Pollife.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вакуумные выключатели

Вакуумные выключатели

Выключатели предназначены для частых коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в ячейках комплектных распределительных устройств в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50Гц с напряжением 6-10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью.

В выключателях применена камера дугогасительная вакуумная КДВХ4-10-20/1600 УХЛ2 по ИМПБ.686484.017 ТУ и КДВА5-10-20/1600 УХЛ2 по МИБД.686484.025 ТУ. Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78, ГОСТ 18397-86 и КУЮЖ.674152.012ТУ.

Основные технические данные

Номинальное напряжение, кВ

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

Номинальный ток отключения, кА

Cквозной ток короткого замыкания:

— ток электродинамической стойкости, кА

— ток термической стойкости, кА

— время протекания тока термической стойкости, с

Условия эксплуатации

  1. выключатели изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ, категория размещения 2 по ГОСТ 15150-69;
  2. выключатели предназначены для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м;
  3. верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации плюс 50°С;
  4. нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации минус 60°С;
  5. относительная влажность воздуха при температуре +25°С 100% с конденсацией влаги;
  6. атмосферные конденсированные осадки — в условиях выпадения росы.

Требования к надежности

  1. ресурс по механической стойкости выключателя:
    — с электромагнитным приводом — 50 000 циклов В-tn-О;
    — с пружинно-магнитным приводом — 25 000 циклов В-tn-О;
  2. ресурс по коммутационной стойкости при нагрузочных токах для выключателя:
    — с электромагнитным приводом — 50 000 циклов В-tn-O;
    — с пружинно-магнитным приводом — 25 000 циклов В-tn-O;
  3. ресурс по коммутационной стойкости при номинальном токе отключения — 150 циклов ВО;
  4. срок службы выключателей до среднего ремонта не менее 12 лет;
  5. срок службы до списания — 30 лет.

Гарантии изготовителя

Гарантийный срок эксплуатации — 5 лет со дня ввода в эксплуатацию.

Структура условного обозначения выключателя

Комплектация

Комплектация выключателя осуществляется только по карте заказа, в которой учитываются особенности подстанции заказчика (оперативное напряжение подстанции, тип ячейки, межполюсное расстояние, состав и количество расцепителей, принадлежности для установки и присоединения).
За дополнительную плату вместе с выключателем поставляется комплект ЗИП.

Типы конструктивных исполнений выключателя.

Устройство и работа выключателя

Выключатель представляет собой аппарат трёхполюсного исполнения с функционально зависи-мыми полюсами со встроенным приводом. Операции включения осуществляются приводом прямого действия за счет тягового усилия электромагнита включения (выключателей с электромагнитным приводом) или приводом косвенного действия за счёт тягового усилия пружины включения (выключателей с пружинно-магнитным приводом). Отключение выключателя (в том числе автоматическое отключение при токах короткого замыкания или перегрузках) осуществляется за счет энергии, запа-сенной пружиной отключения выключателя при включении.

Гашение дуги в выключателе осуществляется вакуумными дугогасительными камерами (КДВ). Электрическая дуга, благодаря специальной форме контактов, создающих собственное продольное (аксиальное) магнитное поле с диффузионной формой горения дуги, распадается и гасится при переходе тока через ноль. Благодаря высокой электрической прочности вакуумного промежутка в течение долей секунды между контактами восстанавливается напряжение.

Выключатель состоит из трех дугогасительных полюсов, закрепленных на корпусе привода выключателя. Каждый полюс содержит вакуумную дугогасительную камеру, механизм дополни-тельного поджатия контактов КДВ и токовыводы.

1) Пружинно-магнитный привод состоит из электромагнита взвода пружины, пружины включения, электромагнита включения, блока механических защёлок, демпфирующего гидравли-ческого устройства, электромагнита отключения и аварийных расцепителей. Электрическая схема блока питания и управления выключателем собрана на панели, закреплённой в корпусе привода.

2) Электромагнитный привод состоит из электромагнита включения, блока механических защёлок, демпфирующего гидравлического устройства, электромагнита отключения и аварийных расцепителей. Электрическая схема блока питания и управления выключателем собрана на панели, закреплённой в корпусе выключателя.

Принцип работы вакуумного выключателя

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.

Конструкция вакуумного выключателя

Рисунок 2 – Конструкция вакуумного выключателя

Общий вид 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.

Читайте так же:
Аварийный выключатель дверей это

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).

  1. Вакуумная камера с функцией дугогашения.
  2. Основание.
  3. Крышка.
  4. Вал синхронизации.
  5. Дополнительные контакты.
  6. Блокировочная тяга.
  7. Привод.
  8. 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.

  1. Вывод в верхней части.
  2. Дугогасящая камера, вмонтированная в полые изоляторы. Подвижные контакты за счет изоляционных тяг скреплены жестким соединением с приводами.
  3. Дополнительные контакты.
  4. Кулак.
  5. Блокировочная тяга.
  6. Вал синхронизации.
  7. Электромагнитный вал, оснащенный защелкой на магните.
  8. Пружина для прижатия контактов.
  9. Пружина отключения контактов.
  10. Приводной якорь.
  11. Кольцевой магнит.
  12. Приводная катушка.
  13. Плоский привод.
  14. Тяговый изолятор.
  15. Опорное изолирующее устройство.
  16. Нижний вывод.

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.

Читайте так же:
Автоматический выключатель подключение фазы

• 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.

Лаб. раб. по ЭЧС и ПС / Лаб_раб №2 Конструкции вакуумных и элегазовых выключателей

Электрическая прочность вакуумного промежутка во много раз больше, чем воздушного при атмосферном давлении. Это свойство используется в вакуумных выключателях. Вакуумные выключатели 6—10 кВ широко применяются для замены маломасляных и электромагнитных выключателей в комплектных распределительных устройствах (КРУ).

1.1 Выключатель ВБП-С-10-31,5/1600

Быстродействующий вакуумный выключатель ВБП-С-10-31,5/1600 устанавливается в секционных и вводных ячейках КРУ 10 кВ (Рис. 1). Он состоит из трех полюсов по числу фаз и общим приводом на три полюса.

Рис. 1. Выключатель вакуумный ВБП-С-10-31,5/1600 УЗ:

1 — выкатная тележка; 2 — рама; 3 — изоляционные тяги; 4 — узел поджатия; 5 — токовыводы; 6 — изоляционный каркас; 7 — вакуумная дугогасительная камера (КДВ); 8 — пружинно-моторный привод; 9 — кулачковый вал привода; 10 — кнопка отключения; 11 — блок защелок; 12 — блок сигнализации; 13 — отключающая пружина; 14— буфер; 15— вал выключателя; 16— индукционно-динамическое устройство управления (ИДУУ)

Его номинальный ток составляет 1600 А, а номинальный ток отключения – 31,5 кА. В КРУ он устанавливается на выкатной тележке 1. Дугогасительная камера 7 типа КДВ-10 укреплена на токовыводах 5 в изоляционном каркасе 6 и системой рычагов связана с приводом. При включении сначала происходит заводка пружинно-моторного привода до положения «Готов». После этого подается сигнал на включение на ИДУУ (индукционно-динамическое устройство управления), которое, разряжаясь, сбивает удерживающую защелку на приводе, пружины поворачивают кулачковый вал 9, который воздействует на рычаг вала выключателя. Вал, поворачиваясь, через систему рычагов и изоляционные тяги 3 воздействует на подвижный контакт КДВ, выключатель включается.

Читайте так же:
Автоматический выключатель 25а каталог

При этом одновременно сжимается и ставится на механическую защелку пружина отключения 13. Отключение производится кнопкой отключения 10, которая выбивает удерживающую защелку, а отключающая пружина 13 через систему рычагов возвращает подвижный контакт камеры в отключенное состояние. Управление выключателем может осуществляться вручную или дистанционно.

Выключатель имеет полное время отключения 0,04 с, время включения 0,03 с.

Важнейшим элементом конструкции вакуумного выключателя является дугогасительная камера с контактами. Здесь применена камера типа КДВ-10-1600-20 (Рис.2).

Рис. 2. Вакуумная дугогасительная камера КДВ-10-1600-20:

1 — рабочие контакты; 2 — дугогасительные контакты; 3 — зазоры; 4, 5 — токоведущие стержни; 6 — верхний фланец; 7 — сильфон; 8, 9 — экраны; 10 — керамический корпус; 11 — крепежное кольцо; 12 — корпус

Рабочие контакты 1 в камере меют вид полных усеченных конусов с радиальными прорезями. Такая форма контактов при размыкании создает радиальное электродинамическое усилие, заставляющее перемещаться дугу через зазоры 3 на дугогасительные контакты 2. Материал контактов подобран так, чтобы уменьшить количество испаряющегося металла. Вследствие глубокого вакуума (10 -4 —10 -6 ) происходит быстрая диффузия заряженных частиц в окружающее пространство, и при первом переходе тока через нуль дуга гаснет.

Подвод тока к контактам осуществляется с помощью медных стержней 4 и 5. Подвижный контакт крепится к верхнему фланцу 6 с помощью сильфона 7 из нержавеющей стали. Металлические экраны 8 и 9 служат для выравнивания электрического поля и для защиты керамического корпуса 10 от напыления паров металла, образующихся при горении дуги. Экран 8 крепится к корпусу камеры с помощью кольца 11. Поступательное движение к верхнему контакту обеспечивается корпусом 12. Ход подвижного контакта составляет 12 мм.

1.2 Выключатель ВВ-TEL-10-1000

Общий вид и габаритные размеры вакуумного выключателя ВВ-TEL-10-1000 выпускаемого производственным объединением «Таврида-электрик» показаны на рис.3.

Рис.3 Общий вид выключателя ВВ-TEL-10-1000:

1,2— подключение главных цепей; 3 — кнопка ручного отключения; 4 — заземление; 5 — подключение вторичных цепей.

Выключатель состоит из трех одинаковых полюсов, установленных на общем основании. Каждый полюс включает или отключает цепь соответствующей фазы.

Особенностью данного выключателя является наличие магнитной защелки, удерживающей в сжатом состоянии отключающую пружину до подачи команды на отключение.

На рис.4 показан разрез конструктивной схемы одного полюса выключателя. В разомкнутом положении контакты выключателя 1 и 3 удерживаются отключающей пружиной 9 через тяговый изолятор 5. При подаче сигнала «Вкл» подается питание в катушку электромагнита 10; якорь 8, сжимая отключающую пружину, перемещается вверх вместе стяговым изолятором и подвижным контактом 3, который замыкается с неподвижным контактом 1. В это время кольцевой магнит 7 запасает магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во включенном положении, а катушка 10 постепенно обесточивается, после чего привод оказывается подготовленным к операции отключения.

Во включенном положении выключатель удерживается силой магнитного притяжения якоря 8 к кольцевому магниту 7 так называемой «магнитной защелкой», при этом энергии из внешней цепи не потребляется.

При подаче сигнала «Откл» блок управления подает импульс противоположного направления в катушку 10, размагничивая магнит и снимая привод с магнитной защелки. Под действием пружин 6 и 9 якорь 8 перемещается вниз вместе с тяговым изолятором 5 и подвижным контактом 3, выключатель отключается.

Рис. 4. Разрез полюса выключателья BB-TEL-10-1000:

1 — неподвижный контакт ВДК; 2 — вакуумная камера (ВДК); 3 — подвижный контакт ВДК; 4 — гибкий токосъем; 5 — тяговый изолятор; 6 — пружина поджатая; 7 — кольцевой магнит; 8 — якорь; 9— отключающая пружина; 10 — катушка; 11 — вал; 12 — постоянный магнит; 13 — герконы (контакты для внешних вспомогательных цепей)

1.3 Достоинства вакуумных выключателей: простота конструкции, высокая степень надежности, высокая коммутационная износостойкость, малые размеры, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие загрязнения окружающей среды, малые эксплуатационные расходы.

1.4 Недостаток вакуумных выключателей — возможность коммутационных перенапряжений при отключении небольших индукционных токов.

2. Элегазовые выключатели

Элегаз SF6 представляет собой инертный газ, плотность которого в 5 раз превышает плотность воздуха. Электрическая прочность элегаза в 2 — 3 раза выше прочности воздуха. Элегазовый выключатель представляет собой замкнутую систему без выброса газа наружу. Различают колонковые элегазовые выключатели и баковые.

В баковых выключателях гашение дуги может осуществляется за счет вращения электрической дуги в элегазе с помощью магнитного поля, созданного отключаемым током.

В колонковых элегазовых выключателях применяются автокомпрессионные дугогасительные устройства (рис. 5). При отключении цилиндр 4 вместе с контактом 3 перемещается вниз, образуется разрыв между подвижным 3 и неподвижным 1 контактами и загорается дуга. Поршень 5 остается неподвижным, поэтому При движении цилиндра вниз элегаз над поршнем сжимается, создается дутье в объем камеры и полый контакт 1, столб дуги интенсивно охлаждается, и она гаснет. При включении цилиндр 4 перемещается вверх, контакт 1 оказывается в верхней камере цилиндра и цепь замыкается.

Рис. 5. Схема дугогасительного устройства элегазового

выключателя с односторонним дутьем:1 — неподвижный полый контакт; 2 —сопло из фторопласта; 3 — подвижный контакт; 4 — подвижный цилиндр; 5— поршень

Более эффективным является двустороннее дутье, именно такие дугогасительные камеры применяются в современных элегазовых выключателях, построенных на модульном принципе. Так, в выключателях на 110 кВ— один дугогасительный модуль, на 220 кВ — два, на 500 кВ — четыре. Соответственно меняется изоляция относительно земли.

Читайте так же:
Выключатель пневматический сигнала торможения впст

2.1 Выключатель ВГУ-220-45/3150У1.

На рис. 6 показан выключатель ВГУ-220-45/3150У1 (UHM = = 220кВ, Iоткл.ном=45 кА, IНОМ=3150 А, У — климат умеренный, 1 – установка открытая). Выключатель имеет три полюса. Полюс имеет Y-образную компоновку. В каждом полюсе имеется две последовательно соединенные дугогасительные комеры с контактами. Параллельно контактам камер включены конденсаторы 5 емкостного делителя. Емкостные делители обеспечивают равномерное распределение напряжения между разрывами полюса. Дугогасительные камеры и конденсаторы представляют собой дугогасительный модуль 1 полюса. Этот модуль крепится на опорной изоляционной колонке 2. В каждом полюсе имеется шкаф управления 3. На все три полюса имеется распределительный шкаф 4. Распределительный шкаф предназначен для пневматической и электрической связи трех полюсов выключателя.

Отключение осуществляется пневматическим приводом, включение — пружинами, которые заводятся при отключении.

Рис. 6. Выключатель элегазовый колонковый-220-45/3150:

1 — модуль дугогасительный; 2 — колонка опорная; 3 — шкаф управления с приводом; 4 — шкаф распределительный; 5 — конденсаторы (емкостные делители)

2.1 Выключатель ВГБЭ-35-12,5/630.

На рис.7 представлен баковый выключатель ВГБЭ-35-12,5/630. Баковые выключатели на 110 кВ и более имеют три полюса. Каждый полюс выполняют в отдельном баке. Этот выключатель имеет номинальное напряжение 35 кВ, все три его фазы размещены в одном баке 3 с контактной дугогасительной системой. Номинальный ток отключения выключателя составляет 12,5 кА, а номинальный ток – 600 А. Номинальное давление элегаза в баке должно быть 0,45 МПа. При снижении давления характеристики выключателя не будут обеспечены. Для сигнализации о снижении давления в конструкции предусмотрен сигнализатор давления 6. Гашение дуги осуществляется за счет вращения электрической дуги в элегазе с помощью магнитного поля, созданного отключаемым током. Над баком возвышаются высоковольтные вводы 1 , в нижней части которых расположены встроенные трансформаторы тока 2 , что упрощает конструкцию распределительных устройств. Вводов всего шесть, по два на каждую фазу.

Привод выключателя электромагнитный, он расположен в шкафу 9. При низких температурах элегаз может конденсироваться, чтобы избежать этого, предусмотрен подогрев 8. Для замены элегаза имеется клапан 5.

Рис. 7. Выключатель элегазовый баковый ВГБЭ-35:

1 — ввод; 2 — трансформатор тока; 3 — бак с контактной и дугогасительной системами; 4 — коробка механизма; 5 — клапан; 6 — сигнализатор давления; 7— клеммная коробка; 8 — подогрев; 9 — шкаф с приводом

Достоинства элегазовых выключателей: пожаро- и взрывобезопасность, быстрота действия, высокая отключающая способность, малый износ дугогасительных контактов, возможность создания серий с унифицированными узлами (модулями), пригодность для наружной и внутренней установки.

Недостатки: необходимость специальных устройств для наполнения, перекачки и очистки SF6, относительно высокая стоимость SF6.

Устройство вакуумного выключателя и принцип работы.

Устройство вакуумного выключателя и принцип работы.

Название вакуумного выключателя обусловлено его конструкцией. Внутри находится камера с вакуумом, благодаря которой электрическая дуга практически мгновенно гасится, не допуская порчи оборудования и повышения значений тока. Устройство предназначено для работы в высоковольтных сетях, где стоит дорогостоящее оборудование.

Этот высоковольтный коммутатор производит аварийное отключение на линиях. Но включать в работу снова нужно вручную. В этой статье мы подробнее разберем как он работает, а также устройство.

Принцип работы высоковольтного выключателя.

В основе специфики работы стоит разряженный газ, диэлектрическая прочность которого обеспечивает надежность (от 10 -6 до 10 -8 Н/см 2 ). Это используется в выключателях, дополненных вакуумными камерами на каждую фазу, через которые проходят линии электропередач.

Принцип работы высоковольтного выключателя.

Когда по проводникам течет ток и осуществляется размыкание, создается электрическая дуга. Её тление поддерживается ионизирующими парами, образующимися от высокой температуры. В это время оборудование подвергается сверх нагрузкам. Не страшно если сгорит магнитный пускатель, но на высоковольтных приборах подобная защита обязательна.

Электродуга существует пока сопротивление не станет слишком большим. В большинстве случаев это занимает до 0,4 секунды. Чем выше номинальный ток, тем больше это может занять времени.

Устройство вакуумного выключателя.

Хотя и принцип работы во всех моделях одинаковый, но конструкция может отличаться, в зависимости от производителя. Посмотрим устройство трехполюсника. Он оснащен пружинным механизмом и располагается внутри распределительных устройств.

Устройство вакуумного выключателя. Эксплуатация и конструкция.

Изнутри аппарат похож на обычный контактор с неподвижным и подвижным контактом. Он приводится в действие пружинно-моторным механизмом. А на панели корпуса расположена индикация и управляющие рычажки или кнопки для взведения пружины. Вокруг места соединения контактов, как своего рода оболочка, находится экран.

Три полюса изготовлены в форме колонны. Каждый из них оснащен той самой камерой, которая и дала название этому выключателю. Для увеличения электрической прочности иногда на изоляторе делают ребристую поверхность. Но это чаще встречается на старых моделях.

Устройство камеры вакуумного выключателя.

Неподвижный контакт посредством конической посадки соединен с верхним вводом контактов. Подвижный контакт связан с механизмом размыкания цепи через тяговый изолятор, а от него соединение идет к контактным выводам.

Выключателям вакуумного типа обычно присущи два типа исполнения конструкции: стационарный, исполнение под тележку РУ. Эксплуатация прибора имеет некоторые ограничения. Условия следующие:

  • Если будут слишком частые расключения, то лучше выбрать другой прибор.
  • Не ставятся в типы передвижных установок.
  • Пожаро-, взрывоопасные помещения.
  • В электрощитовые морских и речных судов также не использовать.

Интересной особенностью многих моделей является то, что если одна из таких камер выходит из строя, то можно докупить точно такую же и произвести замену её одной, а не всего выключателя. Собственно поэтому их вид может изначально показаться странным, но на самом деле всё продумано.

Читайте так же:
Выключатель стояночного тормоза 2123

Вакуумные выключатели

Электрическая прочность вакуумного промежутка во много раз больше, чем воздушного при атмосферном давлении. Это свойство используется в вакуумных выключателях. Вакуумные выключатели 6—10 кВ широко применяются для замены маломасляных и электромагнитных выключателей в комплектных распределительных устройствах (КРУ).

1.1 ВыключательВБП-С-10-31,5/1600

Быстродействующий вакуумный выключатель ВБП-С-10-31,5/1600 устанавливается в секционных и вводных ячейках КРУ 10 кВ (Рис. 1). Он состоит из трех полюсов по числу фаз и общим приводом на три полюса.

Рис. 1. Выключатель вакуумный ВБП-С-10-31,5/1600 УЗ:

1 — выкатная тележка; 2 — рама; 3 — изоляционные тяги; 4 — узел поджатия; 5 — токовыводы; 6 — изоляционный каркас; 7 — вакуумная дугогасительная камера (КДВ); 8 — пружинно-моторный привод; 9 — кулачковый вал привода; 10 — кнопка отключения; 11 — блок защелок; 12 — блок сигнализации; 13 — отключающая пружина; 14— буфер; 15— вал выключателя; 16— индукционно-динамическое устройство управления (ИДУУ)

Его номинальный ток составляет 1600 А, а номинальный ток отключения – 31,5 кА. В КРУ он устанавливается на выкатной тележке 1. Дугогасительная камера 7 типа КДВ-10 укреплена на токовыводах 5 в изоляционном каркасе 6 и системой рычагов связана с приводом. При включении сначала происходит заводка пружинно-моторного привода до положения «Готов». После этого подается сигнал на включение на ИДУУ (индукционно-динамическое устройство управления), которое, разряжаясь, сбивает удерживающую защелку на приводе, пружины поворачивают кулачковый вал 9, который воздействует на рычаг вала выключателя. Вал, поворачиваясь, через систему рычагов и изоляционные тяги 3 воздействует на подвижный контакт КДВ, выключатель включается.

При этом одновременно сжимается и ставится на механическую защелку пружина отключения 13. Отключение производится кнопкой отключения 10, которая выбивает удерживающую защелку, а отключающая пружина 13 через систему рычагов возвращает подвижный контакт камеры в отключенное состояние. Управление выключателем может осуществляться вручную или дистанционно.

Выключатель имеет полное время отключения 0,04 с, время включения 0,03 с.

Важнейшим элементом конструкции вакуумного выключателя является дугогасительная камера с контактами. Здесь применена камера типа КДВ-10-1600-20 (Рис.2).

Рис. 2. Вакуумная дугогасительная камера КДВ-10-1600-20:

1 — рабочие контакты; 2 — дугогасительные контакты; 3 — зазоры; 4, 5 — токоведущие стержни; 6 — верхний фланец; 7 — сильфон; 8, 9 — экраны; 10 — керамический корпус; 11 — крепежное кольцо; 12 — корпус

Рабочие контакты 1 в камере меют вид полных усеченных конусов с радиальными прорезями. Такая форма контактов при размыкании создает радиальное электродинамическое усилие, заставляющее перемещаться дугу через зазоры 3 на дугогасительные контакты 2. Материал контактов подобран так, чтобы уменьшить количество испаряющегося металла. Вследствие глубокого вакуума (10 -4 —10 -6 ) происходит быстрая диффузия заряженных частиц в окружающее пространство, и при первом переходе тока через нуль дуга гаснет.

Подвод тока к контактам осуществляется с помощью медных стержней 4 и 5. Подвижный контакт крепится к верхнему фланцу 6 с помощью сильфона 7 из нержавеющей стали. Металлические экраны 8 и 9 служат для выравнивания электрического поля и для защиты керамического корпуса 10 от напыления паров металла, образующихся при горении дуги. Экран 8 крепится к корпусу камеры с помощью кольца 11. Поступательное движение к верхнему контакту обеспечивается корпусом 12. Ход подвижного контакта составляет 12 мм.

1.2 ВыключательВВ-TEL-10-1000

Общий вид и габаритные размеры вакуумного выключателя ВВ-TEL-10-1000 выпускаемого производственным объединением «Таврида-электрик» показаны на рис.3.

Рис.3 Общий вид выключателя ВВ-TEL-10-1000:

1,2— подключение главных цепей; 3 — кнопка ручного отключения; 4 — заземление; 5 — подключение вторичных цепей.

Выключатель состоит из трех одинаковых полюсов, установленных на общем основании. Каждый полюс включает или отключает цепь соответствующей фазы.

Особенностью данного выключателя является наличие магнитной защелки, удерживающей в сжатом состоянии отключающую пружину до подачи команды на отключение.

На рис.4 показан разрез конструктивной схемы одного полюса выключателя. В разомкнутом положении контакты выключателя 1 и 3 удерживаются отключающей пружиной 9 через тяговый изолятор 5. При подаче сигнала «Вкл» подается питание в катушку электромагнита 10;якорь 8, сжимая отключающую пружину, перемещается вверх вместе стяговым изолятором и подвижным контактом 3, который замыкается с неподвижным контактом 1. В это время кольцевой магнит 7 запасает магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во включенном положении, а катушка 10 постепенно обесточивается, после чего привод оказывается подготовленным к операции отключения.

Во включенном положении выключатель удерживается силой магнитного притяжения якоря 8 к кольцевому магниту 7 так называемой «магнитной защелкой», при этом энергии из внешней цепи не потребляется.

При подаче сигнала «Откл» блок управления подает импульс противоположного направления в катушку 10, размагничивая магнит и снимая привод с магнитной защелки. Под действием пружин 6 и 9 якорь 8 перемещается вниз вместе с тяговым изолятором 5 и подвижным контактом 3, выключатель отключается.

Рис. 4. Разрез полюса выключателья BB-TEL-10-1000:

1 — неподвижный контакт ВДК; 2 — вакуумная камера (ВДК); 3 — подвижный контакт ВДК; 4 — гибкий токосъем; 5 — тяговый изолятор; 6 — пружина поджатая; 7 — кольцевой магнит; 8 — якорь; 9— отключающая пружина; 10 — катушка; 11 — вал; 12 — постоянный магнит; 13 — герконы (контакты для внешних вспомогательных цепей)

1.3 Достоинства вакуумныхвыключателей: простота конструкции, высокая степень надежности, высокая коммутационная износостойкость, малые размеры, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие загрязнения окружающей среды, малые эксплуатационные расходы.

1.4 Недостаток вакуумных выключателей —возможность коммутационных перенапряжений при отключении небольших индукционных токов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector