Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Элегазовый выключатель. Понятие, принцип работы и конструкция

Элегазовый выключатель. Понятие, принцип работы и конструкция

элегазовый выключатель 3AP1DTЭлегазовый выключатель – коммутационный аппарат, широко применяемый в электроустановках класса напряжения 6-220 кВ. В роли изолирующей и дугогасительной среды выключателя выступает элегаз (электрический газ). Последний являет собой безвредный, химически не активный, не горючий газ, который обладает высокой электрической прочностью и теплопроводимостью.

К достоинствам элегаза можно отнести также то, что он не требует ухода (как например трансформаторное масло), не стареет, не оказывает пагубного влияния на конструктивные части аппарата (при нормальной эксплуатации) и плюс ко всему является сравнительно недорогим.

Дугогасительное устройство выключателя элегазового типа отличается простотой конструкции и небольшим размером. Гашение дуги производится при небольшом количестве разрывов и достаточно быстро. Ниже рассмотрим конструктивные особенности и принцип гашения дуги в выключателе.

гашение дуги в элегазовом выключателеКаждый из трех полюсов рассматриваемого коммутационного аппарата – герметичный резервуар из металла, заполненный сжатым под давлением 0,6 МПа элегазом. В полюсе выключателя размещено автопневматическое устройство для гашения дуги. При включенном положении неподвижный контакт 5 плотно соединен с ламелями подвижного контакта 3. При отключении выключателя цилиндр 4, подвижный контакт 3 и сопло из фторопласта 4 опускаются вниз, сжимая при этом элегаз в камере 6. Находящийся по давлением электрический газ движется в сопло, где гасит электрическую дугу, возникающую при расхождении подвижного и неподвижного контактов (см. изображение).

Достоинства и недостатки элегазового выключателя

Учитывая вышесказанное, среди достоинств выключателей элегазового типа можно отметить следующее:

  • возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого исполнения практически всех классов напряжения;
  • простота и надежность конструкции;
  • большой коммутационный ресурс контактной системы;
  • неплохая отключающая способность;
  • высокая скорость срабатывания;
  • взрыво- и пожаробезопасность;
  • небольшие габаритные размеры и масса (в несколько раз меньше масляного выключателя).

Как и любое устройство, выключатель имеет и недостатки:

  • высокие требования к качеству элегаза;
  • применение специальной аппаратуры для периодического обслуживания коммутационного аппарата;
  • образование в процессе эксплуатации вредных для организма человека веществ – фторидов.

Несмотря на некоторые недостатки, элегазовый выключатель является достойной заменой масляных и воздушных коммутационных аппаратов.

Эксплуатация элегазового выключателя Siemens 3AP1DT-126. Основные требования

Конструкция и принцип работы элегазового выключателя рассмотрен в отдельном материале. Рассмотрим основные требования по эксплуатации элегазового выключателя на примере коммутационного аппарата Siemens 3AP1DT-126.

Выключатель предназначен для установки в открытых распределительных устройствах 110кВ, так как его номинальное рабочее напряжение – 126кВ. Выключатель работает в соответствии с заявленными производителем характеристиками при условии:

  • установки на высоте над уровнем моря не более тысячи метров;
  • температуры окружающей среды от -350 С до +400 С;
  • установки в соответствии с требованиям завода-изготовителя.

В процессе эксплуатации элегазового выключателя осуществляются циклы включения и отключения коммутационного аппарата. При операциях с выключателем в режимных целях, как правило, ток отключения находится в пределах номинальных значений. В аварийном режиме выключатель отключает ток перегрузки или ток короткого замыкания, то есть очень большой ток. Чем больше ток, тем меньшее количество возможных циклов включения/отключения элегазового выключателя.

Количество допустимых операций в зависимости от тока отключения устанавливает изготовитель. Для того, чтобы определить количество операций отключения, необходимо воспользоваться специальной диаграммой зависимости, приведенной в паспорте выключателя. Например, номинальный рабочий ток – 2000 А выключатель способен отключить 6000 раз. В случае аварийного отключения при токе значением 10 кА количество циклов отключения составляет 400 раз.

Эксплуатация элегазового выключателя на подстанциях с обслуживающим оперативным персоналом

Элегазовые выключатели, эксплуатируемые на открытых распределительных устройствах электроустановок, подвержены образованию конденсационной влаги, которая скапливается непосредственно в шкафу привода самого выключателя. Влага в приводе выключателя может привести к повреждению механизма привода выключателя и вторичных цепей управления и сигнализации. Поэтому в приводе выключателя предусмотрены специальные нагревательные резисторы, которые должны быть всегда включены в работу.

Коммутационные операции (включение и отключение) выключателем элегазового типа следует производить только при наличии минимально допустимого давления элегаза SF6. В противном случае может произойти повреждение выключателя. Для предотвращения негативных последствий предусмотрена сигнализация снижения давления элегаза в выключателе, а также блокировка цепей управления выключателем при понижении давления элегаза до недопустимого уровня, при котором не обеспечивается изоляция и гашение дуги при коммутации токов.

В случае снижения давления элегаза в коммутационном аппарате следует вывести его в ремонт (принять соответствующие меры в соответствии с действующими правилами и инструкциями в электроустановке), выяснить причину понижения давления, при наличии причины – устранить ее и дополнить недостающее количество газа. Для наполнения выключателя элегазом предусмотрено специальное присоединение, расположенное внутри шкафа привода. Для контроля рабочего давления газа установлен манометр.

Оперативный персонал подстанции должен производить осмотр элегазового выключателя ежедневно и дополнительно один раз в две недели в темное время суток, преимущественно в сырую погоду на предмет коронации. При неблагоприятных погодных условиях, сильном загрязнении, а также в случае аварийной ситуации, то есть после автоматического отключения коммутационного аппарата необходимо производить дополнительные осмотры.

Во время осмотра коммутационного аппарата следует:

  • осмотреть ошиновку и контактные соединения на предмет целостности и отсутствия нагрева;
  • проверить отсутствие внешних повреждений коммутационного аппарата, загрязнений;
  • убедиться в отсутствии посторонних шумов и потрескиваний внутри полюсов выключателя, разрядов;
  • осмотреть состояние металлических конструкций, площадки обслуживания выключателя, целостности заземляющего контура;
  • проверить соответствие давления элегаза в коммутационном аппарате номинальному значению, указанном в паспортных данных (в соответствии с температурой окружающей среды);
  • произвести осмотр привода выключателя, обратить особое внимание на уплотнения дверок, работоспособность обогрева, состояние проводов вторичной коммутации, отсутствие влаги и коррозии.
Читайте так же:
Разборка 2 клавишного выключателя

При обнаружении неисправностей элегазового выключателя, следует немедленно поставить в известность вышестоящий персонал. В зависимости от рода неисправности принять меры, предупреждающие возникновение аварийной ситуации.

Как отмечалось ранее, элегазовый выключатель рассчитан на определенное количество коммутаций в зависимости от величины отключаемого тока, после чего должно быть произведено техническое обслуживание. Для учета количества коммутаций на обслуживаемых подстанциях ведется журнал учета количества операций с выключателем. В данный журнал фиксируются как автоматические отключения, так и плановые.

Техническое обслуживание элегазового выключателя

Детали элегазового выключателя в процессе эксплуатации подвергаются износу, что, в конечном счете, при значительном износе, может привести к возникновению аварийной ситуации. Для того чтобы продлить срок службы коммутационного аппарата и предотвратить негативные последствия, следует своевременно, в соответствии с установленными графиками, произвести техническое обслуживание.

При составлении графиков проведения технического обслуживания – текущего и капитального ремонтов, руководствуются данными о количестве произведенных коммутационных операций. Установлены определенные сроки, по истечению которых, вне зависимости от того, произведено допустимое количество коммутаций или нет, производится техническое обслуживание. В соответствии с требованиями завода-изготовителя этот срок составляет 25 лет. Помимо этого производится дополнительный контрольный осмотр выключателя по истечению двенадцати лет после ввода его в эксплуатацию или в случае производства 50% допустимых операций включения/отключения.

Техническое обслуживание предусматривает ревизию деталей выключателя, при необходимости их замену, а также принятие мер по предупреждению дальнейшего окисления и повреждения деталей.

Назначение и устройство автоматических выключателей

Схема автоматического выключателя

В настоящее время на рынке представлено достаточно большое разнообразие автоматических выключателей, которые предназначены не только для отсечки токов высокого номинала при скачках напряжения, но и от перегрузки участка электрической цепи, а также от пониженных нагрузок сети. По своему виду все автоматические выключатели делят на:

  • селективные;
  • нормативные;
  • быстродействующие.

Стандартное время отсекания у селективных и нормативных автоматов — в пределах 0,02-0,1 сек. А вот у быстродействующих на порядок выше, и достигает значения — в 0,05 сек.

На всех автоматах имеются крепежные элементы, позволяющие их монтировать в электрические коробки, щитки и т.д., которые оборудованы специальной крепежной планкой в задней части.

Монтаж автоматических выключателей в коробку не сложен. Для этого вам необходимо его прижать задней частью к монтажной планке коробки и немного прижать до характерного щелчка. Если вам необходимо будет автомат снять, то вам необходимо будет потянуть ушко, расположенное сверху автомата.

Как отличить подделку автоматичекого выключателя

Принцип работы автоматического выключателя

Механизм автомата и находится внутри пластикового корпуса. Кроме того здесь находятся ещё и предохранительные устройства или расцепители , которых может быть два – электромагнитный и тепловой. Они предназначены для отсечки электрической цепи.

Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластинка, которая, в случае прохождения токов высокого значения, выпрямляется, размыкая электрическую цепь. Это достаточно медленный прерыватель.

Электромагнитный расцепитель представляет собой специальную катушку, которая рассчитана на токи определенного порогового значения. В том случае, если данное значение превысило норму – катушка разрывает электрическую цепь. Благодаря этому свойству – автомат с электромагнитным расцепителем имеет значительно короткое время отсечки.

Уровень чувствительности автоматов

В современных автоматах имеется возможность отключения напряжения в двух вариантах. Первый из них – быстрый. Благодаря электромагнитному расцепителю автомат срабатывает при превышении напряжения более чем на 140% (это пороговое значение для стандартных автоматов). Если превышение напряжения не достигает заданного уровня, то со временем, от перегрева, сработает тепловой расцепитель.

В зависимости от тепловых характеристик самого расцепителя, напряжения, а также температуры окружающей среды – процесс отсечки может длиться и несколько часов.

Полярность автоматических выключателей

Все современные автоматы также делятся и в зависимости от полюсов. Это значит, что автомат может иметь несколько электрических линий, которые будут независимы одна от другой, но объединенные одним отключающим механизмом. В настоящее время автоматы могут иметь 1,2,3,4 полюса.

Пороговая сила тока автоматического выключателя

Автоматические выключатели также делятся и по определенной пороговой чувствительности. Это позволяет отсечь от сети напряжение соответствующей силы тока. Автоматы с номинальным значением изготавливаются и настраиваются на заводе-изготовителе. Значение этого показателя прописывается на самом автомате.

В частном строительстве и быту используют автоматические выключатели с такими значениями силы тока: 3А, 6А, 10А, 16А, 25А, 32А, 40А, 63А, 100А, 160А. Кроме того существуют и автоматические выключатели с повышенными показателями – это 1000А, 2600А, которые не используют в частном строительстве. Это значение показывает нам общую мощность потребителей электрической цепи, которые будут находиться под контролем заданного автомата. Помимо общей мощности приборов также необходимо учитывать и электропроводку электроцепи, розетки, выключатели и т.д.

Типы современных автоматических выключателей

В настоящее время все автоматы делятся производителями на несколько типов, обозначаемых определенными буквами:

А – предназначен для работы в цепях, имеющих полупроводниковые приборы, а также довольно большой протяженности;
В – ставятся в цепи системы освещения общего назначения;
С – устанавливаются в цепях систем освещения, а также и в электроустановках, имеющих умеренные пусковые токи. К таким установкам относят двигатели, трансформаторы.
D – устанавливаются в цепи активно-индуктивной нагрузки. Кроме того эти автоматы можно ставить и на электродвигатели, имеющие большие пусковые токи.
К – автоматы, предназначенные для установки в сетях с индуктивными нагрузками.
Z – обеспечивают защиту электронных приборов.

Читайте так же:
Схема выключателя с обратной связью

Разъединители — выключатели нагрузки ВН, ВНР, ВНА, РЛНД, вакуумные выключатели.

Разъединители — выключатели нагрузки ВН, ВНР, ВНА, РЛНД, вакуумные выключатели.

Выключатель нагрузки автогазовый типа ВНА-10/630 с заземляющими ножами

Выключатели ВНА предназначены для включения и отключения под нагрузкой участков цепей трехфазного тока напряжением 6 (10) кВ, частотой 50 Гц, а также заземления отключенных участков при помощи заземляющих ножей.

Выключатель нагрузки устанавливается в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП), камерах обслуживания (КСО), комплектных распределительных устройствах (КРУ).

Выключатели ВНА относятся к коммутационным аппаратам, снабженным автогазовым дугогасительным устройством. Гашение дуги осуществляется потоком газов, выделяющихся из стенок дугогасящей камеры при воздействии на них гасимой дуги.

Управление осуществляется отдельным приводом, связанным с выключателем нагрузки, монтируемым на месте установки выключателя. Тип привода: пружинный (ручной) или электроприводом. По расположению привода ВНА может быть с левосторонним приводом (ВНА-Л) и с правосторонним приводом (ВНА-П).

Механический ресурс до первого капитального ремонта не менее 2000 операций. Межремонтный ресурс 1000 циклов до первого среднего ремонта в течение срока службы 4 года. Срок службы выключателя нагрузки — 25 лет.

Структура условного обозначения ВНА-10/630 У2:
  • В — выключатель
  • Н — нагрузки
  • А — автогазовый
  • 10 — номинальное напряжение сети, кВ
  • 630 — номинальный ток, А
  • У2 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1
  • без заземляющих ножей и без предохранителей
  • с одним заземляющим ножом без предохранителей
  • с двумя заземляющими ножами без предохранителей
  • с одним заземляющим ножом c предохранителями
  • с двумя заземляющими ножами c предохранителями
  • температура окружающего воздуха от -45°С до +40°С
  • высота над уровнем моря не более 1000м
  • относительная влажность воздуха 75% при 15°С, 100% при 25°С
  • окружающая среда — промышленная атмосфера типа П
  • рабочее положение в пространстве — установка на вертикальной плоскости. Допускается отклонение от вертикального положения до 5°
Технические характеристики:

Наименование параметра

Единица изм.

Значение

Номинальное начальное значение периодической составляющей сквозного тока короткого замыкания

Масса с заземляющими ножами (с заземляющими ножами и предохранителями)

Габаритные размеры (габаритные размеры с предохранителями), длина x ширина x высота

Срок службы до списания

ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ НАГРУЗКИ серии ВНБ-10/630 (автогазовый)

Выключатель нагрузки предназначен для коммутации под нагрузкой участков цепи переменного тока (f = 50 Гц, U = 10 кВ, Iн = 630 А) с изолированной или заземленной нейтралью. Выключатель устанавливается в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ), камерах стационарных одностороннего обслуживания (КСО), комплектных трансформаторных подстанций (КТП) и относится к коммутационным аппаратам, снабженным автогазовым дугогасительным устройством.

Выключатель нагрузки предназначен для коммутации под нагрузкой участков цепи переменного тока частотой 50Гц напря-жением 10кВ и номинальным током 630А с изолированной или за-земленной нейтралью. Выключатель предназначен для установки в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ), камерах стационарных одностороннего обслуживания (КСО), комплектных трансформаторных подстанций (КТП), а также для замены выклю-чателей нагрузки устаревших конструкций находящихся в эксплуа-тации. Выключатель относится к коммутационным аппаратам, снабженным автогазовым дугогасительным устройством.

Принцип работы выключателя основан на гашении дуги по-током газов, выделяющихся из стенок дугогасительной камеры при тепловом воздействии на них гасимой дуги.

ТИП ПРИВОДА:

пружинный, использующий потенциальную энергию, запасенную в пружинах заводимых вручную.
Климатическое исполнение — У по ГОСТ 15150, категория размещения 3.

ОСОБЕННОСТИ:
  • Увеличена скорость отключения до 7 м/с
  • Использование опорных и тяговых изоляторов из современных полимеров
  • Достигнута особая прочность за счет применения новых материалов.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ:
  • Наименование параметра — Величина
  • Номинальное напряжение, кВ 10
  • Номинальный ток, А 630
  • Ток электродинамической стойкости, кА 51
  • Номинальное начальное значение периодической составляющей сквозного тока короткого замыкания, кА 20
  • Износостойкость выключателя, операции — механическая 2000
  • Срок службы до списания — 25 лет
Выключатель нагрузки автогазовый типа ВНР-10/630 с заземляющими ножами.

Выключатель нагрузки устанавливается в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП), камерах обслуживания (КСО), комплектных распределительных устройствах (КРУ).

Выключатели ВНР относятся к коммутационным аппаратам, снабженным автогазовым дугогасительным устройством. Гашение дуги осуществляется потоком газов, выделяющихся из стенок дугогасительной камеры при воздействии на них гасимой дуги.

Механический ресурс до первого капитального ремонта не менее 2000 операций. Межремонтный ресурс 1000 циклов до первого среднего ремонта в течение срока службы 4 года. Срок службы выключателя нагрузки — 25 лет.

Гарантийный срок эксплуатации — два года со дня ввода выключателя в эксплуатацию, при условии соблюдения условий хранения, монтажа и эксплуатации.

Р — тип привода ручной

10 — номинальное напряжение сети, кВ

630 — номинальный ток, А

У3 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1

ВНР-10/630-10У3 — выключатель нагрузки для включения и отключения токов нагрузки

ВНР-10/630-10зУ3 — выключатель нагрузи с ножами заземления снизу или сверху

ВНР-10/630-10зпУ3 — выключатель нагрузки с ножами заземления и предохранителями

Структура условного обозначения на примере ВНР-10/630-10зпУ3

Выключатели нагрузки изготавливаются в следующих исполнениях

Для включения и отключения рабочих ножей применяется ручной привод типа ПР-17. Для включения и отключения заземляющих ножей применяется ручной привод типа ПР-10.

Условия эксплуатации выключателей нагрузки ВНР-10/630
  • температура окружающего воздуха от -45°С до +40°С
  • высота установки над уровнем моря не более 1000 м
  • относительная влажность воздуха 80% при 15°С
  • окружающая среда — промышленная атмосфера типа П
  • рабочее положение в пространстве — установка на вертикальной плоскости. Допускается отклонение от вертикального положения до 5°
Читайте так же:
Реверсивный выключатель нагрузки ot40f3c

Выключатели нагрузки вакуумные.

Вакуумный выключатель ВБСК-10-20/1000 УХЛ2

Вакуумный выключатель ВБСК-10-20/1000 применяется для установки и для замены маломасляных выключателей в ячейках КСО, КРУ, КРН различных модификаций.

Малогабаритность выключателя ВБСК-10-20/1000 позволяет встраивать его в любой тип распредустройств, особенно где требуется первое включение при отсутствии оперативного питания. Имеется механизм ручного включения и отключения, а также электрическое управление. ВБСК-10-20/1000 комплектуется в различных комбинациях с токовыми и независимого питания электромагнитами YAA,YAV. Встроенные токовые катушки позволяют использовать схему дешунтирования и работать без оперативного питания. Возможна установка независимой катушки отключения с гарантированным питанием до трёх часов.

В конструкции этого выключателя объединены все возможные требования энергетиков различных областей. В результате чего вакуумный выключатель ВБСК-10-20/1000 имеет:

  • Электромагнитный привод с малым током потребления, не более 1,5А
  • Наличие механизма для ручного оперативного включения (для включения используется энергия предварительно взведенной пружины)
  • Возможность установки (полного) комплекта электромагнитов защиты — до 5 штук
  • Включение выключателя при зависимом питании с посадкой на защелку без использования УПК-10
Вакуумный выключатель BВTEL


Производитель: Таврида Электрик

Номинальное напряжение, кВ: 10
Номинальный ток, А: 1000
Номинальный ток отключения, кА: 20
Циклов ВО, при номинальном токе: 50000
Циклов ВО, при токе КЗ: 100
Электродинамическая стойкость (кА): 51
Ток термической стойкости, кА (с): 20 (3)
Собственное время отключения, мс: 15
Полное время отключения, мс: 25
Собственное время включения, мс: 70
Масса, кг: 37
Испытательное напряжение промышленной частоты в течение одной минуты, кВ 42
Без радиаторов охлаждения номинальный ток 800 А, так же есть модель выключателя с номинальным током 630 А.
Ток динамической стойкости указан для наибольшего пика.

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

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


Разъединители внутренней установки РВЗ-10/630 используются в целях коммутации для участков электрических цепей под напряжением без нагрузочного тока и в целях изменения схем соединения, обеспечивают безопасность работ на отключенных участках. Применяются для включения/отключения зарядного тока воздушной и кабельной линии либо холостых токов трансформаторов и токов небольших нагрузок. Приборы оснащены рычажными приводами для ручного включения и отключения.

Требования к условиям эксплуатации разъединителей РВЗ-10/630 не сильно отличаются от требований к аналогичным устройствам. Рабочая высота может достигать до 1000 метров над уровнем моря. Необходим свободный доступ наружного воздуха. Колебания температуры и влажности воздуха могут несущественно отличатся от этих параметров на открытом воздухе. Например, разъединители РВЗ-10/630 могут применяться в металлических помещениях без обогрева, под навесом, в кожухах комплектных устройств, кузовах, палатках, прицепах. Необходимо избегать прямого воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков на изделия. В помещениях с установленными разъединителями концентрация агрессивных паров и газов не должны превышать допустимых концентраций во избежание разрушение изоляции и защитного покрытия. Помещения должны быть закрытыми, пожаро- и взрывобезопасными.

Структура условного обозначения:
  • Разъединитель РЛНД-1-10-200 У1, РЛНД-1-10-400 У1, РЛНД-1-10-630 У1
  • Разъединитель РЛНД-10-200 У1, РЛНД-10-400 У1, РЛНД-10-630 У1
  • Разъединитель РЛНД-2-10-200 У1, РЛНД-2-10-400 У1, РЛНД-2-10-630 У1
  • Разъединитель РЛНД-1-10Б-200 У1, РЛНД-1-10Б-400 У1, РЛНД-1-10-630 У1
  • Разъединитель РЛНДМ-1-10-200 У1, РЛНДМ-1-10-400 У1, РЛНДМ-1-10-630 У1
Расшифровка условного обозначения:
  • РЛНД — разъединитель линейный наружной установки, двухколонковый
  • М — медные ножи
  • 1, 2 — количество заземляющих ножей
  • 10 — номинальное напряжение, кВ
  • Б — усиленное исполнение изоляции
  • 200, 400, 630 — номинальный ток, А
  • У1 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69
Условия эксплуатации разъединителей РЛНД-1-10-200 У1, РЛНД-1-10-400 У1, РЛНД-1-10-630 У1:
  • Высота над уровнем моря не более 1000 м.
  • Температура окружающего воздуха от минус 60 до 40°С.
  • Скорость ветра при гололеде не более 15 м/с.
  • Скорость ветра при отсутствии гололеда не более 40 м/с.
  • Толщина корки льда до 10 мм.
Вакуумный выключатель ВВТ-10-20
Структура условного обозначения типоисполнений выключателя:


Пример записи обозначения вакуумного выключателя напряжения 10 кВ с номинальным током отключения 20 кА, номинальным током 630 А, климатического исполнения УХЛ и категории размещения 2, исполнения 017 Выключатель ВВТ-10-20/630 УХЛ2, 017 ТУ БЕКР 3414-007-13614910-2010

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.

Читайте так же:
Холодное состояние автоматического выключателя

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.

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.

Читайте так же:
Устройства управления вакуумными выключателями

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.

• 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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector