Oncool.ru

Строй журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Генератор ручной для вакуумных выключателей

Вакуумный выключатель

Владельцы патента RU 2249874:

Изобретение относится к области электротехники. Вакуумный выключатель состоит из фазных модулей, установленных на металлическом основании, внутри которого расположены приводы с магнитной защелкой, синхронизирующий и блокировочный валы, блок контакты. Фазные модули состоят из опорных изоляторов с расположенными внутри вакуумными камерами, контактными терминалами и тяговыми изоляторами. Формы тягового изолятора и неподвижного изоляционного трубчатого фрагмента создают лабиринтный воздушный зазор между контактными терминалами и основанием, повышая электропрочность промежутка. Упругие проводящие спирали при работе выключателя перекатываются в кольцевом зазоре межу терминалом и втулкой подвижного контакта, создавая многоточечный контакт высокой проводимости. Технический результат — уменьшение габаритов и стоимости при повышении основных эксплуатационных параметров. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям вакуумных выключателей.

Известен вакуумный выключатель с вакуумными дугогасительными камерами (ВДК), электромагнитным приводом, отключающими пружинами и пружинами поджатия [1].

Кинематическая схема его включает в себя большое количество нагруженных узлов трения, что является причиной низкой надежности и ресурса аппарата.

Наиболее близким по конструкции является вакуумный выключатель серии TEL, содержащий основание, вакуумные камеры с контактами, контактные терминалы и токосъем, опорную и тяговую изоляцию, пофазные приводы с магнитными системами, образующими магнитные защелки, содержащие статор, якорь и обмотку, и общий синхронизирующий вал [2].

Недостатками данной конструкции являются значительная длина тягового изолятора, относительно высокое сопротивление подвижного токопроводящего элемента (гибкий токосъем), сложность магнитной системы приводов, невысокие токовые параметры как следствие затруднения естественного охлаждения контактных терминалов, трудности ручного отключения и дистанционной механической индикации положения главных контактов, сложности подключения розеточных контактов и проектирования механизмов блокировки для различных вариантов проектов подстанции.

Изобретение решает задачу создания выключателя уменьшенных габаритов и стоимости при повышении основных эксплуатационных параметров.

Техническим результатом применения заявленного изобретения являются: уменьшение длины тягового изолятора, снижение сопротивления подвижного токопроводящего элемента, упрощение и удешевление магнитной системы привода, повышение токовых параметров выключателя за счет улучшения охлаждения контактных терминалов, снижение усилия ручного отключения, обеспечении дистанционной механической индикации главных контактов, подключения розеточных контактов и их упрощенного конструктива, облегчение задачи подключения блокировочных механизмов.

Сущность изобретения состоит в том, что вакуумный выключатель содержит основание, вакуумные камеры с контактами, контактные терминалы и токосъем, опорную и тяговую изоляцию, пофазные приводы с магнитными системами, образующими магнитные защелки, содержащие статор, якорь и обмотку, и общий синхронизирующий вал, причем статор пофазного привода, обращенный к контактному терминалу подвижного контакта, покрыт неподвижной твердой изоляцией, которая выполнена с трубчатым фрагментом, а часть тяговой изоляции представляет собой изоляционный стакан, внутри которого соосно размещен указанный трубчатый фрагмент неподвижной твердой изоляции.

Предпочтительно в качестве подвижного токосъема использованы упругие проводящие спирали, установленные в зазоре между втулкой подвижного контакта и терминалом подвижного контакта с возможностью перекатывания между их поверхностями, как минимум одна из которых является зубчатой, и зубья ориентированы в направлении движения, причем между зубьями расположены по два витка упомянутых спиралей.

Кроме того, в частных случаях исполнения магнитные системы приводов представляют собой две чашки из магнитотвердого материала с расположенной внутри катушкой, причем одна чашка закреплена к основанию выключателя, а другая — к тяговому изолятору, контактные терминалы изготовлены из алюминиевого сплава экструзионным способом с последующей механической обработкой.

Одновременно выключатель снабжен генератором ручного отключения, представляющим собой замкнутую магнитную систему с возможностью механического размыкания ее, включающую постоянный магнит и катушку, электрически соединенную с катушками приводов выключателя, а кнопка ручного отключения жестко соединена с якорем магнитной системы указанного генератора так, что направление оперирования соответствует направлению размыкания его магнитной системы, а также снабжен выносным индикатором состояния выключателя, связанным с механизмом синхронизирующего вала выключателя посредством гибкой связи в виде тросика в оболочке, снабжен розеточными контактами с сепараторами из алюминиевого сплава, изготовленными методом экструции, и снабжен блокировочным валом с кулачком механического размыкания и блокирования привода в отключенном положении и рычагом электрической блокировки.

Технический результат определяется тем, что в заявленном выключателе тяговая изоляция реализована так, что детали, находящиеся под разным потенциалом, покрыты изоляцией.

При этом тяговый изолятор и неподвижный изоляционный трубчатый фрагмент реализуют лабиринтный воздушный зазор между высоким потенциалом и землей таким образом, что путь пробоя по воздуху имеет участки, направленные встречно действию электрического поля.

Спиральные токопроводящие элементы, перекатывающиеся при работе выключателя между подвижной и неподвижной поверхностями, создают постоянный многоточечный контакт, так как каждый полувиток является отдельным проводником, что позволяет достичь низких значений переходного сопротивления.

Магнитная система приводов, состоящая из двух чашеобразных деталей из магнитотвердого материала, позволяет реализовывать простой и надежный привод с магнитной защелкой.

Изготовление контактных терминалов методом экструзии с последующим отрезанием от профиля фрагментов необходимой длины значительно снижает стоимость конечного изделия по сравнению с другими способами получения деталей, например литья.

Применение генератора ручного отключения облегчает проектирование распред. устройств, так как генератор механически не связан с выключателем и может быть установлен в любом удобном месте, как и выносной индикатор положения главных контактов.

Экструзионный метод изготовления с последующим отрезанием фрагментов необходимой длины значительно снижает стоимость сепараторов розеточных контактов. Применение блокировочного вала позволяет решать задачи блокировки без механических нагрузок на синхронизирующий вал в процессе оперирования выключателя.

На фиг.1 изображен общий вид выключателя, на фиг.2 — осевой разрез модуля одной из фаз во включенном положении выключателя, на фиг.3 — в отключенном положении выключателя; на фиг.4 — контактные терминалы; на фиг.5 — принцип контактирования спирального токосъема в случаях одной и двух зубчатых поверхностей; на фиг.6 — осевой разрез генератора ручного отключения; на фиг.7 — конструкция розеточного контакта.

Выключатель состоит из фазных модулей, установленных на металлическом основании 1, внутри которого расположены приводы с магнитными системами, образующими магнитные защелки, состоящие из статора 2, якоря 3 и катушки 4, а также пружина отключения 5, синхронизирующий и блокировочный валы 6, 7, соответственно, блок контактов. На конце блокировочного вала 7 расположен кулачок 8. Фазные модули состоят из опорных изоляторов 9 с расположенными внутри вакуумными камерами 10, залитыми в силиконовую резину, контактными терминалами 11, 12, пружиной 13 поджатия и тяговыми изоляторами 14.

Статор привода 2, обращенный к контактному терминалу 11, покрыт твердой изоляцией 15 с трубчатым фрагментом 16. Спиральные токопроводящие элементы 17 расположены в зазоре между контактным терминалом 11 и втулкой 18 подвижного контакта. Индикатор 19 положения контактов выключателя (“Вкл.” или “Откл.”) соединен с синхронизирующим валом 6 посредством тросика в оболочке. Генератор 20 ручного отключения представляет собой замкнутую магнитную систему с подвижным якорем 21, постоянным магнитом 22 и катушкой 23 электрически соединенную с обмотками катушек приводов 4. Кнопка 24 ручного отключения жестко связана с якорем 21. Розеточные контакты 25 состоят из сепараторов 26, ламелей 27 и пластинчатых пружин 28.

Устройство работает следующим образом. При подаче импульса тока на катушки приводов 4 происходит замыкание статора 2 и якоря 3, сопровождающееся сжатием пружин отключения 5 и поджатия 13 и собственно замыкание контактов вакуумных камер 10. Статор 2 и якорь 3 могут оставаться в замкнутом положении сколь угодно долго, так как они изготовлены из магнитотвердого материала и в них имеется остаточный магнитный поток. При подаче на катушки 4 импульса тока обратной последовательности происходит “сброс” привода с магнитной защелки и под действием пружин 5 и 13 привод возвращается в положение, изображенное на фиг.3, контакты вакуумных камер 10 размыкаются. В процессе оперирования приводов синхронизирующий вал поворачивается на определенный угол, перемещая индикатор 19 из одного положения в другое. Кроме того, поворот вала вызывает срабатывание блок контактов (на рисунке не показаны). При перемещении подвижных контактов вакуумных камер 10 и втулок 18 происходит перекатывание спиральных токопроводящих элементов 17 между элементами 18 и 11, обеспечивая постоянный контакт между ними. На фиг.3 стрелками показаны усилия контактных нажатий витков упругих спиральных токопроводящих элементов в случаях одной (а) или двух (б) зубчатых поверхностей.

Читать еще:  Провод розетки выключатели для электропроводки

Принцип лабиринтной изоляции показан на фиг.2, где стрелками обозначен возможный путь пробоя по воздуху между терминалом 11 и деталями, находящимися под потенциалом земли.

Ручное отключение при отсутствии оперативного питания может быть произведено генератором ручного отключения 20 путем перемещения его якоря 21 надавливанием на кнопку 24, что вызовет размыкание магнитной системы, включающей постоянный магнит 22, и наведение импульса тока в катушке 23 генератора ручного отключения 20, подаваемого на катушки приводов 4, вызывающего “сброс” последних с магнитной защелки.

Ручное отключение может также быть произведено механическим размыканием статора 2 и якоря 3 поворотом блокировочного вала 7, который своим кулачком 8 отрывает якорь 3 от статора 2. Поворот блокировочного вала 7 производится на 90° и его конструкция реализована таким образом, что он может находиться только в одном из двух стабильных положений фиг.2 и фиг.3.

Перещелкивание блокировочного вала 7 из положения фиг.2 в положение фиг.3 сопровождается размыканием цепей приводов (электрическая блокировка не показана), механическим размыканием приводов, если они были замкнуты, механическим блокированием приводов от включения, на случай выхода из строя электрической блокировки.

Экструзионный метод изготовления деталей 11, 12, 26 сложной пространственной формы позволяет значительно снизить стоимость заявленного выключателя. Контактные терминалы 11 и 12 являются также радиаторами естественного конвекционного охлаждения выключателя, что позволяет повысить предел номинального тока.

Многоконтактный спиральный токосъем 17 позволяет получить низкие значения переходного сопротивления, недостижимые для других конструкций подобных габаритов.

Генератор ручного отключения 20 и индикатор положения контактов 19 могут быть установлены в любом удобном месте, так как жестко механически не связаны с выключателем.

Применение блокировочного вала позволяет проектировать простые и надежные системы блокировки для любого типа комплектных распределительных устройств.

Таким образом, в результате изобретения создан выключатель уменьшенных габаритов и стоимости при повышении основных эксплуатационных параметров.

1. SU №1552250 М. кл. Н 01 Н 33/66, 1990.

2. RU №2020631 М. кл. Н 01 Н 33/66, 1992 (прототип).

1. Вакуумный выключатель, содержащий основание, вакуумные камеры с контактами, контактные терминалы и токосъем, опорную и тяговую изоляцию, пофазные приводы с магнитными системами, образующими магнитные защелки, содержащие статор, якорь и обмотку, и общий синхронизирующий вал, отличающийся тем, что статор пофазного привода, обращенный к контактному терминалу подвижного контакта, покрыт неподвижной твердой изоляцией, которая выполнена с трубчатым фрагментом, а часть тяговой изоляции представляет собой изоляционный стакан, внутри которого соосно размещен указанный трубчатый фрагмент неподвижной твердой изоляции.

2. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что в качестве подвижного токосъема использованы упругие проводящие спирали, установленные в зазоре между втулкой подвижного контакта и терминалом подвижного контакта с возможностью перекатывания между их поверхностями, как минимум одна из которых является зубчатой, и зубья ориентированы в направлении движения, причем между зубьями расположены по два витка упомянутых спиралей.

3. Выключатель по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что магнитные системы приводов представляют собой две чашки из магнитотвердого материала с расположенной внутри катушкой, причем одна чашка закреплена к основанию выключателя, а другая — к тяговому изолятору.

4. Выключатель по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что контактные терминалы изготовлены из алюминиевого сплава экструзионным способом с последующей механической обработкой.

5. Выключатель по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что он снабжен генератором ручного отключения, представляющим собой замкнутую магнитную систему с возможностью механического размыкания ее, включающую постоянный магнит и катушку, электрически соединенную с катушками приводов выключателя, а кнопка ручного отключения жестко соединена с якорем магнитной системы указанного генератора так, что направление оперирования соответствует направлению размыкания его магнитной системы.

6. Выключатель по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что он снабжен выносным индикатором состояния выключателя, связанным с механизмом синхронизирующего вала выключателя посредством гибкой связи в виде тросика в оболочке.

7. Выключатель по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что снабжен розеточными контактами с сепараторами из алюминиевого сплава, изготовленными методом экструции.

8. Выключатель по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что снабжен блокировочным валом с кулачком механического размыкания и блокирования привода в отключенном положении и рычагом электрической блокировки.

Вакуумные выключатели

Вакуумные выключатели современного типа позволяют повысить качественные характеристики поставляемой потребителям электроэнергии за счет гашения дуги в специальной среде. Оборудование принято считать самым эффективным, оно используются в качестве базовой комплектации на вновь возводимых электрических подстанциях, а также постепенно заменяют устаревшее коммутационное оборудование на уже установленных подстанциях.

В вакуумной среде дуга гасится более эффективно, в итоге удается значительно сократить вероятность возникновения аварийной ситуации, а также снизить общие финансовые затраты на техобслуживание подстанций.

Разновидности выключателей вакуумного типа

Вакуумные выключатели, использующиеся в современных электрических подстанциях, можно схематично разделить на несколько видов в зависимости от показателей напряжения, при которых они могут работать. В зависимости от рабочего напряжения выделяют следующие разновидности выключателей:

  • Оборудование для сетей на 6-10 кВ;
  • Устройства, рассчитанные на напряжение в 35 кВ;
  • Оборудование на 110-220 кВ.

Еще один критерий подразделения оборудования – максимальная мощность отключаемого от сети потребителя.

Где применяются вакуумные выключатели

Производство вакуумных выключателей началось довольно давно, при этом модели, выпущенные в продажу во времена СССР, отличались несовершенной конструкцией и отключали сеть при возникновении относительно небольших перегрузок. Современные выключатели производятся из материалов, устойчивых к термическому и механическому воздействию, в итоге оборудование выделяется повышенной надежностью и может использоваться в различных бытовых и производственных сферах.

Чаще всего вакуумные выключатели используются в следующих сферах:

  • В электрических станциях и распределительных подстанциях;
  • В металлургической промышленности в печных установках для плавки металла;
  • В нефтегазовой и химической сфере в районе пунктов перекачки топлива;
  • На горнодобывающих предприятиях на трансформаторных подстанциях, которые питают комбайны, экскаваторы и прочее специализированное оборудование;
  • На вторичных и первичных цепях тяговых подстанций в железнодорожном транспорте.

За счет своих преимуществ оборудование постепенно вытесняет с рынка воздушные и масляные выключатели, которые имеют устаревшую конструкцию и не гарантируют потребителям необходимые эксплуатационные характеристики.

Как выбрать вакуумный выключатель

Выбирая вакуумный выключатель для тех или иных нужд, стоит руководствоваться следующими параметрами оборудования:

  • Напряжение в сети. От данного показателя зависит, какой тип изоляции должен использоваться в выключателе;
  • Степень устойчивости к короткому замыканию;
  • Стойкость к термическому воздействию. Данный показатель особо важен в тех случаях, если монтаж оборудования производится в удаленных местах и доступ к устройству в случае аварии осуществляется не сразу;

Климатическое исполнение корпуса (учитывайте, какая рабочая температура воздуха и влажность будут на территории, где будет устанавливаться и использоваться вакуумный выключатель).

Поставка и замена (ретрофит)
вакуумных генераторных выключателей

Поставка и замена (ретрофит)
вакуумных генераторных выключателей

Поставка и замена (ретрофит)
вакуумных генераторных выключателей

Для всех типов электростанций мощностью до 450 мВА

Производим локализацию в России до уровня 75%

Увеличенная до 7 лет гарантия на оборудование

вакуумного генераторного выключателя

Ток стойкости к КЗ

при номинальном токе, не менее 30 размыканий при
100% токе КЗ

в соответсвии со
стандартом IEEE C37.013
/ IEC 62271-C37.013

  • Видео-обзор 1
  • Видео-обзор 2
Читать еще:  Выключатель с поворотным механизмом

Генераторный выключатель серии 3AH36

Номинальное напряжение24 кВ
Ток отключения КЗ120 кА
Номинальный ток12500 А
Межфазное расстояниеПофазное исполнение
Ресурс по механической стойкости10 000 операций
Ресурс по коммутационной стойкости при токах КЗ30 отключений
Апериодическая составляющая75%
Скорость восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка4,3 кВ / мкс

Выключатель можно располагать горизонтально или вертикально для идеальной замены генераторного выключателя МГГ

Межфазное расстояние или высоту оси можно регулировать для точного соотеветсвия существующих шин заменяемого выключателя

Выключатель опционально возможно оснастить линейным разьединителем и разъединителем земли со стороны трансформатора и генератора.

Генераторный выключатель серии 3AH37/38

Номинальное напряжение17,5, 24 кВ
Ток отключения КЗ50, 63, 72 кА
Номинальный ток3150 – 6300 А
Межфазное расстояние275, 350 мм
Ресурс по механической стойкости10 000 операций
Ресурс по коммутационной стойкости при токах КЗ50 отключений
Апериодическая составляющая75%
Скорость восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка4,5 кВ / мкс

Генераторный выключатель серии 3AK7

Номинальное напряжение17,5 кВ
Ток отключения КЗ40, 50 кА
Номинальный ток1250 – 4000 А
Межфазное расстояние210, 280 мм
Ресурс по механической стойкости10 000 операций
Ресурс по коммутационной стойкости при токах КЗ50 отключений
Апериодическая составляющая75%
Скорость восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка4,5 кВ / мкс

Генераторный выключатель пофазное исполнение

Номинальное напряжение17, 24 кВ
Ток отключения КЗ130 кА
Номинальный ток15000 А
Межфазное расстояниеПофазное исполнение
Ресурс по механической стойкости10 000 операций
Ресурс по коммутационной стойкости при токах КЗ50 отключений
Апериодическая составляющая75%
Скорость восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка4,5 кВ / мкс

Вакуумная технология камеры — сердце выключателя

Постоянство диэлектрической прочности

  • Независимость от внешнего воздействия окружающей среды благодаря герметичности вакуумной камеры
  • Отсутствие продуктов распада при коммутации в вакууме

Постоянство стойкости контактов

  • Поверхность контактов остается чистой, так как в вакууме отсутствует окисление
  • Стойкость контактов остается неизменной на протяжении всего срока службы камеры
  • Нет различия между основными и дугогасительными контактами (в отличие элегазовых выключателей)
  • Небольшое количество подвижных частей в камере
  • MTTF вакуумных камер: 51,300 лет
  • MTBF вакуумных выключателей (3AH серия): 12,624 лет
  • Более 5 000 000 вакуумных камер по всему миру

при выборе вакуумного генераторного выключателя SIEMENS

Снижение стоимости
помещения для ГРУ

Снижение затрат
при покупке до 30 %

Безопасность для персонала

Ретрофит генераторных выключателей

Большинство действующих электростанций было построено в Советском Союзе в середине и конце прошлого века, установленное коммутационное оборудование в виде масляных или воздушных генераторных выключателей типа МГГ, ВГМ, ВВО, многократно выработало свой ресурс. Следует понимать, что генераторный выключатель это важный элемент системы электростанции и его отказ может привести к нарушению работы или повреждению схемы выдачи мощности, что приведет к значительным убыткам, простою, и , возможно, поломке таких элементов как генератор или трансформатор.

невозможность полной замены ячейки, ячейка в хорошем состоянии, необходимость частого обслуживания старых коммутационных аппаратов, сложности с поставкой запасных частей

запрет на расширение строительства, затраты на временные решения слишком высоки, долгая процедура согласования и проектирования нового ГРУ, ограниченное финансирование.

При ретрофите заказчик экономит около 50% денежных средств и меняет элементы, которые устарели физически и морально.

Не подлежат замене действующие заземлители, разъединители и другое оборудование.

при замене устаревших масляных выключателей

Специальные требования к утилизации — отсутствуют

с Сионика -Инженерные Решения

  • Для конечных заказчиков
  • Для проектных институтов
  • Для монтажных организаций

Перед выбором типа выключателя мы проведем компьютерное вычисление и моделирование выдерживаемого кратковременного и пикового тока системы в соответствии со стандартом DIN EN ISO 9001 согласно худшего сценария возникновения тока КЗ. В течение 7-10 рабочих дней мы проведем расчет и предоставим Вам результат.

Предоставим все чертежи выключателя в удобном редактируемом формате для AutoCAD или других графических редакторов. Предоставим чертежи рамы/основания для установки выключателя в генераторную ячейку.

Выполним «привязку» выключателя к существующей или новой релейной защите. Разработаем адаптационный комплект для присоединения выключателя к существующей ошиновке.

Размеры установочной рамы, корпуса и конфигурация шинопровода рассчитаны нашими специалистами и обеспечивают устойчивость к тепловым и ударным нагрузкам.

Устойчивость к тепловым
и ударным нагрузкам

На 30-40 % дешевле закупки
нового модуля

Гибкая ценовая
и техническая политика

Предоставим лучшую цену на данный тип оборудования – мы лидеры по количеству реализованных проектов, каждая пятая генераторная ячейка в России модернизирована силами наших специалистов.

Освободим от затрат на ремонт и обслуживание – выключатели Siemens не требуют технического обслуживания: контроля давления элегаза, резиновых уплотнений, обслуживания механического привода. Не требуют дополнительных затрат на утилизацию.

Обеспечим бесперебойную работу на весь срок эксплуатации – не менее 10 000 циклов отключения номинальных токов, не менее 30 циклов отключения полного тока КЗ, после прохождения тока КЗ и срабатывания выключатель готов к работе без обслуживания.

Предложим расширенную до 7 лет гарантию на оборудование — если вы произведете монтаж выключателя силами наших специалистов

Устойчивость к тепловым
и ударным нагрузкам

На 30-40 % дешевле закупки
нового модуля

Гибкая ценовая
и техническая политика

— выдача монтажных чертежей и инструкций на русском языке

— предоставление услуг сертифицированного шеф-инженера на объекте

— помощь в проведение пуско-наладочных работ и приемо-сдаточных испытаний

— услуги собственной электротехнической лаборатории

Устойчивость к тепловым
и ударным нагрузкам

На 30-40 % дешевле закупки
нового модуля

Гибкая ценовая
и техническая политика

Вакуумный выключатель: устройство и принцип работы + нюансы выбора и подключения

Электроприбор вакуумный выключатель – это устройство, предназначенное для эксплуатации в составе электрических высоковольтных сетей. Своё название он получил от особенности конструкции – вакуумной камеры, благодаря которой достигается моментное гашение электрической дуги.

Прибор используется в качестве коммутаторов, призванных выполнять отключение оборудования на случай аварийных ситуаций или в рамках текущей эксплуатации. Давайте подробнее рассмотрим, что собой представляет вакуумный коммутатор и для чего он нужен.

Как действует высоковольтный вакуумный коммутатор?

Основой функциональности вакуумных камер, применяемых в конструкции выключателей, являются физические свойства газа, находящегося в разряженном состоянии. При таких условиях свойство газа, характеризуемое как электрическая прочность, существенно изменяется в сторону увеличения.

Этот эффект высокой разряженной среды (диапазон от 10 -6 до 10 -8 Н/см 2 ) успешно используется в конструкциях выключателей, дополненных газовыми вакуумными камерами, сквозь которые проходят электрические контактные группы.

Текущий через контактные группы ток (в момент разъёма контакта) формирует электрический разряд – дугу. Горение дуги проходит за счёт частичной ионизации паров металла, неизбежно образующихся от высокой температуры. Прохождение тока между контактами через образованную плазму поддерживается до момента перехода тока к нулевой шине.

Как только наступает момент перехода через «ноль», электрическая дуга гаснет. Время общего процесса занимает не более 7-10 микросекунд.

Устройство выключателей вакуумного исполнения

Разнообразие вакуумных выключателей, с учётом их конструктивного исполнения, достаточно велико. Поэтому сложно выдавать характеристику этих приборов в целом. Между тем, независимо от конструктивных различий, принцип действия остаётся неизменным.

Рассмотрим для общего ознакомления трёхполюсный вакуумный выключатель, оснащённый пружинно-моторным приводом. Этот прибор рассчитан под внутреннюю установку или под инсталляцию на открытом воздухе. В любом случае, его монтаж выполняется внутри специальных распределительных металлических коробов.

Эксплуатироваться приборы могут в самых разных сферах народного хозяйства. Однако есть некоторые ограничения.

Так, вакуумные выключатели не предназначены для установки с последующей эксплуатацией в следующих условиях:

  • помещения, где пожаро-, взрывоопасная атмосфера;
  • установки, конструктивно предусматривающие частую коммутацию;
  • установки мобильного (передвижного) типа;
  • энергетические системы морских и речных судов.
Читать еще:  Какие выключатели лучше покупать

Выключателям вакуумного типа обычно присущи два типа исполнения конструкции:

  1. Под стационарную инсталляцию.
  2. Под инсталляцию с аппаратной тележкой.

Независимо от исполнения, корпусная область прибора содержит три полюса, оснащённых дугогасительными камерами.

Внутри вакуумных камер работают подвижные контакторы, приводимые в действие пружинно-моторным механизмом. Корпус прибора дополняется фронтальной панелью, где содержатся элементы индикации и управляющие устройства.

Три полюса главной цепи выполнены в форме колонн. Расположение полюсов, как правило, на задней части шасси пружинно-моторного привода. Каждый полюс дополнен камерой гашения дуги, которая заключена внутри полимерного изолятора. С целью усиления электрической прочности корпус изолятора имеет ребристую форму.

Внутри каждой вакуумной камеры смонтирована контактная группа из двух элементов – подвижного, неподвижного. Элемент подвижного контакта через тяговый изолятор связан с механизмом переключения. Далее связь с нижним контактным выводом. А неподвижный контакт через конусную посадку соединяется с верхним контактным выводом прибора.

Как работает привод выключателя?

Подвижные контакты вакуумных камер механическим способом соединены с валом пружинно-моторного привода. За счёт силовой пружины, предварительно взведённой (установленной в состояние растяжения), привод легко привести в действие простым нажатием кнопки управления или иным механизмом.

Пружина (обычно две пружины) взводится посредством цепной передачи. Нормальный режим работы оборудования предусматривает взвод пружины при помощи электродвигателя, оснащённого редуктором. Вместе с тем, есть рукоятка ручного взвода, которой пользуются на случай аварий или потери питания.

Взведённая пружина фиксируется спусковым механизмом. Этот механизм управляется через электромагнитный привод или через кнопку включения. Как только активирован режим включения, фиксация снимается, сила растяжения пружины приводит в действие кулачковый механизм. Тот, в свою очередь воздействует на вал, который механически соединён с механизмом переключения подвижных контактов вакуумных камер.

Операция на отключение вакуумного выключателя выполняется активацией режима «Отключено» – электромагнитом или кнопкой. Последовательность действий практически аналогична первому режиму. Здесь также задействованы силовые пружины отключения, состояние которых устанавливает спусковой механизм отключения.

Удобство эксплуатации и контроль работы прибора обеспечивает панель управления. По фронту панели располагаются элементы: счётчик числа циклов, индикатор состояния пружины взвода, индикатор состояния вакуумного выключателя.

Особенности выкатных конструкций

Аппаратура выкатного исполнения собрана на базе специальной аппаратной тележки. При помощи этого аксессуара выключатель вводится внутрь шкафа или выводится из него.

Аппаратная тележка действует не только как транспорт прибора, но также выполняет функцию контроллера включения прибора в режим теста или в рабочий режим, как только выключатель задвинут в шкаф.

Вакуумный выключатель закрепляется непосредственно к подвижной части тележки. Крепёж выполняется болтовыми соединениями. Между тем, аппаратная тележка имеет ещё и неподвижную часть, где закреплён привод подвижной части. Движение подвижного модуля относительно неподвижного выполняется за счёт винта рукоятки управления тележкой.

Подвижная часть – металлическое основание на четырёх колёсах, обработанное гальваническим покрытием. Здесь присутствует внешняя механическая блокировка (нажимная планка) заземлителя, блокировка винта привода, блок-контакты, механизм блокировки выключателя и прочие элементы, коими обеспечивается движение или фиксация.

Установка и подключение прибора

Прежде чем начинать устанавливать вакуумный выключатель, необходимо провести осмотр всех внешне доступных элементов, дабы убедиться в отсутствии повреждений и дефектов. Затем производится чистка изоляционных поверхностей полюсов с помощью сухой безворсовой ветоши.

Не допускается внедрение оборудования в систему, если на изоляционных поверхностях присутствуют сколы, трещины, деформированные участки. Обязательно подлежит проверке схема вторичных цепей, а также подключение корпусной шины.

Перед установкой работоспособность выключателя следует проверить методом ручного включения (вхолостую без питания) и убедиться в правильности положения индикаторов панели управления. Затем нужно проверить наличие крышек полюсов. Если применяется аппаратура под номинал 1600А и выше, крышки защиты перед монтажом требуется снять.

Подключение непосредственно в сеть

Клеммы контактных наконечников проводников силовых кабелей перед присоединением к выводам выключателя необходимо зачистить.

Процедура зачистки отличается в зависимости от применяемого материала клемм:

  • Для медных и алюминиевых клемм без дополнительного покрытия зачистка осуществляется наждачной бумагой зернистостью М20 или ниже, с последующим обезжириванием поверхности металла.
  • Если клеммы медные или алюминиевые покрыты слоем серебра, их достаточно очистить безворсовой тканью.

Недопустимо применять кабели, серебряное покрытие клемм которых повреждено на площади более 5%. В этом случае повреждённый элемент требуется заменить. Подробнее о клеммах для соединения проводов можно прочесть в этом материале.

Внешние проводники подводятся к выводам вакуумного выключателя с таким расчётом, чтобы не создавались механические усилия на выводы прибора со стороны внешних проводников. Соединения производятся посредством болтовой сцепки с применением плоских упругих металлических шайб.

Как производится заземление?

Приборы стационарного исполнения подключаются к «земляной» площадке посредством болтового соединения (М12) непосредственно в точке, обозначенной маркировкой «Заземление».

Область контактной точки «Заземление» перед соединением требуется обезжирить. Заземляющим проводником следует выбирать шину достаточного сечения (Правила устройства электроустановок), гибкий провод или проводник сплетённый жгутом. До накладки проводника на контактную площадку поверхности контакта смазать специальной смазкой (ЦИАТИМ-203).

Конструкция выкатного типа заземляется при помощи элементов аппаратной тележки. Заземление вакуумного выключателя осуществляется через конструкцию аппаратной тележки, для чего также имеются элементы крепежа.

Ввод устройства в эксплуатацию

Запуск устройства в эксплуатацию производится после дополнительной проверки установленного и подготовленного оборудования. В частности, проверяется надёжность заземления, состояние крепежа сборочных компонентов, доступ охлаждающей среды к потенциально нагревающимся элементам.

Поверхности токоведущих стержней, контактирующих с ламелями розеточных контактных групп, необходимо обработать небольшим объёмом смазки ЦИАТИМ. В целом, необходимо выполнить все процедуры, предусмотренные ПЭУ на случай приёмо-сдаточных испытаний, и убедиться в соответствии величины оперативного напряжения допустимым пределам.

Управлять вакуумным выключателем допускается персонал, имеющий разрешение на обслуживание электроустановок, функционирующих под напряжением выше 1000 вольт. Утверждённая группа допуска для обслуживающих лиц должна быть не ниже третьей. Перед началом работы с оборудованием, персонал проходит техминимум с целью изучения тонкостей конкретной модели оборудования.

Как выбрать вакуумный выключатель?

Прибор выбирают с учётом его номинальных параметров, которые рассматриваются относительно параметров действующей сети по месту установки. Выбор делается по критерию максимально нагруженных режимов работы, предполагаемых для условий эксплуатации.

Номинальное напряжение вакуумного выключателя допускается равным (либо увеличенным) по отношению к номинальному напряжению системы, запитанной через выключатель.

Параметр номинального долговременного тока выбирают выше номинального значения тока питаемой системы. Параметр номинального тока отсечки выбирается выше максимального значения расчетного тока КЗ (учитывается момент расхождения контактов).

С точки зрения возможных условий КЗ выбор делается с учётом наиболее тяжелых режимов.

Апериодическая слагающая величина рассчитывается с оглядкой на условия КЗ с нулевым напряжением в любой из фазных линий. При этом следует учитывать параметр апериодического тока, установленный изготовителем оборудования.

Выводы и полезное видео по теме

Еще больше материала об устройстве, принципе работы и условиях монтажа вакуумного выключателя вы можете узнать из следующего видеоролика:

Вакуумные выключатели от других видов устройств отличаются относительно простой и надёжной структурой. Поэтому этот вид оборудования служит длительное время без особых нареканий. Ресурс естественного износа определяется числом операций, равным не менее 20000. При условии своевременного производства технического обслуживания этот ресурс возрастает на 5-10%. Между тем, техническое обслуживание ВВ ограничивается небольшим количеством лёгких операций.

Если при ознакомлении с информацией появились вопросы по теме статьи или есть ценная информация, которой вы можете поделиться с нашими читателями, пожалуйста, оставляйте свои комментарии, делитесь опытом, задавайте вопросы в блоке под статьей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector