Oncool.ru

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

Силовой выключатель это коммутационный аппарат

Презентация на тему: «Коммутационные аппараты» — электрическое и электромеханическое оборудование

Описание презентации по отдельным слайдам:

Описание слайда:
Описание слайда:

Коммутационный аппарат
Коммутационный аппарат — аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной или нескольких электрических цепях.

Коммутационный аппарат — электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и снятия напряжения с части электроустановки.

Механический коммутационный аппарат — коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания и размыкания одной или более электрических цепей с помощью разъединяемых контактов.

Описание слайда:

Основными электрическими коммутационными аппаратами являются:
выключатель
выключатель нагрузки
отделитель
короткозамыкатель
разъединитель
автоматический выключатель
устройство защитного отключения
контактор
реле
рубильник
пакетный выключатель
предохранитель

Описание слайда:

Высоковольтный выключатель
Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.
Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например, электромагнитный привод, ручной привод).

Описание слайда:

Классификация высоковольтных выключателей
По способу гашения дуги
Элегазовый выключатель — это разновидность высоковольтного вык-лючателя, коммутационный аппарат, использующий элегаз (шестифтористую серу, SF6) в качестве среды гашения электрической дуги; предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.

Описание слайда:

Вакуумный выключатель — высоко-вольтный выключатель, в котором ва-куум служит средой для гашения элек-трической дуги. Вакуумный выключатель предназначен для коммутаций (операций включения-отключения) электрического тока — номинального и токов короткого замыкания (КЗ) в электрустановках
Масляный выключатель — комму-тационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении. Дугогашение в таком выключателе происходит в маслеоустановках.

Описание слайда:

Воздушный выключатель (англ. air-blast switch) — высоковольтный выключатель, у которого гашение электрической дуги и перемещение контактов производится потоком сжатого воздуха, который создаётся отдельным устройством (в отличие от автогазового выключателя — здесь газы для дугогашения создаются внутри самого аппарата).
Автога́зовый выключа́тель — высоко-вольтный коммутационный электро-технический аппарат, предназначенный для оперативного включения и выключения (коммутации) силового электрообо-рудования. В отличие от других типов выключателей гашение электрической дуги осуществляется газами, генерируемыми деталями самого выключателя.

Описание слайда:

Электромагни́тный выключа́тель — высоко-вольтный коммутационный аппарат, в котором гашение электрической дуги производится взаимодействием плазмы дуги с магнитным полем (т. н. магнитным дутьём) в дугогасительных камерах с узкими щелями (прямыми или извилистыми) или с камерами с дугогасительными решётками.Принцип магнитного гашения дуги широко применяется в низковольтной коммута-ционной аппаратуре (автоматических выклю-чателях, контакторах).
По назначению
Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания

Описание слайда:

Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. Отличаются, как правило, большими значениями номинального тока (до 10000 А) и тока отключения.
Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.

Описание слайда:

Выключатели нагрузки — выключатели, предназначенные для коммутаций под номинальным током, но не рассчитанные на разрыв сверхтоков. Применяются в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью для коммутации небольших нагрузок — до нескольких мегавольт-ампер.
Реклоузеры — подвесные секционирующие дистанционно управляемые выключатели, снабжённые защитой и устанавливаемые на опорах воздушных ЛЭП
Выключатели специального назначения.
По виду установки
Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.

Описание слайда:

Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатывания из ячеек распредустройств (для обслуживания, ремонта и для создания т.н. «видимого разрыва» при работах на линиях).
Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.
По категориям размещения и климатическому исполнению
пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);
десять климатических исполнений (У, ХЛ, УХЛ, ТВ, ТС, Т, М, ОМ, В и О) в зависимости от географического места установки.

Описание слайда:

Отделитель
Отделитель — высоковольтный аппарат, предназначенный для быстрого автоматического отключения повреждённых участков цепи в бестоковую паузу АПВ, поскольку его конструкция не рассчитана на гашение электрической дуги. Устройство отделителя такое же как и разъединителя. Отличие от последнего в том, что отделитель в комбинации с короткозамыкателем со-здаёт систему отделитель — короткоза-мыкатель которая представляет альтернативу высоковольтному выключателю.

Описание слайда:

Принцип действия
Обычно отделитель представляет контактную систему рубящего типа без дугогашения и снабжённого пружинно — моторным приводом. В нормальном режиме электродвигателем осуществляется натяжение пружины и постановку механизма на защёлку. При подаче сигнала защелка освобождается специальным расцепителем электромагнитного действия и под действием натянутой пружины отделитель размыкает цепь. Такой принцип (пружинное отключение) необходим для энергонезависимости срабатывания отделителя (для надёжной его работы). Необходимо также отметить обязательную блокировку отключения отделителя под током

Описание слайда:

Разъединитель
Разъединитель — контактный коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет в отключенном положении изоляционный промежуток.
Разъединитель состоит из подвижных и неподвижных контактов, укрепленных на изоляторах.
Разъединитель снабжен механической блокировкой, предотвращающей включение заземлителей при включенном разъединителе и включение разъединителя при включенных заземлителях.

