Aviatreid.ru

Прокат металла "Авиатрейд"
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выключатель вакуумный трехфазный ВВ/TEL

Выключатель вакуумный трехфазный ВВ/TEL

Одним из лидеров в производстве вакуумной коммутационной техники является предприятие "Таврида Электрик" (г. Москва). Продукция предприятия выпускается под общей маркой TEL. Выключатели вакуумные серии BB/TEL предназначены для коммутации электрических цепей с изолированной нейтралью при нормальных и аварийных режимах работы в сетях переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 6—10 кВ.

вакуумный выключатель BB/TEL

Вакуумные выключатели серии BB/TEL — это коммутационные аппараты нового поколения, в основе принципа действия которых лежит гашение возникающей при размыкании контактов электрической дуги в глубоком вакууме, а фиксация контактов вакуумных дугогасительных камер (ВДК) в замкнутом положении осуществляется за счет остаточной индукции приводных электромагнитов ("магнитная защелка").
Отличительная особенность конструкции вакуумных выключателей серии BB/TEL по сравнению с традиционными коммутационными аппаратами заключается в использовании принципа соосности электромагнита камеры в каждом полюсе выключателя, которые механически соединены между собой общим валом.

Оригинальность конструкции выключателей BB/TEL позволила достичь следующих преимуществ по сравнению с другими коммутационными аппаратами:
высокий механический и коммутационный ресурс;
малые габариты и вес;
небольшое потребление энергии по цепям управления;
возможность управления по цепям постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока;
простота встраивания в различные типы КРУ и КСО и удобство организации необходимых блокировок;
отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы;
доступная цена.

Принцип фиксации контактов ВДК в замкнутом положении с применением магнитной защелки в настоящее время активно используется в новых конструкциях вакуумных выключателей ряда различных фирм (GEC Alsthom, Whipp & Bourne, Cooper), однако "Таврида Электрик" является первым предприятием-изготовителем, открывшим дорогу вакуумным выключателям с магнитной защелкой к массовому потребителю (оригинальность выключателей BB/TEL защищена патентом Российской Федерации № 2020631).
Благодаря своим преимуществам вакуумные выключатели BB/TEL широко применяются во вновь разрабатываемых комплектных распределительных устройствах (КРУ, КСО, КРН), а также для реконструкции ячеек КРУ, находящихся в эксплуатации и имеющих в своем составе на момент реконструкции выключатели других конструкций, которые устарели морально и физически.

Устройство и работа выключателя ВВ/TEL

Выключатель вакуумный серии BB/TEL состоит из трех полюсов, установленных на общем основании. Все три полюса имеют одинаковую конструкцию, изображенную на рис. 1 .

устройство выключателя ВВ/TEL
Рис. 1. Устройство выключателя ВВ/TEL

Привод вакуумного выключателя серии BB/TEL состоит из электромагнитов (по одному на каждую фазу), электрически соединенных между собой параллельно, и блока управления БУ.
Механически якори 7 приводных выключателей соединены между собой общим валом 10, который в процессе включения и отключения поворачивается вокруг своей продольной оси, и обеспечивает выполнение следующих функций:
управление указателем положении выключателя "ВКЛ — ОТКЛ";
ручное отключение выключателя при аварийных ситуациях;
управление контактами для внешних вспомогательных цепей с помощью постоянного магнита;
предотвращение срабатывания выключателя в неполно-фазном режиме.

Включение выключателя

Исходное разомкнутое состояние контактов 1, 3 вакуумной дугогасительной камеры выключателя обеспечивается за счет воздействия на подвижный контакт 3 отключающей пружины 8 через тяговый изолятор 4. При подаче сигнала "ВКЛ" блок управления выключателя формирует импульс напряжения положительной полярности, который прикладывается к катушкам 9 электромагнитов. При этом в зазоре магнитной системы появляется электромагнитная сила притяжения, по мере своего возрастания преодолевающая усилие пружин отключения 8 и поджатия 5, в результате чего под действием разницы указанных сил якорь электромагнита 7 вместе с тяговыми изоляторами 4 и 2 в момент времени 1 начинают движение в направлении неподвижного контакта 1, сжимая при этом пружину отключения 8.
После замыкания основных контактов (момент времени 2 на осциллограммах) якорь электромагнита продолжает двигаться вверх, дополнительно сжимая пружину поджатия 5. Движение якоря продолжается до тех пор, пока рабочий зазор в магнитной системе электромагнита не станет равным нулю (момент времени 2а на осциллограммах). Далее кольцевой магнит 6 продолжает запасать магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во включенном положении, а катушка 9 по достижении момента времени 3 начинает обесточиваться, после чего привод оказывается подготовленным к операции отключения. Таким образом, выключатель становится на магнитную защелку, т.е. энергия управления для удержания контактов 1 и 3 в замкнутом положении не потребляется.
В процессе включения выключателя пластина 11, входящая в прорезь вала 10, поворачивает этот вал, перемещая установленный на нем постоянный магнит 12 и обеспечивая срабатывание герконов 13, коммутирующих внешние вспомогательные цепи.

Отключение выключателя

При подаче сигнала "ОТКЛ" блок управления формирует импульс тока, который имеет противоположное направление по отношению к току включения и меньшее амплитудное значение (интервал времени 4 — 5 на осциллограммах). Магнит 6 при этом размагничивается, привод снимается с магнитной защелки, и под действием энергии, накопленной в пружинах отключения 8 и поджатия 5 якорь 7 перемещается вниз, в процессе движения ударяя по тяговому изолятору 4, связанному с подвижным контактом 3. Контакты 1 и 3 размыкаются (момент времени 5 на осциллограммах), и выключатель отключает нагрузку.

Ручное отключение выключателя

Ручное оперативное отключение выключателя осуществляется путем механического воздействия на кнопку ручного отключения, которая в свою очередь через толкатель, шарнирно связанный с валом 10 выключателя, воздействует через этот вал на якоря 7 электромагнитов привода. При этом разрывается магнитная система привода, ее магнитная энергия уменьшается, после чего механической энергии пружины отключения 8 оказывается достаточно для размыкания контактов 1 и 3 выключателя.
Кнопка ручного отключения одновременно выполняет функцию указателя положения выключателя "ВКЛ — ОТКЛ".
Ручное включение выключателя не предусмотрено. Для первого включения выключателя, когда на подстанции отсутствует питание цепей оперативного тока, разработан способ включения выключателя электрическим путем от автономного источника питания.

Читайте так же:
Установка дистанционного выключателя массы для допог

Конструктивные исполнения выключателя ВВ/TEL

В настоящее время выпускаются выключатели двух основных конструктивных исполнений:
конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием
200 мм;
конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием 250 мм.
Выключатели конструктивного исполнения с межполюсным расстоянием 200 мм предназначены преимущественно для замены в ячейках КРУ выключателей типов ВМР-10, ВМПЭ-10, ВМПП-10, ВК-10, ВКЭ-10 и других, а также для применения во вновь разрабатываемых ячейках КРУ.
Выключатели данного конструктивного исполнения выпускаются двух модификаций:
с выводом толкателя кнопки ручного отключения в сторону силовых токосъемников;
с выводом толкателя кнопки ручного отключения в сторону, противоположную силовым токосъемникам.
Выключатели конструктивного исполнения с межполюсным расстоянием 250 мм предназначены преимущественно для замены в камерах КСО и КРН выключателей типа ВМГ-133 и других, а также для применения во вновь разрабатываемых камерах КСО и КРН.

Техническая характеристика выключателей серии BB/TEL

Устройство и принцип действия вакуумного выключателя

Выключатель состоит из трех полюсов, установленных на металлическом основании, в котором размещены пофазные электромаг­нитные приводы с магнитной защелкой, удерживающей выключатель неограниченно долго во включенном положении после прерывания тока в катушке электромагнита привода. Остальные узлы полюсов размещаются в изоляционном корпусе из прозрачного механически прочного и дугостойкого полимерного материала (лексана), который предохраняет их от возможных в эксплуатации механических повреждений и воздействий электрической дуги тока короткого замыкания. Все три полюса имеют одинаковую конструкцию.

Включение выключателя

Командой на включение от блока управления подается постоянное напряжение на катушку электромаг­нита 9 (смотри рисунок 1).

Рисунок 1 – Полюс вакуумного выключателя

Под действием электромагнитных сил якорь 11 начинает двигаться вверх и через пружину поджатия 6 заставляет двигаться тяговый изоля­тор 5 и подвижный контакт 3, сжимая при этом пружину отключения 7. После замыкания контактов 1 и 3 якорь продолжает двигаться еще 2 мм до упора, сжимая пружину 6 и созда­вая необходимое поджатие между контактами выключателя в вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Общий ход якоря составляет 8 мм, а ход подвижного контакта 6 мм. После снятия напряжения якорь остается во включенном положении благодаря остаточной индукции в электромагните 10.

Отключение выключателя

Командой на отключение от блока управления на катушку 9 подается напряжение противоположной поляр­ности, чем при включении. Магнит 10 при этом частично размагничивается, якорь 11 снимается с магнитной защелки и под действием пружин 7 и 6 перемещается совместно с подвиж­ными частями выключателя в отклю­ченное положение. В этом положении они удерживаются силой отключающей пружины 7. Ручное отключение осуществляется воздействием на кнопку ручного отключения, которая через толкатель 15, шарнирно связанный с валом 8, и через кулачок 7 с якорем 12, срывает якорь с магнитной защелки и отключа­ет выключатель.

Конструкцию полюса вакуумного выключателя можно подробно рассмотреть, используя файл «Конструкция полюса ВВ».

Устройство вакуумной дугогасительной камеры

Одним из основных элементов выключателя является вакуумная дугогасительная камера (ВДК), разработанная спе­циалистами предприятия «Таврида Электрик».

ВДК серии TEL выпускается «Таврида Электрик» с применением последних достижений современных технологий. Она имеет малые габариты и массу. Износ контактов при совершении 50000 операций отключения номинального тока не превышает 1 мм.

Конструкция вдк

Корпус ВДК (Рисунок 2) состоит из двух керамических изоляторов 2 и 6 и медного экрана 4, припаиваемого к изоляторам.

Рисунок 2- Разрез вакуумной дугогасительной камеры

Конструктивными особенностями ВДК являются чашеобраз­ная форма керамических изоляторов и сварной сильфон 7, значительно снизившие вес и габариты ВДК.

Сильфон припаивается к изолятору 6 и выводу 8, обеспечи­вая возможность перемещения подвижного контакта 5 без нарушения герметичности ВДК.

На торцевые части неподвижного 3 и подвижного 5 контак­тов припаяны пластины из металлокерамики, обеспечивающие им высокую износостойкость.

Выводы 1 и 8 служат для соединения с выводами выключа­теля. Аксиальное магнитное поле в межконтактном промежутке создается путем выполнения в контактах специальных разре­зов (на рис.4.2 не показаны).

Но можно посмотреть, как это выполнено в ВДК, выпускаемых концерном «Сименс» (Рисунок 3).

Рисунок 3 – Разрезы в контактах вакуумного выключателя

За счет аксиального магнитного поля дуга не концентрируется, а находится в диффузионном состоянии на всей поверхности контактов, что видно на рисунке 4, где приведена фотография дуги.

Рисунок 4- Фотографии дуги между контактами вакуумного выключателя концерна « Сименс»

Это значительно снижает износ контактов, повышает отключающую способ­ность и коммутационный ресурс выключателя.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Электромагнитный привод вакуумного высоковольтного выключателя

Электромагнитный привод вакуумного высоковольтного выключателя

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным приводам высоковольтных вакуумных выключателей с магнитной защелкой. Техническим результатом является улучшение эксплутационно-технических характеристик привода, повышение надежности и упрощение управления при наименьших затратах энергии. Электромагнитный привод с одним устойчивым состоянием магнитной системы содержит магнитопровод, якорь, установленные с возможностью перемещения, катушку управления и постоянные магниты, установленные в магнитной системе с ориентацией одноименных полюсов в сторону рабочего зазора, последовательно с магнитным потоком, создаваемым катушкой управления. Причем магнитная система содержит, по крайней мере, четыре постоянных магнита, образующих совместно с магнитопроводом и якорем четыре параллельные магнитные цепи. Привод может быть снабжен механизмом ручного отключения, содержащим, по крайне мере, две магнитомягкие пластины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным приводам высоковольтных вакуумных выключателей с магнитной защелкой.

Известные электромагнитные приводы высоковольтных вакуумных выключателей в общем случае состоят из мощного включающего электромагнита, механического удерживающего устройства (защелки), кинематических звеньев и цепей передачи усилия от электромагнита к вакуумным дугогасительным камерам (КДВ), отключающего электромагнита и расцепителей защиты присоединений.

Читайте так же:
Отличие автоматических выключателей шнайдер

Недостатком таких приводов является их многозвенная система кинематического соединения от штока якоря к механизмам поджатия КДВ, большая масса и сложная система отключения выключателя при оперативном и аварийном его отключении, обязательное наличие механической защелки, а также большое потребление энергии от сети питания.

В настоящее время существует новое поколение вакуумных выключателей, имеющих приводную часть с электромагнитными приводами и удерживающими устройствами на постоянных магнитах.

К такому типу электромагнитных приводов относятся привода, разработанные в СП РЗВА, г.Ровно и на предприятии «Таврида-электрик», г.Москва. Электромагнитный привод, состоящий из шихтованного магнитопровода, якоря, выполненного в форме прямоугольной призмы, двух катушек управления, двух установленных соосно постоянных магнитов из соединений редкоземельных элементов, которые образуют две магнитные цепи, называемые «магнитными защелками», в которых фиксируется якорь в двух устойчивых положениях «включено» и «отключено», причем постоянные магниты установлены таким образом, что формируются параллельные магнитные потоки от управления катушек и постоянных магнитов (патент РФ №2214640, Н01Н 33/66).

Близким по технической сути к предлагаемому изобретению является также привод с «магнитной защелкой», разработанный на предприятии «Таврида-электрик» для выключателей серии BB/TEL (патент РФ №2020631, Н01Н 33/66), состоящий из круглого якоря, верхней и нижней плит, составляющих основной магнитопровод, катушки управления и кольцевого магнита, выполненного из магнитотвердого сплава и охватывающего катушку. Привода устанавливаются под каждым полюсом выключателя. При включении привода катушка управления электромагнита создает необходимую энергию электромагнитного поля для преодоления противодействующих сил и одновременно с этим намагничивается кольцевой магнит до определенного значения остаточной индукции, необходимой для удержания якоря во включенном состоянии. При отключении в катушку управления подается импульс обратной полярности, кольцевой магнит размагничивается до некоторого минимального значения остаточной индукции и привод снимается с магнитной защелки, т.е. происходит отключение выключателя.

К существенным недостаткам привода, разработанного на СП РЗВА, следует отнести то обстоятельство, что как и у всякой двухпозиционной устойчивой системы существенно затруднено ручное включение выключателя, т.к. при этом необходимо преодолеть довольно значительное усилие удержания якоря магнитным полем постоянных магнитов, чтобы перевести систему из одного устойчивого положения в другое, а также наличие двух катушек управления и большие массогабаритные характеристики данного типа привода.

К недостаткам привода для выключателей серии BB/TEL предприятия «Таврида-электрик» следует отнести зависимость степени остаточной намагниченности кольцевого магнита при включении от колебаний питающего напряжения, например, при понижении питающего напряжения количество энергии, расходуемое на намагничивание кольцевого магнита, уменьшится, в результате чего магнитное кольцо намагнитится до меньшего значения остаточной индукции, что повлияет на усилие удержания в сторону его уменьшения. Кроме того, в выключателях серии BB/TEL применяются три магнита с магнитной защелкой под каждым полюсом, что усложняет схему управления этой системой электромагнитов, а это приводит к снижению надежности выключателя.

Эти недостатки снижают эксплуатационно-технические характеристики приводов.

Предлагаемое изобретение — это новый тип электромагнитного привода, использующего принцип «магнитной защелки», в котором отсутствуют недостатки, присущие прототипам.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача создания нового типа электромагнитного привода, который удовлетворяет всем требованиям ГОСТ 687-78, предъявляемым к эксплуатационно-техническим характеристикам выключателей на основе такого типа приводов, и вместе с тем является многофункциональным, объединяющим функции включения-выключения выключателя, а также является элементом защиты присоединений и выполнен в едином механизме. При этом улучшены технико-экономические и массогабаритные характеристики, надежность и легкость управления при наименьших затратах энергии.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что электромагнитный привод вакуумного высоковольтного выключателя, содержащий магнитопровод из магнитного материала, круглый якорь, перемещающийся в двух направляющих в пределах рабочего зазора, постоянные магниты высокой энергии на основе соединений редкоземельных элементов, установленные в магнитной системе с ориентацией одноименными полюсами в сторону рабочего зазора, одну катушку управления, отличается тем, что имеет однопозиционную, с одним устойчивым состоянием магнитную систему, которая имеет, по крайней мере, четыре постоянных магнита, образующих совместно с магнитопроводом и якорем четыре параллельные магнитные цепи, в каждой из которых постоянные магниты своими полюсами установлены последовательно с образующимся при включении и отключении магнитным потоком катушки управления, при этом имеет механизм ручного отключения, содержащий как минимум две магнитомягкие пластины, за счет которых происходит шунтирование основного магнитного потока двух из четырех магнитных цепей и таким образом обеспечивающий ослабление его в рабочем зазоре и отключение при сравнительно невысоких затратах энергии.

Изобретение поясняется чертежами:

на фиг.1 изображен привод вакуумного выключателя во включенном состоянии;

на фиг.2 — механизм ручного отключения, вид В.

Конструктивно электромагнитный привод вакуумного выключателя состоит (фиг.1) из цилиндрического якоря 3 со штоком 10, нижней опорной плиты 8, фланца 2, четырех планок 4, выполненных из магнитомягкого материала, двух бронзовых втулок направляющих якоря — верхней 1 и нижней 9, поводка 11, кинематически связывающего якорь с рычагом промежуточного вала выключателя, восьми опорных стоек 14 из немагнитного материала, катушки управления 5 и четырех постоянных магнитов высокой энергии, изготовленных на основе редкоземельных элементов 6.

В состав привода входит и механизм ручного отключения, состоящий из вала 12, двух подшипников скольжения 15, двух ферромагнитных пластин 7, выполненных из магнитомягкого материала и рычага управления 13.

Работа электромагнитного привода происходит следующим образом.

При подаче напряжения управления постоянного тока на обмотку катушки 5 электромагнита в ней возникает магнитное поле, направленное последовательно и согласно с магнитным полем постоянных магнитов 6 в рабочий зазор, в результате чего якорь перемещается в сторону уменьшения рабочего зазора к нулю и совершает при этом определенную работу, и через рычаг промежуточного вала выключателя включает его, а при снятии рабочего напряжения с катушки якорь удерживается в притянутом к нижней плите 8 положении энергией магнитного поля постоянных магнитов 6, при этом выключатель остается во включенном положении. Такая кинематическая схема обеспечивает минимальное количество звеньев и как следствие минимальный износ деталей на протяжении всего срока эксплуатации. Для отключения выключателя необходимо подать на управляющую катушку напряжение обратной полярности. Возникающий магнитный поток катушки при этом направлен встречно магнитному потоку постоянных магнитов и компенсирует его действие, уменьшая удерживающее усилие. Под воздействием энергии сжатых пружин поджатия КДВ и отключающей пружины выключатель отключается. В режиме удержания якоря результирующая сила магнитного поля постоянных магнитов составляет 1600÷2300 Н. Такое усилие обеспечивает надежную фиксацию КДВ во включенном положении, в том числе в условиях значительных вибраций и ударов.

Читайте так же:
Проверка характеристик автоматического выключателя

Для перевода выключателя из включенного положения в отключенное вручную необходимо переместить рукоятку 13 (фиг.2, вид В) влево таким образом, чтобы пластины 7 вошли в зацепление с двумя магнитными цепями в зоне установки постоянных магнитов 6 и замкнули магнитные потоки от этих двух магнитов по кратчайшему пути. При этом результирующее удерживающее усилие резко уменьшается и под воздействием пружин поджатия КДВ и отключающей пружины выключатель отключается. После завершения операции отключения рукоятка 13 и пластины 7 возвращаются в исходное (фиг.2, вид В) положение.

Таким образом, предлагаемый электромагнитный привод обладает рядом достоинств, по сравнению с существующими приводами на силовых электромагнитах:

— малые токи потребления при операциях «включено» и «отключено»;

— стабильность характеристик при колебаниях питающего напряжения в широком интервале значений;

— любое рабочее пространственное положение;

— безусловное выполнение требований ГОСТ 687-78 в части установки выключателя на защелку (полного включения) в условиях короткого замыкания в главных цепях и быстрого спада питающего выключатель оперативного напряжения;

— легкость ручного включения и отключения выключателя;

— существенно меньший «дребезг» главных контактов КДВ при проведении операции «включено».

Предлагаемое изобретение позволит создать высокотехнологическую, эффективную, многофункциональную и малогабаритную серию электромагнитных приводов нового типа с необходимыми мощностями управления для создания на их базе нового поколения вакуумных выключателей.

Опытный образец предлагаемого электромагнитного привода с магнитной защелкой прошел все нормативные испытания на базе серийно выпускаемого выключателя типа ВБ 10-20 с КДВ типа КДВА-5 и подтвердил соответствие расчетных параметров требованиям, предъявляемым к вакуумным выключателям с электромагнитным приводом зависимого (прямого) действия ГОСТ 687-78, в том числе и в части решения задач аварийной защиты присоединений.

1. Электромагнитный привод вакуумного высоковольтного выключателя, содержащий магнитопровод из магнитного материала, круглый якорь, перемещающийся в двух направляющих в пределах рабочего зазора, постоянные магниты высокой энергии на основе соединений редкоземельных элементов, установленные в магнитной системе с ориентацией одноименными полюсами в сторону рабочего зазора, одну катушку управления, отличающийся тем, что имеет однопозиционную, с одним устойчивым состоянием магнитную систему, которая имеет, по крайней мере, четыре постоянных магнита, образующих совместно с магнитопроводом и якорем четыре параллельные магнитные цепи, в каждой из которых постоянные магниты своими полюсами установлены последовательно с образующимся при включении и отключении магнитным потоком катушки управления.

2. Электромагнитный привод по п.1, отличающийся тем, что имеет механизм ручного отключения, содержащий как минимум две магнитомягкие пластины, за счет которых происходит шунтирование основного магнитного потока двух из четырех магнитных цепей и таким образом обеспечивающий ослабление его в рабочем зазоре и отключение при сравнительно невысоких затратах энергии.

ВВ/TEL

В конце XX века инновационная конструкции выключателей ВВ/TEL. произвели переворот в мире коммутационной аппаратуры 6-10кВ и позволили совершить прорыв на пути создания современных КРУ высокой надежности, не требующие обслуживания выключателя на протяжении всего срока службы. Запатентованная конструкция, легкость и не прихотливость конструкции ВВ/TEL. позволяет встроить выключатель в любую, существующую, ячейку КРУ или КСО. либо создать новую с уникальными потребительскими качествами. Сегодня ВВ/TEL. применяется на 5-ти континентах мира, чем подтверждает удовлетворение самым жестким требованиям эксплуатации будь, это условия Кольского полуострова с зимним морским климатом, либо широта Египта, с изнуряющим зноем зимой и особенно летом, или влажный климат Вьетнама. Такая популярность основывается на существующем разнообразии решений, которые уже имеются или позволяет предложить выключатель ВВ/TEL по модернизации распределительных устройств, повышению их надежности и всей энергосистемы в целом.

Дополнительно по теме

Рубильники серии РП. Ящики ЯБПВУ

РВ, РВО, РВФЗ, РЛНД

ВПМ-10 ВМП-10 ВМГ-133

Вакуумные выключатели (ВВ) 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. ВВ 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.

Структура условного обозначения выключателей

  • BB/TEL-10-20/1000
  • BB/TEL-10-20/1600
  • BB/TEL-10-31,5/1000
  • BB/TEL-10-31,5/1600
  • BB/TEL-10-31,5/2000
  • BB/TEL-10-31,5/2000Q

Устройство и работа выключателей

Гашение дуги переменного тока осуществляется в вакуумной дугогасительной камере (ВДК) при разведении контактов в глубоком вакууме (остаточное давление порядка мм рт. ст.). Носителями заряда при горении дуги являются пары металла. Из-за практического отсутствия среды в межконтактном промежутке, конденсация паров металла в момент перехода тока через естественный ноль осуществляется за чрезвычайно малое время (с ), после чего происходит быстрое восстановление электрической прочности ВДК. Электрическая прочность вакуума составляет порядка 30 кВ/мм, что гарантирует отключение тока при расхождении контактов более 1 мм.

Читайте так же:
Умный выключатель с экраном

В выключателях применяется современная конструкция ВДК с аксиальным магнитным полем. Дуга в таком поле находится все время в диффузионном состоянии, что существенно уменьшает износ, который не превышает 1 мм после исчерпания коммутационного ресурса.

Выключатели состоят из трех полюсов, установленных на металлическом корпусе, в котором размещаются электромагнитные приводы каждого полюса с магнитной защелкой, удерживающей выключатель неограниченно долго во включенном положении после прерывания тока в катушке электромагнита привода.

Основные узлы выключателей на ток до 1000 А размещаются в закрытом изоляционном

корпусе круглого сечения, выполненном из механически прочного и дугостойкого материала, защищающего элементы полюса от механических повреждений и воздействий электрической дуги тока КЗ.

Крепление выключателей к металлическим элементам КРУ и КСО осуществляется посредством болтов М10, резьбовые отверстия для которых имеются на боковых сторонах металлического корпуса. Выключатели могут работать в любом пространственном положении. Выключатели на номинальный ток 1600 А конструктивно отличаются от выключателей на 630-1000 А устройством изоляционных корпусов, способом установки в них ВДК и способом крепления выключателей.

Изоляционные корпусы прямоугольного сечения открыты снизу и сверху для вентиляции воздуха и охлаждения токоведущих частей. С передней и задней сторон к корпусам крепятся изоляционные листы толщиной 10 мм для придания им необходимой жесткости. На противоположной стороне токоведущих выводов круглого сечения в полимерной части выключателя имеются закладные металлические втулки ( 6 шт.) с отверстиями под болт М16, с помощью которых выключатели устанавливаются на вертикальное металлическое основание приводом вниз или вверх.

Разрез полюса выключателя представлен на рисунке. В состав полюса входят следующие основные элементы: ВДК 2 с неподвижным 1 и подвижным 3 контактами и сильфоном, гибкий токосъем, тяговый изолятор 5, токоведущие выводы и электромагнитный привод. Привод состоит из кольцевого электромагнита 13, якоря 12, катушки 11, пружин отключения 9 и дополнительного поджатия 10, тяги 15 устройства ручного отключения. Катушки электромагнита включены в цепь управления параллельно и используются для включения и отключения выключателя.

Полюса механически связаны между собой промежуточным валом 8, на котором установлен кулачок для управления вспомогательными кон-тактами, используемыми во внешних цепях (управления, сигнализации и др.). Выключатели, предназначенные для частых коммутационных операций, содержат в своей конструкции усиленный привод и камеру ВДК, которые не влияют на габаритные и присоединительные размеры.

В отключенном положении подвижные части полюса удерживаются силой отключающей пружины 9 независимо от пространственно положения выключателя. Включение и отключение выключателя производится от блока управления (БУ), который является неотъемлемой частью ВВ.

При подаче команды включения БУ пода( напряжение на катушку 11 электромагнит Протекающий при этом ток создаёт магнитный поток в зазоре между якорем 12 и кольцевым магнитом 13, под действием которого якорь втягивается внутрь электромагнита и через тяговый изолятор 5, сжимая пружину отключения 9 и воздействуя на подвижный контакт ; замыкает контакты ВДК.

Скорость замыкания контактов составляв около 1 м/с. Она является оптимальной для процесса включения и предупреждения дребезг контактов при включении.

Замыкание подвижного контакта с неподвижным происходит в момент, когда между якорем верхней крышкой электромагнита остается зазор 2 мм. Проходя это расстояние, якорь сжимает пружину поджатия 10 и создает необходимо контактное нажатие. После замыкания магнитно системы якорь встает на магнитную защелку удерживается в этом положении неограниченно долго за счет остаточной индукции кольцевого электромагнита 13. Общий ход якоря 8 мм, ход подвижного контакта 6 мм.

Запас по усилию удержания (сила, необходима для отрыва якоря от верхней крышки электромагнита, приложенная вдоль оси привода), составляет 450-500 Н для одного полюса выключателя.

В случае обрыва цепи катушки электромагнита одного из полюсов выключатель не фиксируется во включенном положении и отключается, тем самым предупреждается работа выключателя в неполнофазном режиме.

В процессе включения ВВ якорь через кинематическую связь поворачивает вал 8 и установленный на нем кулачок, который управляет контактами вспомогательных цепей (микро-переключателями).

Длительность подачи напряжения на катушку электромагнита устанавливается блоком управления и составляет 60 — 80 мс в зависимости от типа БУ. Она выбрана с запасом, поэтому момент размыкания геркона или микропереключателя в цепи управления включением не влияет на включающую способность привода и не требует наладки и проверки эксплуатационным персоналом.

Источником электрической энергии для включения ВВ служат предварительно заряженные малогабаритные конденсаторы, устанавливаемые в БУ (BU) или в блоке питания БП (BP).

При подаче команды отключения БУ подает на катушку электромагнита напряжение противоположной полярности и определенной длительности. При этом электромагнит частично размагничивается и якорь 12 снимается с магнитной защелки. Под действием пружины отключения и пружины дополнительного поджатия якорь разгоняется и наносит удар по тяговому изолятору, соединенному с подвижным контактом 3 вакуумной камеры. Ударное усилие, создаваемое якорем электромагнита, превышает 2000 Н, что позволяет отключать выключатель даже при наличии точечной сварки контактов, которая может иметь место при включении ВВ.

После удара подвижный контакт приобретает высокую стартовую скорость, необходимую для успешного отключения тока КЗ, и под действием отключающей пружины совместно с другими подвижными частями занимает конечное отключенное положение.

Читайте так же:
Удаленное управление автоматического выключателя

Ручное отключение осуществляется путем воздействия на кнопку ручного отключения, которая через толкатель 15, шарнирно связанный с валом 8, воздействует через вал привода на якоря электромагнитов и разрывает магнитную систему. Кнопка ручного отключения, связанная с валом 8, может служить указателем положения выключателя.

Усилие на кнопке отключения при ударном воздействии составляет 200 — 250 Н.

Наличие в схеме управления выключателями батареи малогабаритных конденсаторов позволяет осуществлять автономное включение ВВ на обесточенной подстанции с помощью двух стандартных элементов питания 9 В, подключая их низковольтному входу БУ. Имеющийся в БУ или блоке питания преобразователь повышает напряжение питания до необходимого и заряжает в течение короткого времени (менее 1 мин) батарею конденсаторов, после чего выключатель готов к выполнению операции "В" или "ВО".

Автономное включение может также выполняться с помощью инвентарных переносных блоков автономного включения (БАВ), поставляемых предприятием по заказу.

Устройства управления вакуумными выключателями являются их неотъемлемой частью и изготавливаются в виде отдельных блоков, устанавливаемых в релейных отсеках КРУ, на панелях камер КСО или на выкатных элемента КРУ. Они обеспечивают включение и отключение ВВ от источника постоянного, выпрямленного или переменного оперативного тока, блокировку от повторного включения ВВ, отключение от трансформаторов тока при отсутствии напряжения питания, а также ряд дополнительных функций.

Принцип работы и конструкция вакуумного выключателя BB-TEL

Выпускаемые в настоящее время на Украине вакуумные выключатели отличаются высоким механическим и коммутационным ресурсом. Срок эксплуатации этих выключателей до списания составляет 25 лет, причем у выключателей в течение всего срока их эксплуатации отсутствует необходимость обслуживания вакуумных камер.

Элегазовые выключатели напряжением 6-10 кВ на Украине не выпускаются. Наибольшее применение в электрических сетях Украины приобрели трехфазные элегазовые выключатели внутренней установки серии LF производства Merlin Gerin, технические параметры которых приведены, например, в каталоге производителя. Эти выключатели отличаются высоким качеством изготовления, удобны и просты при монтаже, экологически безопасны, имеют механический и электромагнитный ресурс, соответствующий требованиям норм МЭК 56 и ГОСТ 687.

Особенности конструктивного исполнения вакуумных высоковольтных выключателей

Рассмотрим подробнее особенности конструктивного исполнения вакуумного выключателя серии BB/TEL предприятия «Таврида Электрик».

вакуумный выключатель BB/TEL

На рис. 1 обозначено:
1 — вакуумная дугогасящая камера;
2 — основание модуля;
3 — крышка;
4 — синхронизирующий вал;
5 — вспомогательные контакты;
6 — блокировочная тяга;
7 — привод, особенности работы которого будут рассмотрены в дальнейшем;
8 — торцевой блокировочный узел.
Как видно из рис. 1, этот выключатель состоит из трех полюсов с пофазно встроенными электромагнитными приводами, размещенными на общем основании. Приводы каждой из фаз, расположенные внутри основания выключателя, механически соединены между собой посредством общего вала, выполняющего три функции: обеспечивает синхронизацию фаз, предохраняя от неполнофазных режимов; приводит в действие вспомогательные контакты выключателя; обеспечивает механическую блокировку работы распредустройства, в котором установлен данный выключатель; управляет визуальными индикаторами положения выключателя.

конструкция вакуумного выключателя серии BB/TEL

Основные конструктивные элементы одного полюса этого выключателя с номинальным током 2000 А показаны на рис.2, где
1 — верхний вывод;
2 — вакуумная дугогасящая камера, установленная внутри полых опорных изоляторов, причем подвижные контакты каждой из дугогасящих камер жестко соединены со своими приводами посредством изоляционных тяг, также расположенных внутри опорных изоляторов;
3 — вспомогательные контакты;
4 — кулачок;
5 — блокировочная тяга;
6 — синхронизирующий вал;
7 — электромагнитный привод с магнитной защелкой, в состав которого входят конструктивные детали 8-13;
8 — пружина дополнительного поджатия контактов;
9 — отключающая пружина;
10 — якорь привода;
11 — кольцевой постоянный магнит;
12 — катушка электромагнитного привода;
13 — плоский магнитопровод;
14 — тяговый изолятор;
15 — опорный изолятор;
16 — нижний вывод.
Электромагнитный привод может находиться в двух устойчивых положениях: «Отключено» и «Включено», причем фиксация якоря в этих положениях производится без применения механических защелок. Это обеспечивается: силой упругости отключающей пружины — в положении «Отключено»; силой, создаваемой остаточным магнитным потоком кольцевого постоянного магнита, — в положении «Включено». Операция включения и отключения производится путем подачи управляющих импульсов напряжения разной полярности на однообмоточную катушку электромагнитного привода.

Принцип работы вакуумной дугогасящей камеры выключателя серии ВВ/TEL

В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток инициирует возникновение электрического
разряда — вакуумной дуги, существование которой поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная ионизированными парами металла, является проводящей, поэтому она поддерживает протекание тока между контактами до момента его перехода через ноль. В момент перехода тока через ноль дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7. 10 микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и других деталей дугогасящей камеры, восстанавливая электрическую прочность вакуумного промежутка. В то же время на разведенных контактах восстанавливается приложенное к ним напряжение. В том случае, когда при восстановлении напряжения на поверхности контакта (обычно анода) остаются перегретые участки, они могут служить источником эмиссии заряженных частиц, вызывающих пробой вакуумного промежутка, с последующим протеканием через него тока. Для предотвращения подобных отказов необходимо управлять вакуумной дугой, равномерно распределяя тепловой поток по всей поверхности контактов путем наложения на нее продольного, т.е. совпадающего с направлением тока, магнитного поля, которое индуцируется самим током. Именно этот весьма эффективный способ управления вакуумной дугой был осуществлен в вакуумных дугогасящих камерах выключателей серии BB/TEL.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector