Высоковольтные выключатели назначение основные характеристики

Название работы: Выключатели переменного тока высокого напряжения. Назначение, основные требования. Номинальный ток отключения. Классификация высоковольтных выключателей по виду дугогасительной среды и изоляции межконтактного промежутка. Использование АПВ. Условия выбора

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Выключатели переменного тока высокого напряжения. Параметры В соответствии с ГОСТ Р 525652006 выключатели характеризуются следующими параметрами: номинальное напряжение Uном напряжение сети в которой работает выключатель; номинальный ток Iном ток через включённый выключатель при котором он может работать длительное время; номинальный ток отключения Iо.ном наибольший ток короткого замыкания действующее значение который выключатель способен отключить при напряжении равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях.

Дата добавления: 2013-08-17

Размер файла: 45.5 KB

Работу скачали: 33 чел.

18. Выключатели переменного тока высокого напряжения. Назначение, основные требования. Номинальный ток отключения. Классификация высоковольтных выключателей по виду дугогасительной среды и изоляции межконтактного промежутка. Использование АПВ. Условия выбора.

Высоковольтный выключатель коммутационный аппарат , предназначенный для оперативных переключений и аварийных коммутаций в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей или электрооборудования при ручном 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).

В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:

номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);

номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);

номинальный ток отключения Iо.ном наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;

допустимое относительное содержание апериодического тока в токе отключения;

если выключатели предназначены для автоматического повторною включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

Цикл 1: О-tбп-ВО-180 с-ВО; Цикл 2: О180 сВО−180 с-ВО, где О операция отключения, ВО операция включения и немедленного отключения, 180 промежуток времени в секундах, tбп гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении) Для выключателей с АПВ должно быть в пределах 0,3-1,2 с, для выключателей с БАПВ (быстродействующей) 0,3 с.

устойчивость при сквозных токах КЗ, которае характеризуется токами термической стойкости Iт и предельным сквозным током

номинальный ток включения ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений при Uном и заданном цикле.

собственное время отключения промежуток времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дуго-гасительных контактов.

параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе отключения скорость восстанавливающегося напряжения, нормированная кривая, коэффициент превышения амплитуды и восстанавливающегося напряжения.

В случае большого напряжения и тока в цепи основная проблема выключателя гашение дугового разряда , возникающего при размыкании контактов. Если ток короткого замыкания в цепи окажется больше допустимого тока отключения для выключателя, система не сможет погасить дугу и выключатель окажется бесполезным.

Выключатели с очень большим номинальным напряжением (6 1150 киловольт) и очень большим током отключения (до полусотни килоампер) используются на электрических подстанциях . Эти выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитным приводом. В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели , в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели , в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, элегазовые выключатели , в которых используется электропрочный газ SF 6 -«„элегаз“», и вакуумные выключатели , в которых дугогашение происходит в вакууме в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги:

Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);

Масляные выключатели (баковые и маломасляные);

Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротерми-ческих 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

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 нор¬мальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях.

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.

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.

Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств.

Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.

По категориям размещения и климатическому исполнению

пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);

шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависи-мости от географического места установки.

Классификация высоковольтных выключателей

Практическая работа № 12 Высоковольтные выключатели.

Цель работы: Изучить назначение, устройство, принцип работы, разновидности и условия эксплуатации высоковолтных выключателей.

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).

Параметры

В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:

· номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);

· номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);

· номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;

· допустимое относительное содержание апериодического тока в токе отключения;

· если выключатели предназначены для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

Цикл 1: О — tбп — ВО — 180 — ВО;

Цикл 2: О — 180 — ВО — 180 — ВО,

где О — операция отключения, ВО — операция включения и немедленного отключения, 180 — промежуток времени в секундах, tбп — гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении). Для выключателей с АПВ должно быть в пределах 0,3…1,2 с, для выключателей с БАПВ (быстродействующей) — 0,3 с.

· устойчивость при сквозных токах КЗ, которая характеризуется токами термической стойкости Iт и предельным сквозным током;

· номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений при Uном и заданном цикле;

· собственное время отключения — промежуток времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дуго-гасительных контактов;

Читать еще: Выключатель массы для патриота

· параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе отключения — скорость восстанавливающегося напряжения, нормированная кривая, коэффициент превышения амплитуды и восстанавливающегося напряжения.

Свойства

Выключатели среднего и высокого напряжения (номинальное напряжение 6 — 1 150 киловольт) и большим током отключения (до 50 килоампер) используются на электрических станциях и подстанциях. Эти выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, пневматическими или гидравлическими приводами. В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели, в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели, в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, элегазовые выключатели, в которых используется электропрочный газ SF6 — «элегаз», и вакуумные выключатели, в которых дугогашение происходит в вакууме — в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги

· Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);

· Масляные выключатели (баковые и маломасляные);

· 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;

· 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 10000А) 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;

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; Выключатель нагрузки ВНР-10/630

Выключатель нагрузки – трехполюсный высоковольтный коммутационный аппарат,выключатель, функция которого состоит в включении и отключении электрических цепей под нагрузкой, не предназначенный, однако для коммутации цепей токами короткого замыкания. Защита от сверхтоков реализуется включением в цепь предохранителей с соответствующими токовыми номиналами.

В настоящее время эти коммутационные аппараты нашли свое применение, вытеснив дорогостоящие высоковольтные выключатели, что обусловлено более низкой их стоимостью в сравнении с последними (следует учесть не только стоимость выключателя, но и привода).

Поэтому, в электрических сетях, с относительно небольшими токами экономически целесообразней применять выключатели нагрузки с предохранителями.

Помимо стоимости, к преимуществам применения выключателей нагрузки можно отнести достаточную простоту в изготовлении и обслуживании и возможности обеспечения необходимого в электроустановках выше 1000 В видимого разрыва при отключении.

Принцип действия и устройство высоковольтных выключателей,

Физические явления в электрическом аппарате

Это основной вид включателей на 6 -220 кВ. В зависимости от способа изоляции токоведущих частей различают баковые выключатели — с большим объемом масла, масло служит как дугогасящая среда и как изоляция, и выключатели маломасляные — с малым объемом масла, мало служит только дугогасящей средой, изоляция токоведущих частей между собой и от земли производится с помощью твердых диэлектриков.

На напряжения 35 -220 кВ применяются в основном баковые выключатели. Маломасляные выключатели являются основными на напряжения до 10 кВ.

В масляных выключателях дуга, образующаяся в между контактами, горит в трансформаторном масле. Под действием дуги масло разлагается и образующиеся газы и пары используются для ее гашения.

Достоинства масляных выключателей — относительная простота конструкции, большая отключающая способность Io,hom и независимость от атмосферных явлений.

Недостатком, особенно баковых выключателей, является наличие большого количества масла, что приводит к большим габаритам и массам как самих выключателей, так и распредустройств, повышенной пожаро- и взрывоопасности, необходимости специального масляного хозяйства.

Баковые масляные выключатели

Эти выключатели на напряжение до 20 кВ и относительно малые токи отключения выполняются большей частью однобаковыми (три полюса в одном баке), на напряжение до 35 кВ и выше — трехбаковыми (каждая фаза в отдельном

баке) с общим или индивидуальными приводами. Выключатели могут снабжаться электромагнитными или пневматическими приводами и работают с АПВ.

Основой конструкции выключателя (рис. 7.1) является бак цилиндрической или эллипсоидальной формы, внутри которого и на нем монтируется контактная и дугогасительная системы, ввод и привод. Бак заливается до определенного уровня трансформаторным маслом. Между поверхностью масла и крышкой бака (обычно 20 — 30% объема бака) — воздушная буферная подушка, сообщающаяся с окружающим пространством через газовую трубку. Воздушная подушка снижает давление, передаваемое на стенки бака при отключении, исключает выброс масла из бака и предохраняет выключатель от взрыва при чрезмерном давлении.

Рис. 7-1. Полюс масляного бакового выключателя на 220 кВ , 1 — бак; 2 — дугогасительная камера с неподвижными контактами и шунтирующим резистором; 3 — изоляция бака; 4 — ввод; 5 — приводной механизм; 6 — трансформатор тока; 7 — направляющее устройство; 8 — шунтирующий резистор; 9 — изоляционная тяга; 10 — траверса с подвижными контактами;

11 — положение траверсы после отключения

Высота уровня масла над местом разрыва контактов должна быть такой, чтобы исключить выброс в воздушную подушку горячих газов, выделяющихся при отключении вследствии разложения масла. Прорыв этих газов может привести к образованию взрывчатой смеси (гремучего газа) и взрыву выключателя. Высота уровня масла над местом разрыва контактов определяется номинальными напряжениями и током отключения и может составлять 300-600 мм в выключателях на напряжение 6 — 10 кВ и до 2500 мм в выключателях на напряжение 220 кВ.

При напряжении 3 — 6 кВ и малых отключающих токах применяется простой разрыв в масле. При напряжениях 10, 35 кВ и выше используются как простые, так и более сложные дугогасительные устройства с продольным, поперечным, продольно-поперечным дутьем, с одно и многократным разрывом.

Масляные баковые выключатели на 35 кВ и выше имеют встроенные трансформаторы тока.

Маломасляные выключатели

В отличие от баковых выключателей масло служит здесь только дугогасящей средой, а изоляцией токоведуших частей и дугогасительного устройства относительно земли осуществляется с помощью твердых изоляционных материалов (керамика, текстолит, эпоксидные смолы и т.п.), диаметры цилиндров у этих выключателей значительно меньше и соответственно намного меньше объем и масса масла.

По сравнению с баковыми и воздушными маломасляные выключатели обладают следующими преимуществами:

1. Они имеют меньшую массу и габаритные размеры при малом объеме масла.

2. ДУ всегда готово к работе независимо от наличия сжатого воздуха.

3. Осмотр и ремонт дугогасительных камер и контактов возможен без слива масла, что обеспечивает удобство эксплуатации.

4. Путем применения унифицированных узлов выключатель довольно легко можно выполнить на напряжение до 500 кВ.

Однако эти выключатели имеют и недостатки:

1. Они менее надежны в работе, чем баковые. Изоляционные детали — рубашки, опорная изоляция — подвергаются повышенным механическим нагрузкам, Io,hom пока ниже чем у баковых.

2. Маломасляные выключатели не допускают установки встроенных трансформаторов тока.

Благодаря своим преимуществам маломасляные выключатели найдут широкое распространение в установках напряжением 6 — 10 кВ.

Выключатели по компоновке выполняются с дугогасительными камерами внизу (ход подвижного контакта сверху вниз) и с камерами, расположенными сверху (ход подвижного контакта снизу вверх). Применяются выключатели для внутренней установки как распределительные и генераторные и для внешней установки как распределительные и подстанционные .

Читать еще: Виды выключателей пакетный выключатель

Широко распространены маломасляные выключатели серии ВМП-10

(выключатель масляный подвесного типа> на 10 кВ и токи от 600 до 3200 А, номинальный ток отключения 31, 5 кА, номинальная мощность 550 MB-А, полное время отключения 0, 12 с.

Особенностью конструкции маломасляных генераторных выключателей типа МГУ-20 является токопровод, имеющий два параллельных контура: основной, контакты которого расположены открыто, и дугогасительный, контакты которого находятся в дугогасительных камерах.

Рис. 7-2. Выключатель маломасляный генераторный (тип МГУ-20) 1 — основание; 2 — опорный изолятор; 3, 5 — бак; 4 — внутриполюсная перегородка; 6 — междуполюсная перегородка; 7 — газоотвод; 8 — траверса с шинами основного и дугогасительного контуров; 9 — основные контакты; 10- токоведущая шина; 11 — токоподвод

Выключатель маломасляный для внешней установки (распределительный, подстанционный) состоит из трех основных частей: гасительных устройств, помешенных в фарфоровые рубашки; фарфоровых опорных колонок и основания (рамы). Изоляционный цилиндр, охватывающий дугогасительное устройство защищает фарфоровую рубашку от больших давлений, возникающих при отключении. Число разрывов на фазу может быть один, два и больше. Расположение камер сверху более перспективно для отключающей способности.

ЛЕКЦИЯ № 20

7.1.8. Приводы масляных выключателей.

7.1.9. Воздушные выключатели.

7.1.10. Элегазовые выключатели.

7.1.11. Вакуумные выключатели.

7.1.12. Электромагнитные выключатели.

7.1.13. Выключатели нагрузки.

7.1.14. Выбор, применение и эксплуатация выключателей ВН.

Назначение высоковольтных выключателей

Назначение высоковольтных выключателей — раздел Высокие технологии, Экзаменационные билеты и ответы по спецтехнологии .

Выключатели служат для коммутации электрических цепей во всех эксплуатационных режимах: включая и отключения токов нагрузки, токов короткого замыкания, токов намагничивания трансформаторов, зарядных токов линий и шин.

Наиболее тяжелым режимом для выключателя является отключение токов короткого замыкания. При прохождении токов короткого замыкания выключатель подвергается воздействию значительных электродинамических сил и высоких температур. Кроме того, всякое автоматическое или ручное повторное включение на не устранившееся короткое замыкание связано с пробоем промежутка между сходящимися контактами и прохождению ударного тока при малом давлении на контакте, что приводит их к преждевременному износу. Для увеличения срока службы контакты изготавливают из металлокерамики.

В конструкции выключателей заложены различные принципы гашения дуги.

Основными требованиями, предъявляемые к выключателям во всех режимах работы, является:

а) надежное отключение любых токов в пределах номинальных значений.

б) быстродействие при отключении, т.е. гашение дуги за возможно короткий период времени.

в) пригодность для автоматического повторного включения.

г) взрыво- и пожаробезопасность.

д) удобство в обслуживании.

В настоящее время на станциях и подстанциях применяются выключатели разных типов и конструкций. Преимущественное распространение получили масляные баковые выключатели с большим объемом масла, маломасляные выключатели с малым объемом масла и вакуумные выключатели.

Эта тема принадлежит разделу:

Экзаменационные билеты и ответы по спецтехнологии

Специальность электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования.. билет провода установочные монтажные обмоточные марки обозначение проводов стандартные сечения определение сечения провода..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Назначение высоковольтных выключателей

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Эксплуатация масляных выключателей
В баковых выключателях с большим объемом масла оно используется как для гашения дуг

Техническое обслуживание масляных выключателей
Во время эксплуатации высоковольтные выключатели подвергаются периодическим плановым осмотрам. После аварии или длительного пребывания в отключенном состоянии проводятся внеплановые осмотры в соотв

БИЛЕТ 10
1. Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. Устройство. Схема управления нереверсивным асинхронным электродвигателем двигателем с учетом тепловой защиты. 2. Ручные аппараты

Принцип работы вакуумного выключателя

Назначение

Вакуумные выключатели предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока (частота 50 Гц), номинальным напряжением до 10 кВ с изолированной, компенсированной, заземлённой через резистор или дугогасительный реактор нейтралью. они предназначены для установки в новых и реконструируемых комплектных распределительных устройствах станций, подстанций и других устройств, осуществляющих распределение и потребление электрической энергии во всех отраслях народного хозяйства, в том числе нефтегазодобывающей и перерабатывающей, нефтехимической, химической, горнорудной и др. отраслях.

2. Устройство и принцип действия

Вакуумные выключатели предназначены для совершения коммутационных операций в электроснабжающих сетях высокого напряжения. Конструктивно вакуумный выключатель состоит из трех отдельных полюсов или колонок (по одной на каждую фазу). Все колонки устанавливаются на одном приводе посредством опорного изолятора из полимера, фарфора или текстолита. У каждой из них имеются два вывода для подключения ошиновки. Устройство состоит из двух контактов, подведенных под соответствующие потенциалы полюсов.

Один из них выполняется подвижным, а второй – стационарным, как и в других типах выключателей. Силовые контакты вакуумного выключателя располагаются внутри герметичной камеры, способной сохранять вакуум в течение длительного периода времени. Для чего в состав камеры включаются специальные металлические сплавы и керамические добавки.

Для постоянного поддержания состояния сильно разреженной газовой среды, внутри вакуумной камеры, устройство комплектуется сильфонным компонентом. Он исключает возможность проникновения воздуха или другого газа внутрь вакуумной камеры.

Рисунок 2 – Конструкция вакуумного выключателя

Конструктивные особенности

Каждая модификация низковольтного и высоковольтного вакуумного выключателя различается по своей компоновочной схеме. Это связано с работой при разном номинале значения тока и напряжения. Производители тоже не остаются в стороне. Каждый реализует свои инновационные идеи в железе, что сказывается на комплектности аппарата дополнительными элементами и компоновке. Мы же не будем разбираться в , а посмотрим на конструкцию аппарата в целом и разберемся, как он устроен и работает.

Выключатель состоит из общего корпуса с приводом коммутации, на котором закреплены 3 полюса силовых цепей. Внутри каждого установлена герметичная вакуумная камера, состоящая из контактной группы и специальных экранов, защищающих внутренние изолирующие поверхности от металлического налета, вследствие эрозии контактов.

Контактная система включает 2 элемента: неподвижный контакт, жестко закрепленный к нижнему фланцу, и подвижный, соединенный с верхним фланцем так, что герметичность вакуумной дугогасительной камеры не нарушается.

Принцип действия выключателя сводится к размыканию подвижных контактов трех полюсов одновременно посредством приводного пружинного механизма вручную или автоматически. Управление происходит по стандартным релейным схемам либо посредством электронных блоков коммутации. Эти элементы могут устанавливаться непосредственно на корпусе выключателя или сделаны в выносном исполнении в виде специальной панели (пульта) или шкафа.

Конструкция вакуумного выключателя включает два элемента: подвижный и неподвижный контакты. Устройство оснащается тремя полюсами, на каждом из которых имеются пофазно установленные электромагнитные приводы. Эти приводы монтируются на одном основании.

Читать далее: Грунтовка бетоноконтакт кнауф технические характеристики

Размещенные внутри прибора фазные приводы соединяются друг с другом за счет вала, который осуществляет синхронизацию фаз и защищает от неполных фаз. Кроме того, вал предназначен для механической блокировки расположенных поблизости распределительных систем и управления индикацией расположения контактов.

В качестве примера рассмотрим особенности вакуумного выключателя от (серия BB/TEL).

Вакуумная камера с функцией дугогашения.
Основание.
Крышка.
Вал синхронизации.
Дополнительные контакты.
Блокировочная тяга.
Привод.
Узел блокировочный торцевой.

На рисунке видно, что вакуумный выключатель нагрузки включает в себя три полюса, которые имеют пофазно встроенные приводы электромагнитного типа. Приводы установлены на общем основании. Все приводы соединяются друг с другом при помощи вала.

Особенности одного из полюсов с номинальным током 2 тысячи ампер показаны на рисунке ниже.

Вывод в верхней части.
Дугогасящая камера, вмонтированная в полые изоляторы. Подвижные контакты за счет изоляционных тяг скреплены жестким соединением с приводами.
Дополнительные контакты.
Кулак.
Блокировочная тяга.
Вал синхронизации.
Электромагнитный вал, оснащенный защелкой на магните.
Пружина для прижатия контактов.
Пружина отключения контактов.
Приводной якорь.
Кольцевой магнит.
Приводная катушка.
Плоский привод.
Тяговый изолятор.
Опорное изолирующее устройство.
Нижний вывод.

Читать еще: Выключатель для массы для грузовиков

Магнитный привод может располагаться в одном из двух положений: «включено» или «выключено». Закрепление якоря в указанных положениях осуществляется без использования механических щеколд. Фиксация возможна благодаря упругой пружине в положении «выключено» и кольцевому магниту в положении «включено». Подключение и отключение производится за счет передачи управляющих импульсов разнополярных напряжений на обмоточную катушку привода.

3. Принцип гашения электрической дуги

При разрыве контактов между поверхностями возникает ионизация пространства. В вакуумных выключателях применяется технология, отличная от воздушных и масляных. Основной принцип основан на том, что в идеальном вакууме отсутствует какое-либо вещество, способное выделять заряженные частицы. Поэтому в момент разделения контактов, из-за разности потенциалов, единственным источником ионизации являются пары раскаленного металла. Они продолжают движение между контактными поверхностями, но при переходе синусоиды электрического тока через ноль, заряженные частицы утрачивают энергию для ионизации и перемещения и их место занимает пустое пространство с высокой электрической плотностью и дуга рвется. Ионы металлов примыкают к ближайшей поверхности – контактам или стенкам камеры. Такой принцип действия позволяет сократить время на прекращение горения дуги и предоставляет ряд преимуществ, в сравнении с другими типами коммутационных аппаратов. Однако чрезмерные коммутационные перенапряжения могут привести к деформации поверхности, что будет препятствовать нормальному замыканию контактов, увеличит переходное сопротивление и вызовет перегрев внутри вакуумной камеры.

Способ гашения дуги

Работа выключателя основана на определенных физических процессах, независимо от номинала напряжения аппарата. Рассмотрим подробную схему функционирования.

Оба контакта работают в вакуумной среде, достигаемой за счет удаления газов из дугогасительной камеры. Благодаря этому достигается высокая диэлектрическая прочность. Во время отключения аппарата приводом, между контактами образуется вакуумный зазор. При размыкании поверхностей появляется металлический пар, через который продолжает протекать электрический ток нагрузки. Под действием высокого напряжения, ионы металла движутся в одном направлении, и нагреваются до состояния плазмы.

Выключатель работает на переменном токе, который меняет свое направление по синусоидальному закону. При его нулевом значении происходит угасание дуги, а ионы металла больше не выделяются и оседают на поверхностях контакта или электростатических экранах дугогасительной камеры. Одновременно, в промежутке между контактами образуется вакуум, который препятствует дальнейшему протеканию тока нагрузки и в следующий полупериод синусоиды дуговой разряд не может возникнуть.

Читать далее: Регулировка температуры батарей отопления отопления

Благодаря такому принципу работы, обеспечивается хорошее быстродействие, а разрушение контактов при разряде минимальное.

4. Преимущества и недостатки вакуумных выключателей

Небольшие габариты, в сравнении с масляными и воздушными выключателями.
Возможность быстрой замены, особенно в выкатных ячейках.
Сравнительно низкий уровень шума.
Экологичность.
Не требуют периодической компенсации уровня рабочей среды, снижая объемы работ по обслуживанию к минимуму.
Высокая надежность.

Возникновение перенапряжения при отсекании малых индуктивных токов.
Малый коммутационный ресурс отключения аварийных токов.

Преимущества

Все свои положительные качества вакуумные выключатели проявляют в электроустановках, где совершается большое количество коммутаций. Поэтому аппараты работают особо эффективно в системах управления трансформаторов и электродвигателей.

• Высокая надежность по сравнению с масляными или воздушными выключателями. Что это значит? Количество отказов вакуумных выключателей существенно ниже, чем у вышеупомянутых коммутационных устройств. Это с уверенностью можно назвать главным преимуществом.

• Длительный срок эксплуатации. Выключатель способен прослужить 25 лет, после чего его заменяют новым.

• Быстродействие. Причина этому — более серьезный показатель вакуума на пробой электрическим током, чем масло или воздушная среда. Поэтому ход контактов дугогасительной камеры у выключателя составляет всего 6—10 мм, против 100 мм у масляных моделей. Скорость срабатывания около 2 мс, то есть, очень быстро. Вдобавок вакуумная конструкция обладает длительным механическим ресурсом.

• Низкие эксплуатационные расходы. Это обусловлено дугогосящей средой. В тех же воздушных или масляных выключателях есть необходимость в пополнении оной. Вакууму ничего подобного не нужно. Полюса изготавливаются в герметичном и неразборном исполнении.

• Относительная простота конструкции. Нет дополнительных элементов в виде масляных баков или компрессорных установок, за которыми требуется постоянно следить и обслуживать.

• Выключатель справляется со своими функциями одинаково эффективно независимо от ориентации в пространстве.

Читать далее: Подключение двойного выключателя нормы и схемы инструктаж по монтажу

• Высокая коммутационная стойкость. Выключатель без ревизии и ремонта способен выдержать до 20 тыс. отключений с рабочей величиной токов и до 200 отключений при токе КЗ (ресурс зависит от конкретной модификации аппарата и величины тока КЗ). Ни один вид выключателей не способен обеспечить такой рабочий срок без профилактических мероприятий.

• Удобство ремонта и обслуживания. Вся конструкция построена по блочному принципу. Один заменяется на другой без необходимости разбора и восстановления.

• Малые габариты. При одних и тех же рабочих значениях токов и напряжений, размеры и масса вакуумного выключателя будут существенно меньше, чем аналогов.

• Безопасность. Отсутствие утечек масла или газа определяют высокую степень пожарной и экологической безопасности коммутационного аппарата. Срабатывает вакуумный выключатель тише, нежели воздушник. Последний «бьет» очень громко, как выстрел ружья, который слышно за 500 м.

Особенности выбора

Ввиду наличия высокого спроса на такой вид выключателей, их производство налажено огромным количеством независимых компаний. Это порождает различие конструкций, технических характеристик, а значит, вынуждает использовать определенные критерии выбора:

Номиналы напряжения, мощности, сопротивления.
Значения токов отключения, динамической устойчивости.
Номинал теплового импульса сети.
Принцип работы бортового микропроцессора.
Входные/выходные значения сигнала.

Сферы применения вакуумных выключателей

В распределительных электроустановках электрических станций и подстанций.
В металлургии для питания печных трансформаторов, снабжающих оборудование для выплавки стали.
В нефтегазовой и химической промышленности на пунктах перекачки, переключающих пунктах и трансформаторных подстанциях.
Для работы первичных и вторичных цепей тяговых подстанций на железнодорожном транспорте, осуществляет питание вспомогательного оборудования и не тяговых потребителей.
На горнодобывающих предприятиях для питания комбайнов, экскаваторов и других видов тяжелой техники от комплектных трансформаторных подстанций.

Выводы

Вакуумные выключатели с номинальным напряжением 6, 10 и 35 кВ являются одним из наиболее востребованных сегодня типов коммутационного оборудования высоковольтных сетей. Они более надежны в эксплуатации, долговечны и безопасны для обслуживающего персонала и окружающей среды. Вакуумные выключатели от других видов устройств отличаются относительной 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.

Область применения

Вакуумные выключатели являются представителями нового поколения среди коммутационной высоковольтной аппаратуры. Они более эффективны, экономичны по сравнению с традиционными воздушными и электромагнитными выключателями. Как показывает статистика, доля их применения в сетях с напряжением от 6 до 10 и даже 35 кВ стабильно растет. Так, например, высоковольтные линии в Китае практически полностью строятся вокруг таких коммутаторов. В развитых странах Евросоюза их доля превышает две трети. Такое соотношение достигается за счет более надежной, а главное, долговечной конструкции (паспортный показатель достигает 20 лет). Они довольно неприхотливы в обслуживании и эксплуатации, не требуют регулярной очистки, то есть, снижают амортизационные капиталовложения.

0 0 голоса

Рейтинг статьи