Interruptor de vácuo: dispositivo e princípio de operação + nuances de escolha e conexão

O disjuntor a vácuo de aparelho elétrico é um dispositivo projetado para operação como parte de redes elétricas de alta tensão. Ele recebeu esse nome pelo recurso de design - a câmara de vácuo, devido à qual é alcançada a extinção instantânea do arco elétrico.

O dispositivo é usado como interruptores projetados para desligar o equipamento em caso de emergência ou como parte da operação em andamento. Vamos dar uma olhada no que é um interruptor a vácuo e para que serve.

Como funciona um interruptor a vácuo de alta tensão?

A base da funcionalidade das câmaras de vácuo usadas no projeto dos disjuntores são as propriedades físicas de um gás no estado descarregado. Sob tais condições, a propriedade do gás, caracterizada como força elétrica, muda significativamente para cima.

Esse efeito de um meio com alta descarga (variando de 10^-6 até 10^-8 N / cm²) foi usado com sucesso em projetos de disjuntores suplementados por câmaras de vácuo a gás pelas quais passam grupos de contatos elétricos.

Um dos modelos de um disjuntor a vácuo é um dispositivo usado na operação de redes elétricas de energia. O dispositivo é considerado mais moderno e confiável em comparação com dispositivos semelhantes, mas com um tipo diferente de execução

A corrente que flui através dos grupos de contatos (no momento em que o contato é dividido) forma uma descarga elétrica - um arco. A queima do arco ocorre devido à ionização parcial do vapor de metal, que inevitavelmente se forma a partir da alta temperatura. A passagem de corrente entre os contatos através do plasma formado é mantida até que a corrente passe para o barramento zero.

Assim que chega o momento da transição através do "zero", o arco elétrico se apaga. O tempo total do processo não leva mais que 7 a 10 microssegundos.

O dispositivo alterna a execução a vácuo

Uma variedade de disjuntores a vácuo, levando em consideração seu design, é bastante grande. Portanto, é difícil fornecer uma característica desses dispositivos como um todo. Enquanto isso, independentemente das diferenças de design, o princípio de ação permanece inalterado.

Diagrama de blocos de explosivos: 1 - saída superior; 2 - uma câmara de vácuo; 3 - isolador de polímero; 4 - menor produção; 5 - contato com fita; 6 - mola de força; 7 - barra de tração; 8 - uma primavera de desligamento; 9 - alavanca de câmbio; 10 - eixo de acionamento; 11 - liberação; 12 - caso

Considere para referência geral disjuntor a vácuo tripolarequipado com acionamento por motor de mola. Este aparelho foi projetado para instalação interna ou externa. De qualquer forma, sua instalação é realizada dentro de caixas especiais de distribuição de metal.

Os dispositivos podem ser operados em vários setores da economia. No entanto, existem algumas limitações.

Portanto, os disjuntores a vácuo não se destinam à instalação com operação subsequente nas seguintes condições:

• instalações onde há fogo, atmosfera explosiva;
• Instalações construtivamente prevendo troca frequente;
• instalações do tipo móvel (móvel);
• sistemas de energia de embarcações marítimas e fluviais.

Os disjuntores a vácuo normalmente têm dois tipos de projeto:

1. Para instalação estacionária.
2. Para instalação com um carrinho de hardware.

Independentemente da execução, a área da carcaça do dispositivo contém três pólos equipados com câmaras de arco.

Contatores móveis operados por um mecanismo de mola operam dentro das câmaras de vácuo. A caixa do instrumento é complementada por um painel frontal, que contém elementos de exibição e dispositivos de controle.

Elementos principais externos do comutador: 1 - pólos do dispositivo; 2 - mecanismo de bloqueio de inicialização; 3 - janela para elevação; 4 - manipular mecânicas que bloqueiam circuitos externos

Os três pólos do circuito principal são feitos na forma de colunas. A localização dos polos, como regra geral, na parte traseira do chassi do acionamento por motor de mola. Cada poste é complementado por uma câmara de extinção de arco, que é fechada dentro de um isolador de polímero. A fim de aumentar a força elétrica, o corpo do isolador tem uma forma nervurada.

Dentro de cada câmara de vácuo, um grupo de contato de dois elementos é montado - móvel, fixo. O elemento de contato móvel através do isolador de tração é conectado ao mecanismo de comutação. Comunicação adicional com o terminal de contato inferior. Um contato fixo através de um ajuste cônico é conectado ao terminal de contato superior do dispositivo.

Como o acionamento do disjuntor funciona?

Os contatos móveis das câmaras de vácuo são mecanicamente conectados ao eixo do acionamento por motor de mola. Devido à mola de força pré-carregada (ajustada em tensão), o inversor pode ser facilmente ativado pressionando simplesmente o botão de controle ou outro mecanismo.

O diagrama estrutural da câmara de vácuo: 1 - bloco terminal de um contato fixo; 2 - contato fixo; 3 - contato móvel; 4 - tela metálica; 5 - isolador cerâmico (polímero); 6 - foles; 7 - contato móvel do bloco de terminais

Uma mola (geralmente duas molas) é engatilhada por uma corrente. O modo normal de operação do equipamento envolve o carregamento da mola por meio de um motor elétrico equipado com uma caixa de velocidades. Ao mesmo tempo, existe uma alavanca de armar manual, usada em caso de acidentes ou perda de energia.

A mola carregada é fixada pelo gatilho. Este mecanismo é controlado através de uma unidade eletromagnética ou através de um botão liga / desliga. Assim que o modo de comutação é ativado, o travamento é liberado, a força tênsil da mola aciona o mecanismo do came. Por sua vez, atua sobre o eixo, que é mecanicamente conectado ao mecanismo de comutação dos contatos móveis das câmaras de vácuo.

A operação para desligar o disjuntor a vácuo é realizada ativando o modo "Desconectado" - um eletroímã ou um botão. A sequência de ações é quase a mesma do primeiro modo. Também envolve acionar molas de força, cujo estado é definido pelo gatilho de acionamento.

Painel de controle e elementos do visor: 1 - modo "ligado"; 2 - modo "desativado"; 3 - estado engatilhado da primavera; 4 - estado da primavera liberada

A conveniência da operação e controle do dispositivo fornece um painel de controle. Na parte frontal do painel existem elementos: contador do número de ciclos, indicador de status da mola do armar, indicador de status do disjuntor a vácuo.

Recursos de estruturas de lançamento

O equipamento de roll-out é montado com base em um carrinho de hardware especial. Com este acessório, um interruptor é inserido dentro ou fora do gabinete.

O carrinho do equipamento atua não apenas como um transporte de dispositivo, mas também como um controlador para transformar o dispositivo no modo de teste ou no modo de operação assim que o interruptor é pressionado no gabinete.

Carrinho de ferragens: 1 rolo (4 unid.); 2 - base; 3, A - a base é móvel; 4 alças (2 unid.); Tomada de 5 tomadas; 6 - barra de trava; 7 - elemento de fixação; 8 - conector para o circuito secundário; 9 - mecânica de travamento do dispositivo; 10 - contatos de intertravamento; 11 - tira de fixação por parafuso; B - parte fixa

O interruptor de vácuo é fixado diretamente na parte móvel do carrinho. Os fixadores estão aparafusados. Enquanto isso, o carrinho de equipamentos também possui uma parte fixa, onde o acionamento da parte móvel é fixo. O movimento do módulo móvel em relação ao estacionário é realizado pelo parafuso da alavanca de controle do caminhão.

A parte móvel é uma base de metal sobre quatro rodas, tratada com um revestimento galvânico. Aqui existe um intertravamento mecânico externo (barra de pressão) do eletrodo de aterramento, trava do parafuso de acionamento, contatos do bloco, mecanismo de travamento do disjuntor e outros elementos que fornecem movimento ou fixação.

Instalação e conexão do dispositivo

Antes de começar a instalar um disjuntor a vácuo, é necessário inspecionar todos os elementos acessíveis externamente para garantir que não haja danos ou defeitos. Em seguida, as superfícies isolantes dos postes são limpas com um pano seco e sem fiapos.

Não é permitido introduzir equipamentos no sistema se lascas, rachaduras e seções deformadas estiverem presentes em superfícies isolantes. O circuito dos circuitos secundários, bem como a conexão do barramento do chassi, devem ser verificados.

Verificando o dispositivo instalado. É importante verificar cuidadosamente todos os detalhes, todos os elementos do fixador. Os dispositivos de alta tensão não perdoam nem o menor erro

Antes da instalação, a operação do disjuntor deve ser verificada pelo método de inclusão manual (inativo sem energia) e verifique se a posição dos indicadores do painel de controle está correta. Então você precisa verificar a presença das tampas dos pólos. Se for usado um equipamento com classificação de 1600A ou superior, as tampas de proteção devem ser removidas antes da instalação.

Conecte-se diretamente à rede

Os terminais das pontas de contato dos condutores dos cabos de energia devem ser removidos antes de serem conectados aos terminais do comutador.

O procedimento de decapagem difere dependendo do material do terminal usado:

• Para terminais de cobre e alumínio sem revestimento adicional, a limpeza é realizada com lixa com grão M20 ou inferior, seguida de desengorduramento da superfície do metal.
• Se os terminais forem revestidos de cobre ou alumínio com uma camada de prata, é suficiente limpá-los com um pano sem fiapos.

Não é permitido usar cabos cujos terminais prateados estejam danificados em uma área superior a 5%. Nesse caso, o elemento danificado deve ser substituído.Mais informações sobre terminais para conexão de fios podem ser encontradas em essas coisas.

Condutores externos são trazidos para os terminais do disjuntor a vácuo, de modo que não sejam criadas forças mecânicas nos terminais do dispositivo pela lateral dos condutores externos. As conexões são feitas por meio de um acoplamento aparafusado usando arruelas de metal elásticas planas.

Como é feito o aterramento?

Dispositivos estacionários são conectados ao local “terra” por meio de uma conexão parafusada (M12) diretamente no ponto indicado pela marcação “Aterramento”.

Elementos estruturais do carrinho do equipamento e do chassi do disjuntor através dos quais o dispositivo é aterrado. Como regra, esses pontos são marcados com o sinal correspondente colocado ao lado do elemento

A área do ponto de contato de aterramento deve ser desengordurada antes da conexão. Um condutor de aterramento deve escolher um barramento de seção transversal suficiente (Regras de instalação elétrica), um fio flexível ou um condutor tecido com um feixe. Antes de colocar o condutor na almofada de contato da superfície de contato, lubrifique com graxa especial (TsIATIM-203).

O tipo de extração é aterrado usando os elementos do carrinho do equipamento. A ligação à terra do disjuntor a vácuo é realizada através do design do carrinho do equipamento, para o qual também existem elementos de fixação.

Comissionamento do dispositivo

O dispositivo é colocado em operação após uma verificação adicional do equipamento instalado e preparado. Em particular, a confiabilidade do aterramento, a condição dos elementos de fixação dos componentes do conjunto e o acesso do meio de resfriamento a elementos de aquecimento potencial são verificados.

As superfícies das hastes de transporte de corrente em contato com lamelas dos grupos de contato de soquete devem ser tratadas com uma pequena quantidade de lubrificante CIATIM. Em geral, é necessário executar todos os procedimentos fornecidos pelo EMP no caso de testes de aceitação e garantir que a tensão operacional corresponda aos limites permitidos.

Instalação de um disjuntor a vácuo. O trabalho de instalação é realizado apenas por pessoal qualificado. Os mesmos requisitos se aplicam ao pessoal selecionado para fazer a manutenção de equipamentos de alta tensão

O disjuntor a vácuo pode ser controlado por pessoal autorizado a atender instalações elétricas operando em tensões acima de 1000 volts. O grupo de admissão aprovado para pessoas em serviço deve ser pelo menos o terceiro. Antes de iniciar o trabalho com o equipamento, o pessoal passa por um mínimo técnico para estudar os meandros de um modelo específico de equipamento.

Como escolher um disjuntor a vácuo?

O dispositivo é selecionado levando em consideração seus parâmetros nominais, que são considerados relativos aos parâmetros da rede atual no local da instalação. A escolha é feita de acordo com o critério dos modos de operação mais carregados assumidos para as condições de operação.

A tensão nominal do disjuntor a vácuo pode ser igual (ou aumentada) em relação à tensão nominal do sistema alimentado através do interruptor.

O parâmetro da corrente nominal de longo prazo é selecionado acima da corrente nominal do sistema fornecido. O parâmetro de corrente nominal de corte é selecionado acima do valor máximo corrente nominal Curto-circuito (o momento de divergência dos contatos é levado em consideração).

A placa de identificação é a primeira coisa em que você presta atenção ao escolher um interruptor. Com base nos valores dos parâmetros, já é possível determinar se o dispositivo é adequado para uma instalação específica ou não

Do ponto de vista de possíveis condições de curto-circuito, a escolha é feita levando em consideração as condições mais difíceis.

O componente aperiódico é calculado levando em consideração as condições de curto-circuito com tensão zero em qualquer uma das linhas de fase. Nesse caso, o parâmetro de corrente aperiódica definido pelo fabricante do equipamento deve ser levado em consideração.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Você pode aprender ainda mais material sobre o dispositivo, o princípio de operação e as condições de instalação do disjuntor a vácuo no seguinte vídeo:

Os disjuntores a vácuo diferem de outros tipos de dispositivos em uma estrutura relativamente simples e confiável. Portanto, esse tipo de equipamento dura muito tempo sem queixas. O recurso de desgaste natural é determinado pelo número de operações igual a pelo menos 20.000. Sob a condição de produção oportuna de manutenção, esse recurso aumenta de 5 a 10%. Enquanto isso, a manutenção de explosivos é limitada a um pequeno número de operações fáceis.

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