Interrupteur à vide: appareil et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion

Le disjoncteur à vide des appareils électriques est un appareil conçu pour fonctionner dans le cadre de réseaux électriques haute tension. Il tire son nom de la caractéristique de conception - la chambre à vide, grâce à laquelle l'extinction instantanée de l'arc électrique est obtenue.

L'appareil est utilisé comme interrupteurs conçus pour arrêter l'équipement en cas d'urgence ou dans le cadre d'un fonctionnement continu. Examinons de plus près ce qu'est un interrupteur à vide et à quoi il sert.

Comment fonctionne un interrupteur à vide haute tension?

La base de la fonctionnalité des chambres à vide utilisées dans la conception des disjoncteurs sont les propriétés physiques d'un gaz à l'état déchargé. Dans de telles conditions, la propriété du gaz, caractérisée comme la force électrique, change de façon significative vers le haut.

Cet effet d'un milieu fortement déchargé (plage de 10^-6 jusqu'à 10^-8 N / cm²) a été utilisé avec succès dans des conceptions de disjoncteurs complétées par des chambres à vide de gaz à travers lesquelles passent des groupes de contacts électriques.

L'un des modèles de disjoncteur à vide est un appareil utilisé dans le fonctionnement des réseaux électriques de puissance. L'appareil est considéré comme plus moderne et fiable par rapport à des appareils similaires, mais d'un type d'exécution différent

Le courant traversant les groupes de contacts (au moment où le contact est divisé) forme une décharge électrique - un arc. La combustion à l'arc se produit en raison de l'ionisation partielle de la vapeur métallique, qui se forme inévitablement à haute température. Le passage du courant entre les contacts à travers le plasma formé est maintenu jusqu'à ce que le courant passe au bus zéro.

Dès que vient le moment de la transition vers «zéro», l'arc électrique s'éteint. La durée totale du processus ne prend pas plus de 7 à 10 microsecondes.

L'appareil commute l'exécution sous vide

Une variété de disjoncteurs à vide, compte tenu de leur conception, est assez grande. Par conséquent, il est difficile de donner une caractéristique de ces dispositifs dans leur ensemble. Pendant ce temps, quelles que soient les différences de conception, le principe d'action reste inchangé.

Schéma fonctionnel des explosifs: 1 - sortie supérieure; 2 - une chambre à vide; 3 - isolant polymère; 4 - rendement inférieur; 5 - contact avec bande; 6 - ressort motorisé; 7 - barre de traction; 8 - un ressort d'arrêt; 9 - levier de vitesses; 10 - arbre d'entraînement; 11 - libération; 12 - caisse

À considérer pour référence générale disjoncteur à vide tripolaireéquipé d'un moteur à ressort. Cet appareil est conçu pour une installation intérieure ou extérieure. Dans tous les cas, son installation s'effectue à l'intérieur de boîtiers de distribution métalliques spéciaux.

Les appareils peuvent être utilisés dans divers secteurs de l'économie. Cependant, il existe certaines limitations.

Ainsi, les disjoncteurs à vide ne sont pas destinés à être installés avec un fonctionnement ultérieur dans les conditions suivantes:

• locaux où il y a un incendie, une atmosphère explosive;
• Installations prévoyant de manière constructive une commutation fréquente;
• installations de type mobile (mobile);
• systèmes d'alimentation des navires maritimes et fluviaux.

Les disjoncteurs à vide ont généralement deux types de conception:

1. Pour une installation stationnaire.
2. Pour l'installation avec un chariot de quincaillerie.

Quelle que soit l'exécution, la zone de logement de l'appareil contient trois pôles équipés de chambres à arc.

Des contacteurs mobiles actionnés par un mécanisme à ressort-moteur fonctionnent à l'intérieur des chambres à vide. Le boîtier de l'instrument est complété par un panneau avant, qui contient des éléments d'affichage et des dispositifs de commande.

Éléments principaux externes de l'interrupteur: 1 - pôles de l'appareil; 2 - mécanisme de verrouillage à la mise sous tension; 3 - fenêtre de levage; 4 - gérer la mécanique qui bloque les circuits externes

Les trois pôles du circuit principal sont réalisés sous forme de colonnes. L'emplacement des pôles, en règle générale, à l'arrière du châssis de l'entraînement à ressort-moteur. Chaque pôle est complété par une chambre de trempe à l'arc, qui est enfermée à l'intérieur d'un isolant polymère. Afin d'améliorer la résistance électrique, le corps isolant a une forme nervurée.

À l'intérieur de chaque chambre à vide, un groupe de contact de deux éléments est monté - mobile, fixe. L'élément de contact mobile à travers l'isolateur de traction est connecté au mécanisme de commutation. Communication supplémentaire avec la borne de contact inférieure. Un contact fixe à travers un ajustement conique est connecté à la borne de contact supérieure de l'appareil.

Comment fonctionne l'entraînement du disjoncteur?

Les contacts mobiles des chambres à vide sont reliés mécaniquement à l'arbre de l'entraînement ressort-moteur. En raison du ressort de puissance préchargé (mis en tension), l'actionneur peut être facilement actionné en appuyant simplement sur le bouton de commande ou un autre mécanisme.

Le schéma structurel de la chambre à vide: 1 - bornier d'un contact fixe; 2 - contact fixe; 3 - contact mobile; 4 - écran métallique; 5 - isolant céramique (polymère); 6 - soufflet; 7 - contact mobile du bornier

Un ressort (généralement deux ressorts) est armé par un entraînement par chaîne. Le mode de fonctionnement normal de l'équipement implique la charge du ressort au moyen d'un moteur électrique équipé d'une boîte de vitesses. En même temps, il y a une poignée d'armement manuelle, qui est utilisée en cas d'accident ou de perte de puissance.

Le ressort chargé est fixé par la gâchette. Ce mécanisme est contrôlé par un entraînement électromagnétique ou par un bouton d'alimentation. Dès que le mode de commutation est activé, le verrouillage est libéré, la force de traction du ressort entraîne le mécanisme à came. Cela, à son tour, agit sur l'arbre, qui est mécaniquement connecté au mécanisme de commutation des contacts mobiles des chambres à vide.

L'opération de coupure du disjoncteur à vide s'effectue en activant le mode "Déconnecté" - un électroaimant ou un bouton. La séquence d'actions est presque la même que pour le premier mode. Elle implique également le déclenchement de ressorts de puissance dont l'état est défini par la gâchette de déclenchement.

Panneau de commande et éléments d'affichage: 1 - mode «on»; 2 - mode «désactivé»; 3 - état armé du ressort; 4 - état du ressort libéré

La commodité de fonctionnement et de contrôle de l'appareil fournit un panneau de commande. Sur le devant du panneau il y a des éléments: compteur du nombre de cycles, indicateur d'état du ressort d'armement, indicateur d'état du disjoncteur à vide.

Caractéristiques des structures de déploiement

Les équipements de déploiement sont assemblés sur la base d'un chariot de quincaillerie spécial. Avec cet accessoire, un interrupteur est inséré dans ou hors de l'armoire.

Le chariot d'équipement agit non seulement comme un transport d'appareil, mais agit également comme un contrôleur pour transformer l'appareil en mode test ou en mode de fonctionnement dès que l'interrupteur est enfoncé dans l'armoire.

Chariot de quincaillerie: 1 - rouleau (4 pcs.); 2 - base; 3, A - la base est mobile; 4 - poignée (2 pièces); 5 - prise jack; 6 - barre de verrouillage; 7 - élément de fixation; 8 - connecteur pour le circuit secondaire; 9 - mécanique du verrouillage de l'appareil; 10 - contacts de verrouillage; 11 - bande de fixation à vis; B - partie fixe

L'interrupteur à vide est fixé directement sur la partie mobile du chariot. Les attaches sont boulonnées. Pendant ce temps, le chariot d'équipement a également une partie fixe, où l'entraînement de la partie mobile est fixe. Le mouvement du module mobile par rapport au module fixe est effectué par la vis de la poignée de commande du chariot.

La partie mobile est une base métallique sur quatre roues, traitée avec un revêtement galvanique. Ici, il y a un verrouillage mécanique externe (barre de poussée) de l'électrode de masse, un verrouillage de la vis d'entraînement, des contacts de bloc, un mécanisme de verrouillage du disjoncteur et d'autres éléments qui assurent le mouvement ou la fixation.

Installation et connexion de l'appareil

Avant de commencer à installer un disjoncteur à vide, il est nécessaire d'inspecter tous les éléments accessibles de l'extérieur afin de s'assurer qu'il n'y a pas de dommages ou de défauts. Ensuite, les surfaces isolantes des poteaux sont nettoyées avec un chiffon sec non pelucheux.

Il n'est pas permis d'introduire de l'équipement dans le système si des copeaux, des fissures et des sections déformées sont présents sur des surfaces isolantes. Le circuit des circuits secondaires ainsi que la connexion du bus châssis doivent être contrôlés.

Vérification du périphérique installé. Il est important de vérifier soigneusement chaque détail, chaque élément de l'attache. Les appareils haute tension ne pardonnent pas même la moindre erreur

Avant l'installation, le fonctionnement du disjoncteur doit être vérifié par la méthode d'inclusion manuelle (ralenti sans alimentation) et assurez-vous que la position des indicateurs du panneau de commande est correcte. Ensuite, vous devez vérifier la présence des couvre-pôles. Si un équipement d'une puissance nominale de 1 600 A ou plus est utilisé, les couvercles de protection doivent être retirés avant l'installation.

Connectez-vous directement au réseau

Les bornes des pointes de contact des conducteurs des câbles d'alimentation doivent être dénudées avant de se connecter aux bornes de l'interrupteur.

La procédure de dénudage diffère selon le matériau terminal utilisé:

• Pour les bornes en cuivre et en aluminium sans revêtement supplémentaire, le nettoyage est effectué avec du papier de verre avec un grain de M20 ou inférieur, suivi d'un dégraissage de la surface métallique.
• Si les bornes sont en cuivre ou en aluminium recouvert d'une couche d'argent, il suffit de les nettoyer avec un chiffon non pelucheux.

Il n'est pas permis d'utiliser des câbles dont les bornes argentées sont endommagées sur une surface supérieure à 5%. Dans ce cas, l'élément endommagé doit être remplacé.Vous trouverez plus d'informations sur les bornes de connexion des fils dans ce truc.

Les conducteurs externes sont amenés aux bornes du disjoncteur à vide de telle sorte que les forces mécaniques ne soient pas créées sur les bornes de l'appareil du côté des conducteurs externes. Les connexions sont effectuées au moyen d'un accouplement boulonné à l'aide de rondelles métalliques élastiques plates.

Comment se fait la mise à la terre?

Les dispositifs fixes sont connectés au site «terre» au moyen d'une connexion boulonnée (M12) directement au point indiqué par le marquage «Mise à la terre».

Éléments structurels du chariot de l'équipement et du châssis du disjoncteur à travers lesquels l'appareil est mis à la terre. En règle générale, ces points sont marqués avec le signe correspondant placé à côté de l'élément

La zone du point de contact de mise à la terre doit être dégraissée avant la connexion. Un conducteur de mise à la terre doit choisir un bus de section suffisante (règles d'installation électrique), un fil flexible ou un conducteur tissé avec un faisceau. Avant de poser le conducteur sur le plot de contact de la surface de contact, graisser avec de la graisse spéciale (TsIATIM-203).

Le type débrochable est mis à la terre à l'aide des éléments du chariot d'équipement. La mise à la terre du disjoncteur à vide est réalisée par la conception du chariot d'équipement, pour lequel il existe également des attaches.

Mise en service de l'appareil

L'appareil est mis en service après une vérification supplémentaire de l'équipement installé et préparé. En particulier, la fiabilité de la mise à la terre, l'état des fixations des composants d'assemblage et l'accès du fluide de refroidissement aux éléments potentiellement chauffants sont vérifiés.

Les surfaces des tiges conductrices de courant en contact avec les lamelles des groupes de contacts femelles doivent être traitées avec une petite quantité de lubrifiant TsIATIM. En général, il est nécessaire d'effectuer toutes les procédures prévues par l'EMP en cas de tests d'acceptation, et de s'assurer que la tension de fonctionnement correspond aux limites autorisées.

Installation d'un disjoncteur à vide. Les travaux d'installation ne sont effectués que par du personnel qualifié. Les mêmes exigences s'appliquent au personnel sélectionné pour l'entretien des équipements haute tension

Le disjoncteur à vide peut être contrôlé par du personnel autorisé à entretenir les installations électriques fonctionnant à des tensions supérieures à 1 000 volts. Le groupe d'admission agréé pour les militaires doit être au moins le troisième. Avant de commencer à travailler avec des équipements, le personnel subit un minimum technique afin d'étudier les subtilités d'un modèle particulier d'équipement.

Comment choisir un disjoncteur à vide?

L'appareil est sélectionné en tenant compte de ses paramètres nominaux, qui sont considérés par rapport aux paramètres du réseau actuel sur le site d'installation. Le choix se fait en fonction du critère des modes de fonctionnement les plus chargés supposés pour les conditions de fonctionnement.

La tension nominale du disjoncteur à vide peut être égale (ou augmentée) par rapport à la tension nominale du système alimenté par l'interrupteur.

Le paramètre du courant nominal à long terme est sélectionné au-dessus du courant nominal du système fourni. Le paramètre de courant de coupure nominal est sélectionné au-dessus de la valeur maximale courant nominal Court-circuit (le moment de divergence des contacts est pris en compte).

La plaque signalétique est la première chose à laquelle vous faites attention lors du choix d'un interrupteur. Sur la base des valeurs des paramètres, il est déjà possible de déterminer si l'appareil convient ou non à une installation particulière

Du point de vue des éventuelles conditions de court-circuit, le choix se fait en tenant compte des conditions les plus difficiles.

La composante apériodique est calculée en tenant compte des conditions de court-circuit à tension nulle dans l'une des lignes de phase. Dans ce cas, le paramètre de courant apériodique défini par l'équipementier doit être pris en compte.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vous pouvez en apprendre encore plus sur l'appareil, le principe de fonctionnement et les conditions d'installation du disjoncteur à vide dans la vidéo suivante:

Les disjoncteurs à vide se distinguent des autres types d'appareils par une structure relativement simple et fiable. Par conséquent, ce type d'équipement sert longtemps sans aucune plainte. La ressource d'usure naturelle est déterminée par le nombre d'opérations égal à au moins 20 000. Dans la condition d'une production de maintenance en temps opportun, cette ressource augmente de 5 à 10%. Pendant ce temps, l'entretien des explosifs se limite à un petit nombre d'opérations faciles.

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