Характеристики вакуумных выключателей. Типы вакуумных выключателей

Презентация на тему: Вакуумные выключатели

Электрическая прочность и дугогасительные свойства вакуума во много раз больше, чем у других видов диэлектриков.

Высокая электрическая прочность вакуума обуславливает малые габариты дугогасительной камеры и вакуумного выключателя.

Перемещение подвижных контактов в вакуумной дугогасительной камере производится с помощью сильфона, т.е. путём деформации самой дугогасительной камеры.

Отключающая способность выключателя прежде всего зависит от конструкции и материала контактов.

Горение электрической дуги в вакууме

В вакууме дуга горит в парах металла.

При малых токах дуга в вакуумном промежутке имеет диффузную форму.

Источниками паров металла являются катодные пятна, хаотически возникающие, исчезающие и перемещающиеся по поверхности электродов.

При увеличении тока катодные пятна имею тенденцию к группированию.

Дуга образованная объединением катодных пятен называется контрагированной. При этом в дуге выделяется намного больше энергии, чем в диффузной форме, и погасить её намного сложнее.

Конструкции контактных систем вакуумных выключателей

	Контактные системы с	Контактные системы с
Контактная система	радиальным магнитным	аксиальным магнитным
Контактная система	полем.	полем.
торцевого типа	полем.	полем.
торцевого типа

Одним из важных компонентов дугогасительной камеры является металлический экран, предназначенный для адсорбции паров металла. Подвижный контакт крепится при помощи сильфона. Ход контактов составляет всего несколько миллиметров.

Вакуумные выключатели

Преимущества вакуумных выключателей

Простота конструкции

Высокий коммутационный ресурс номинальных токов

Малые габариты

Пожаро и взрывобезопасность

Бесшумность и простота эксплуатации

Высокая надёжность

Недостатки вакуумных выключателей

Сравнительно малая отключающая способность

Коммутационные

перенапряжения

Рентгеновское излучение

Малый ресурс отключения токов КЗ

Необходимость контроля вакуума

Типы вакуумных выключателей

Выключатели серии ВВСТ	Выключатели серии
Выключатели серии ВВСТ	BB/TEL
Uном = 6-10кВ	Uном = 6-10кВ
Iном = 630-1600A	Iном = 630-1600A	Выключатели серии ВБУ
Iоткл = 10-20кА	Iоткл = 20-31,5кА	Uном = 6-10кВ
		Iном = 630-1600A
		Iоткл = 20-31,5кА

Практически во всех ВВ, выпускаемых в России, используются зарубежные вакуумные дугогасительные камеры (преимущественно, фирм ABB, Siemens)

Разъединители

Разъединители предназначены для создания видимого разрыва электрической цепи, и для коммутациималых токов.

У разъединителей отсутствует дугогасительное устройство.

Коммутация рабочего тока приведёт к возникновению длинных открытых дуг, с последующим КЗ.

Конструкция разъединителей

Разъединители рубящего типа с вертикальным перемещением контактов

Горизонтально-поворотноготипа

Разъединители с поступательным движением ножа.

Разъединители со складывающимися ножами (пантографические)

Подвесные разъединители

Разъединители качающегося типа

Разъединители катящегося типа

studfiles.net

2. ВАКУУМНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО. Типы рубильников. Вакуумные выключатели. Назначение и устройство

Выключатель вакуумный трехфазный ВВ/TEL - Статьи об энергетике

Продукция предприятия выпускается под общей маркой TEL. Выключатели вакуумные серии BB/TEL предназначены для коммутации электрических цепей с изолированной нейтралью при нормальных и аварийных режимах работы в сетях переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 6—10 кВ.

Вакуумные выключатели серии BB/TEL — это коммутационные аппараты нового поколения, в основе принципа действия которых лежит гашение возникающей при размыкании контактов электрической дуги в глубоком вакууме, а фиксация контактов вакуумных дугогасительных камер (ВДК) в замкнутом положении осуществляется за счет остаточной индукции приводных электромагнитов ("магнитная защелка"). Отличительная особенность конструкции вакуумных выключателей серии BB/TEL по сравнению с традиционными коммутационными аппаратами заключается в использовании принципа соосности электромагнита камеры в каждом полюсе выключателя, которые механически соединены между собой общим валом.

Оригинальность конструкции выключателей BB/TEL позволила достичь следующих преимуществ по сравнению с другими коммутационными аппаратами: высокий механический и коммутационный ресурс; малые габариты и вес; небольшое потребление энергии по цепям управления; возможность управления по цепям постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока; простота встраивания в различные типы КРУ и КСО и удобство организации необходимых блокировок; отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы; доступная цена.

Принцип фиксации контактов ВДК в замкнутом положении с применением магнитной защелки в настоящее время активно используется в новых конструкциях вакуумных выключателей ряда различных фирм (GEC Alsthom, Whipp & Bourne, Cooper), однако "Таврида Электрик" является первым предприятием-изготовителем, открывшим дорогу вакуумным выключателям с магнитной защелкой к массовому потребителю (оригинальность выключателей BB/TEL защищена патентом Российской Федерации № 2020631). Благодаря своим преимуществам вакуумные выключатели BB/TEL широко применяются во вновь разрабатываемых комплектных распределительных устройствах (КРУ, КСО, КРН), а также для реконструкции ячеек КРУ, находящихся в эксплуатации и имеющих в своем составе на момент реконструкции выключатели других конструкций, которые устарели морально и физически.

Устройство и работа выключателя ВВ/TEL

Выключатель вакуумный серии BB/TEL состоит из трех полюсов, установленных на общем основании. Все три полюса имеют одинаковую конструкцию, изображенную на рис. 1 .

Рис. 1. Устройство выключателя ВВ/TEL

Привод вакуумного выключателя серии BB/TEL состоит из электромагнитов (по одному на каждую фазу), электрически соединенных между собой параллельно, и блока управления БУ. Механически якори 7 приводных выключателей соединены между собой общим валом 10, который в процессе включения и отключения поворачивается вокруг своей продольной оси, и обеспечивает выполнение следующих функций: управление указателем положении выключателя "ВКЛ — ОТКЛ"; ручное отключение выключателя при аварийных ситуациях; управление контактами для внешних вспомогательных цепей с помощью постоянного магнита; предотвращение срабатывания выключателя в неполно-фазном режиме.

Включение выключателя

Исходное разомкнутое состояние контактов 1, 3 вакуумной дугогасительной камеры выключателя обеспечивается за счет воздействия на подвижный контакт 3 отключающей пружины 8 через тяговый изолятор 4. При подаче сигнала "ВКЛ" блок управления выключателя формирует импульс напряжения положительной полярности, который прикладывается к катушкам 9 электромагнитов. При этом в зазоре магнитной системы появляется электромагнитная сила притяжения, по мере своего возрастания преодолевающая усилие пружин отключения 8 и поджатия 5, в результате чего под действием разницы указанных сил якорь электромагнита 7 вместе с тяговыми изоляторами 4 и 2 в момент времени 1 начинают движение в направлении неподвижного контакта 1, сжимая при этом пружину отключения 8.После замыкания основных контактов (момент времени 2 на осциллограммах) якорь электромагнита продолжает двигаться вверх, дополнительно сжимая пружину поджатия 5. Движение якоря продолжается до тех пор, пока рабочий зазор в магнитной системе электромагнита не станет равным нулю (момент времени 2а на осциллограммах). Далее кольцевой магнит 6 продолжает запасать магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во включенном положении, а катушка 9 по достижении момента времени 3 начинает обесточиваться, после чего привод оказывается подготовленным к операции отключения. Таким образом, выключатель становится на магнитную защелку, т.е. энергия управления для удержания контактов 1 и 3 в замкнутом положении не потребляется.В процессе включения выключателя пластина 11, входящая в прорезь вала 10, поворачивает этот вал, перемещая установленный на нем постоянный магнит 12 и обеспечивая срабатывание герконов 13, коммутирующих внешние вспомогательные цепи.

Отключение выключателя

При подаче сигнала "ОТКЛ" блок управления формирует импульс тока, который имеет противоположное направление по отношению к току включения и меньшее амплитудное значение (интервал времени 4 — 5 на осциллограммах). Магнит 6 при этом размагничивается, привод снимается с магнитной защелки, и под действием энергии, накопленной в пружинах отключения 8 и поджатия 5 якорь 7 перемещается вниз, в процессе движения ударяя по тяговому изолятору 4, связанному с подвижным контактом 3. Контакты 1 и 3 размыкаются (момент времени 5 на осциллограммах), и выключатель отключает нагрузку.

Ручное отключение выключателя

Ручное оперативное отключение выключателя осуществляется путем механического воздействия на кнопку ручного отключения, которая в свою очередь через толкатель, шарнирно связанный с валом 10 выключателя, воздействует через этот вал на якоря 7 электромагнитов привода. При этом разрывается магнитная система привода, ее магнитная энергия уменьшается, после чего механической энергии пружины отключения 8 оказывается достаточно для размыкания контактов 1 и 3 выключателя. Кнопка ручного отключения одновременно выполняет функцию указателя положения выключателя "ВКЛ — ОТКЛ". Ручное включение выключателя не предусмотрено. Для первого включения выключателя, когда на подстанции отсутствует питание цепей оперативного тока, разработан способ включения выключателя электрическим путем от автономного источника питания.

Конструктивные исполнения выключателя ВВ/TEL

В настоящее время выпускаются выключатели двух основных конструктивных исполнений: конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием 200 мм; конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием 250 мм. Выключатели конструктивного исполнения с межполюсным расстоянием 200 мм предназначены преимущественно для замены в ячейках КРУ выключателей типов ВМР-10, ВМПЭ-10, ВМПП-10, ВК-10, ВКЭ-10 и других, а также для применения во вновь разрабатываемых ячейках КРУ. Выключатели данного конструктивного исполнения выпускаются двух модификаций: с выводом толкателя кнопки ручного отключения в сторону силовых токосъемников; с выводом толкателя кнопки ручного отключения в сторону, противоположную силовым токосъемникам. Выключатели конструктивного исполнения с межполюсным расстоянием 250 мм предназначены преимущественно для замены в камерах КСО и КРН выключателей типа ВМГ-133 и других, а также для применения во вновь разрабатываемых камерах КСО и КРН.

Техническая характеристика выключателей серии BB/TEL

Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ.	12
Номинальный ток, А.	630, 1000
Номинальный ток отключения, кА	1 2,5	20
Сквозной ток короткого замыкания, наибольший пик, кА	32	52
Нормированное процентное содержание апериодической составляющей, %, не более..	40	40
Время отключения полное, мс, не более.	25	25
Время отключения собственное, мс, не более.	15	15
Время включения собственное, мс, не более.	70	70
Ресурс по коммутационной стойкости при отключении:номинального тока, операций "ВО"	50 000	50 000
(60 — 100) % от номинального тока отключения, операций	1 00	100
Ресурс по механической стойкости, операций "ВО".	50 000	50 000
Номинальное напряжение электромагнитов управления, В	220	220
Диапазон напряжений электромагнитов при включении,% от номинального значения..	85—110	85— 11 0
Диапазон напряжений электромагнитов при отключении, % от номинального значения	65— 1 20	65— 1 20
Наибольший ток электромагнитов управления при номинальном напряжении, А	10	10
Срок службы до списания, лет	25	25
Масса, кг:
исполнение с межполюсным расстоянием 200 мм	32	32
исполнение с межполюсным расстоянием 250 мм	35,5	35,5

Условия эксплуатации выключателей

Вакуумные выключатели серии BB/TEL предназначены для эксплуатации в следующих условиях. Климатическое исполнение и категория размещения У2 по ГОСТ 15150—69, при этом: наибольшая высота над уровнем моря — до 1000 м; верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха не должно превышать плюс 55 °С, эффективное значение температуры окружающего воздуха — плюс 40 °С; нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха — минус 40 °С; верхнее значение относительной влажности воздуха 1 00 % при температуре плюс 25 °С; окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая газов и паров, вредных для изоляции, не насыщенная токопроводящей пылью в концентрациях, снижающих параметры выключателя; рабочее положение выключателей в пространстве — любое.

Устройства управления вакуумными выключателями BB/TEL

Устройства управления вакуумными выключателями серии TEL являются неотъемлемой частью привода этих выключателей, хотя конструктивно они выполняются в виде отдельных модулей и могут быть установлены как в релейном отсеке шкафов КРУ, так и на выкатных элементах этих шкафов. Устройства управления серии TEL обеспечивают функционирование вакуумных выключателей BB/TEL при управлении ими от любого источника постоянного, выпрямленного или переменного оперативного тока.

В настоящее время выпускаются следующие виды устройств управления: блок управления BU/TEL-220-05; блок управления BU/TEL-220-02.

Для адаптации блоков управления типа BU/TEL-01-220-05 к различным источникам оперативного питания и различным схемам вторичных соединений шкафов КРУ разработаны и выпускаются следующие дополнительные виды устройств управления: блок управления и размножения сигналов PR/TEL-01; блок управления и размножения сигналов PR/TEL-03; блок питания ВР/TEL-01-220-02-У2; фильтр O/TEL-220-01; фильтр O/TEL-220-02; блок автономного включения BU/TEL-220-02. Выбор необходимых устройств управления для организации вторичных цепей модернизируемых КРУ определяется видом источника оперативного питания (аккумуляторная батарея, БПНС, БПТ, УПНС и др.), а также схемой цепей защит и управления этих КРУ. Выбор устройств управления для вновь разрабатываемых КРУ осуществляется на стадии их проектирования.

Предприятием "Таврида Электрик" разработан ряд схем подключения выключателя BB/TEL и устройств управления ко вторичным цепям шкафов различных КРУ. В настоящее время разработан проект привода БУ/TEL-220-10У2, который совмещает в себе функции всех перечисленных устройств управления и является функционально взаимозаменяемым с большинством приводов других выключателей.

Модернизация КРУ с использованием вакуумных выключателей BB/TEL

Особенностью находящихся в эксплуатации ячеек КРУ, КРУН и камер КСО, КРН с выключателями различных заводов-изготовителей прежних лет выпуска является то обстоятельство, что на данный момент времени эти выключатели, как правило, являются устаревшими физически и морально, в то время как остальные элементы ячеек и камер еще вполне пригодны к эксплуатации и смогут прослужить определенное время. Таким образом, при проведении реконструкции подстанций перед потребителем встает вопрос: либо закупать взамен устаревших ячеек КРУ или камер КСО новые ячейки и камеры в полном комплекте, либо оставить в эксплуатации существующие ячейки и камеры, заменив в них устаревшие выключатели на более современные. Преимуществом второго пути решения проблемы является его экономичность, поскольку при реализации этого пути затраты осуществляются лишь на приобретение новых выключателей и их адаптацию к существующим ячейкам. Затраты потребителя на реконструкцию могут быть сведены к минимуму, если приобретаемые выключатели будут обладать приемлемой ценой и относительно просто встраиваться в модернизируемые ячейки и камеры подстанций. Дополнительными факторами в пользу выбора того или иного выключателя могут быть простота их дальнейшего обслуживания и отсутствие необходимости ремонта в течение всего с рока служб ы. Всем перечисленным требованиям в полной мере отвечают вакуумные выключатели серии BB/TEL, благодаря чему они успешно приходят на замену другим выключателям в существующих энергосистемах. Для того, чтобы потребитель не испытывал затруднений в адаптации выключателей серии BB/TEL к существующим шкафам КРУ и камерам КСО, предприятием "Таврида Электрик" разработан и успешно внедрен в эксплуатацию ряд проектов, которые условно разделены на две основные группы: реконструкция шкафов КРУ и камер КСО стационарного типа; реконструкция шкафов КРУ с выкатными элементами. Для реконструкции находящихся в эксплуатации шкафов КРУ (КСО) потребитель может: заказать монтажный комплект и проводить реконструкцию своими силами; пригласить для показательной реконструкции и обучения персонала специалистов предприятия "Таврида Электрик"; пригласить специалистов предприятия "Таврида Электрик" для монтажа объекта "под ключ".

Реконструкция шкафов КРУ с выкатными элементами

В настоящее время предприятием "Таврида Электрик" разработаны и успешно реализованы следующие проекты реконструкции шкафов КРУ с выкатными элементами. 1 . Замена выключателей типов ВК-1 0, ВКЭ-1 0 на вакуумные выключатели серии BB/TEL, установленные на выкатном элементе BЭ/TEL, в ячейках КРУ следующих типов: К-47, К-49, К-59, К-104, КМ-1, КМ-1Ф. Данный выкатной элемент применяется и во вновь выпускаемых КРУ. 2. Замена масляных выключателей на выключатели серии BB/TEL в ячейках зарубежного производства: К-03 (производство Болгарии), CSIM-1 (производство бывшей ГДР). Замена маломасляных выключателей различных типов на выключатели серии BB/TEL в ячейках следующих типов: КВВ0-2, КВС-09, КОФ-120, К-34, К-ШУ, К-YiY, К-IY. 3. Замена маломасляных выключателей серии ВМП на выключатели серии BB/TEL с применением универсального комплекта деталей сопряжения в шкафах КРУ следующих типов: КРУ2-10, КР-10/500, К-ХШ, К-37, К-ХП, К-XXYI.

Выкатной элемент КРУ с вакуумными выключателями

Выкатные элементы тип ВЭ/TEL с вакуумными выключателями BB/TEL применяются в составе новых проектов комплектных распредустройств следующих типов: К-104м — производства АООТ Московский завод "Электрощит"; К-59 — производства АО "Самарский завод "Электрощит"; КМВ — производства Ишлейского завода высоковольтной аппаратуры; КРУН-6(10)Л — производства Люберецкого электромеханического завода. Габаритные и присоединительные размеры выкатных элементов ВЭ/TEL совпадают с аналогичными размерами выкатных элементов с выключателями ВК-10 (ВКЭ-10). Выкатные элементы ВЭ/TEL поставляются потребителю в полностью собранном и отрегулированном виде, поэтому службам потребителя остается лишь вкатить этот выкатной элемент в ячейку КРУ и состыковать разъемы жгутов вторичных цепей выключателя с ответными частями разъемов релейного отсека шкафа КРУ. Схема соединения вторичных цепей выкатного элемента ВЭ/TEL с выключателем ВВ/TEL и блоком управления ВU/TEL-220-05 согласована с ведущими КРУ-строительными заводами (МЭЩ, СЭЩ, ЗЗВА). Схема соединения вторичных цепей выкатного элемента ВЭ/TEL с выключателем ВВ/TEL и приводом БУ/TEL-220-10 повторяет схему выкатного элемента с выключателем ВК-10 или ВКЭ-1 0. Для выкатного элемента ВЭ/TEL с выключателем ВВ/TEL и приводом БУ/TEL-220-10 предусмотрена установка привода выключателя как в релейном отсеке шкафов КРУ, так и на выкатном элементе.

Для защиты от перенапряжений в комплекте с вакуумными выключателями рекомендуется применять ограничители перенапряжений. Ограничители перенапряжений серий TEL на оксидно-цинковых нелинейных резисторах без искровых промежутков предназначены для защиты электрооборудования станций и сетей от коммутационных и атмосферных перенапряжений и используются для внутренней и наружной установки в сетях низкого, среднего и высокого переменного напряжения промышленной частоты 48 — 62 Гц. По сравнению с вентильными разрядниками ограничители серий TEL имеют следующие преимущества: глубокий уровень ограничения для всех видов волн перенапряжений; отсутствие сопровождающего тока после затухания волны перенапряжения; простота конструкции и высокая надежность в эксплуатации; стабильность характеристик и устойчивость к старению; способность к рассеиванию больших энергий; непрерывное подключение к защищаемой сети; стойкость к атмосферным загрязнениям; малые габариты, масса и стоимость.

Конструкция и принцип действия ограничителей перенапряжения TEL

Ограничители серий TEL представляют собой разрядники без искровых промежутков, в которых активная часть состоит из металлооксидных нелинейных резисторов, изготавливаемых из окиси цинка (ZnO) с малыми добавками окислов других металлов. Высоконелинейная вольт-амперная характеристика резисторов позволяет длительно находиться под действием рабочего напряжения, обеспечивая при этом глубокий уровень защиты перенапряжений. Резисторы опрессовываются в оболочку из полимерных материалов, которая обеспечивает заданную механическую прочность и изоляционные характеристики. Полимерный корпус обеспечивает надежную защиту от всех внешних воздействий на протяжении всего срока службы. Эта конструкция отлично зарекомендовала себя во всех условиях эксплуатации, включая районы с высоким уровнем атмосферных загрязнений. В нормальном рабочем режиме ток через ограничитель носит емкостной характер и составляет десятые доли миллиампера. При возникновении волн перенапряжений резисторы ограничителя переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание напряжения на выводах. Когда перенапряжение снижается, ограничитель возвращается в непроводящее состояние. Ограничители серий TEL были испытаны в соответствии с различными стандартами на взрывобезопасность. При возникновении импульсов тока, значительно превышающих расчетный уровень, разрушение ограничителя происходит без взрывного эффекта. Все испытания показали отсутствие разрушительных эффектов на окружающую среду, что является принципиальным отличием от ограничителей в фарфоровом или другом прочном корпусе.

Всего комментариев: 0

ukrelektrik.com

Устройство вакуумного выключателя

Новой ступенью в развитии аппаратов для коммутации распределительных сетей высокого напряжения стал вакуумный выключатель. Этот прибор обладает специфическими характеристиками, которые больше всего подходят для высоковольтных распределительных сетей.

Применение вакуумных выключателей

Вакуумные выключатели, применяемые в энергетике, является высоковольтным коммутационным аппаратом, выполняющим операции по включению и отключению электрического тока. Эти действия с электрическим током производятся как в рабочем состоянии, так и в аварийной ситуации, при возникновении короткого замыкания. В качестве среды, которая гасит электрическую дугу, выступает вакуум.

В настоящее время, количество вакуумных выключателей, применяемых в электрических сетях, напряжением до 35-ти киловольт, в разных государствах составляет от 60-ти до 100% от общего числа используемых коммутационных приборов при среднем и высоком напряжении.

Преимущества вакуумных выключателей

В качестве достоинств можно отметить следующие качества:

Высокая надежность в процессе эксплуатации. Допускают отказы в работе значительно реже, чем стандартные масляные или электромагнитные выключатели.
Высокая стойкость к износу во время выполнения коммутационных действий, в связи с чем, существенно сокращаются расходы по обслуживанию данных приборов. Количество отключений рабочих токов, без ремонта и ревизий, может достигать двадцати тысяч, а отключения токов короткого замыкания доходят до двухсот, в зависимости от конструкции выключателя и значения тока. Для сравнения, масляные выключатели уже через 50-100 отключений рабочего тока, подлежат ревизии, а отключений токов короткого замыкания, они могут сделать всего лишь от 3-х до 10-ти раз. Примерно такие же показатели и у воздушных выключателей.
Каждый вакуумный выключатель отличается быстродействием и повышенным механическим ресурсом. Такие показатели достигаются за счет небольшого расстояния хода контактов, расположенных в дугогасительной вакуумной камере. Этот ход составляет всего 6-10 мм в сравнении с 100-200 мм в электромагнитных и масляных моделях, поскольку электрическая прочность вакуума в значительной степени превосходит масляную и воздушную прочность в качестве дугогасительной среды.
Способность к автономной работе, поскольку нет необходимости пополнять дугогасящую среду.
Безопасная и удобная эксплуатация обусловлена его небольшой массой, бесшумной работой, экологичностью и возможностью работы в агрессивной среде.
Безопасность и удобство эксплуатации. При одинаковых номинальных параметрах коммутируемых токов и напряжений, масса вакуумного выключателя значительно ниже чем у других типов выключателей. А малая энергия привода, небольшие динамические нагрузки и отсутствие утечки газов, масла обеспечивает бесшумность работы, экологическую безопасность и высокую пожарную и взрывобезопасность, возможность работы в средах с высокой агрессивностью.

Считается, что достигнутые количественные характеристики вакуумных выключателей обеспечат их перспективное применение, и в ближайшее время старания проектантов будут направлены, в основном, на повышение устойчивости этих коммутационных аппаратов к воздействиям окружающей среды и на усовершенствование их механизмов.

electric-220.ru

Что такое вакуумный выключатель? Описание, принцип работы, виды

Что такое вакуум? Со скамьи средней общеобразовательной школы известно, что вакуум — это безвоздушное пространство, и в нем никакие процессы — физические или химические происходить не могут. Именно этой аксиомой руководствовались ученые-испытатели, когда разрабатывали конструкцию вакуумного выключателя, впоследствии заменившего собой все остальные.

Что представляют собой выключатели и для чего они нужны?

Назначение любого выключателя — замыкать или размыкать электросеть.

Ярким конкретным примером служит применение электрических приборов в быту. В любом частном доме и в каждой городской квартире в обязательном порядке существует электрический щиток, предназначенный для подвода электроэнергии от главной электромагистрали (к частному дому — от ближайшего столба электропередач, к городской квартире — от распределительного щитка на лестничной площадке).

На этом распределительном щитке располагается электросчетчик для подсчета потребляемой энергии, устройство защитного отключения (УЗО), автоматические выключатели и предохранители.

И вот с этого-то щитка (столба электропередач) и берут питание и частный дом и городская квартира через выключатели и розетки. Через выключатели в помещение идет осветительная энергия, через розетки — энергия силового характера (телевизор, утюг, стиральная машина и т.д.). Если в качестве эксперимента быстро и резко выдернуть вилку из розетки, то можно заметить мелькнувшую голубую искру — это и есть электрическая дуга, возникшая от разъединения контакта, которую успешно гасит выключатель, расположенный в щитке на лестничной площадке (на столбе электропередач).

Но электрическая дуга возникает не только от разъединения контакта, но и в аварийной ситуации от короткого замыкания, когда оголенный провод фазы случайно соприкасается с оголенным проводом ноля, и здесь от короткого замыкания может произойти взрыв (в зависимости от напряжения и силы тока), либо в помещении возникнет пожар. И чтобы избежать столь неприятных и опасных для жизни последствий и применяются дугогасительные выключатели.

До недавнего времени в энергетике использовались масляные выключатели, принцип работы которых основывался на том, что они при помощи минерального масла, специально залитого в определенную емкость, гасят электрическую дугу, возникающую вследствие разрыва контакта электроцепи, либо вследствие короткого замыкания. Опасность возникающей электрической дуги чрезвычайно велика, сила тока может вызвать взрыв и, как следствие, может повлечь за собой большие разрушения и человеческие жертвы.

Принцип работы вакуумного выключателя основывается на том, что здесь в качестве гашения опасной электрической дуги является не минеральное масло, а вакуум — безвоздушное пространство, в котором гашение электродуги происходит как при постоянном токе, так и при переменном. Устойчивая электрическая прочность вакуума мгновенно гасит дугу при первом же прохождении тока (фазы) через ноль.

Самые первые шаги для разработки подобных выключателей начали предприниматься еще в 1930 году, но, не имея поддержки государства в плане бюджета, их производство ограничивалось единичными экземплярами в узком кругу потребителей. И потребовалось еще более двух десятков лет исследовательских работ и научных экспериментов, прежде чем была доказана крайняя необходимость применения в промышленности и в быту вакуумных выключателей, после чего началось серийное производство повыпуску данных устройств.

Виды вакуумных выкючателей

на напряжение до 35 кВ;
на напряжение свыше 35 кВ.

Выключатель, рассчитанный на напряжение до 35 кВ, состоит из рамы, на которой закреплены 3 полюса на отдельных крышках, на каждом из полюсов сконструирована вакуумная дугогасительная камера и прикреплен специальный узел поджатия контактов. И на раме же устанавливается привод (либо электромагнитный, либо пружиномоторный). Посредством этого привода осуществляется управление дугогасительной камерой.

Выключатель, рассчитанный на напряжение свыше 35 кВ, имеет на каждом из трех полюсов уже не по одной дугогасительной камере, а по нескольку в прямой зависимости от напряжения. Если по мере необходимости на каждый полюс устанавливается 2 дугогасительных камеры, то они устанавливаются симметричным образом горизонтально, их подвижные контакты направлены друг к другу, а управление ими происходит за счет изоляционной тяги, которая соприкасается с контактами верхней рычажной передачи.

Когда же необходимо иметь на каждом полюсе 3 и более дугогасительных камер, то они располагаются в ряд, одна за другой, и в качестве привода в этом случае применяется гидравлическая система управления.

Выключатели предназначены для работы в сетях 3-фазного переменного тока частотой 50-60 Гц. Их можно устанавливать как в районах тропического климата, так и в районах холодного края, они выдерживают температуру воздуха от минус 60 до плюс 40 градусов по Цельсию.

Преимущество вакуумных моделей выключателей в сравнении с другими аналогичными устройствами заключается в том, что они очень просты в использовании, обладают большой надежностью, долгим сроком службы, незначительными затратами на эксплуатацию, имеют несложную конструкцию единого блока, поэтому легкозаменяемы. Они могут работать, пребывая в любом положении, имеют небольшие размеры, взрыво- и пожаробезопасны, при работе не создают постороннего шума, экологически чисты и удобны при монтаже и эксплуатации.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

podvi.ru

Что такое вакуумный выключатель

В настоящее время повсеместно проводится замена масляных и элегазовых выключателей на выключатели вакуумные. Данный тип коммутационной аппаратуры предназначен для защиты силовых цепей от токов короткого замыкания и перегрузки на различных ступенях напряжения от 10 кВ до 220 кВ. Причины замены оборудования обусловлены не только эксплуатационным износом и моральным устареванием. Масляные выключатели имеют достаточно небольшой ресурс отключений, необходимо контролировать уровень масла, а также устанавливать мощные электроприводы для обеспечения требуемой скорости срабатывания. Кроме того, имеется вероятность возникновения взрыва во время процесса отключения.

Вакуумный выключатель

В свою очередь элегазовые выключатели способствуют развитию парникового эффекта, их сложно производить и обслуживать. Выключатели данного типа достаточно дороги, требуют контроля за использованием элегаза, а также предъявляют высокие требования к качеству закачанного газа.

Преимущества, которыми обладают вакуумные выключатели, следующие:

1. Экологическая безопасность.

2. Большое число коммутаций.

3. Малые затраты на эксплуатацию.

4. Простота конструкции.

5. Высокая надежность.

6. Небольшие размеры.

7. Взрыво- и пожаробезопасность.

8. Отсутствие шумового загрязнения.

Выключатель вакуумный

К недостаткам вакуумных выключателей можно отнести:

1. Относительно малые номинальные токи и токи отключения.

2. Вероятность коммутационных перенапряжений.

Разработкой вакуумных коммутационных аппаратов занимается целый ряд стран, таких как Япония, Китай, Россия и т.д.

Вакуумный выключатель может быть представлен в баковом и колонковом исполнении. В первом случае роль изоляции играет сухой воздух, который закачивается под давлением. Данная конструкция позволяет сделать выключатель вакуумный абсолютно безопасным для окружающей среды. Важнейшей особенностью баковой конструкции является то, что во время демонтажа нет необходимости в сборе газа изоляционной среды.

Вакуумный выключатель может иметь один и более разрывов, приходящихся на один полюс. Это значит, что электрическая цепь будет прерываться в нескольких местах, для того чтобы гашение возникающей электрической дуги происходило эффективнее.

Выключатели вакуумные

Давление сухого воздуха равняется 5 атмосферам, поскольку при больших значениях дугогасительная камера, которая установлена в вакуумный выключатель, может потерять свою устойчивость и непоправимо деформироваться. Тем не менее, считается, что баковый вакуумный выключатель получил более широкое распространение, чем выключатель колонковой конструкции.

Процесс гашения электрической дуги в вакуумном выключателе происходит следующим образом: в вакуумной дугогасительной камере продольное магнитное поле накладывается на проходящую дугу. Это создает эффект так называемого продольного магнитного дутья, за счет чего происходит увеличение длины дуги. Как известно, чем больше длина дуги, тем проще ее погасить. В связи с этим напряжение электрической дуги имеет большое влияние на размеры выключателя, поскольку чем выше напряжение, тем больше размеры дугогасительной камеры и, следовательно, тем большие габариты должна иметь вся установка в целом.

Размыкание электродов осуществляется пружинным приводом, взвод пружины которого осуществляется при помощи электромагнита.

fb.ru

Характеристики вакуумных выключателей

Главным предназначением вакуумных выключателей является функционирование в отсеках КРУ в трехфазных токопроводящих цепях с частотой колебания 50 Гц и отдельной или замененной нейтралью, помимо этого они разработаны для промышленных шкафов, где выступают в качестве контролирующих звеньев входящей электроэнергии. Они отлично справляются с переключением, размыканием и замыканием магистральных кабелей без ущерба для управляющих контактов.

В соответствии с характеристиками вакуумных выключателей допускается их применение для запуска и прерывания работы двигателей асинхронного типа с ротором замкнутым накоротко или фазного типа. Они прекрасно справляются с замедлением момента вращения представленных двигателей противотоком и прекращение работы электромашин с медленно вращающимся ротором.

Продолжительность эксплуатирования выключателя до первого капитального ремонта в среднем составляет 12 лет, списывать отработанный механизм рекомендуется не позже чем через четверть века.

Важным отличаем вакуумных выключателей является возможность непрерывность работы с частыми коммутационными операциями. Выключатели с приводом, работающим за счет взаимодействия электромагнита и ферромагнита способны осуществлять коммутацию электрических схем в стандартном и аварийном режимах в трехфазных токопроводящих цепях с частотой колебания 50-60 Гц, где присутствует изолированная нейтраль и стандартное напряжение не превышает 12 кВ.

Благодаря существующим характеристикам вакуумных выключателей можно назвать их идеальными с точки зрения экологии. Они практически безопасны для окружающей среды, при работе не осуществляют вредных выбросов в атмосферу. Абсолютная герметичность повышает надежность и количество возможных совершаемых коммутаций в течение всего срока эксплуатации. Нижайшим температурным приделом становиться отметка -60ͦС. Представленное оборудование может работать как в автоматическом, так и ручном режиме. Исходя из представленных параметров, вакуумные выключатели способны полноценно функционировать даже в сложных климатических условиях. Устройство беспрепятственного разъединения привода способно остановить работу выключателя в произвольный момент, несмотря на положение механизма. К тому же благодаря небольшим размерам и массе, а так же пожаро- и взрывобезопасности их установку можно производить вблизи агрессивной окружающей среды.

Выключатели вакуумного типа рассчитаны на применение в составе подстанций рассчитанных на 110 -220 кВ с трансформаторами тока и напряжения не содержащими масла и элегаза. Такие подстанции особенно актуально эксплуатировать в районах с жесткими экологическими ограничениями к промышленному оборудованию.

Модернизированные разработки в сфере производства вакуумных выключателей рассчитаны на длительный промежуток времени, поэтому постоянно обновляемая элементная база позволяет совершенствовать распределительные устройства для высоковольтных цепей и проектировать новейшие блочно-модульные системы электроснабжения потребителей.

etmz.ru

Характеристики вакуумных выключателей. Типы вакуумных выключателей

Презентация на тему: Вакуумные выключатели

Горение электрической дуги в вакууме

Конструкции контактных систем вакуумных выключателей

Вакуумные выключатели

Типы вакуумных выключателей

Разъединители

Конструкция разъединителей

2. ВАКУУМНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО. Типы рубильников. Вакуумные выключатели. Назначение и устройство

Похожие главы из других работ:

3.2 Вакуумные выключатели серии BB/TEL-10

1. Назначение, устройство

1.4 Назначение, устройство и технические характеристики дымососа ДН-11.2

1.4.1 Назначение и устройство дымососа

1. Назначение, устройство и принцип работы АБ

2.5 Устройство и назначение тормозного устройства

2.5.1 Назначение, устройство и область применения АВР

Назначение, устройство и принцип действия трансформаторов

1.1 Вакуумные выключатели

3. Назначение, устройство и принцип действия клапана

3.3 Вакуумные выключатели серии ВВ/TEL

1.1 Трансформаторная подстанция 110/10 кВ: устройство, функциональное назначение

Глава 1. Масляные трансформаторы, устройство и назначение

1. Назначение, устройство и принцип работы пресса ПВГ-8-2-0

5.6 Вакуумные выключатели

Выключатель вакуумный трехфазный ВВ/TEL - Статьи об энергетике

Устройство и работа выключателя ВВ/TEL

Включение выключателя

Отключение выключателя

Ручное отключение выключателя

Конструктивные исполнения выключателя ВВ/TEL

Условия эксплуатации выключателей

Устройства управления вакуумными выключателями BB/TEL

Модернизация КРУ с использованием вакуумных выключателей BB/TEL

Реконструкция шкафов КРУ с выкатными элементами

Выкатной элемент КРУ с вакуумными выключателями

Конструкция и принцип действия ограничителей перенапряжения TEL

Устройство вакуумного выключателя

Применение вакуумных выключателей

Преимущества вакуумных выключателей

Что такое вакуумный выключатель? Описание, принцип работы, виды

Что представляют собой выключатели и для чего они нужны?

Виды вакуумных выкючателей

Что такое вакуумный выключатель

Характеристики вакуумных выключателей