязнении), класс изоляции и необходимость дополнительных мер (греющие ленты, увеличение длины пути утечки).
• Тип привода: Зависит от требуемого уровня автоматизации (ручной для редких переключений, моторный для частых или дистанционных).
• Необходимость заземления: Определяет потребность в отдельном заземляющем разъединителе или трехпозиционной конструкции.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж должен производиться в соответствии с проектными чертежами и инструкцией производителя. Фундамент под раму должен обеспечивать жесткость и отсутствие перекоса. Критически важно соблюдать допустимые изгибающие моменты на изоляторы от присоединяемых шин или проводов. После монтажа проверяется легкость хода привода, четкость фиксации в крайних положениях, соответствие воздушных зазоров.

Эксплуатация разрешена только при отсутствии тока нагрузки. Переключения производятся строго по оперативной схеме или распоряжению. Основные правила: отключение нагрузки сначала выключателем, затем разъединителем; включение – сначала разъединитель, затем выключатель.

Техническое обслуживание включает периодические осмотры (визуальный контроль целостности изоляторов, состояния контактов, антикоррозионного покрытия), проверку момента усилия переключения, измерение сопротивления контактов (микроомметром) и при необходимости очистку от загрязнений, смазку трущихся частей и подтяжку контактных соединений.

Преимущества и недостатки в сравнении с аналогами

Преимущества затворов Benarmo:

• Соответствие международным стандартам (IEC 62271-102, ГОСТ, и др.).
• Широкий диапазон номиналов, позволяющий покрыть большинство задач в распределительных сетях.
• Оптимальное соотношение цена/качество при контролируемом европейском инжиниринге.
• Наличие сертификатов для применения в энергосистемах многих стран.
• Адаптивность конструкции: возможность комплектации различными приводами, изоляторами, аксессуарами.

Недостатки/ограничения:

• В ценовом сегменте выше некоторых азиатских аналогов, но ниже европейских брендов премиум-класса.
• Сроки поставки и доступность специфических модификаций могут быть длиннее, чем у продукции, постоянно складируемой на местных складах.
• Как и все разъединители данного типа, не предназначены для отключения токов нагрузки, что требует строгого соблючения эксплуатационных процедур.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное отличие разъединителя Benarmo от выключателя нагрузки?

Разъединитель (затвор) предназначен исключительно для создания видимого разрыва цепи при отсутствии тока. Он не имеет дугогасительной камеры и не может безопасно разрывать нагрузочный ток, особенно индуктивный. Выключатель нагрузки способен отключать номинальный рабочий ток и, как правило, оснащен простой дугогасительной системой. Часто эти аппараты используются совместно.

Можно ли использовать затвор Benarmo в качестве заземляющего устройства?

Стандартный линейный разъединитель не является заземляющим устройством. Для безопасного заземления необходимо использовать специальные заземляющие разъединители (отдельные или совмещенные в одном аппарате с основными ножами), которые рассчитаны на термическую и динамическую стойкость при коротких замыканиях на заземленном участке.

Какой материал изолятора выбрать: фарфор или полимер?

Выбор зависит от условий эксплуатации. Фарфор традиционен, обладает высокой стойкостью к УФ и долговечностью в чистой атмосфере. Полимерные изоляторы легче, обладают высокой стойкостью к вандализму (не бьются) и, что наиболее важно, проявляют гидрофобность. В условиях сильного промышленного или морского загрязнения полимерные изоляторы лучше сохраняют диэлектрические свойства, такого как вода на их поверхности собирается в отдельные капли, а не образует сплошную пленку, снижающую сопротивление.

Каковы типовые механические ресурсы затвора и привода?

Механический ресурс (количество операций «ВКЛ-ОТКЛ») для разъединителей Benarmo, как правило, составляет:

• Для основных токоведущих частей и изоляторов: 10 000 операций.
• Для механизма привода (ручного или моторного): 5 000 — 10 000 операций в зависимости от типа.

Это ресурс для операций без тока. Ресурс при номинальном токе не нормируется, так как коммутация под нагрузкой запрещена.

Как осуществляется дистанционное управление и интеграция в АСУ ТП?

Для дистанционного управления затвор комплектуется электродвигательным приводом (моторным или пружинно-моторным). Привод имеет встроенные концевые выключатели и, как правило, электромагнитный замок. Сигналы о положении («ВКЛ»/»ОТКЛ») и, опционально, о готовности привода, а также управляющие сигналы «Открыть»/»Закрыть» выводятся на клеммную колодку. Через эти контакты затвор подключается к шкафу управления или непосредственно к контроллеру подстанции по интерфейсам «сухой контакт» или через промежуточные реле.

Какие документы и сертификаты необходимы для закупки и ввода в эксплуатацию?

При закупке необходимо запрашивать у поставщика полный комплект технической документации, включая: паспорт изделия, руководство по монтажу и эксплуатации, протоколы типовых испытаний (согласно IEC 62271-102), сертификат соответствия требованиям Технических регламентов (например, ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011). Для конкретных проектов могут потребоваться дополнительные отчеты по расчету моментов от присоединения шин или климатическому исполнению.