Вакуумный выключатель: устройство и принцип работы + нюансы выбора и подключения

Электрический прибор выключатель вакуумного типа — это приспособление, которое предназначено для эксплуатации в составе электрических высоковольтных сетей. Своё наименование он получил от конструкционной особенности – вакуумной камеры, благодаря которой достигается моментное гашение дуговой сварки.

Прибор применяется в качестве коммутаторов, призванных исполнять выключение оборудования на случай опасных ситуаций или в рамках текущей эксплуатации.

Как действует высоковольтный вакуумный коммутатор

Основой функциональности вакуумных камер, используемых в конструкции выключателей, являются физические свойства газа, находящегося в разряженном состоянии. При подобных условиях свойство газа, характеризуемое как электрическая надёжность, значительно меняется в сторону повышения.

Данный эффект высокой разряженной среды (диапазон от 10-6  до 10-8 Н/см2) удачно применяется в конструкциях выключателей, дополненных газовыми вакуумными камерами, сквозь которые проходят электрические контактные группы.

вакуумный, выключатель, устройство, подключение, вакуумного выключателя, аппаратной тележки

Одна из моделей вакуумного выключателя – прибора, который применяется при эксплуатировании силовых электро сетей. Приспособление считается наиболее современным и надёжным если сравнивать с подобными устройствами, но иного типа выполнения

Нынешний через контактные группы ток (в момент разъёма контакта) создает электрический ток в газах – дугу. Горение дуги проходит за счёт частичной ионизации паров металла, непременно образующихся от большой температуры. Прохождение тока между контактами через образованную плазму поддерживается до момента перехода тока к нулевой шине.

Как только приходит период перехода через «ноль», электродуга гаснет. Время общего процесса занимает не больше 7-10 микросекунд.

Приспособление выключателей вакуумного выполнения

Многообразие выключателей вакуумного типа, с учитыванием их конструктивного выполнения, очень велико. Благодаря этому тяжело выдавать характеристику данных приборов в общем. Между тем, это не зависит от конструктивных различий, рабочий принцип остаётся постоянным.

вакуумный, выключатель, устройство, подключение, вакуумного выключателя, аппаратной тележки

Структурная схема ВВ: 1 – верхний вывод; 2 – вакуумная камера; 3 – полимерный изолятор; 4 – нижний вывод; 5 – ленточный контакт; 6 – силовая пружина; 7 – тяговый шток; 8 – пружина выключения; 9 – рычажок передачи; 10 – вал привода; 11 – расцепитель; 12 — корпус

Рассмотрим для всеобщего знакомства трёхполюсный выключатель вакуумного типа, оборудованный пружинно-моторным приводом. Данный прибор рассчитывается под внутреннюю установку или под инсталляцию на чистом воздухе. При любых обстоятельствах, его монтаж исполняется в середине специализированных сортировочных металлических коробов.

Использоваться устройства могут в самых разных областях народного хозяйства. Но есть определенные ограничения. Так, вакуумные выключатели не предназначаются для установки с дальнейшей эксплуатацией в следующих условиях:

  • помещения, где пожаро-, взрывоопасная обстановка;
  • установки, конструктивно предусматривающие частую коммутацию;
  • установки мобильного (мобильного) типа;
  • энергетические системы морских и речных судов.

Выключателям вакуумного типа в большинстве случаев характерны два типа выполнения конструкции:

  1. Под стационарную инсталляцию.
  2. Под инсталляцию с аппаратной тележкой.

Это не зависит от выполнения, корпусная область прибора имеет три полюса, оборудованных дугогасительными камерами.

В середине вакуумных камер работают двигающиеся пускатели, приводимые в воздействие пружинно-моторным механизмом. Корпус прибора дополняется фронтальной панелью, где содержатся детали индикации и управляющие устройства.

вакуумный, выключатель, устройство, подключение, вакуумного выключателя, аппаратной тележки

Наружные основные детали выключателя: 1 – полюса прибора; 2 – механизм блокировки включения; 3 – окно для подъёма; 4 – рукоять механики, блокирующей наружные цепи

Три полюса главной цепи выполнены в форме колонн. Размещение полюсов, в основном, на задней части шасси пружинно-моторного привода. Каждый полюс восполнен камерой гашения дуги, которая заключена в середине полимерного изолятора. Для улучшения электрической прочности корпус изолятора имеет ребристую форму.

В середине каждой вакуумной камеры установлена контактная группа из 2-ух компонентов —  подвижного, неподвижного. Компонент подвижного контакта через тяговый изолятор связан с механизмом переключения. Дальше связь с нижним контактным выводом. А неподвижный контакт через конусную посадку совмещается с верхним контактным выводом прибора.

Как работает привод выключателя

Двигающиеся контакты вакуумных камер механическим способом соединены с валом пружинно-моторного привода. За счёт силовой пружины, заранее взведённой (установленной в состояние растяжения), привод легко привести в воздействие примитивным нажатием кнопки управления или другим механизмом.

вакуумный, выключатель, устройство, подключение, вакуумного выключателя, аппаратной тележки

Структурная схема вакуумной камеры: 1 – клеммник неподвижного контакта; 2 – неподвижный контакт; 3 – подвижный контакт; 4 – железный экран; 5 – изолятор керамический (полимерный); 6 – сильфон; 7 – клеммник подвижного контакта

Пружина (в большинстве случаев две пружины) взводится при помощи цепной передачи. Обычный рабочий режим оборудования учитывает взвод пружины с помощью электрического двигателя, оборудованного редуктором. К тому же, есть рукоять ручного взвода, которую используют на случай аварий или потери питания.

Взведённая пружина крепится спусковым механизмом. Данный механизм управляется через электромагнитный привод или через кнопку включения. Как только активирован режим включения, фиксация снимается, сила растяжения пружины приводит в воздействие кулачковый механизм. Тот, со своей стороны действует на вал, который механически соединён с механизмом переключения подвижных контактов вакуумных камер.

Операция на выключение вакуумного выключателя исполняется активацией режима «Отключено» — электромагнитом или кнопкой. Очередность действий почти что аналогична первому режиму. Тут также использованы силовые пружины выключения, состояние которых устанавливает спусковой механизм выключения.

вакуумный, выключатель, устройство, подключение, вакуумного выключателя, аппаратной тележки

Панель управления и детали индикации: 1 – режим «включено»; 2 – режим «отключено»; 3 – взведённое состояние пружины; 4 — состояние освобождённой пружины

Удобство использования и контроль работы прибора обеспечивает панель управления. По фронту панели размещаются детали: счётчик числа циклов, указатель состояния пружины взвода, указатель состояния вакуумного выключателя.

Специфики выкатных конструкций

Аппаратура выкатного выполнения собрана на базе специализированной аппаратной тележки. С помощью данного атрибута выключатель вводится в середину шкафа или выводится из него.

Аппаратная тележка действует не только как транспорт прибора, но еще создает роль контроллера включения прибора в режим теста или в режим функционирования, как только выключатель задвинут в шкаф.

вакуумный, выключатель, устройство, подключение, вакуумного выключателя, аппаратной тележки

Аппаратная тележка: 1 – каток (4 шт.); 2 – основание; 3, А – основание подвижное; 4 – рукоять (2 шт.); 5 – гнездо воротка; 6 – рейка блокировки; 7 – фиксирующий компонент; 8 – разъём для вторичной цепи; 9 – механика блокировки прибора; 10 – блокировочные контакты; 11 – рейка фиксации винта; Б – неподвижная часть

Выключатель вакуумного типа крепится конкретно к подвижной части тележки. Крепёж исполняется соединениями болтового типа. Между тем. аппаратная тележка имеет ещё и неподвижную часть, где закреплён привод подвижной части. Движение подвижного модуля относительно неподвижного исполняется за счёт винта рукояти управления тележкой.

Подвижная часть – металлическое основание на четырёх колёсах, отделаное гальваническим покрытием. Тут есть наружная механическая блокировка (нажимная рейка) заземлителя, блокировка винта привода, блок-контакты, механизм блокировки выключателя и другие компоненты, коими обеспечивается движение или фиксация.

Установка и подключение прибора

Перед тем как начинать ставить выключатель вакуумного типа, нужно провести осмотр всех снаружи доступных компонентов, чтобы удостовериться в отсутствии повреждений и недостатков. Потом выполняется чистка изоляционных поверхностей полюсов при помощи сухой безворсовой ветоши.

Не разрешается внедрение оборудования в систему, если на изоляционных поверхностях присутствуют трещины и сколы, деформированные участки. В первую очередь подлежит проверке схема вторичных цепей, а еще подключение корпусной шины.

вакуумный, выключатель, устройство, подключение, вакуумного выключателя, аппаратной тележки

Проверка поставленного прибора. Тут важно четко сверить любую деталь, каждый крепёжный элемент. Высоковольтные аппараты не прощают даже малейшей ошибки

Перед монтажем трудоспособность выключателя необходимо проверить способом ручного включения (попусту без питания) и удостовериться в правильности положения индикаторов панели управления. Потом необходимо проверить наличие крышек полюсов. Если применяется аппаратура под номинал 1600Но и выше, крышки защиты перед монтажными работами требуется снять.

Подключение конкретно в сеть

Клеммы контактных наконечников проводников силовых кабелей перед присоединением к выводам выключателя нужно почистить. Процедура зачистки различается в зависимости от используемого материала клемм:

  • Для алюминиевых и медных клемм без добавочного покрытия очистка выполняется шлифовальной бумагой зернистостью М20 или ниже, с дальнейшим обезжириванием металлические поверхности.
  • Если клеммы медные или металлические покрыты слоем серебра, их достаточно почистить безворсовой тканью.

Непозволительно использовать кабели, серебряное покрытие клемм которых повреждено на площади более 5%. В данном варианте повреждённый компонент требуется сменить.

Наружные проводники подводятся к выводам вакуумного выключателя с подобным расчётом, дабы не строились механичные усилия на выводы прибора со стороны внешних проводников. Соединения производятся при помощи болтовой сцепки с использованием плоских упругих металлических шайб.

Как выполняется заземление

Устройства стационарного выполнения подсоединяются к «земляной» площадке при помощи соединения из болтов (М12) конкретно в точке, обозначенной маркировкой «Заземление».

вакуумный, выключатель, устройство, подключение, вакуумного выключателя, аппаратной тележки

Конструкционные элементы аппаратной тележки и шасси выключателя, через которые исполняется заземление устройства. В основном, эти точки отмечаются подобающим знаком, нанесённым рядом с элементом

Область контактной точки «Заземление» перед соединением требуется обезжирить. Заземляющим проводником необходимо подбирать шину достаточного сечения (Правила устройства электрических установок), эластичный провод или проводник сплетённый жгутом. До накладки проводника на контактную площадку поверхности контакта промазать специализированной смазкой (ЦИАТИМ-203).

Конструкция выкатного типа заземляется с помощью компонентов аппаратной тележки. Заземление вакуумного выключателя выполняется через конструкцию аппаратной тележки, для чего также есть крепежные элементы.

Ввод устройства в эксплуатирование

Пуск устройства в эксплуатирование выполняется после добавочной проверки поставленного и подготовленного оборудования. В особенности. исследуется прочность заземления, состояние крепежа сборочных элементов, доступ охлаждающей среды к потенциально нагревающимся элементам.

Поверхности токоведущих стержней, контактирующих с ламелями розеточных контактных групп, стоит обработать маленьким объёмом смазки ЦИАТИМ. В общем, нужно сделать все процедуры, предусмотренные ПЭУ на случай приёмо-сдаточных испытаний, и удостовериться в согласии величины своевременного напряжения возможным пределам.

вакуумный, выключатель, устройство, подключение, вакуумного выключателя, аппаратной тележки

Установка вакуумного выключателя. Сборочные работы проводит только профессиональный штат сотрудников. Такие же потребности предъявляют к персоналу, который выбирается на работы по обслуживанию высоковольтного оборудования

Управлять вакуумным выключателем разрешается штат сотрудников, имеющий разрешение на работы по обслуживанию электрических установок, функционирующих под напряжением выше 1000 вольт. Утверждённая группа допуска для обслуживающих лиц обязана быть не ниже третьей. Перед тем как приступить к работе с оборудованием, штат сотрудников проходит техминимум с целью изучения тонкостей определённой модели оборудования.

Как подобрать вакуумный выключатель

Прибор подбирают с учитыванием его номинальных показателей, которые рассматриваются относительно показателей работающей сети по месту установки. Подбор выполняется по условию максимально нагруженных рабочих режимов, возможных для эксплуатационных условий.

Фактическое напряжение вакуумного выключателя разрешается равным (либо увеличенным) в отношении к номинальному напряжению системы, запитанной через выключатель.

Параметр номинального долгосрочного тока подбирают выше номинального значения тока питаемой системы. Параметр минимального тока отсечки подбирается выше предельного показателя расчетного тока КЗ (принимается во внимание момент расхождения контактов).

вакуумный, выключатель, устройство, подключение, вакуумного выключателя, аппаратной тележки

Табличка с технической спецификой – во первых, на что обращается внимание во время выбора выключателя. Опираясь на значения показателей, уже можно определить, подходит прибор под определенную установку или нет

С точки зрения предполагаемых условий КЗ подбор выполняется с учитыванием намного более тяжёлых режимов.

Апериодическая слагающая величина рассчитывается с оглядкой на условия КЗ с нулевым напряжением в каждой из фазных линий. При этом необходимо учесть параметр апериодического тока, Поставленный производителем оборудования.

Нужное видео по теме

Еще побольше материала про устройство, рабочем принципе и условиях процесса установки вакуумного выключателя вы можете выяснить из следующего видеоролика:

Вакуумные выключатели от остальных видов устройств выделяются относительно примитивный и надёжной структурой. Благодаря этому такой вид оборудования служит долгое время без особенных упреков. Ресурс естественного износа устанавливается числом операций, равным не меньше 20000. При условиях своевременного производства техобслуживания данный ресурс увеличивается на 5-10%. Между тем, техобслуживание ВВ исчерпывается незначительным количеством лёгких операций.

Для энергетиков. КРУ-6кВ и выключатель ВЭМ-6.


Оставить комментарий

Яндекс.Метрика