Ivalt.ru

И-Вольт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы вакуумного выключателя vd4

Вакуумный выключатель: понятие, история появления

Вакуумный выключатель представляет из себя коммутационный аппарат, предназначенный для операций включения и отключения электрической сети в нормальном режиме, а также при возникновении аварии. Принцип работы выключателя данного типа основан на гашении возникшей в процессе коммутации электрической дуги в вакууме, который характеризуется высокой электрической прочностью. Согласно общепринятым стандартам диспетчерское наименование вакуумного выключателя ВВ. Пример: ВВ-10кВ, ВВ-35кВ.

История создания вакуумного выключателя берет начала в тридцатые годы двадцатого века. Первые аппараты данного типа характеризовались сравнительно невысокими техническими показателями: невысокая отключающая способность и максимальное рабочее напряжение до 40кВ. В то время основной проблемой при создании мощного ВВ было отсутствие технической возможности поддержания глубокого вакуума в камере.

К шестидесятым годам было проведено множество исследований, которые позволили найти ответы на множество вопросов и объяснить с научной точки зрения течение процессов в вакуумном выключателе. Полученные данные и еще два десятилетия упорных трудов позволили перейти к серийному производству аппаратов.

Возникает вопрос: почему процесс разработки вакуумного выключателя затянулся еще на столь продолжительный период? Необходимо было найти наиболее эффективный метод борьбы с перенапряжением при коммутации, которое, по сути, является опасным явлением. Резкий скачок напряжения при отключении тока нагрузки обусловлен обрывом тока еще до перехода его через ноль.

В наше время производстводятся ВВ рабочим напряжением от 6 до 110 кВ, имеющие высокую отключающую способность.

Принцип работы вакуумного выключателя

Рассмотрим принцип работы вакуумного выключателя на конкретном примере.

Включение и отключение коммутационного аппарата осуществляется за счет соответствующих пружин. Срабатывание пружин осуществляется воздействием специальных электромагнитов (соленоидов) включения и отключения, либо нажатием кнопок включения и отключения непосредственно в приводе ВВ.

Перед включением выключателя необходимо привести в рабочее положение пружину включения, то есть взвести ее. Взвод пружины происходит при подаче оперативного тока на электпродвигатель привода ВВ. При отсутствии возможности подачи оперативного тока, например при обесточении распределительного щита постоянного тока, взвести пружину можно вручную при помощи специальной рукоятки.

Итак, для включения выключателя дистанционно, через ключ управления подается оперативный ток (как правило постоянный) на соленоид включения. Для управления выключателем с места нажимается кнопка включения. В обоих случаях происходит воздействие на защелку включения, которая освобождает пружину включения, которая включает вакуумный выключатель. При этом заводится пружина отключения. Электрическая схема привода устроена таким образом, что после включения аппарата происходит автоматический взвод пружины включения.

Достоинства и недостатки вакуумных выключателей

В электроустановках до 110 кВ широко применяются вакуумные выключатели, которые хорошо зарекомендовали себя своей высокой надежностью и практичностью. Среди достоинств ВВ следует выделить:

— простая и надежная конструкция;

— высокая коммутационная устойчивость;

— сравнительно небольшие расходы на эксплуатацию и ремонт.

Не смотря на множество достоинств, как и у любого другого выключателя, у ВВ существуют свои недостатки:

— малый ресурс дугогасительной камеры при коммутации тока к.з.

— сравнительно невысокая отключающая способность (по сравнению с элегазовыми и масляными аппаратами).

Вакуумные выключатели: устройство, принцип работы, установка

Устройство и принцип работы вакуумного выключателя. Какие условия необходимы для правильного монтажа и ввода в эксплуатацию выключателя. Критерии выбора прибора

  1. Недостатки вакуумных выключателей
  2. Устройство и принцип действия
  3. Типы вакуумных выключателей
  4. Разновидности вакуумных выключателей [ править| править код]
  5. Особенности установки выключателя
  6. Как осуществляется эксплуатация устройства?
  7. 5. Особенности эксплуатации
  8. Критерии выбора ВВ
  9. Производители и распространенные модели
  10. Источники:
  11. Список использованной литературы
  12. Управление выключателем

Недостатки вакуумных выключателей

1. Трудности разработки и изготовления,связанные с созда­нием специальныхконтактных материалов, сложностьюваку­умного производства, склонностьюматериалов контактов к сварке в условияхвакуума.

2. Большие капитальные вложения,необходимые для наладки массовогопроизводства.

При массовом производстве стоимостьвакуумных выключа­телей всего на5-15% больше стоимости маломасляных имень­ше стоимости электромагнитных.Большая экономия при экс­плуатацииделает эти выключатели высокоэффективными,что обусловливает их все более широкоераспространение.

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.

Читать еще:  Дистанционный выключатель для розетки

Общий вид вакуумного автоматического выключателя

Устройство вакуумного выключателя.

Из картинки ниже видно, что внутри устройство состоит из двух контактов, подведенных под соответствующие потенциалы полюсов. Один из них выполняется подвижным, второй стационарным, как и в других типах выключателей. Силовые контакты вакуумного выключателя располагаются внутри герметичной камеры, способной сохранять вакуум в течении длительного периода времени (несколько десятков лет). Для чего в состав камеры включаются специальные металлические сплавы и керамические добавки. Именно этот элемент стал камнем преткновения для реализации такого выключателя в 30-е годы прошлого века.

Современные технологии предоставляют возможность сохранения вакуума внутри емкости, в том числе, с учетом динамических нагрузок, которые ей приходится претерпевать во время коммутаций. 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 при перемещении подвижного контакта.

Конструкция вакуумного выключателя

Принцип гашения электрической дуги.

При разрыве контактов между поверхностями возникает ионизация пространства. Если в воздушных выключателях с методом электромагнитного дутья эту ионизацию искусственно растягивают на несколько метров, а в элегазовых и масляных выключателях стараются погасить диэлектрическим материалом, то в вакуумных применяется другая технология. Основной принцип основан на том, что в идеальном вакууме отсутствует какое-либо вещество, способное к выделению заряженных частиц. 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, их место быстро занимает пустое пространство с высокой электрической прочностью 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. Но чрезмерные коммутационные перенапряжения могут привести к деформации поверхности, что будет препятствовать нормальному замыканию контактов, увеличит переходное сопротивление и вызовет перегрев внутри вакуумной камеры.

Типы вакуумных выключателей

Как и любая другая электротехническая продукция, вакуумные выключатели подразделяются на несколько типов, в зависимости от класса напряжения, для которого предназначен аппарат. Поэтому условно их можно подразделить на:

  • Устройства на 6 – 10 кВ;
  • Устройства на 35 кВ;
  • Устройства на 110 – 220 кВ.

Вторым критерием является мощность отключаемого потребителя, в соответствии с которой модели отличаются по максимальному рабочему току или по мощности.

Разновидности вакуумных выключателей [ править | править код ]

  • вакуумные выключатели до 35 кВ;
  • вакуумные выключатели выше 35 кВ;
  • вакуумные выключатели нагрузки — современная замена автогазовым выключателям нагрузки;
  • Вакуумные контакторы до и свыше 1000 В.

Особенности установки выключателя

Установка вакуумного выключателя выполняется в уже имеющиеся ячейки, шкафы КРУ, остающиеся из-под масляных или воздушных выключателей, или монтируются в новую ячейку на этапе строительства распредустройства, подстанции или электроустановки. Болтовые крепления к металлическим конструкциям должны плотно затягиваться, обеспечивая и неподвижность коммутационного аппарата при интенсивных динамических колебаниях.

Весь процесс должен осуществляться в строгом соответствии с требованиями, как указаний завода изготовителя, так и нормативных документов, регламентирующих работу устройств в соответствующей отрасли. Обязательными для применения в любых цепях являются нормативные величины, устанавливаемые ПУЭ. Где указаны расстояния от токоведущих частей до заземленных конструкций, электрические параметры и прочие требования к установке вакуумных выключателей.

Ошиновка производиться металлическими шинами из меди или алюминия, которые перед монтажом предварительно зачищаются для получения минимальных показателей переходного сопротивления.

После завершения установки и подключения управленческих цепей к блоку контроля выключателем или приводу, необходимо осуществить ряд манипуляций и проверок:

  • Очистить поверхность наружных изоляторов от всевозможных засорителей для исключения возможности протекания токов утечки;
  • Проверка работоспособности привода, ручное отключение и соответствие обозначения флажка на нем действительному положению –вкл/выкл;
  • Испытание изоляционных свойств смонтированного устройства посредством подачи напряжения промышленной частоты;
  • Измерение величины переходного сопротивления между контактами;
Читать еще:  Схема мостика с выключателем

В случае хранения вакуумного устройства на складе более двух лет, перед подключением к коммутационным цепям необходимо производить комплекс испытаний, чтобы убедиться в прочности промежутка на случай отключения токов кз.

Как осуществляется эксплуатация устройства?

После ввода в эксплуатацию вакуумный выключатель обязательно проходит периодические осмотры и испытания – текущий и капитальный ремонт, профконтроль, осмотр. Которые устанавливаются правилами технической эксплуатации, а также заводскими инструкциями.

Помимо регламентных работ коммутационный агрегат может отключаться от аварийных нагрузок, что может существенно повредить рабочую поверхность контактов. Поэтому после срабатывания в аварийном режиме, обслуживающий персонал обязан произвести внеплановый осмотр коммутационного устройства на предмет выявления подгаров, оплавлений, пятен выброса металла и прочих дефектов, свидетельствующих о возможном снижении проводимости или изоляционных свойств, номинальных характеристик и т.д. Результаты осмотров вакуумного выключателя после аварийных отключений должны заноситься в соответствующий журнал.

5. Особенности эксплуатации

Несмотря на неприхотливость выключателей от 6 до 35 кВ, их ревизию, обслуживание нужно проводить не реже 1 раза в 4 года.

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.

Критерии выбора ВВ

При выборе конкретной модели обязательно учитываются следующие параметры:

  • Напряжение электроустановки – в соответствии с которым определяется тип изоляции;
  • Электродинамическая стойкость, в случае возникновения тока короткого замыкания;
  • Термическая стойкость, при удаленных от места установки вакуумного выключателя авариях;
  • Климатическое исполнение.

Производители и распространенные модели

Наиболее известными производителями вакуумных выключателей являются отечественные компании: «Таврида электрик», «НПП Контакт», ОАО «Самарский трансформатор», «ПО ЭЛКО», «РЗВА» и другие. Из зарубежных: Siemens, ABB, HEAG.

В таблице ниже можно увидеть сравнительные характеристики некоторых наиболее популярных вакуумных выключателей.

Выключатель серииНоминальное напряжение, кВ.Номинальный ток, АТок отключения, АТермическая стойкость, кАДинамическая стойкость, кА
ВВЭ-М-1010 – 11630, 1000, 1600, 2000, 2500, 315020; 31,5; 31,5; 4020; 31,5; 31,5; 4051, 81, 81, 128
BB/AST 10-12,5/100010 — 12100012,512,532
BB/TEL-10-12,5/1000 У210100012,512,532
15ADV20 AA3F113,8 — 151200202038
ВВЭЛ-110-20/1600110 — 1261600202041

Источники:

  • Asutpp
  • amperof.ru
  • SYL.ru
  • MegaObzor.com
  • Студопедия
  • cyberpedia.su
  • Энерготехмонтаж
  • studopedia.su

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5 .

Список использованной литературы

  • Солянкин А. Г., Павлов М. В., Павлов И. В., Желтов И. Г. «Теория и конструкции выключателей» 1982.
  • Кравченко А. Н., Метельский В. П., Рассальский А.Н. «Высоковольтные выключатели 6—10 кВ» 2006
  • К.А. Набатов, В.В. Афонин «Высоковольтные вакуумные выключатели распределительных устройств» 2010

Управление выключателем

Для контроля за положением контактов выключателя (вкл/выкл) используется отдельный электронный прибор. На нем располагаются необходимые для переключения кнопки и дисплей, отображающий текущее состояние выключателя.

При возникновении аварийной ситуации контроль над действиями переходит к системе РЗиА. Релейная защита подаст команду на выключение в случае перегрузки, КЗ или любых других проблем с питающей сетью или потребителем.

Выкатной элемент КМ-1Ф с VD4

  • Низковольтное щитовое оборудование (НКУ)
  • Высоковольтное оборудование (ВКУ)
    • Ячейки КРУ
    • Ячейки КСО
    • Ячейки КРН
    • Ячейки ЯКНО
    • Выкатные элементы
      • Выкатной элемент КМ-1Ф с LF1
      • Выкатной элемент КМ-1Ф с VD4
      • Выкатной элемент КРУ-2-10
      • Выкатной элемент К-104
      • Выкатной элемент К-63 с ВВУ-СЭЩ
      • Выкатной элемент К-59 с ВВУ-СЭЩ
      • Выкатной элемент К-59 с BB/TEL
      • Выкатной элемент К-26
      • Выкатной элемент К-12
    • Силовые трансформаторы
    • Трансформаторные подстанции
    • Пункт коммерческого учёта (Реклоузер)
    • Вакуумные выключатели
    • Ограничители перенапряжения
    • Втычной контакт
    • Изоляторы

  • Описание
  • Техническая информация и данные
Описание:

Выкатной элемент КМ-1Ф с вакуумным выключателем предназначен для работы в комплектных распределительных устройствах серии КМ-1Ф класса напряжения до 10 кВ трехфазного переменного тока 50 Гц для систем с изолированной нейтралью.

Читать еще:  Кнопка выключатель aeg bs12 c2

Климатическое исполнение и категория размещения У2 и ХЛ1 по ГОСТ 15150, условия эксплуатации при этом:

  • S верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха плюс 55С;
  • S нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха минус 40С; S верхнее значение относительной влажности воздуха 100% при плюс 25С;
  • S окружающая среда пожаро- и взрывобезопасная, тип атмосферы II, промышленная по ГОСТ 15150.

Технические характеристики и данные:

Состав выкатного элемента КМ-1Ф

Выкатной элемент КМ-1Ф представляет собой сборную конструкцию, отдельные детали и узлы которой крепятся между собой болтовыми соединениями, на которую установлен вакуумный выключатель VD4 с элементами главных цепей. На выкатной элемент КМ-1Ф установлен механизм доводки в рабочее положение, узел стопора, узел взаимодействия со шторочным механизмом шкафа и контакты заземления выкатного элемента. Для обеспечения электрической блокировки на узел стопора установлен выключатель путевой ВП 2111, для обеспечения блокировки от вкатывания при включенном заземляющем разъединителе служит упор.

Для управления вакуумным выключателем VD4 в релейном отсеке шкафа КРУ КМ-1Ф или на фасаде выкатного элемента КМ-1Ф устанавливается блок управления.

Выкатные элементы КМ-1Ф имеют исполнения на номинальный ток 630 А с шинами главных цепей из алюминия и на номинальный ток 1000 А с шинами из алюминия на которые установлены радиаторы. Выкатные элементы имеют различия по вылету втычных контактов 655 или 643 мм и расположению механизма доводки 35 или 15 мм.

Назначение, устройство и принцип работы высоковольтного вакуумного выключателя BB/TEL – 10.

Назначение.

Вакуумные выключатели ВВ/ТЕL предназначены для работы в комплектных распределительных устройствах (КРУ) и камерах стационарных одностороннего обслуживания (КСО) внутренней и наружной установки класса напряжения до 10 кВ трехфазного переменного тока 50 Гц для систем с изолированной и заземленной нейтралью.

Вакуумные выключатели типа ВВ/ТЕЕ-10 являются коммутационными аппаратами нового поколения. В основе конструктивного решения выключателя лежит использование по фазных электромагнитных приводов с «магнитной защелкой», механически связанных общим валом. Такая конструкция позволила достичь следующих отличительных особенностей по сравнению с традиционными вакуумными выключателями (ВВ):
• высокий механический ресурс;

• малое потребление по цепям включения и отключения;

• малые габариты и вес;

• возможность управления как по цепям оперативного постоянного, так и оператив­ного переменного тока (с помощью соответствующих блоков управления);

• отсутствие необходимости ремонтов в эксплуатационных условиях в течение всего срока службы;

• низкая трудоемкость производства и, как следствие, умеренная цена.

Для управления выключателями «Таврида Электрик» выпускает блоки управления серии ВU/ТЕL

Устройство и работа вы­ключателей

Гашение дуги переменного тока осуществляется при разведении контак­тов в глубоком вакууме. В момент времени на­чинается расхождение контактов ваку­умной дугогасительной камеры и в межконтактном промежутке зажигается электрическая дуга. Падение напряже­ния на дуге чрезвычайно мало и обычно не превышает ЗОВ. В момент перехо­да тока через естественный ноль меж­контактный промежуток заполнен ионизированными парами металла, образовавшимися в течение горения дуги t1-t:2. Однако, в силу отсутствия среды, препятствующей разлету этих паров, их уход из промежутка осущест­вляется за чрезвычайно малое время — 10 -5 с, после чего вакуумный выключа­тель готов выдержать восстанавливаю­щееся напряжение. Поскольку электрическая проч­ность вакуумного промежутка чрезвы­чайно высока (-30 кВ/мм), отключение гарантированно происходит при зазо­рах более1м

Для отключения выключателя необходимо приложить к выводам катушки напряжение отрицательной полярности (линия 4 рис.4). Ток, протекающий по обмотке, размагничивает магнит 10. Якорь 11 электромагнита под давлением пружины отключения 7 и пружины до­полнительного контактного поджатия 6 разгоняется и наносит удар по тяговому изолятору 5, соединенному с подвижным контактом 3 вакуумной камеры (линия 5 рис.4). Ударное усилие, создаваемое якорем электромагнита превышает 200 кгс, что способствует разрыву точек свар­ки, которые могут возникать между контактами при пропускании токов короткого замыкания. Кроме того, подвижный контакт 3 вакуумной камеры практически мгновенно приобретает высокую стартовую скорость, что положительно сказывается на отключении токов КЗ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector