Vacuümschakelaar: apparaat en werkingsprincipe + nuances naar keuze en aansluiting

Vacuümstroomonderbreker voor elektrische apparaten is een apparaat dat is ontworpen voor gebruik als onderdeel van elektrische hoogspanningsnetwerken. Het dankt zijn naam aan het ontwerpkenmerk - de vacuümkamer, waardoor de onmiddellijke uitdoving van de elektrische boog wordt bereikt.

Het apparaat wordt gebruikt als schakelaars die zijn ontworpen om apparatuur uit te schakelen in geval van nood of als onderdeel van continu gebruik. Laten we eens nader bekijken wat een vacuümschakelaar is en waarvoor deze is bedoeld.

Hoe werkt een hoogspannings-vacuümschakelaar?

De basis van de functionaliteit van de vacuümkamers die worden gebruikt bij het ontwerpen van stroomonderbrekers zijn de fysische eigenschappen van een gas in ontladen toestand. Onder dergelijke omstandigheden verandert de eigenschap van het gas, gekenmerkt als elektrische sterkte, aanzienlijk naar boven.

Dit effect van een hoog ontladen medium (bereik van 10^-6 tot 10^-8 N / cm²) is met succes gebruikt in ontwerpen van stroomonderbrekers, aangevuld met gasvacuümkamers waar elektrische contactgroepen doorheen gaan.

Een van de modellen van een vacuümstroomonderbreker is een apparaat dat wordt gebruikt voor de werking van elektrische stroomnetwerken. Het apparaat wordt als moderner en betrouwbaarder beschouwd in vergelijking met vergelijkbare apparaten, maar met een ander type uitvoering

De stroom die door de contactgroepen stroomt (op het moment dat het contact wordt gesplitst) vormt een elektrische ontlading - een boog. Boogverbranding treedt op als gevolg van gedeeltelijke ionisatie van metaaldamp, die onvermijdelijk ontstaat door hoge temperaturen. De stroomdoorgang tussen de contacten door het gevormde plasma wordt gehandhaafd totdat de stroom naar de nulbus gaat.

Zodra het overgangsmoment door "nul" komt, dooft de elektrische boog. De totale verwerkingstijd duurt niet meer dan 7-10 microseconden.

Het apparaat schakelt vacuümuitvoering

Een verscheidenheid aan vacuümvermogenschakelaars is, rekening houdend met hun ontwerp, vrij groot. Daarom is het moeilijk om een ​​kenmerk van deze apparaten als geheel te geven. Ondertussen blijft het werkingsprincipe, ongeacht de ontwerpverschillen, ongewijzigd.

Blokschema van explosieven: 1 - top output; 2 - een vacuümkamer; 3 - polymeerisolator; 4 - lagere output; 5 - tape contact; 6 - krachtveer; 7 - tractiestang; 8 - een veer van uitschakeling; 9 - versnellingspook; 10 - aandrijfas; 11 - vrijlating; 12 - zaak

Overweeg voor algemene referentie driepolige vacuümvermogenschakelaarvoorzien van een veermotoraandrijving. Dit apparaat is ontworpen voor installatie binnen of buiten. De installatie wordt in ieder geval uitgevoerd in speciale metalen verdeelkasten.

Apparaten kunnen in verschillende sectoren van de economie worden gebruikt. Er zijn echter enkele beperkingen.

Vacuümstroomonderbrekers zijn dus niet bedoeld voor installatie met daaropvolgende bediening onder de volgende omstandigheden:

• lokalen waar een brand, explosieve atmosfeer is;
• Installaties die constructief zorgen voor veelvuldig schakelen;
• mobiele (mobiele) installaties;
• energiesystemen van zee- en riviervaartuigen.

Vacuümstroomonderbrekers hebben meestal twee ontwerptypen:

1. Voor stationaire installatie.
2. Voor installatie met een hardware trolley.

Ongeacht de uitvoering, het behuizingsgebied van het apparaat bevat drie palen uitgerust met boogkamers.

Beweegbare schakelaars bediend door een veermotormechanisme werken in de vacuümkamers. De instrumentbehuizing wordt aangevuld met een frontpaneel, dat display-elementen en bedieningselementen bevat.

Externe hoofdelementen van de schakelaar: 1 - polen van het apparaat; 2 - vergrendelmechanisme bij inschakelen; 3 - raam om op te tillen; 4 - omgaan met mechanica die externe circuits blokkeren

De drie polen van het hoofdcircuit zijn gemaakt in de vorm van kolommen. De locatie van de palen, meestal aan de achterkant van het chassis van de veermotoraandrijving. Elke paal wordt aangevuld met een boogdovingskamer, die is ingesloten in een polymeerisolator. Om de elektrische sterkte te vergroten, heeft het isolatielichaam een ​​geribbelde vorm.

Binnen elke vacuümkamer is een contactgroep van twee elementen gemonteerd - verplaatsbaar, vast. Het beweegbare contactelement door de tractie-isolator is verbonden met het schakelmechanisme. Verdere communicatie met de onderste contactterminal. Een vast contact via een taps toelopende pasvorm is verbonden met de bovenste contactterminal van het apparaat.

Hoe werkt de aandrijving van de stroomonderbreker?

De beweegbare contacten van de vacuümkamers zijn mechanisch verbonden met de as van de veermotoraandrijving. Door de voorgevulde krachtveer (onder spanning gezet) kan de aandrijving eenvoudig worden geactiveerd door simpelweg op de bedieningsknop of een ander mechanisme te drukken.

Het structurele diagram van de vacuümkamer: 1 - aansluitblok van een vast contact; 2 - vast contact; 3 - beweegbaar contact; 4 - metalen scherm; 5 - keramische isolator (polymeer); 6 - balg; 7 - klemmenblok beweegbaar contact

Een veer (meestal twee veren) wordt gespannen door een kettingaandrijving. De normale werking van de apparatuur omvat het opladen van de veer door middel van een elektromotor uitgerust met een versnellingsbak. Tegelijkertijd is er een handmatige spanhendel, die wordt gebruikt in geval van ongevallen of verlies van vermogen.

De geladen veer wordt vastgezet door de trekker. Dit mechanisme wordt bediend via een elektromagnetische aandrijving of via een aan / uit-knop. Zodra de schakelmodus wordt geactiveerd, wordt de vergrendeling opgeheven, de trekkracht van de veer drijft het nokkenmechanisme aan. Dat werkt op zijn beurt op de as, die mechanisch is verbonden met het schakelmechanisme van de bewegende contacten van de vacuümkamers.

De bewerking om de vacuümvermogenschakelaar uit te schakelen, wordt uitgevoerd door de "Disconnected" -modus te activeren - een elektromagneet of een knop. De volgorde van acties is bijna hetzelfde als in de eerste modus. Het gaat ook om uitschakelkrachtveren, waarvan de toestand wordt ingesteld door de uitschakeltrigger.

Bedieningspaneel en weergave-elementen: 1 - "aan" -modus; 2 - "uitgeschakelde" modus; 3 - gespannen staat van de lente; 4 - staat van de vrijgegeven veer

Gemak van bediening en controle van het apparaat biedt een bedieningspaneel. Aan de voorkant van het paneel bevinden zich elementen: teller van het aantal cycli, statusindicator van de veer van de spaninrichting, statusindicator van de vacuümstroomonderbreker.

Kenmerken van uitrolstructuren

Uitrolapparatuur wordt gemonteerd op basis van een speciale hardware trolley. Met dit accessoire wordt een schakelaar in of uit de kast gestoken.

De uitrustingswagen dient niet alleen als apparaattransport, maar dient ook als controller om het apparaat in testmodus of bedrijfsmodus te zetten zodra de schakelaar in de kast wordt geduwd.

Hardware trolley: 1 - rol (4 stuks); 2 - basis; 3, A - de basis is verplaatsbaar; 4 - handvat (2 stuks); 5 - jack aansluiting; 6 - vergrendelstang; 7 - bevestigingselement; 8 - connector voor het secundaire circuit; 9 - mechanica van het vergrendelen van het apparaat; 10 - interlock contacten; 11 - schroefbevestigingsstrip; B - vast onderdeel

De vacuümschakelaar is direct op het bewegende deel van de trolley bevestigd. Bevestigingsmiddelen zijn vastgeschroefd. Ondertussen heeft de uitrustingswagen ook een vast deel, waar de aandrijving van het bewegende deel vast zit. De beweging van de beweegbare module ten opzichte van de stationaire wordt uitgevoerd door de schroef van de vrachtwagenbedieningshendel.

Het bewegende deel is een metalen basis op vier wielen, behandeld met een galvanische coating. Hier is er een externe mechanische vergrendeling (duwstang) van de aardelektrode, vergrendeling van de aandrijfschroef, blokcontacten, vergrendelingsmechanisme van de stroomonderbreker en andere elementen die beweging of fixatie bieden.

Installatie en aansluiting van het apparaat

Voordat u begint met het installeren van een vacuümvermogenschakelaar, moeten alle extern toegankelijke elementen worden gecontroleerd om er zeker van te zijn dat er geen schade of defecten zijn. Vervolgens worden de isolerende oppervlakken van de palen gereinigd met een droge, pluisvrije doek.

Het is niet toegestaan ​​om apparatuur in het systeem te brengen als er spaanders, scheuren en vervormde secties aanwezig zijn op isolerende oppervlakken. Het circuit van de secundaire circuits, evenals de aansluiting van de chassisbus, moeten worden gecontroleerd.

Het geïnstalleerde apparaat controleren. Het is belangrijk om elk detail, elk element van de sluiting zorgvuldig te controleren. Hoogspanningsapparatuur vergeeft zelfs de geringste fout niet

Vóór de installatie moet de werking van de stroomonderbreker worden gecontroleerd door middel van handmatige opname (inactief zonder stroom) en zorg ervoor dat de positie van de indicatoren op het bedieningspaneel correct is. Controleer vervolgens of de paalafdekkingen aanwezig zijn. Als apparatuur met een classificatie van 1600A of hoger wordt gebruikt, moeten de beschermkappen vóór installatie worden verwijderd.

Maak rechtstreeks verbinding met het netwerk

De klemmen van de contactpunten van de geleiders van de stroomkabels moeten worden gestript voordat ze worden aangesloten op de klemmen van de schakelaar.

De stripprocedure verschilt afhankelijk van het gebruikte eindmateriaal:

• Voor koperen en aluminium terminals zonder extra coating wordt de reiniging uitgevoerd met schuurpapier met een korrel van M20 of lager, gevolgd door het ontvetten van het metalen oppervlak.
• Als de terminals van koper of aluminium zijn voorzien van een laagje zilver, volstaat het om ze schoon te maken met een pluisvrije doek.

Het is niet toegestaan ​​kabels te gebruiken waarvan de verzilverde klemmen over een gebied van meer dan 5% zijn beschadigd. In dit geval moet het beschadigde element worden vervangen.Meer informatie over terminals voor het aansluiten van draden vindt u in dit spul.

Externe geleiders worden zo naar de klemmen van de vacuümvermogenschakelaar geleid dat er geen mechanische krachten worden opgewekt op de klemmen van het apparaat vanaf de zijkant van de externe geleiders. De verbindingen worden gemaakt door middel van een boutkoppeling met behulp van platte elastische metalen ringen.

Hoe wordt aarding gemaakt?

Stationaire apparaten worden direct op het punt aangegeven door de markering "Aarding" verbonden met de "aarden" locatie door middel van een boutverbinding (M12).

Structurele elementen van de apparatuurwagen en het chassis van de stroomonderbreker waardoor het apparaat is geaard. Deze punten zijn in de regel gemarkeerd met het bijbehorende teken dat naast het element is geplaatst

Het gebied van het aardingscontactpunt moet vóór de aansluiting worden ontvet. Een aardgeleider moet een bus kiezen met voldoende doorsnede (elektrische installatieregels), een flexibele draad of een geleider geweven met een bundel. Voordat u de geleider op het contactvlak van het contactoppervlak legt, moet u het insmeren met speciaal vet (TsIATIM-203).

Het uittrekbare type is geaard met behulp van de elementen van de uitrustingswagen. De aarding van de vacuümvermogenschakelaar wordt uitgevoerd door het ontwerp van de apparatuurwagen, waarvoor er ook bevestigingsmiddelen zijn.

Het apparaat in bedrijf stellen

Het apparaat wordt in gebruik genomen na een aanvullende controle van geïnstalleerde en voorbereide apparatuur. In het bijzonder worden de betrouwbaarheid van de aarding, de toestand van de bevestigingsmiddelen van de montagecomponenten en de toegang van het koelmedium tot potentieel verwarmingselementen gecontroleerd.

Oppervlakken van stroomvoerende staven die in contact komen met lamellen van contactcontactgroepen moeten worden behandeld met een kleine hoeveelheid CIATIM-smeermiddel. Over het algemeen is het noodzakelijk om alle procedures van de EMP uit te voeren in het geval van acceptatietests en ervoor te zorgen dat de bedrijfsspanning overeenkomt met de toegestane limieten.

Installatie van een vacuümvermogenschakelaar. Installatiewerkzaamheden worden alleen uitgevoerd door gekwalificeerd personeel. Dezelfde vereisten zijn van toepassing op personeel dat is geselecteerd voor het onderhouden van hoogspanningsapparatuur

De vacuümvermogenschakelaar kan worden bediend door personeel dat bevoegd is om elektrische installaties te onderhouden die werken op spanningen van meer dan 1000 volt. De erkende toelatingsgroep voor dienstpersoneel moet minimaal de derde zijn. Alvorens met de uitrusting te beginnen, ondergaat het personeel een technisch minimum om de fijne kneepjes van een bepaald model uitrusting te bestuderen.

Hoe een vacuümvermogenschakelaar kiezen?

Het apparaat is geselecteerd rekening houdend met de nominale parameters, die worden beschouwd als relatief ten opzichte van de parameters van het huidige netwerk op de installatielocatie. De keuze wordt gemaakt volgens het criterium van de meest beladen bedrijfsmodi die worden aangenomen voor bedrijfsomstandigheden.

De nominale spanning van de vacuümvermogenschakelaar mag gelijk (of verhoogd) zijn ten opzichte van de nominale spanning van het systeem dat door de schakelaar wordt gevoerd.

De parameter van de nominale langetermijnstroom wordt geselecteerd boven de nominale stroom van het geleverde systeem. De nominale afschakelstroomparameter wordt geselecteerd boven de maximale waarde nominale stroom Kortsluiting (er wordt rekening gehouden met het moment van divergentie van contacten).

Het typeplaatje is het eerste waar u op let bij het kiezen van een schakelaar. Op basis van de parameterwaarden is al vast te stellen of het apparaat al dan niet geschikt is voor een bepaalde installatie

Vanuit het oogpunt van mogelijke kortsluitomstandigheden wordt de keuze gemaakt rekening houdend met de moeilijkste omstandigheden.

De aperiodische component wordt berekend rekening houdend met de kortsluitomstandigheden met nulspanning in een van de faselijnen. In dit geval moet rekening worden gehouden met de aperiodische huidige parameter die is ingesteld door de fabrikant van de apparatuur.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

U kunt nog meer materiaal leren over het apparaat, het werkingsprincipe en de installatieomstandigheden van de vacuümvermogenschakelaar uit de volgende video:

Vacuümstroomonderbrekers verschillen van andere soorten apparaten in een relatief eenvoudige en betrouwbare structuur. Daarom dient dit type apparatuur lang zonder klachten. De natuurlijke slijtagebron wordt bepaald door het aantal bewerkingen dat gelijk is aan minstens 20.000. Onder voorwaarde van tijdige productie van onderhoud neemt deze bron toe met 5-10%. Ondertussen is het onderhoud van explosieven beperkt tot een klein aantal eenvoudige operaties.

Als u tijdens het lezen van deze informatie vragen heeft over het onderwerp van het artikel of als u waardevolle informatie heeft die u met onze lezers kunt delen, laat dan uw opmerkingen achter, deel uw ervaring en stel vragen in het blok onder het artikel.