Vakuumomkopplare: enhet och funktionsprincip + nyanser av val och anslutning

Vakuumbrytare för elektriska apparater är en anordning som är konstruerad för drift som en del av högspännings elektriska nätverk. Det fick sitt namn från designfunktionen - vakuumkammaren, på grund av vilken den omedelbara utrotningen av den elektriska bågen uppnås.

Enheten används som omkopplare som är avsedda att stänga av utrustning i nödsituationer eller som en del av pågående drift. Låt oss titta närmare på vad en vakuumomkopplare är och vad den är till för.

Hur fungerar en högspänningsvakuumbrytare?

Grunden för funktionaliteten hos vakuumkamrarna som används vid utformningen av effektbrytare är de fysiska egenskaperna hos en gas i ett urladdat tillstånd. Under sådana förhållanden förändras gasens egenskap, kännetecknad av elektrisk styrka, avsevärt uppåt.

Denna effekt av ett högt urladdat medium (intervall från 10^-6 upp till 10^-8 N / cm²) har framgångsrikt använts i effektbrytare-konstruktioner kompletterade med gasvakuumkammare genom vilka elektriska kontaktgrupper passerar.

En av modellerna för en vakuumströmbrytare är en enhet som används för drift av elektriska elnät. Enheten anses vara mer modern och pålitlig i jämförelse med liknande enheter, men av en annan typ av utförande

Strömmen som flyter genom kontaktgrupperna (för närvarande kontakten delas) bildar en elektrisk urladdning - en båge. Bågförbränning sker på grund av partiell jonisering av metallånga, som oundvikligen bildas från hög temperatur. Strömpassagen mellan kontakterna genom den bildade plasma upprätthålls tills strömmen passerar till nollbussen.

Så snart övergången genom "noll" kommer, slocknar den elektriska bågen. Den totala processtiden tar högst 7-10 mikrosekunder.

Enheten byter vakuumutförande

En mängd vakuumbrytare, med beaktande av deras design, är ganska stor. Därför är det svårt att ge en egenskap hos dessa enheter som helhet. Under tiden, oavsett designskillnader, förblir handlingsprincipen oförändrad.

Blockschema över sprängämnen: 1 - toppeffekt; 2 - en vakuumkammare; 3 - polymerisolator; 4 - lägre utgång; 5 - bandkontakt; 6 - kraftfjäder; 7 - dragstång; 8 - en avstängningsfjäder; 9 - växelspak; 10 - drivaxel; 11 - släpp; 12 - fall

Överväga för allmän referens trepolig vakuumbrytareutrustad med fjädermotordrivning. Denna apparat är utformad för inomhus- eller utomhusinstallation. Hur som helst utförs installationen i speciella metallfördelningslådor.

Enheter kan drivas i olika sektorer i ekonomin. Det finns dock vissa begränsningar.

Således är vakuumbrytare inte avsedda för installation med efterföljande drift under följande förhållanden:

• lokaler där det finns en brand, explosiv atmosfär;
• Anläggningar som konstruktivt möjliggör frekvensomkoppling;
• mobila (mobila) installationer;
• kraftsystem för sjö- och flodfartyg.

Vakuumbrytare har vanligtvis två konstruktionstyper:

1. För stationär installation.
2. För installation med hårdvaruvagn.

Oavsett utförande innehåller enhetens husområde tre stolpar utrustade med ljusbågar.

Rörliga kontaktorer som drivs av en fjädermotormekanism arbetar inuti vakuumkamrarna. Instrumenthuset kompletteras av en frontpanel som innehåller displayelement och styrenheter.

Externa huvudelement på omkopplaren: 1 - enhetens poler; 2 - startlåsmekanism; 3 - fönster för lyft; 4 - hantera mekanik som blockerar externa kretsar

De tre polerna i huvudkretsen är gjorda i form av kolumner. Polens placering, som regel, på baksidan av chassit på fjädermotordrivningen. Varje pol kompletteras av en bågsläckningskammare, som är innesluten i en polymerisolator. För att förbättra den elektriska styrkan har isolatorkroppen en ribborform.

Inuti varje vakuumkammare är en kontaktgrupp med två element monterad - rörlig, fixerad. Det rörliga kontaktelementet genom dragisolatorn är anslutet till omkopplingsmekanismen. Ytterligare kommunikation med den nedre kontaktterminalen. En fast kontakt genom en avsmalnande passning är ansluten till enhetens övre kontaktterminal.

Hur fungerar effektbrytaren?

Vakuumkamrarnas rörliga kontakter är mekaniskt anslutna till fjädermotordrivarens axel. På grund av kraftfjädern förladdad (inställd i spänning) kan frekvensomriktaren enkelt aktiveras genom att helt enkelt trycka på kontrollknappen eller annan mekanism.

Strukturdiagrammet för vakuumkammaren: 1 - terminalblock för en fast kontakt; 2 - fast kontakt; 3 - rörlig kontakt; 4 - metallskärm; 5 - keramisk isolator (polymer); 6 - bälg; 7 - rörlig kontakt med terminalblock

En fjäder (vanligtvis två fjädrar) hålls fast av en kedjedrivning. Det normala driftsättet för utrustningen innefattar fjäderladdningen med hjälp av en elektrisk motor utrustad med en växellåda. Samtidigt finns det ett manuellt handtag som används vid olyckor eller elförlust.

Den laddade fjädern fixeras av avtryckaren. Denna mekanism styrs genom en elektromagnetisk drivenhet eller genom en strömbrytare. Så snart omkopplingsläget är aktiverat frigörs låsningen, fjäderns dragkraft driver kammekanismen. Detta verkar i sin tur på axeln, som är mekaniskt ansluten till omkopplingsmekanismen för vakuumkamrarnas rörliga kontakter.

Funktionen för att stänga av vakuumströmbrytaren utförs genom att aktivera läget "Disconnected" - en elektromagnet eller en knapp. Handlingen är nästan densamma som det första läget. Det handlar också om att lösa kraftfjädrar, vars tillstånd ställs in av tripptrigaren.

Kontrollpanelen och visningselement: 1 - “på” -läge; 2 - "inaktiverat" läge; 3 - vårens tillstånd; 4 - tillståndet för den släppta våren

Bekvämligheten med drift och styrning av enheten ger en kontrollpanel. På framsidan av panelen finns element: räknare för antalet cykler, statusindikatorn för fjädern på kuggen, statusindikatorn för vakuumströmbrytaren.

Funktioner i utrullningsstrukturer

Utrullningsutrustning monteras på basis av en speciell hårdvagnsvagn. Med detta tillbehör sätts en brytare in i eller ut ur skåpet.

Utrustningsvagnen fungerar inte bara som en enhetstransport, utan fungerar också som en styrenhet för att förvandla enheten till testläge eller i driftläge så snart brytaren trycks in i skåpet.

Hårdvaruvagn: 1 - rulle (4 st.); 2 - bas; 3, A - basen är rörlig; 4 - handtag (2 st.); 5 - uttag; 6 - låsstång; 7 - fixeringselement; 8 - kontakt för sekundärkretsen; 9 - mekanik för att låsa enheten; 10 - låsningskontakter; 11 - skruvfästlista; B - fast del

Vakuumomkopplaren fixeras direkt på den rörliga delen av vagnen. Fästdon är bultade. Under tiden har utrustningsvagnen också en fast del, där den rörliga delens drivning är fixerad. Förflyttningen av den rörliga modulen relativt den stillastående utförs av skruven i truckens styrhandtag.

Den rörliga delen är en metallbotten på fyra hjul, behandlad med en galvanisk beläggning. Här finns en extern mekanisk låsning (tryckstång) på markelektroden, drivskruvens lås, blockkontakter, låsmekanism för brytare och andra element som ger rörelse eller fixering.

Installation och anslutning av enheten

Innan du börjar installera en vakuumströmbrytare, är det nödvändigt att inspektera alla externt tillgängliga element för att se till att det inte finns några skador eller fel. Därefter rengörs polernas isolerande ytor med en torr luddfri trasa.

Det är inte tillåtet att införa utrustning i systemet om spån, sprickor och deformerade sektioner finns på isolerande ytor. Kretsen för sekundära kretsar, liksom anslutningen av chassibussen, måste kontrolleras.

Kontrollera den installerade enheten. Det är viktigt att noggrant kontrollera varje detalj, varje element i fästelementet. Högspänningsenheter förlåter inte ens det minsta misstaget

Innan installationen bör strömbrytarens funktion kontrolleras med metoden för manuell införing (tomgång utan ström) och se till att kontrollpanelens indikatorer är korrekt. Sedan måste du kontrollera om polskydden finns. Om utrustning med en klassificering av 1600A eller högre används, måste skyddskåpan tas bort innan installationen.

Anslut direkt till nätverket

Anslutningarna på kontaktspetsarna hos ledarna för kraftkablarna måste avlägsnas innan de ansluts till kontakterna på brytaren.

Strippningsförfarandet skiljer sig beroende på det terminalmaterial som används:

• För koppar- och aluminiumterminaler utan ytterligare beläggning utförs rengöringen med sandpapper med ett korn av M20 eller lägre, följt av avfettning av metallytan.
• Om plintarna är koppar eller aluminium belagda med ett lager av silver, räcker det att rengöra dem med en luddfri trasa.

Det är inte tillåtet att använda kablar vars försilvrade plintar är skadade över ett område på mer än 5%. I detta fall måste det skadade elementet bytas ut.Mer information om terminaler för anslutning av ledningar finns i det här.

Yttre ledare föras till terminalerna på vakuumströmbrytaren på ett sådant sätt att mekaniska krafter inte skapas på anslutningarna på anordningen från sidan av de yttre ledarna. Anslutningar görs med en bultad koppling med platt elastiska metallbrickor.

Hur görs jordning?

Stationära enheter är anslutna till ”jordningsplatsen” med hjälp av en bultanslutning (M12) direkt vid den punkt som indikeras med markeringen ”Jordning”.

Strukturella element i utrustningsvagnen och kretsbrytarens chassi genom vilket enheten är jordad. Som regel är dessa punkter markerade med motsvarande tecken placerat bredvid elementet

Jordnings kontaktpunktens område måste avfettas innan anslutning. En jordledare bör välja en buss med tillräckligt tvärsnitt (elektriska installationsregler), en flexibel tråd eller en ledare vävd med ett bunt. Innan du lägger ledaren på kontaktytan på kontaktytan, smörj med specialfett (TsIATIM-203).

Utdragstypen är jordad med elementen i utrustningsvagnen. Jordning av vakuumströmbrytaren utförs genom utformningen av utrustningsvagnen, för vilken det också finns fästelement.

Idrifttagning av enheten

Enheten tas i drift efter en ytterligare kontroll av installerad och förberedd utrustning. I synnerhet kontrolleras tillförlitligheten för jordning, tillståndet för fästelementen för monteringskomponenterna och kylmediets åtkomst till potentiellt uppvärmningselement.

Ytor på strömbärande stavar i kontakt med lameller i kontaktkontaktgrupper måste behandlas med en liten mängd TsIATIM smörjmedel. I allmänhet är det nödvändigt att utföra alla procedurer som tillhandahålls av EMP vid acceptansprov och se till att driftspänningen motsvarar de tillåtna gränserna.

Installation av en vakuumbrytare. Installationsarbetet utförs endast av kvalificerad personal. Samma krav gäller för personal som väljs för service på högspänningsutrustning

Vakuumströmbrytaren kan styras av personal som är auktoriserad att utföra elektriska installationer som arbetar med spänningar över 1000 volt. Den godkända antagningsgruppen för tjänstemän måste vara minst den tredje. Innan arbetet med utrustning påbörjas genomgår personal ett tekniskt minimum för att studera komplikationerna hos en viss utrustningsmodell.

Hur väljer jag en vakuumbrytare?

Enheten väljs med hänsyn till dess nominella parametrar, som beaktas i förhållande till parametrarna för det aktuella nätverket på installationsplatsen. Valet görs enligt kriteriet för de mest laddade driftsätt som antas för driftsförhållandena.

Vakuumbrytarens märkspänning tillåts vara lika (eller ökad) med avseende på märkspänningen för systemet som matas genom omkopplaren.

Parametern för den nominella långsiktiga strömmen väljs över den nominella strömmen för det levererade systemet. Den nominella avstängningsströmparametern väljs över det maximala värdet nominell ström Kortslutning (kontaktens ögonblick för avvikelse beaktas).

Typskylten är det första du är uppmärksam på när du väljer en switch. Baserat på parametervärden är det redan möjligt att avgöra om enheten är lämplig för en viss installation eller inte

Med tanke på möjliga kortslutningsförhållanden görs valet med hänsyn till de svåraste förhållandena.

Den aperiodiska komponenten beräknas med hänsyn till kortslutningsförhållandena med nollspänning i någon av fasledningarna. I det här fallet bör den parametern som ställs in av utrustningstillverkaren beaktas.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Du kan lära dig ännu mer material om enheten, driftsprincipen och installationsvillkoren för vakuumströmbrytaren från följande video:

Vakuumbrytare skiljer sig från andra typer av enheter i en relativt enkel och pålitlig struktur. Därför tjänar denna typ av utrustning länge utan några klagomål. Resursen för naturligt slitage bestäms av antalet operationer lika med minst 20 000. Under förutsättningen för snabb produktion av underhåll ökar denna resurs med 5-10%. Under tiden begränsas underhållet av sprängämnen till ett litet antal enkla operationer.

Om du har några frågor om artikelns ämne när du läser denna information eller om du har värdefull information som du kan dela med våra läsare, vänligen lämna dina kommentarer, dela din erfarenhet, ställa frågor i blocket under artikeln.