Описание слайда:

Конструкция
Разъединители не имеют устройств для гашения дуги и поэтому не допускают отключения ими цепи под нагрузкой, так как это приводит к возникновению устойчивой дуги, вызывающей КЗ между фазами.
Разъединитель состоит из трехполюсных(однополюсных) групп разъединителя и заземлителей. Каждая группа управляется своим приводом.
Полюс разъединителя представляет собой две поворотные колонки изоляторов, установленных на раме и несущих на себе токоведущую систему с двумя проходными и одним размыкаемым в горизонтальной плоскости контактом.
Размыкаемый контакт разъединителя выполнен в виде кулачкового контакта, закрепленного на конце одного токопровода, и контактных пальцев, закрепленных на конце другого, Во включенном положении разъединителя контактные пальцы охватывают кулачковый контакт. Пальцы и кулачковые контакты имеют серебряное покрытие.

Описание слайда:

Классификация высоковольтных разъединителей
По характеру движения ножа:
Поворотного типа- В этих разъединителях нож при включении и отключении поворачивается в плоскости, перпендикулярной осям поддерживающих изоляторов.
Рубящего типа — В этих разъединителях нож при включении и отключении поворачивается в плоскости, параллельной осям поддерживающих изоляторов (опорных или проходных) данного полюса.
Качающегося типа — В этих разъединителях подвижный контакт перемещается совместно с изолятором, который поворачивается (качается) в плоскости, параллельно осям поддерживающих изоляторов
По номинальному напряжению: 3..10, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 кВ
По номинальному току: 400, 630, 1000, 1600, 2000, 2500, 3150, 3200, 5000 А
По роду установки:
Внутренней установки — Разъединители для внутренней установки бывают однополюсными (РВО) или трёхполюсными (РВ, РВК, РВРЗ и др.).

Описание слайда:

Классификация высоковольтных разъединителей
Наружной установки — Разъединители для наружных установок имеют изоляцию, рассчитанную для работы в неблагоприятных атмосферных условиях (дождь, снег, пыль), а также повышенную механическую прочность, поскольку операции с ними производят и при гололёде на контактах.
По числу полюсов:
Однополюсные состоят из цоколя, армированных опорных изоляторов, токоведущих частей и механизма управления. Управляются изолирующей штангой.
Трехполюсные управляются рычажным приводом. Кроме того, трёхполюсных разъединителей могут размещаться на одной общей раме или каждый полюс – на отдельной раме.
По способу установки
На горизонтальной плоскости
На вертикальной плоскости
По способу управления:
С ручным приводом — оперативной штангой, рычажным или штурвальным
С двигательным приводом — электрическим, пневматическим или гидравлическим

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Коммутационная и прочая аппаратура электростанций

6.1. Выключатели

Выключатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации (отключения и включения) тока в режимах длительной нормальной нагрузки, перегрузки, короткого замыкания, холостого хода, несинхронной работы.

Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание. При коммутации больших токов в пространстве между разомкнутыми, но находящимися на близком расстоянии друг от друга контактами возникает электрическая дуга, обладающая температурой в несколько тысяч градусов. Концентрация большого выделяющегося количества теплоты в малом пространстве делает дугу одним из опаснейших поражающих факторов как для оборудования, так и для обслуживающего персонала. В связи с этим существует проблема своевременного и локального гашения дуги.

Читать еще:  Что означает расцепитель автоматического выключателя

При напряжении до 1000 В выключатели называют автоматическими, подчёркивая тот факт, что в данном устройстве коммутационная функция объединена с защитной. Автоматические выключатели имеют встроенные органы, реагирующие на повышение тока, – расцепители.

Для выключателя напряжением выше 1000 В термин «автоматический» не используется, т. к. внутри него нет логических органов. Такой выключатель получает команду на отключение извне – от исполнительных органов релейной защиты и автоматики. Далее пойдёт речь именно о таких выключателях.

Выключатели высокого напряжения (далее по тексту – выключатели) имеют специальную дугогасительную камеру. По принципу гашения дуги и конструктивным особенностям выключатели классифицируются на масляные баковые, маломасляные, воздушные, электромагнитные, вакуумные, элегазовые.

1. Масляные баковые выключатели. Гашение дуги происходит за счёт разложения масла в баке. Водород и углеводороды, образующиеся при нагреве масла дугой, за счёт высокой теплопередачи охлаждают ствол дуги и отводят тепловую энергию в холодные слои масла. Таким образом, масло обеспечивает изоляцию и гашение дуги. Выключатели такого типа сняты с производства, в связи со своими многочисленными и серьёзными недостатками: взрыво- и пожароопасность; неудобство в обслуживании, необходимость периодического контроля состояния и уровня масла; большой объем масла и большие затраты времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений; непригодность для выполнения быстродействующего АПВ; большая масса, неудобство перевозки и монтажа. В то же время масляные баковые выключатели имеют следующие преимущества: простота конструкции, высокая отключающая способность (до 50 кА); возможность установки встроенных измерительных трансформаторов тока.

Масляные баковые выключатели до сих пор в достаточно большом количестве эксплуатируются на электростанциях и подстанциях на напряжениях 35-220 кВ.

2. Маломасляные выключатели. Принцип гашения дуги – такой же, как и для масляных баковых. Отличаются от масляных баковых выключателей тем, что масло не обеспечивает изоляцию, а выполняет лишь дугогасительную функцию. Изоляция обеспечивается за счёт других веществ – фарфор, смола, воздух, азот и т. д. Маломасляные выключатели лишены массивного бака и имеют конструкцию колонки, поэтому их называют колонковыми. Маломасляные выключатели имеют те же основные проблемы, что и масляные баковые – взрыво- и пожароопасность. С другой стороны, они приобретают новые положительные свойства: относительно малая масса; более удобный доступ к дугогасительным контактам; возможность создания серии выключателей на разное напряжение с применением унифицированных узлов.

Маломасляные выключатели получили применение в РУ повышенного напряжения 110-220 кВ и в КРУ 6(10) кВ.

3. Воздушные выключатели. Гашение дуги осуществляется за счёт воздушного дутья под высоким давлением – 20-40 атм (нормальное атмосферное давление имеет величину порядка 1 атм).

Достоинства воздушных выключателей: пожаробезопасность; быстродействие; высокая отключающая способность (до 63 кА); малый износ контактов; легкий доступ к дугогасительным камерам. Недостатки воздушных выключателей: необходимость обслуживания компрессорной установки; зависимость функционирования от давления воздуха; сложная конструкция; высокая стоимость.

Воздушные выключатели применяются в РУ повышенного напряжения 110-750 кВ, а также в цепи генераторов на напряжение до 24 кВ.

4. Электромагнитные выключатели. Принцип гашения дуги основан на действии силы Ампера. При этом дуга рассматривается как проводник с током, а магнитное поле создаётся тем же током, который требуется коммутировать. Для этого ток пропускается по специальным катушкам. Под действием силы Ампера дуга затягивается в дугогасительную решётку, где удлиняется, становится тоньше, охлаждается за счёт соприкосновения с металлом и гаснет.

Достоинства электромагнитных выключателей: для гашения дуги не требуется специальной среды, гашение дуги происходит в воздухе при обычном давлении; пожаробезопасность; малый износ дугогасительных контактов; пригодность для частых коммутаций; высокая отключающая способность. Недостатки электромагнитных выключателей: сложность конструкции; ограниченный верхний предел номинального напряжения (не более 20 кВ); ограниченная пригодность для наружных установок.

В связи с перечисленными недостатками электромагнитные выключатели применяется наиболее редко. В основном это ячейки КРУ 6(10) кВ.

5. Вакуумные выключатели. Гашение дуги происходит в сильно разреженной среде под давлением 10 –4 …10 –6 Па (для сравнения – нормальное атмосферное давление 10 5 Па). Если в прочих видах выключателей дуга существует в ионизированной среде (в газе, жидкости), то в вакуумных выключателях дуга горит в парах металла. При переходе синусоиды тока через ноль, или несколько ранее этого момента, происходит конденсация паров металла и дуга гаснет.

Достоинства вакуумных выключателей: простота конструкции; высокая надежность; высокая коммутационная износостойкость; малые размеры; пожаробезопасность; малые эксплуатационные расходы. Недостатки вакуумных выключателей: небольшие номинальные токи и токи отключения; коммутационные перенапряжения; ограничение по напряжению в связи с возникновением рентгеновского излучения.

В связи с последним недостатком вакуумные выключатели практически не применяют на напряжениях 110 кВ и выше, хотя отдельные образцы на таких напряжениях работают. В основном вакуумные выключатели применяются в КРУ на напряжениях 6(10) кВ.

6. Элегазовые выключатели. Элегаз или шестифтористая сера SF6 обладает лучшими изоляционными и дугогасительными свойствами, чем воздух. Поскольку фтор является крайне электроотрицательным элементом, молекулы элегаза захватывают свободные электроны и деионизируют газ, то есть разрушают дугу. Кроме того, элегаз в определённой зоне температур и давлений лучше отводит тепло, чем воздух. В остальном механизм гашения дуги аналогичен воздушным выключателям, но давление элегаза на порядок ниже – всего 2-3 атмосферы.

Достоинства элегазовых выключателей: пожаробезопасность; быстрота действия; высокая отключающая способность; малый износ дугогасительных контактов. Недостатки элегазовых выключателей: необходимость специальных устройств для наполнения, перекачки и очистки SF6; зависимость функционирования выключателя от плотности элегаза; сложность измерения плотности элегаза из-за влияния температуры окружающей среды; чрезвычайная токсичность продуктов распада элегаза при гашении дуги; высокая стоимость.

Несмотря на указанные недостатки, элегазовые выключатели являются самыми универсальными. Они используются на всех классах напряжения: от 6 кВ до 750 кВ. На генераторном напряжении, а также на напряжениях 110 кВ и выше они вытесняют воздушные выключатели. На напряжениях 6(10) кВ элегазовое оборудование составляет острую конкуренцию вакуумным выключателям.

6.2. Комплектные распределительные устройства на напряжение 6,3 кВ

Комплектные распределительные устройства (КРУ) широко используются в схеме собственных нужд электростанций на напряжении 6,3 кВ. Особенностью КРУ по сравнению с другими типами распределительных устройств является тот факт, что в КРУ встроены выключатели на специальных выкатных тележках, являющихся неотъемлемой частью распределительного устройства. Поэтому при использовании КРУ в большинстве случаев необязательна установка разъединителей. Напомним, что разъединитель предназначен для создания видимого разрыва цепи перед проведением ремонтных работ. В случае КРУ создание видимого разрыва обеспечивается за счёт выкаченного положения тележки с выключателем. При этом так же, как и для разъединителей, предусматривается блокировка от неправильных действий персонала. Например, блокировка от перемещений тележки при включенном выключателе, блокировка от включения заземляющего разъединителя при включенном выключателе, автоматическое закрытие защитных шторок при выкатывании тележки.

Конструктивно КРУ выполнено в виде шкафов высотой 2-3 м, шириной порядка 0,75-1 м и глубиной 1,2-1,8 м. Обычно КРУ расположено в виде двух рядов шкафов, установленных вдоль коридора распределительного устройства собственных нужд электростанции. В отличие от открытых или закрытых распределительных устройств, где каждый элемент является отдельным покупным изделием, КРУ содержит группу связанных между собой электрических аппаратов и проводников, конструктивно объединенных в корпусе.

6.3. Разъединители

Разъединитель предназначен для отключения электрических цепей при отсутствии в них тока. Разъединитель создаёт видимый разрыв электрической цепи для безопасности проведения ремонтных работ как на самом разъединителе, так и на отключенном оборудовании. Разъединитель применяют также для переключения присоединений с одной системы шин распределительного устройства на другую (в этом случае говорят, что разъединитель выполняет не ремонтную, а оперативную функцию). В отдельных случаях с помощью разъединителя отключают небольшие токи (например, токи намагничивания трансформаторов небольшой мощности или токи ненагруженных линий небольшой длины).

В отличие от выключателей, которые могут управляться как по команде оперативного персонала, так и автоматически, разъединители управляются только оперативным персоналом станции.

Разъединители не имеют дугогасительных камер, как в выключателях. Видимый разрыв происходит на открытом воздухе (в случае ОРУ) или в элегазе (в случае КРУЭ).

Коммутация разъединителем больших токов (токов рабочего режима, токов короткого замыкания) категорически запрещена. Если в момент отключения по разъединителю протекает ток, то между его расходящимися контактами возникнет электрическая дуга. Во-первых, дуга представляет опасность для обслуживающего персонала, т. к. зачастую разъединители имеют местное, а не дистанционное управление. Во-вторых, дуга способна перекинуться на соседние токоведущие части и привести к короткому замыканию.

Поэтому перед любой операцией с разъединителем (включением, отключением) важно выполнить одно из условий:

Читать еще:  Температура контактов автоматического выключателя

1. отключить цепь выключателем;

2. обеспечить равенство потенциалов на контактах разъединителя с помощью шунтирования цепи выключателем.

Первое условие означает, что сначала цепь отключается выключателем, в камере которого происходит гашение дуги, а только после этого отключается разъединитель. И наоборот – при включении цепи сначала включается разъединитель, а затем включается выключатель.

Второе условие реализуется в случае двойной системы сборных шин, когда необходимо перевести присоединение с одной шины на другую без перерыва питания.

Для предотвращения ошибочных операций с разъединителями применяют блокировки. Например, невозможно управлять приводом разъединителя, если выключатель включен.

6.4. Токоограничивающие реакторы

Токоограничивающий реактор предназначен для ограничения тока короткого замыкания за счёт своего индуктивного сопротивления. Токоограничивающий реактор включается последовательно с остальными элементами сети. Конструктивно токоограничивающий реактор представляет собой катушку с постоянным индуктивным сопротивлением, без сердечника, намотанную на бетонное основание.

При отсутствии реактора (рис. 6.1) ток КЗ определяется через ЭДС Е и сопротивление сети хс по формуле:

При наличии реактора (рис. 6.2) ток КЗ определяется с учетом сопротивления реактора хр:

Кроме ограничения токов КЗ реактор выполняет ещё одну важную функцию – поддерживает высокое остаточное напряжение на шинах электростанции при КЗ за реактором. Поддержание высокого напряжения необходимо для устойчивости работы электрооборудования станции.

При отсутствии реактора (рис. 6.1) остаточное напряжение при близких КЗ практически равно нулю. При наличии реактора (рис. 6.2) остаточное напряжение определяется по закону Ома из соотношений:

Считается, что реактор выбран верно, если Uост ≥ 60-80 % по отношению к номинальному напряжению.

Рис. 6.1. Короткое замыкание при отсутствии токоограничивающего реактора

Рис. 6.2. Короткое замыкание при наличии токоограничивающего реактора

6.5. Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений

Вентильные разрядники предназначены для ограничения грозовых и коммутационных перенапряжений оборудования электроустановок. Целью ограничения перенапряжений является защита изоляции от разрушения.

Защитное действие разрядника обусловлено тем, что при появлении опасного для изоляции перенапряжения происходит пробой искрового промежутка разрядника, а протекающий через разрядник импульсный ток вследствие нелинейности рабочего сопротивления не создает опасного для изоляции повышения напряжения.

Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка и рабочего резистора, состоящего из последовательного набора вилитовых дисков. Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. Вилит обладает нелинейным сопротивлением – оно снижается с увеличением значения силы тока. У вентильных разрядников имеются недостатки, обусловленные наличием искрового промежутка: низкая чувствительность и быстродействие, сопровождающий ток КЗ на землю, взрывоопасность.

Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) также защищает сеть от перенапряжений, но в отличие от вентильного разрядника, не содержит искровых промежутков. Активная часть ОПН состоит из легированного металла, при подаче напряжения он ведет себя как множество последовательно соединенных варисторов – специальных полупроводниковых резисторов с переменным сопротивлением. Принцип действия ОПН основан на том, что проводимость варисторов нелинейно зависит от приложенного напряжения. При отсутствии перенапряжений ОПН не пропускает ток, но как только на участке сети возникает перенапряжение, сопротивление ОПН резко снижается, чем и обуславливается эффект защиты от перенапряжения. После окончания действия перенапряжения на выводах ОПН, его сопротивление опять возрастает. Переход из «закрытого» в «открытое» состояние занимает единицы наносекунд (в отличие от разрядников с искровыми промежутками, у которых это время срабатывания может достигать единиц микросекунд). Кроме высокой скорости срабатывания ОПН обладает еще рядом преимуществ. Одним из них является стабильность характеристики варисторов после неоднократного срабатывания вплоть до окончания указанного времени эксплуатации, что, кроме прочего, устраняет необходимость в эксплуатационном обслуживании.

Устройство и принцип работы выключателя нагрузки

Что представляют собой выключатели нагрузок

Аппарат, который имеет коммутационное назначение и работает в режиме включения и отключения токоведущих цепей, находящихся под нагрузкой, питаемой силовыми установками в 6,0-10,0 кВ (величина номинальных токов 200,0-400,0 А и выше), с отсутствием в устройстве механизма автоматических систем, защищающих от короткого замыкания, называется выключателем нагрузки.

Проще понять выключатель как разъединитель простого типа, дополненный специальной камерой для гашения электрической дуги. Первые устройства такого назначения стали применять в электросетях свыше полувека назад. Они были снабжены только системой разъединения и плавкими предохранителями для защиты от перегрузок и токов КЗ. Работали при менее высоких мощностях, нежели теперь.

Развитие электроэнергетики и значительное увеличение мощностей вызвало необходимость модернизации систем, с внесением в их схему дугогасителей. Такие устройства назвали разъединителями мощности. В современных аппаратах значительно упростили конструкцию гашения дуги, из-за чего они стали менее дорогими и более востребованными.

Предназначение выключателя нагрузки

Автогазовый выключатель нагрузки

Выключатель нагрузки – это коммутационное устройство, которое оснащено дугогасительной камерой и приводом для управления. Электропривод может быть мускульным, срабатывающим при помощи натянутой пружины, или с соленоидом дистанционного отключения. Основное назначение прибора – механическое размыкание или замыкание цепи на участке, который находится под нагрузкой.

Любой переключатель нагрузки состоит из следующих частей: пружинного механизма, силовых контактов, заземляющих ножей, разъединителя с полюсами. Полюса размещаются в раме. Основной подвижный контакт представляет собой 2 стальные пластины. Для гашения дуги используется специальный медный контакт. Включается и выключается механизм при помощи натянутых пружин. Подробное описание конструкции будет рассмотрено на примере модели ВНР 10/400. В его составе есть:

  • рама;
  • опорный изолятор;
  • рабочие, заземляющие ножи;
  • держатель с контактами;
  • камера гашения;
  • тяга изолирующая и блокировочного устройства;
  • вал заземления и рабочих ножей;
  • рычаг;
  • пружины;
  • внутренние прокладки.

Конструкция выключателя нагрузки ВНР 10/400

При включении подвижные контакты располагаются в камере. Внизу есть другие контакты, которые выполняют гашение. При отключении размываются основные контакты, после чего – дугогасительные. Дуга переходит в камеру, где под воздействием высоких температур выделяется газ от оргстекла. В этом газе дуга гасится за несколько миллисекунд.

  • способ закрепления;
  • номинальный ток;
  • дополнительные опции;
  • комплектация;
  • конструкция;
  • номинальное напряжение.

Как устроен механизм выключателя

Устройство выключателя нагрузки состоит из рамы и вала. На раме закреплены шесть изоляторов опорных. Из этих изоляторов к раме, в нижней ее части, закреплены три, на которых расположены ножи-контакты. Оставшиеся контакты установлены на раме вверху. На них контакты главного назначения и дугогасительные. Чтобы осуществить движение к ножам-контактам, рычаги вала соединены с тягами из электроизоляционного материала.

В конечных точках вала имеется по паре пружин отключения. Они ускоряют процесс разъединения выключателя в момент высвобождения системы, где привод свободно расцепляется. В этих же местах установлены буферные резиновые прокладки, предотвращающие механические удары во время отключения.

В камерах дугогашения происходит процесс разъединения специальных контактов дугогасительных. Материал исполнения контактов – фенопласт с вкладышами на основе полиамида стеклонаполненного. Форма вкладышей и самих камер дугообразна. Такое конструктивное решение позволяет плавно заходить в них контактам дугогашения.

В процессе включения цепи в первую очередь происходит соединение дугогасительных контактов, далее замыкаются главные контакты с ножами. Когда нагрузку отключают, весь процесс происходит в обратной последовательности.

Положение контактов дугогашения при отключенной нагрузке характеризуется наличием видимой воздушной прослойки между ними и камерой, по принципу разъединителя обычного. В момент отключения появляется электрическая дуга, и все это сопровождается сильным излучением тепла, нагревающего полиамид стеклонаполненный. Последний образует газовыделение, гасящее дугу.

Выключатели нагрузки: назначение, устройство, принцип действия — Школа для электрика: устройство, монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт электрооборудования

Вакуумный выключатель нагрузки

Выключатели делятся по методу гашения дуги. Есть следующие виды:

  • Вакуумные. Работают на свойствах вакуума, в которых дуга не распространяется.
  • Автогазовые. Дуга гасится под действием газов, которые выделяются под высокими температурами в камере.
  • Автопневматические. Воздух сжимается, из-за чего происходит гашение дуги.
  • Электромагнитные. Направление дуги изменяется под действием электромагнитного поля.
  • Электрогазовые. Гашение происходит в среде электротехнического газа, состоящего из шестифтористой серы.

По количеству полюсов можно выделить:

  • однополюсные;
  • двухполюсные;
  • трехполюсные устройства.

По конструкции выделяют:

  • тепловые;
  • полупроводниковые;
  • электромагнитные;
  • комбинированные.

Выключатели нагрузки характеристики техническиеимеютследующие:

  • Номинальное значение напряжения. Оно является рабочим напряжением электротехнического устройства, на величину которого оно рассчитано производителем.
  • Наибольшее значение рабочего напряжения. Допустимо высокое напряжение, которое не вредит работоспособности выключателя. Оно заложено в пределах от 5% до 20% выше, чем номинальное.
  • Номинальное значение тока. Ток, при прохождении которого степень нагревания частей токопровода и покрытия изоляционного не нарушает работоспособности и который может быть выдержан сколь угодно долго.
  • Сквозной ток допустимых пределов. Ток, протекающий в режиме короткого замыкания, величину которого способны выдержать выключатели нагрузок.
  • Ток стойкости электродинамической. Такой ток к. з., воздействие нескольких первых периодов которого механически не повреждает прибор.
  • Ток стойкости термической. Предельный ток, нагревающее действие которого в течение определенного времени не приводит к выходу из строя выключателя.
  • Физические параметры, касающиеся размеров и массы.
  • Техническое исполнение привода.

Выключатели нагрузки: назначение, устройство, принцип действия

Выключатель нагрузки представляет собой трехполюсный коммутационный аппарат переменного тока для напряжения свыше 1 кВ, рассчитанный на отключение рабочего тока, и снабженный приводом для неавтоматического или автоматического управления.

Читать еще:  Выключатель pizzato fr 615

Выключатели нагрузки не предназначены для отключения тока короткого замыкания, но их включающая способность соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях. В распределительных сетях 6-10 кВ, выключателями нагрузки часто называют выключатели с отключающей способностью меньше 20 кА.

Конструкция вакуумного выключателя нагрузки с магнитной защелкой 1 – неподвижный контакт ВДК, 2 – вакуумная дугогасительная камера (ВДК), 3 – подвижный контакт ВДК, 4 – гибкий токосъем, 5 – тяговый изолятор, 6 – пружина поджатия, 7 – отключающая пружина, 8 – верхняя крышка, 9 – катушка, 10 – кольцевой магнит, 11 – якорь, 12 – втулка якоря, 13 – кулачок, 14 – вал, 15 – постоянный магнит, 16 – герконы (контакты для внешних вспомогательных цепей)

Выключатели нагрузки применяют в присоединениях силовых трансформаторов на стороне высшего напряжения (6-10 кВ) вместо силовых выключателей, если это возможно по условиям работы электроустановки. Поскольку они не рассчитаны на отключение тока короткого замыкания, функции автоматического отключения трансформаторов в случае их повреждения возлагают на плавкие предохранители либо на выключатели, принадлежащие предшествующим звеньям системы, например на линейные выключатели, расположенные ближе к источнику энергии.

В распределительных сетях наиболее распространены конструкции выключателей нагрузки (ВНР, ВНА, ВНБ) с гасительными устройствами газогенерирующего типа.

Выключатель нагрузки с гасительными устройствами газогенерирующего типа (BH) а – общий вид выключателя; б – гасительная камера

Как видно из рисунка, здесь использованы элементы трехполюсного разъединителя для внутренней установки. На опорных изоляторах разъединителя укреплены гасительные камеры 5. К ножам разъединителя 1 прикреплены вспомогательные ножи 4. Изменен также привод разъединителя, что-бы обеспечить необходимую скорость движения ножей при включении и отключении, не зависящую от оператора.

В положении «включено» вспомогательные ножи входят в гасительные камеры. Контакты разъединителя 2 и скользящие контакты гасительных камер 7 замкнуты. Большая часть тока проходит через контакты разъединителя 8 в процессе отключения сначала размыкаются контакты разъединителя; при этом ток смещается через вспомогательные ножи 4 в гасительные камеры.

В положении «отключено» вспомогательные ножи находятся вне гасительных камер; при этом обеспечиваются достаточные изоляционные разрывы. Наибольший ток отключения выключателя нагрузки типа ВН (активный или индуктивный, но не емкостный) равен 800 А при номинальном напряжении 6 кВ и 400 А при напряжении 10 кВ, номинальные продолжительные токи в 2 раза меньше и соответствуют рабочим токам разъединителей.

Выключатель нагрузки ВНР-10/630

Полезное для электрика

Маркировка выключателей нагрузки

Каждое электромеханическое устройство имеет свою маркировку, и автоматический выключатель не исключение. Маркировка состоит из букв и цифр, которые обозначают расположение привода, напряжение, ток и другие характеристики.

Например, обозначение выключателя нагрузки 10 кВ ВНРп 10/400-10зп расшифровывается как:

  • В – выключатель;
  • Н – нагрузка;
  • Р – ручной привод;
  • П – встроенный предохранитель;
  • 10 – напряжение 10 В;
  • 400 – ток 400 А;
  • 10 – сквозной ток;
  • З – наличие заземляющих ножей;
  • П – расположение ножей за предохранителем.

Аналогичным образом записываются другие модели.

Разновидности высоковольтных выключателей нагрузки

Выключатели нагрузки типы имеют следующие.

  • BHA-10/630. Такой тип выключателя обеспечивает коммутацию электрических трехфазных цепей на напряжение в 6000 и 10000 В, частота которых равна 50 Гц, находящихся под нагрузкой. Предусматривается автоматическое заземление выключенных линий специальными заземляющими ножами. Эти модели устройств устанавливают в основном на трансформаторных подстанциях, в устройствах распределительных и в боксах обслуживания. Тип дугогасителя – автогазовый, привод может быть как ручного управления, так и электрического. Рассчитаны агрегаты на двадцатипятилетний срок работы с промежуточными капитальными ремонтами через каждые две тысячи операций.
  • ВНБ-10/630. Выключатель нагрузки 10 кв повышенной скорости отключения используют в нагруженных цепях с силой тока до 630A. У него нейтральный провод заземлен либо изолирован. Узлы применения – это одностороннего обслуживания камеры стационарные, подстанции трансформаторных устройств, шкафы распределителей комплектных, также ими проводят замену старых модификаций выключателей. Система гашения дуги при помощи выделения газа.
  • BHP-10/630. Работает по аналогии с выключателем BHA-10/630, но привод имеет только ручное исполнение. Может быть укомплектован заземляющими контактами и дополнительными предохранителями.
  • ВБСК-10-20/1000. Выключатели нагрузок, рассчитанные на напряжение до 12000 В, которые способны коммутировать цепи электрические (трехфазные с нейтралью изолированной) в режимах нормальной работы и в аварийных ситуациях. Устройства применяют во всех вышеперечисленных системах, а также когда проводят замену выключателей маломасляных. Выключатели этого типа имеют малые габариты, поэтому удобны для монтажа в разных типах распредкоробок.
  • BBTEL. Универсальный разъединительный прибор, система гашения дуги которого основана на затухании ее в глубоком вакууме. Фиксирует контакты дугогашения при замыкании электромагнитный механизм. Отличаются эти системы большим ресурсом и высокой износостойкостью. Они малогабаритны и не требуют ремонта.
  • BBT-10-20. Вакуумный тип выключателя с моторно-пружинным приводом, который предназначен для тех же целей, что и ВБСК-10-20/1000, но этот выключатель нагрузки 10 кв выдерживает только.
  • РВЗ-10/630 разработаны для коммутационных целей при работе с высоким напряжением, но отсутствием нагрузочных токов. При помощи их можно проводить переподключение и изменение схем, осуществляются ремонтные работы в безопасном режиме (обесточенные линии). Имеют конструкцию привода рычажного принципа действия.
  • РЛНД — выполняют те же функции, но допустимы для установки вне помещения.

Что такое выключатель нагрузки и для чего он нужен?

Назначение

Назначение ВН — коммутация рабочих токов в электроустановках, то есть мощностей, которые не превышают допустимые (номинальные) значения для того или иного участка электрической сети. Данное устройство не рассчитано на отключение токов аварийного режима, поэтому его можно устанавливать только при условии наличия в цепи защиты от короткого замыкания и перегрузки, которая реализуется плавкими предохранителями (ПК, ПКТ, ПТ) или защитным аппаратом, установленным со стороны источника питания или на группе потребителей.

При этом ВН имеет отключающую способность, которая соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях, что позволяет использовать данный электрический аппарат для подачи напряжения на участок электрической сети, не зависимо от его текущего состояния, например, для пробного включения.

Таким образом, при условии наличия в цепи защиты от сверхтоков рассматриваемый элемент оборудования может эксплуатироваться как полноценный высоковольтный защитный аппарат (масляный, вакуумный или элегазовый). А при наличии моторного привода может участвовать в работе различных автоматических устройств (АВР, АПВ, АЧР, ЧАПВ), а также управляться удаленно автоматизированной системой диспетчерского технологического управления.

Применение

Область применения выключателя нагрузки – преимущественно сети класса напряжения 6 и 10 кВ. Применение данных коммутационных устройств обусловлено, прежде всего, экономией: ВН значительно дешевле полноценных высоковольтных защитных аппаратов, а также требуют значительно меньше затрат на обслуживание и ремонт.

Где применяются данные элементы оборудования? ВН являются альтернативой отделителям и короткозамыкателям — их применяют для коммутации токов стороны высокого напряжения силовых трансформаторов. Но только при условии наличия в цепи присоединения трансформатора, как и упоминалось выше, предохранителей или защитных элементов оборудования на другом конце линии со стороны смежной питающей подстанции либо линейных выключателей, от которых запитано распределительное устройство, питающее данный трансформатор.

Выключатели нагрузки применяют в других сетях небольшой мощности в качестве самостоятельного коммутационного аппарата. На протяженных и разветвленных воздушных линиях устройства используются для удобства отключения участков линий без необходимости полного ее обесточивания. При этом на питающей подстанции устанавливается выключатель для защиты всей линии от повреждений.

Конструкция

Рассмотрим, из чего состоит выключатель нагрузки на примере устройства коммутационного аппарата типа ВНР-10/400

  1. Основание (рама).
  2. Опорный изолятор.
  3. Держатели с контактами.
  4. Подвижный рабочий нож.
  5. Камера гашения дуги.
  6. Неподвижный верхний контакт.
  7. Изолирующая тяга.
  8. Рычаг.
  9. Гибкая связь.
  10. Нож заземления.
  11. Вал заземления.
  12. Тяга блокировочного устройства.
  13. Пружины.
  14. Резиновые прокладки.
  15. Вал рабочих ножей.

Принцип действия

Рассмотрим вкратце, как работают выключатели нагрузки на примере вышеупомянутого ВНР-10/400, предоставленного на фото:

Конструктивно данный коммутационный аппарат схож с разъединителем. Главное отличие разъединителя от ВН — наличие у последнего дугогасительного устройства и привода, обеспечивающего более быстрое выполнение операций.

Принцип действия выключателя нагрузки следующий. При включенном положении подвижные контакты находятся в дугогасительной камере. В нижней части дугогасительного устройства расположены дополнительные дугогасящие контакты. При выполнении операции отключения сначала размыкаются основные контакты, а затем дугогасительные. Образовавшаяся в процессе разрыва контактов электрическая дуга попадает в дугогасительную камеру, где нагревает до высокой температуры оргстекло, которое в свою очередь выделяет большое количество газов. Эти газы мощным потоком вырываются из дугогасительной камеры, чем гасят возникшую электрическую дугу за несколько миллисекунд.

Как изображается ВН на однолинейных схемах? Ниже приведено условное обозначение на схеме:

Слева на схеме изображен ВН, справа — коммутационный аппарат, который конструктивно укомплектован плавкими предохранителями (ВНП).

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип действия выключателя нагрузки. Надеемся, предоставленный материал был для вас полезным и интересным!

Рекомендуем также прочитать:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector