Aviatreid.ru

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

Устройство и принцип работы вакуумного выключателя

Устройство и принцип работы вакуумного выключателя

3.1 Ниже приведены вакуумные выключатели ВРС10 в соответствуют техническим условиям ТУ У 31.2-0213434-024-2004 соответственно, а также ГОСТ 687-78, ГОСТ 18397-86 и предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 10 кВ для систем с изолированной и частично заземленной нейтралью. Основные преимущества выключателей, это: высокий механический ресурс до 100 000 циклов ВО; высокий гарантийный срок эксплуатации 4 года ;отсутствие обслуживания; универсальность.

3.2 Характерной особенностью вакуумных камер является то, что они имеют простые торцевые контакты. Выключатели с другими способами дугогашения требуют применения более сложных скользящих и других контактов с использованием контактных пружин, которые ненадежны и подвергаются нежелательному высокотемпературному отжигу при коммутациях. Кроме того, в вакууме исключена возможность окисления и загрязнения контактов, а минимальное их выгорание гарантирует долговечность использования и высокую коммутационную износостойкость. Эти условия являются гарантией эксплуатации коммутационных аппаратов без ухода за вакуумными камерами.

3.3 Серия литых полюсов вакуумных выключателей типа ВРС-10 наделяет выключатели еще одним рядом преимуществ. Залитые эпоксидным компаундом вакуумные камеры надежно защищены от механических и электрических повреждений. Трубообразная конструкция изоляции полюсов обеспечивает оптимальное распределение электрического поля, при которой величина расстояния между полюсами, а также до заземленных частей конструкции выключателей и распределительных устройств может быть минимальной. Удачно выбранная конструкция полюсов препятствует накоплению пыли на изоляционной поверхности.

3.4 Электромагнитный привод вакуумных выключателей типа ВРС-10 выполняет следующие функции:

— обеспечивает надежное и стабильное включение с нормированными параметрами;

— обеспечивает надежное и стабильное отключение с нормированными параметрами, что позволило впервые упразднить традиционный элемент для всех выключателей — отключающую пружину и тем самым значительно снизить энергоемкость привода и повысить его надежность;

— надежно фиксирует выключатель с помощью “магнитной защелки” в обоих крайних положениях “Включено” и “Отключено”;

— обеспечивает ручное нормированное отключение.

Многофункциональность электромагнитного привода и простота его конструкции позволила резко увеличить надежность и ресурс выключателей. Кроме того, это дало следующие преимущества:

— малое потребление электроэнергии при включении и отключении;

— возможность управления, по цепям оперативного постоянного тока.

— минимальный вес и габариты;

— отсутствие буферов и регулировок;

— отсутствие необходимости проведения ремонтов в течение всего срока

Электромагнитный привод имеет унифицированный ряд исполнений в зависимости от выполняемой работы, что позволяет выполнить ВРС-10 ту расчетную минимально­необходимую работу, которую требуется выполнить каждому из них для обеспечения нормальной коммутации.

3.5 Блок (схема) управления вакуумных выключателей составляет единое целое с ним и размещен в корпусе выключателя. При этом управление осуществляется постоянным оперативным током.

Структура условного обозначения вакуумного выключателя. (пример)

ВРС10-40/4000 У2

ВРС— торговая марка вакуумного выключателя с электромагнитным приводом.

10— номинальное напряжение в киловольтах.

40— номинальный ток отключения в килоамперах.

4000— номинальный ток в амперах.

У2— климатическое исполнение.

3. Конструкция и принцип работы выключателей с электромагнитным приводом.

4.1. Выключатели состоят из блок-контактов положения выключателя, указателя, блока коммутации, тумблера разрядки конденсатора, платы управления, электромагнита, конденсатора, механизма ручного отключения, счетчика, трех полюсов, механизма блокировки, вала, рамы и клеммного ряда. В фасадном листе выключателя имеется окно счетчика, окна указателя положения выключателя и окно для рычага ручного отключения.

4.2. Вал установленный в раме на подшипниках, служит для кинематических связей электромагнита с механизмом отключения блок-контактами и полюсами, а также для обеспечения блокировок.

4.3. Указатель включенного и отключенного положения выключателя представляет собой кронштейн с табличками “ВКЛ” или “ I ” красного цвета и “ОТКЛ” или “О” зеленого цвета. В зависимости от положения выключателя в окне фасадной крышки появляется соответствующая надпись.

4.4. Каждый полюс выключателей состоит из тяги изоляционной с механизмом поджатия, токосъема в виде гибкой связи или скользящего контакта, нижнего и верхнего контактов, вакуумной дугогасительной камеры и изоляционного корпуса. На полюсах выключателей на номинальные токи 3150А и 4000 установлен радиатор охлаждения.

4.5. Электромагнит показан постоянные магниты удерживают выключатель в крайних положениях “Включено” и “Отключено” за счет “магнитной защелки”, а именно замыкания магнитной цепи включения или отключения якорем.Электромагнит состоит из: листа опорного катушки отключения , постоянного магнита, якоря, магнитопровода, катушки включения; призмы, штоков.

4.6. Механизм отключений выключателей ВРС-10 служит для ручного отключения выключателя с помощью рычага ручного отключения. Отключение происходит за счет поворота кулачков вокруг своей оси против часовой стрелки, которые приводят к повороту основного вала и отключению выключателя.

Читайте так же:
Ячейка ксо 272 с масляным выключателем

4.7. Механизм блокировки выключателя, при установке выключателя на тележке шкафа серии КУ 10С, обеспечивает:

1) механическую блокировку, недопускающую перемещения включенного выключателя из контрольного положения в рабочее положение КРУ, а также с рабочего положения в контрольное;

2) механическую и электрическую блокировку недопускающую включения выключателя в промежуточном (между рабочим и контрольным) положении КРУ;

3) блокировку, недопускающую перемещения выключателя из контрольного положения в рабочее положение КРУ, а также из рабочего положения в контрольное положение КРУ при отсутствии разрешающего напряжения в цепи блокирующего электромагнита.

Подача напряжения в цепь блокирующего электромагнита на время более 1 минуты строго запрещается. Повторная подача напряжения в цепь блокирующего электромагнита должна производиться не ранее, чем через 5 минут. При проведении пуско-наладочных работ и отсутствии оперативного напряжения механизм блокировки выключателя должен быть разблокирован специальным штоком через отверстие, который входит в комплект поставки КРУ.

4.8. В отключенном положении выключателя контакты разомкнуты, а якорь электромагнита удерживается в крайнем отключенном положении с помощью “магнитной защелки”. В этом положении на якорь действуют силы: сила втягивания трех ВДК (атмосферное давление) и сила постоянных магнитов, направленная в противоположную сторону. В отключенном положении выключателя переключатели блок-контактов действием тяги, соединенной с валом, находятся в нажатом положении. При этом указатель в окне фасадного листа видна надпись “ОТКЛ”.

4.9. Во включенном положении выключателя якорь электромагнита удерживается силой притяжения постоянного магнита, то есть “магнитной защелкой”. В этом положении контакты ВДК замкнуты и поджаты пружинами механизмов поджатия. При этом на якорь действуют силы: сила втягивания ВДК, сила действия “магнитной защелки”, а также сила пружин механизмов поджатия, направленная в противоположную сторону. Выключатель надежно фиксируется во включенном положении даже в условиях ударов и вибраций. Во включенном положении выключателя вал повернут и переключатели блок-контактов находятся в отпущенном положении. При этом указатель в окне фасадного листа видна надпись “ВКЛ”.

5.0. Для включения выключателя необходимо через катушку включения пропустить постоянный ток, при котором сила действия в магнитной цепи включения, несмотря на большой зазор между якорем и магнитопроводом, превысит силу притягивания постоянными магнитами якоря в магнитной цепи отключения, где аналогичный зазор отсутствует. Как только сила тяги достигнет достаточной величины (величины трогания), якорь электромагнита начинает с ускорением двигаться и приводит к повороту основного вала выключателя через ось, серьги и пальцы. Вал в свою очередь приводит к движению изоляционные тяги с механизмами поджатия в полюсах вверх. После замыкания контактов ВДК пружины механизмов поджатия начинают сжиматься. Касание якорем магнитопровода указывает, что выключатель включен и происходит его фиксация в этом положении “магнитной защелкой”. Чем меньше становится зазор между якорем и магнитопроводом магнитной цепи, тем больше сила тяги постоянных магнитов. Следовательно, включение выключателя происходит в результате совместного действия магнитодвижущей силы катушки включения и действия постоянных магнитов, имеющих большую энергоемкость. При этом указатель перемещается и в окне фасадного листа появляется надпись “ВКЛ”.

5.1. Для отключения выключателя необходимо через катушку отключения электромагнита пропустить постоянный ток в направлении, при котором сила действия на якорь превысит результирующую силу удержания “магнитной защелки”. Сила удержания во включенном положении равняется разнице между силами притяжения постоянных магнитов, атмосферного втягивания трех ВДК и силой пружин трех механизмов поджатия полюсов выключателя. После того, как вышеуказанное происходит, якорь электромагнита начинает двигаться. На первом участке движения (приблизительно третья часть хода) контакты ВДК продолжают быть замкнутыми, а сжатые пружины механизмов поджатия разжимаются и тем самым обеспечивают необходимую начальную скорость главных контактов выключателя во время процесса дугогашения. После того как пружины механизмов поджатия разжались на величину хода пружин поджатия, начинают размыкаться контакты ВДК и начинает происходить процесс гашения электрической дуги. При этом блок-контакты переключаются. Процесс отключения заканчивается тем, что якорь электромагнита замыкает собой магнитную цепь отключения электромагнита и тем самым четко фиксирует выключатель в отключенном положении “магнитной защелкой”, которую обеспечивают постоянные магниты электромагнита. Указатель положения выключателя при этом перемещается и в окне фасадной перегородки появляется надпись “ОТКЛ”.

5.2. Ручное включение выключателя предусмотрено только специальным устройством для ручного включения. Попытка включить выключатель вручную иным способом может привести к выходу его из строя.

Монтаж и эксплуатация вакуумных выключателей

Вакуумные коммутационные аппараты. Технология монтажа вакуумных выключателей как надежного способа гашения электрической дуги. Подготовка к использованию по назначению. Технология технического обслуживания оборудования, его периодические испытания.

Подобные документы

Проведение расчета общего, аварийного, местного электрического освещения и токов короткого замыкания с целью разработки мероприятий по технической эксплуатации оборудования ЗРУ-10 кВ. Сравнительная характеристика масляных и вакуумных выключателей.

Читайте так же:
Подключение одноклавишного выключателя simon

дипломная работа, добавлен 25.02.2010

Номенклатура собственных нужд подстанций. Мероприятия по энергосбережению. Процедура замены высоковольтных масляных выключателей на элегазовые. Технические характеристики и преимущества использования вакуумных выключателей с электромагнитными приводами.

реферат, добавлен 09.05.2014

Конструкция, принцип действия, технические данные и сфера применения малообъёмных масляных и вакуумных выключателей. Назначение рабочих и дугогасительных контактов. Принцип работы дугогасительной камеры при отключении масляным выключателем малых токов.

лабораторная работа, добавлен 29.05.2010

Виды рубильников — простейших электрических коммутационных аппаратов с ручным приводом и металлическими ножевыми контактами, входящими в неподвижные пружинящие контакты. Назначение и устройство современных вакуумных выключателей, их основные достоинства.

контрольная работа, добавлен 22.03.2015

Понятие выключателей нагрузки высокого напряжения: понятие и описание, функциональные особенности. Вакуумный выключатель: история их создания, принцип действия, преимущества и недостатки. Высоковольтный выключатель. Вакуумные коммутационные аппараты.

научная работа, добавлен 13.11.2014

Реконструкция ПС «Северная», модернизация и замена устаревшего электрооборудования и автоматики. Установка вакуумных и электрогазовых выключателей. Схема электрической сети трансформаторной подстанции «Северная», работающей в автоматическом режиме.

дипломная работа, добавлен 03.09.2010

Параметры выключателей высокого напряжения. Физико-химические свойства элегаза. Конструкция элегазовых выключателей, характеристика его составных частей. Преимущества, принцип работы и устройство выключателей серии ВГТ-110-40/2500 У1 И ВГТ-220-40/2500 У1.

курсовая работа, добавлен 06.04.2012

Роль электротехнической промышленности в решении задач электрификации, перевооружения и автоматизации народного хозяйства. Эксплуатация и обслуживание электрооборудования, экономическая целесообразность замены масляных выключателей на вакуумные.

дипломная работа, добавлен 20.02.2010

Описание конструкции воздушных выключателей. Клапан отсечки и электропневматическая схема воздушного выключателя. Принцип осуществления процесса гашения дуги, типы гасительных камер, система вентиляции. Назначение отделителей в воздушных выключателях.

лабораторная работа, добавлен 17.10.2013

Монтаж и обслуживание современного электрооборудования и электрических сетей. Особенности монтажа центрального разъединителя РНДЗ-500 кВ. Характеристика монтируемого оборудования, технология монтажа, заземляющие устройства. Сетевой график монтажных работ.

Вакуумный выключатель выкатной

«НТЭАЗ Электрик» производит около сотни типоисполнений универсальных модулей и выкатных элементов для реконструкции ячеек КРУ практически всех серий, выпускавшихся на заводах стран СНГ в прежние годы.

Вакуумный выключатель и выкатной элемент могут применяться для реконструкции комплектных распредустройств в случаях, когда нецелесообразно по экономическим или техническим причинам, либо слишком сложно производить полную замену ячейки. Чаще всего для процедуры подобной модернизации не требуется выводить из эксплуатации комплектные распределительные устройства. Для реконструкции осуществляется замена старого элемента на новый, что довольно просто и не требует особых трудозатрат.

На заводе разработаны элементы для всех типов ячеек, выпускавшихся ранее. Выкатные элементы комплектуются вакуумными выключателями серий ВР1, ВР2, ВР3. Аппараты данных серий самым лучшим образом подходят для реконструкции распредустройств по техническим и эксплуатационным характеристикам.

Вакуумные выключатели серий ВР6В, ВР6К конструктивно выполняются как выкатные элементы комплектных распределительных устройств. Выключатели серии ВР6В предназначены для замены выключателей серии ВЭ-6,ВЭЭ-6, ВЭС-6, ВЭЭС-6 в ячейках КЕ-6, КЕ-6С, КЕЕ-6 и КЕЕ-6С. Выключатели серии ВР6К предназначены для замены выключателей серии ВЭМ-6 в ячейках К-Х.

Выкатной элемент сконструирован таким образом, что имеет габаритные установочные и присоединительные размеры точно соответствующие старому заменяемому элементу, схемы релейной защиты и блокировки остаются неизменными, а также с повторением тех же регулировок, необходимых для обеспечения надежного контактного соединения.

Выкатной элемент это высокое качество и безопасность

Все выкатные элементы с вакуумными выключателями, производимые «Высоковольтным союзом» в процессе производства постоянно находятся под тщательным контролем и проходят регулярные испытания. Все процессы, связанные с проектированием, производством, монтажом и клиентским обслуживанием осуществляются в полном соответствии с требованиями ISO 9001: 2008. Все вакуумные выключатели выкатные отвечают всем существующим требованиям безопасности.

Схема выкатного элемента

Схема вакуумного выключателя

  1. 1. Верхний контакт
  2. 2. Вакуумная дугогасительная камера
  3. 3. Литой из эпоксидного компаунда полюс
  4. 4. Нижний контакт
  5. 5. Гибкая связь
  6. 6. Пружины поджатия
  7. 7. Изоляционная тяга

В вакуумных выключателях внутренней установки используются литые из эпоксидного компаунда полюса. В вакуумных выключателях наружной установки – цельнолитые полюса в кремнийорганической изоляции. Полюса комплектуются самыми современными вакуумными камерами, которые специально разработаны и оптимальным образом подходят для использования в литых полюсах.

Контакты вакуумных камер выполнены из специальных легированных сплавов. Горение дуги, которая возникает при разведении контактов при отключении нагрузки, поддерживается металлическими парами за счет испарения электродного материала. Электрическая дуга мягко гасится при естественном переходе тока через ноль, поэтому исключается возможность возникновения перенапряжений при коммутации большинства видов нагрузок.

Читайте так же:
Установка два электрических выключателях

Основные технические параметры вакуумных выключателей

ПараметрыВР1, ВР2, ВР3
Номинальное напряжение, кВ10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ12
Номинальный ток, А630–3 150
Номинальный ток отключения, кА20–40
Ток термической стойкости , кА (3 с)20–40
Ток электродинамической стойкости, кА52–102
Полное время отключения, мс, не более57–70
Собственное время включения, мс, не более90–120
Собственное время отключения, мс, не более35–55
Механический ресурс, циклов ВО30 000–100 000
Коммутационный ресурс при номинальных токах, циклов ВО30 000–50 000
Коммутационный ресурс при номинальных токах отключения, циклов ВО40–100
Масса, кг65–285
Программа ретрофит

В настоящее время в России и странах СНГ в эксплуатации находится большое количество комплектных распределительных устройств прежних годов выпуска, в целом работоспособных, но укомплектованных коммутационными аппаратами, ресурс которых либо отработан, либо близок к завершению. Специалисты «НТЭАЗ Электрик» предлагают продлить срок службы подобных КРУ и КСО благодаря специально разработанной программе Ретрофит.

Реконструкция КРУ

Программа Ретрофит предполагает замену отработавших свой ресурс коммутационных аппаратов на современные, надежные и долговечные вакуумные выключатели. Реконструкция КРУ заключается в модернизации старого выкатного элемента путем установки на него универсального модуля с новым выключателем либо в полной замене старого элемента КРУ на новый.

Реконструкция КСО

Реконструкция КСО производится путем установки в нее вакуумного выключателя серии ВР с помощью специального монтажного комплекта.

Экономическая выгода

Обновление энергохозяйства по программе Ретрофит требует минимальных затрат и проводится в кратчайшие сроки, так как существующие в модернизируемых КРУ блокировки и схемы релейной защиты не требуют доработки, а габаритные, установочные и присоединительные размеры новых модулей и выкатных элементов полностью соответствуют размерам заменяемых аппаратов.

Концерн «Высоковольтный союз» предлагает широкий ассортимент выкатных элементов и вакуумных выключателей в Москве, Екатеринбурге, Санкт-Петербурге, Новосибирске, Кемерово практически для всех типов ячеек, находящихся в эксплуатации. Можем как изготовить под заказ, так и поставить готовые решения.

Также вы можете посмотреть Общий каталог оборудования — 12.7мБ.

Поделиться ссылкой:Tweet

Распечатать

Особенности и принцип действия вакуумных выключателей

В высоковольтных линиях до 6, 10 и даже 35 кВ при попытке включения/отключения отдельных цепей возникает мощная электрическая дуга. Для ее эффективного гашения, надежной коммутации используют вакуумный выключатель. Это оборудование, рассчитанное на нормальные и аварийные режимы энергосистемы, то есть номинальные токи и токи коротких замыканий.

Область применения

Вакуумный выключатель

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.

Принцип действия

Работа вакуумных выключателей, независимо от номинала напряжения (6, 10, 35 кВ), подчиняется определенным принципам. Вся теория их использования строится вокруг явления возникновения дуги между размыкаемыми/замыкаемыми контактами. Причиной ее возникновения является ток коммутации, вызывающий процесс ионизации, испарения металла на контактных поверхностях. Пар закономерно образует плазму, являющуюся токопроводящим элементом. За счет зоны вакуума, куда происходит испарение, в момент, когда значение тока достигает отметки «0», дуга угасает, пар мгновенно конденсируется. Одновременно происходит восстановление напряжения на контактах.

Особенности конструкции

Каждая из моделей низковольтных и высоковольтных выключателей имеет различную конструктивную схему. Так происходит потому, что используется разный номинал напряжения и тока. К тому же свои идеи реализуют различные производители. В качестве примера при рассмотрении устройства оборудования, используем вакуумный выключатель VF12. Это отечественная разработка, рассчитанная на номинальное напряжение 10 кВ и ток до 3150 А. Основные его узлы можно видеть на следующем рисунке:

Устройство вакуумного выключателя VF12

Основой выключателя служит металлический корпус со встроенным приводом. С ним соединены три полюса токоведущей цепи. Каждый полюс состоит из контактной группы со встроенной дугогасительной камерой. Все эти элементы собраны в синтетический литой корпус, который служит изолятором. В данном случае используется комбинация силиконовых и эпоксидных смол. Внутренне устройство корпуса можно видеть на следующем рисунке:

Внутреннее устройство вакуумного выключателя VF12

Главным элементом VF12 является вакуумная камера, которая состоит из следующих основных элементов:

Вакуумная камера вакуумного выключателя VF12

Что касается корпуса самого выключателя, то та часть, где расположен привод, имеет секционную схему. Такое решение позволяет повысить общую надежность работы, безопасность обслуживания. Сам привод является пружинным – его взвод происходит автоматически (рабочий режим) или вручную рукояткой, которая монтируется в соответствующее гнездо. Общую схему привода, а также расположения органов управления можно видеть на рисунке:

Общая схема привода вакуумного выключателя VF12

Преимущества вакуумных коммутаторов

Вакуумные выключатели на 6, 10 и 35 кВ обладают очевидными преимуществами по сравнению с конкурентными решениями, что обуславливает широкое их применение. К очевидным достоинствам можно отнести:

  • Безопасность. Любой вакуумный коммутационный узел 6, 10 или 35 кВ намного легче аналогов для этого номинала напряжений. Это обеспечивает снижение динамических нагрузок, шума, мощности привода, что комплексно сказывается на безопасности эксплуатации,
  • Автономность. В отличие от масляных, вакуумные выключатели не требуют периодической компенсации уровня рабочей среды, снижая объемы работ по обслуживанию к минимуму,
  • Быстродействие. Малый ход контактной группы обеспечивает более быстрое срабатывание, а значит, меньший износ узлов.

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.

Для подбора правильного исполнительного механизма необходимо точно определить такие показатели (критерии):

  • Характеристики оборудования,
  • Номиналы напряжения, мощности, сопротивления,
  • Значения токов отключения, динамической устойчивости,
  • Номинал теплового импульса сети,
  • Принцип работы бортового микропроцессора,
  • Входные, выходные значения сигнала,
  • Мощность дуги.

Особенности эксплуатации

Несмотря на неприхотливость выключателей от 6 до 35 кВ, их ревизию, обслуживание нужно проводить не реже 1 раза в 4 года (в зависимости от производителя и модели этот термин может отличаться). К общим рекомендациям можно отнести:

  • Необходимость периодической проверки скорости срабатывания,
  • Использование для установки силовых розеток,
  • Необходимость проверки корректности работы после скачков напряжения,
  • При поломке в первую очередь проверяется на состояние контактов и проводки.

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

Любой выключатель, применяемый в высоковольтных сетях, должен надёжно и быстро отключать и включать электрические цепи и оборудование в нормальном и аварийном режимах энергосистемы. При коммутации в высоковольтных сетях, токи в которых могут достигать десятки тысяч ампер при коротких замыканиях, возникает электрическая дуга между контактами выключателя. Это может привести к человеческим жертвам, повреждениям самого выключателя и близстоящего оборудования. Для предотвращения возникновения дуги в высоковольтных выключателях используют специальное дугогасительное устройство (дугогасительная камера), в которой расположены контакты выключателя. Внутри камеры создается вакуум с давлением около 10 −5 мм рт. ст., электрическая прочность которого в десятки раз больше воздуха в нормальных условиях.

Таким образом, вакуумный высоковольтный выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для операций включения и выключения в цепях от 6 кВ и выше, который в качестве среды для гашения дуги используют вакуум.

Выключатель рассчитан на:

  1. нормальный режим работы;
  2. аварийный, то есть должен выдерживать кратковременные токи короткого замыкания.

Принцип действия

вакуумный выключатель

Механизм гашения дуги в вакуумных выключателях основан на высокой электрической прочности и усиленных диэлектрических свойствах вакуума. В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке возникает электрическая дуга, которая поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов. При переходе тока через ноль, происходит гашение дуги и восстановление диэлектрических свойств вакуумного промежутка, и дуга между разомкнутыми контактами больше не возникает. Из-за большой электрической прочности вакуума гашение дуги может произойти до перехода тока через ноль, это явление называют срезом тока. Срез тока негативно влияет на сеть, так как вызывает коммутационные перенапряжения, которые могут достигать огромных величин.

Особенности применения и эксплуатации

Вакуумные выключатели конструктивно разрабатывались сначала как устройство, применяемое только в шкафах КРУ (комплектное распределительное устройство). В настоящее время они используются и для открытых распределительных устройств (ОРУ).

Современный высоковольтный вакуумный выключатель представляет собой быстродействующий коммутационный аппарат нового поколения, рассчитанный на более долгий срок службы, нежели его предшественники с масляной или элегазовой средой для тушения электрической дуги. Статистически процент их применения в электроустановках выше 1000 Вольт стабильно растёт. Китайские энергетики уже полностью отказались от устаревших масляников и полностью перешли на более компактные и не требующие частой профилактики вакуумные выключатели. Вакуумный выключатель довольно неприхотлив и не требует регулярной чистки контактов и смене масла, которое зачастую довольно обильно вытекает из баков. Согласно паспортным данным срок эксплуатации вакуумных выключателей составляет порядка 20 лет.

Во время эксплуатации приводной механизм может выйти со строя, а подать питание на определённый важный механизм в производственной цепочке необходимо, поэтому все выключатели должны быть оборудованы механизмом ручного взвода пружины. А также обязательным является присутствие аварийной кнопки отключения механизмов блокировки выкатывания во включенном состоянии. Это безопасность персонала, поэтому этот момент очень важен.

Конструктивные особенности

конструкция выключателя

Каждый высоковольтный вакуумный выключатель обладает своими характеристиками и конструктивными особенностями, так как используется в сетях с разным напряжением и током. Также разные производители вносят свои индивидуальные коррективы в устройство и конструкцию своих изделий. Но основные элементы всё же остаются неизменными.

Основные элементы конструкции вакуумного выключателя это:

1-Корпус из прочного металлического материала, внутри которого установлен привод включения и отключения, в этом случае он пружинный; 2-Три полюса токоведущих частей, которые предназначены для подключения к сети и для отсоединения от неё при эксплуатации в контрольное, рабочее и выкаченное положения; 3-Литой диэлектрический корпус, содержащий силиконовые и эпоксидные смолы, с вакуумной дугогасительной камерой; 4-Тележка для перемещения внутри ячейки КРУ, этот механизм зачастую у разных производителей различный.

высоковольтная часть

Электрическая основная высоковольтная часть разделена между фазами и содержит следующие элементы:

1-Верхний токопроводящий вывод; 2-Дугогасительная камера, содержащая вакуум; 3-Диэлектрический корпус полюса; 4-Подвижная часть контактной системы; 5-Нижний отходящий токопроводящий вывод; 6-Гибкий элемент токоведущей шины; 7-Специальная тяга, оборудованная прочным изолятором.

В свою очередь, сама дугогасящая камера является тоже очень важным хоть и не разборным элементом, зачастую в случае неисправности они не ремонтируются, а заменяются новыми.

дугогасящая камера

Вот основные её части и механизмы:

1-Вывод неподвижного силового контакта; 2-Неподвижный силовой контакт; 3-Подвижный силовой контакт; 4-Экранирующий механизм, снижающий помехи при коммутации; 5-Керамический изоляционный корпус; 6-Сильфон, сохраняющий герметичность во время движения контакта; 7-Вывод подвижного элемента контактной системы.

Выключатель управляется местным или дистанционным способом. В аварийных режимах отключается от релейной защиты или от противоаварийной автоматики (подается питание на электромагнит отключения и токопроводящие контакты размыкаются).

На данный момент некоторые производители изготавливают высоковольтные выключатели в комплекте с релейной защитой и противоаварийной автоматикой, такое устройство называется реклоузером.

Преимущества и недостатки

Как и любой механизм или устройство данный выключатель тоже имеет свои положительные и отрицательные стороны и понимание их при выборе очень важно.

Преимущества

  • Простая конструкция и установка в ячейки после вывода из эксплуатации устаревших выключателей;
  • Несложный ремонт, при неисправности камеры она подлежит немедленной замене;
  • Возможность работы не только в горизонтальном положении;
  • Надёжность во время всего длительного срока эксплуатации;
  • Хорошая коммутационная износостойкость;
  • Компактные небольшие размеры и вес;
  • Низкая пожароопасность;
  • Не загрязняет окружающую среду;
  • Небольшие расходы на ремонтные и профилактические работы.

Недостатки

  • Небольшой ресурс во время токов короткого замыкания;
  • Есть вероятность появления коммутационных перенапряжений;
  • Довольно высокая стоимость как всего устройства, так и комплектующих.

Особенности выбора

Для того чтобы правильно подобрать данный вид высоковольтных выключателей, в соответствии с местными условиями работы и конкретного оборудования, стоит обратить внимание на следующие критерии:

  1. Номинальное напряжение;
  2. Динамическая устойчивость;
  3. Параметры систем управления;
  4. Номинальный ток в рабочем режиме и режиме короткого замыкания;
  5. Частота включений и отключений;
  6. Климатическое исполнение;
  7. Скорость срабатывания выключателя ;
  8. Частота профилактических ремонтов и осмотров, в электроустановках без местного дежурного персонала это очень важный аспект;
  9. Износостойкость при коротких замыканиях;
  10. Габариты и размер вакуумной установки.

Самые распространённые модели

условное обозначение

Вот несколько самых распространенных моделей ВВЭ-М-10–20, ВВЭ-М-10–40, ВВТЭ-М-10–20, а на рисунке указано как их расшифровывать и структура условных обозначений, так как модели могут содержать в своём названии до 10–12 букв и цифр. Почти все они являются заменой устаревших масляных выключателей, а работать могут как для коммутации цепей переменного тока, так и постоянного.

Настройка, установка и включение в работу высоковольтных вакуумных выключателей это трудоемкий процесс, от которого напрямую зависит вся дальнейшая работа энергосистемы, а также всех элементов и оборудования, подключаемого к ним, поэтому все работы лучше положить на плечи квалифицированного инженерно-электротехнического персонала. Управление вакуумным выключателем должно выполняться чётко и по определённым командам, от этого зависит жизнь и здоровье людей работающих на питаемом оборудовании.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector