Instytut Tele- i Radiotechniczny Instytut Elektrotechniki Opracowanie nowej generacji łączników dla dystrybucji energii elektrycznej średniego napięcia Wykonawcy: Konsorcjum w skład którego wchodzi: Instytut Tele- i Radiotechniczny Instytut Elektrotechniki

Cele badawcze projektu: Główny cel Projektu: Opracowanie konstrukcji nowej generacji wyłączników średniego napięcia oraz stycznika średniego napięcia o podwyższonych parametrach łączeniowych, przy zastosowaniu komór próżniowych jako elementów łączeniowych. Cele badawcze projektu: Opracowanie styków generujących osiowe pole magnetyczne Badania zjawisk łączeniowych w specjalnie skonstruowanej rozbieralnej komorze gaszeniowej

ŚWIATOWA PRODUKCJA ŁĄCZNIKÓW NA NAPIĘCIE DO 36 kV SF6 POWIETRZNE PRÓŻNIOWE OLEJOWE

ZALETY ŁĄCZNIKÓW Z KOMORAMI PRÓŻNIOWYMI Całkowite odizolowanie łuku elektrycznego od środowiska Brak szkodliwych produktów rozkładu ośrodka gaszącego łuk Wysoka trwałość i niezawodność Małe gabaryty Małe moce napędu Cichość działania Dowolna pozycja pracy Eliminacja zabiegów konserwacyjnych

Parametry znamionowe wyłączników na napięcie 7.2kV W ramach Projektu zostanie opracowana rodzina wyłączników średniego napięcia na napięcie znamionowe 7.2kV Parametry znamionowe wyłączników na napięcie 7.2kV Prąd znamionowy 630A 1250A Prąd wyłączalny zwarciowy 12.5kA 16kA 25kA Prąd załączalny zwarciowy 32kA 40kA 63kA Napięcie probiercze 50Hz 23kV Napięcie probiercze udarowe 70kV Docisk styków 650N 1000N 2000N

Znamionowy prąd wyłączalny Znamionowy prąd załączalny W ramach Projektu zostanie opracowany stycznik na napięcia znamionowe 7.2kV o podwyższonych parametrach łączeniowych Znamionowy prąd łączeniowy 630A Znamionowy prąd wyłączalny 10kA Znamionowy prąd załączalny 25kA

Podstawowe cechy projektowanych wyłączników: Napęd elektromagnesowy ze sprężyną otwierającą, wspólny dla wszystkich trzech biegunów wyłącznika; energia napędu przekazywana przez wałek napędowy i zespół sprężyn dociskających styki w komorze próżniowej tłumiących drgania styków i wspomagających otwieranie komór podczas wyłączania. Wyłączniki wyposażone w specjalny człon elektroniczny służący do sterowania załączaniem i wyłączaniem. Specjalny rodzaj napędu Zastosowanie konstrukcji samogenerujacej pole magnetyczne poprzez odpowiednią konfigurację układów stykowych w celu uniknięcia niszczącego działania tzw. elektrycznego łuku ściągniętego, jaki tworzy się przy przerywaniu prądów powyżej 8-10 kA, Specjalnie skonstruowane próżniowe komory gaszeniowe

I I I I WPŁYW PÓL MAGNETYCZNYCH NA ŁUK ELEKTRYCZNY Tory prądowe wytwarzające pole magnetyczne radialne powodujące rotację łuku skupionego I I

WPŁYW PÓL MAGNETYCZNYCH NA ŁUK ELEKTRYCZNY Tor prądowy wytwarzający pole magnetyczne osiowe utrzymujące łuk elektryczny w postaci dyfuzyjnej.

Komputerowa obróbka obrazu Opracowanie i wykonanie rozbieralnej komory próżniowej do badań łuku dyfuzyjnego Wysokie napięcie Szybka kamera Wykonane zostaną fotogramy z badań łuku w próżniowej komorze rozbieralnej, ich komputerowa obróbka i analiza wyników w celu weryfikacji założeń Komputerowa obróbka obrazu Siłownik System pompowy

Technologii zamykania próżniowych komór wyłącznikowych Spawanie (TIG) elementów komór + pompowanie komór przez rurkę pompową Zamykanie komór gaszeniowych poprzez lutowanie w piecu próżniowym

Zakup pieca próżniowego dla technologii zamykania próżniowych komór wyłącznikowych Nowa technologia oparta o proces lutowania zamiast spawania wymagać będzie użycia pieca próżniowego gwarantującego uzyskanie próżni rzędu 1 ÷ 5 x 10-7 mbar Pionowy piec próżniowy Obudowa ze stali nierdzewnej Strefa grzejna wykonane z metalu Strefa grzejna: średnica 300 mm, wysokość 400 mm Temperatura pracy do 1300oC Programowana szybkość narastania temperatury 0 - 20oC/min Dokładność temperaturowa w strefie grzejnej +/- 5oC Pełna automatyka systemu próżniowego w zakresie 1 - 5 x 10-7 mbar Czysta próżnia, pompa turbomolekularna System kontroli procesu z oprogramowaniem, interfejs użytkownika

Harmonogram zadań badawczych Projektu ITR IEl Nr zadania Tytuł zadania i podzadania 2009 2010 2011 2012 I II III IV 1 Opracowanie Studium Wykonalności Projektu 2 Opracowanie i wykonanie układów stykowych dla próżniowych komór wyłącznikowych na napięcie znamionowe 7,2 kV i prądy znamionowe 630 i 1250A. 3 Badania układów stykowych dla komór wyłącznikowych na napięcie 7,2 kV i prądy znamionowe 630 i 1250 A 4 Opracowanie układu stykowego dla próżniowej komory stycznikowej na napięcie znamionowe 7,2 kV i prąd 630 A 5 Badania układów stykowych dla komory stycznikowej na napięcie 7,2 kV i prąd znamionowy 630A 6 Opracowanie i wykonanie rozbieralnej komory próżniowej do badań łuku dyfuzyjnego 7 Przeprowadzenie badań łuku opracowanych styków w rozbieralnej komorze próżniowej

Harmonogram zadań badawczych Projektu c.d. ITR IEl Nr zadania Tytuł zadania i podzadania 2009 2010 2011 2012 I II III IV 8 Opracowanie konstrukcji komór i technologii ich wykonania. Wykonanie modeli komór wyłącznikowych i komory stycznikowej 5.1. Przetarg na zakup pieca próżniowego 5.2 Zakup, dostawa i montaż pieca próżniowego 9 Opracowanie napędów dla wyłączników i stycznika na 7,2 kV. 10 Badania wyłączników i stycznika z komorami próżniowymi 11 Badania rynku i kosztów wdrożeń produktu projektu w odniesieniu do sytuacji krajowej i europejskiej 12 Promocja projektu

Realizacja zdań Projektu w IV kwartale 2009 r Zadanie nr 2 (ITR) - Czas realizacji: IV kw. 2009 – II kw. 2010 Opracowanie i wykonanie układów stykowych dla próżniowych komór wyłącznikowych na napięcie znamionowe 7,2 kV i prądy znamionowe 630 i 1250 A Zakres realizacji zadania w IV kw. 2009: Dobór konstrukcji styków (unipolarna, bipolarna lub kwadropolarna) i wykonanie modeli styków wyłacznikowych komór gaszeniowych na napięcie znamionowe 7,2 kV i prąd znamionowy 630 A b) Dobór konstrukcji styków i wykonanie modeli styków wyłacznikowych komór gaszeniowych na napięcie znamionowe 7,2 kV i prąd znamionowy 1250 A Zadanie nr 3 (IEl) - Czas realizacji: IV kw. 2009 – II kw. 2010 Badania układów stykowych dla komór wyłącznikowych na napięcie 7,2 kV i prądy znamionowe 630 i 1250 A Zakres realizacji zadania w IV kw. 2009 : Symulacja rozpływu prądu i rozkładu temperatury na modelowych stykach wyłącznikowych komór próżniowych na napięcie znamionowe 7,2 kV i prąd znamionowy 630 A b) Symulacja rozpływu prądu i rozkładu temperatury na modelowych stykach wyłącznikowych komór próżniowych na napięcie znamionowe 7,2 kV i prąd znamionowy 1250 A,

Realizacja zdań Projektu w IV kwartale 2009 r c.d. Zadanie nr 6 (ITR) - Czas realizacji: IV kw. 2009 – IV kw. 2010 Opracowanie i wykonanie rozbieralnej komory próżniowej do badań łuku dyfuzyjnego Zakres realizacji zadania w IV kw. 2009 : Opracowanie konstrukcji urządzenia badawczego - próżniowej komory rozbieralnej, w tym układu próżniowego ze sterowaniem, układów zasilania, układów obserwacji łuku. Zadanie nr 7 (IEl) - Czas realizacji: IV kw. 2009 – IV kw. 2010 Przeprowadzenie badań łuku opracowanych styków w rozbieralnej komorze próżniowej Zakres realizacji zadania w IV kw. 2009 : Opracowanie metodyki pomiarów w komorze rozbieralnej łuku dyfuzyjnego pomiędzy stykami wyłacznikowej komory próżniowych w warunkach wyłączania znamionowego prądu zwarciowego Zadanie nr 12 (ITR) - Czas realizacji: IV kw. 2009 – IV kw. 2012 Promocja projektu Zakres realizacji zadania w IV kw. 2009 : Założenie strony internetowej Projektu