Вакуум превключвател: устройство и принцип на работа + нюанси на избор и връзка

Вакуум прекъсвач на електрически уред е устройство, предназначено за работа като част от електрически мрежи с високо напрежение. Той получи името си от конструктивната функция - вакуумната камера, благодарение на която се постига мигновеното изгасване на електрическата дъга.

Устройството се използва като превключватели, предназначени за изключване на оборудване в случай на спешност или като част от текуща работа. Нека разгледаме по-подробно какво представлява вакуумният превключвател и за какво е той.

Как работи вакуумният превключвател с високо напрежение?

Основата на функционалността на вакуумните камери, използвани при проектирането на прекъсвачи, са физическите свойства на газ в разрядно състояние. При такива условия свойството на газа, характеризиращо се като електрическа сила, се променя значително нагоре.

Този ефект на високоразредена среда (варира от 10^-6 до 10^-8 N / cm²) успешно се използва в проекти на прекъсвачи, допълнени от газови вакуумни камери, през които преминават електрически контактни групи.

Един от моделите на вакуум прекъсвач е устройство, което се използва в работата на електрически електрически мрежи. Устройството се счита за по-модерно и надеждно в сравнение с подобни устройства, но с различен тип изпълнение

Токът, протичащ през контактните групи (в момента, в който контактът е разделен), образува електрически разряд - дъга. Изгарянето на дъгата възниква поради частична йонизация на металните пари, които неизбежно се образуват от висока температура. Пропускането на ток между контактите през образуваната плазма се поддържа, докато токът премине към нулевата шина.

Щом настъпи моментът на преход през "нула", електрическата дъга угасва. Общото време на процеса отнема не повече от 7-10 микросекунди.

Устройството превключва вакуумно изпълнение

Разнообразие от вакуумни прекъсвачи, като се вземе предвид техният дизайн, е доста голямо. Следователно е трудно да се даде характеристика на тези устройства като цяло. Междувременно, независимо от разликите в дизайна, принципът на действие остава непроменен.

Блок-схема на експлозивите: 1 - горен изход; 2 - вакуумна камера; 3 - полимерен изолатор; 4 - по-нисък изход; 5 - контакт с лента; 6 - мощност пружина; 7 - тягова пръчка; 8 - пружина на изключване; 9 - лост за предавка; 10 - задвижващ вал; 11 - освобождаване; 12 - случай

Помислете за обща справка триполюсен вакуум прекъсвачоборудван с пружинно-моторно задвижване. Този уред е предназначен за вътрешен или външен монтаж. Във всеки случай инсталирането му се извършва вътре в специални метални разпределителни кутии.

Устройствата могат да работят в различни сектори на икономиката. Има обаче някои ограничения.

Така че вакуумните прекъсвачи не са предназначени за монтаж с последваща работа при следните условия:

• помещения, където има пожарна, експлозивна атмосфера;
• Инсталации, конструктивно осигуряващи често превключване;
• мобилни (мобилни) инсталации;
• енергийни системи на морски и речни кораби.

Вакуумните прекъсвачи обикновено имат два типа дизайн:

1. За стационарен монтаж.
2. За монтаж с хардуерна количка.

Независимо от изпълнението, площта на корпуса на устройството съдържа три полюса, оборудвани с дъгови камери.

Подвижните контактори, задвижвани от пружинен двигател, работят във вакуумните камери. Корпусът на инструмента се допълва от предния панел, който съдържа елементи на дисплея и контролни устройства.

Външни основни елементи на превключвателя: 1 - полюси на устройството; 2 - механизъм за заключване при включване; 3 - прозорец за повдигане; 4 - боравете с механика, която блокира външните вериги

Трите полюса на основната верига са направени под формата на колони. Разположението на полюсите, като правило, отзад на ходовата част на пружинно-моторното задвижване. Всеки стълб е допълнен от дъгообразна камера за закаляване, която е затворена вътре в полимерен изолатор. За да се увеличи електрическата сила, тялото на изолатора има оребрена форма.

Вътре във всяка вакуумна камера е монтирана контактна група от два елемента - подвижна, фиксирана. Подвижният контактен елемент през тяговия изолатор е свързан към превключващия механизъм. Допълнителна комуникация с долния контактен терминал. Фиксиран контакт чрез конусно приспособление е свързан към горната контактна клема на устройството.

Как работи задвижването на прекъсвача?

Подвижните контакти на вакуумните камери са механично свързани с вала на пружинния двигател. Благодарение на предварително заредената пружина на захранването (настроена в напрежение), задвижването може лесно да се активира чрез просто натискане на бутона за управление или друг механизъм.

Структурната схема на вакуумната камера: 1 - клемен блок на неподвижен контакт; 2 - неподвижен контакт; 3 - подвижен контакт; 4 - метален екран; 5 - керамичен изолатор (полимер); 6 - духал; 7 - подвижен контакт на клемите

Пружина (обикновено две пружини) се спира от верижно задвижване. Нормалният режим на работа на оборудването включва пружинното зареждане с помощта на електродвигател, оборудван с скоростна кутия. В същото време има ръчна ръкохватка, която се използва в случай на аварии или загуба на мощност.

Заредената пружина се фиксира от спусъка. Този механизъм се управлява чрез електромагнитно устройство или чрез бутон за захранване. Веднага след като режимът на превключване се активира, заключването се освобождава, опъващата сила на пружината задвижва механизма на гърбицата. Това от своя страна действа на вала, който е механично свързан към превключващия механизъм на подвижните контакти на вакуумните камери.

Операцията за изключване на вакуумния прекъсвач се извършва чрез активиране на режима "Изключен" - електромагнит или бутон. Последователността на действията е почти същата като при първия режим. Той също така включва пружини за задействане на захранването, състоянието на които се определя от спусъка.

Контролен панел и елементи на дисплея: 1 - режим "включен"; 2 - режим „деактивиран“; 3 - наклонено състояние на пружината; 4 - състояние на освободената пружина

Удобството на работа и управление на устройството осигурява контролен панел. От предната страна на панела има елементи: брояч на броя цикли, индикатор за състоянието на пружината на кокирането, индикатор за състоянието на вакуумния прекъсвач.

Характеристики на структурите за разгръщане

Развиващото се оборудване се сглобява на базата на специална хардуерна количка. С този аксесоар се включва превключвател във или извън шкафа.

Количката за оборудване действа не само като транспорт на устройство, но и действа като контролер за превключване на устройството в тестов режим или в работен режим, веднага след като превключвателят бъде натиснат в шкафа.

Хардуер количка: 1 - ролка (4 бр.); 2 - основа; 3, А - основата е подвижна; 4 - дръжка (2 бр.); 5 - гнездо за жак; 6 - заключваща лента; 7 - фиксиращ елемент; 8 - конектор за вторичната верига; 9 - механика на заключване на устройството; 10 - контакти за блокиране; 11 - лента за фиксиране на винт; Б - неподвижна част

Вакуумният превключвател е фиксиран директно към подвижната част на количката. Скрепителните елементи са с болтове. Междувременно количката за оборудване има и неподвижна част, където е фиксирано задвижването на подвижната част. Движението на подвижния модул спрямо стационарния се осъществява от винта на ръкохватката на подемно-транспортното средство.

Подвижната част е метална основа на четири колела, обработена с галванично покритие. Тук има външен механичен заключващ елемент (бутон) на заземителния електрод, заключване на задвижващия винт, блокови контакти, механизъм за заключване на прекъсвача и други елементи, които осигуряват движение или фиксиране.

Инсталиране и свързване на устройството

Преди да започнете да инсталирате вакуум прекъсвач, е необходимо да се инспектират всички външно достъпни елементи, за да се уверите, че няма повреди или дефекти. След това изолационните повърхности на стълбовете се почистват със суха кърпа без мъх.

Не е позволено въвеждането на оборудване в системата, ако върху изолационни повърхности има чипове, пукнатини и деформирани участъци. Трябва да се провери веригата на вторичните вериги, както и връзката на шината на шасито.

Проверка на инсталираното устройство. Важно е внимателно да проверите всеки детайл, всеки елемент от закопчалката. Устройствата с високо напрежение не прощават дори и най-малката грешка

Преди монтажа работата на прекъсвача трябва да се провери по метода на ръчно включване (на празен ход без захранване) и се уверете, че положението на индикаторите на контролния панел е правилно. След това трябва да проверите за наличието на капаците на стълбовете. Ако се използва оборудване с номинална стойност 1600A или повече, защитните капаци трябва да бъдат свалени преди монтажа.

Свържете се директно към мрежата

Клемите на контактните накрайници на проводниците на силовите кабели трябва да бъдат отстранени, преди да се свържат към клемите на превключвателя.

Процедурата за отстраняване се различава в зависимост от използвания край на материала:

• За медни и алуминиеви клеми без допълнително покритие почистването се извършва с шкурка с зърно M20 или по-ниско, последвано от обезмасляване на металната повърхност.
• Ако клемите са медни или алуминиеви, покрити със сребърен слой, достатъчно е да ги почистите с кърпа без влага.

Не е позволено да се използват кабели, чиито клеми със сребърно покритие са повредени на площ над 5%. В този случай повреденият елемент трябва да бъде заменен.Повече информация за клемите за свързване на проводници можете да намерите в тези неща.

Външните проводници се довеждат до клемите на вакуумния прекъсвач по такъв начин, че механичните сили не се създават върху клемите на устройството от страната на външните проводници. Връзките се извършват с болтова връзка, като се използват плоски еластични метални шайби.

Как се прави заземяването?

Стационарните устройства са свързани към „земния“ обект чрез болтова връзка (M12) директно в точката, обозначена с маркировката „Заземяване“.

Конструктивни елементи на количката на оборудването и прекъсвача, през които устройството е заземено. По правило тези точки се маркират със съответния знак, поставен до елемента

Преди свързване зоната на контактната точка за заземяване трябва да се обезмасли. Заземителният проводник трябва да избере шина с достатъчно напречно сечение (Правила за електрическа инсталация), гъвкав проводник или проводник, изтъкан с вързоп. Преди да поставите проводника върху контактната подложка на контактната повърхност, смажете със специална грес (TsIATIM-203).

Типът на изтегляне се заземява с помощта на елементите на количката за оборудване. Заземяването на вакуумния прекъсвач се извършва чрез дизайна на количката за оборудване, за което има и крепежни елементи.

Въвеждане в експлоатация на устройството

Устройството се пуска в експлоатация след допълнителна проверка на инсталирано и подготвено оборудване. По-специално се проверяват надеждността на заземяването, състоянието на крепежните елементи на компонентите на монтажа и достъпът на охлаждащата среда до потенциално нагревателни елементи.

Повърхностите на носещи ток в контакт с ламелите на контактните групи трябва да се обработват с малко количество смазка TsIATIM. Като цяло е необходимо да се извършат всички процедури, предвидени от ЕМП в случай на изпитвания за приемане, и да се уверите, че работното напрежение съответства на допустимите граници.

Монтаж на вакуум прекъсвач. Монтажните работи се извършват само от квалифициран персонал. Същите изисквания важат и за персонала, който е избран да обслужва високо напрежение

Вакуумният прекъсвач може да се управлява от персонал, упълномощен да обслужва електрически инсталации, работещи при напрежения над 1000 волта. Одобрената група за приемане на обслужващите лица трябва да бъде най-малко третата. Преди да започне работа с оборудване, персоналът преминава технически минимум, за да изучи тънкостите на определен модел оборудване.

Как да изберем вакуум прекъсвач?

Устройството се избира, като се вземат предвид неговите номинални параметри, които се считат за относително параметрите на текущата мрежа на мястото на инсталиране. Изборът се прави според критерия на най-натоварените режими на работа, приети за работни условия.

Номиналното напрежение на вакуумния прекъсвач е позволено да бъде равно (или увеличено) по отношение на номиналното напрежение на системата, подадена през превключвателя.

Параметърът на номиналния ток се избира над номиналния ток на доставената система. Номиналният параметър на тока на прекъсване се избира над максималната стойност номинален ток Късо съединение (моментът на разминаване на контакта се взема предвид).

Табелата с етикети е първото нещо, на което обръщате внимание, когато избирате превключвател. Въз основа на стойностите на параметрите вече е възможно да се определи дали устройството е подходящо за определена инсталация или не

От гледна точка на възможните условия на късо съединение, изборът се прави, като се вземат предвид най-трудните условия.

Апериодичният компонент се изчислява, като се вземат предвид условията на късо съединение с нулево напрежение във всяка от фазовите линии. В този случай трябва да се вземе предвид параметърът на апериодичния ток, определен от производителя на оборудването.

Изводи и полезно видео по темата

Можете да научите още повече материал за устройството, принципа на работа и условията за инсталиране на вакуумния прекъсвач от следния видеоклип:

Вакуумните прекъсвачи се различават от другите видове устройства по сравнително проста и надеждна структура. Следователно този тип оборудване служи дълго време без никакви оплаквания. Естественият ресурс на износване се определя от броя на операциите, равняващи се на най-малко 20 000. При условие за своевременно производство на поддръжка този ресурс се увеличава с 5-10%. Междувременно поддържането на експлозиви е ограничено до малък брой лесни операции.

Ако имате някакви въпроси по темата на статията, докато четете тази информация, или ако имате ценна информация, която можете да споделите с нашите читатели, моля, оставете коментарите си, споделете опита си, задайте въпроси в блока под статията.