Переключатель вакуумный: Вакуумный однополюсной выключатель ВБО-25-20/630 УХЛ1.

Выключатели: масляные, воздушные, вакуумные, элегазовые

Выключатель предназначен для коммутации рабочих и аварийных токов. При разрыве цепи разомкнувшимися контактами выключателя возникает электрическая дуга, которая должна гаситься в специальных устройствах. Контакты выключателя находятся внутри камеры в разомкнутом состоянии. Дугогасительные устройства выключателей используют следующие принципы быстрого гашения дуги: охлаждение дуги посредством перемещения ее в окружающей среде; обдувание дуги воздухом или холодными неионизированными газами; расщепление дуги на несколько параллельных дуг малого сечения; удлинение, дробление и соприкосновение дуги с твердым диэлектриком; размещение контактов в интенсивно деионизирующей среде; создание высокого давления в дуговом промежутке и т. п.

В зависимости от применяемой дугогасительной среды выключатели бывают жидкостные и газовые, из них наиболее распространены масляные и воздушные. В масляных выключателях дугогасительной средой является трансформаторное масло, в воздушных -сжатый воздух.

Кроме воздушных и масляных имеется много других видов выключателей. Так, в автогазовых выключателях используется дутье газов, образующихся под действием высокой температуры дуги. В элегазовых выключателях гашение дуги осуществляется в среде элегаза.

Выпускаемые отечественной промышленностью масляные выключатели имеют две конструктивные разновидности: много- и малообъемные. В выключателях с большим объемом масла трансформаторное масло используется для гашения дуги и изоляции токоведущих частей друг от друга и от земли. Эти выключатели применяются на напряжении 35 кВ и выше с номинальными токами 630… 2000 А. Многообъемные масляные выключатели предназначены для наружной установки.

В малообъемных масляных выключателях трансформаторное масло используется только как средство гашения дуги; бачки (или горшки, или колонки) этих выключателей во время работы находятся под напряжением, поэтому они изолируются от заземленных частей посредством наружных изоляторов. Маломасляные выключатели применяются на напряжении 10 (6)…35 кВ.

В воздушных выключателях гашение дуги производится сжатым воздухом. В большинстве конструкций воздушных выключателей гасительные камеры размещаются в фарфоровых изоляторах. Эти выключатели применяются на напряжении 35 кВ и выше, в основном для наружной установки.

Для сетей напряжением 6 и 10 кВ выпускаются выключатели с электромагнитным дутьем, а также вакуумные выключатели.

Управление выключателем, т.е. его включение и отключение, может производиться вручную, дистанционно или автоматически. Механизм для включения и отключения выключателя называется приводом. У большинства выключателей он представляет собой отдельный аппарат — электромагнитный, пружинный, грузовой или пневматический, соединяемый с приводным валом выключателя.

Разъеденители

Разъединителем называется электрический аппарат для оперативного переключения под напряжением участков сети с малыми токами замыкания на землю и создания видимого разрыва. По условиям техники безопасности при производстве работ в установках необходимо иметь видимые разрывы цепи, откуда может быть подано напряжение. Указанное требование обеспечивается разъединителями, которые не имеют устройств для гашения дуги и не допускают переключений под нагрузкой. Поэтому их оснащают блокировкой, предотвращающей отключение нагрузочного тока. Правилами устройства электроустановок допускается отключать разъединителями холостой ток открыто установленных трансформаторов: напряжением 10 кВ — мощностью до 630 кВ·А; напряжением 20 кВ — мощностью до 6300 кВ·А; напряжением 35 кВ — мощностью до 20 000 кВ·А; напряжением 110 кВ — мощностью до 40 500 кВ·А; уравнительный ток линий при разности напряжений не более 2 %, заземление нейтралей трансформаторов и дугогасящих катушек, токи замыкания на землю (не превышающие 5 А при напряжении 35 кВ и 10 А при напряжении 10 кВ), а также небольшие зарядные токи линий.

Конструктивно разъединители могут быть внутренней и наружной установок.

Разъединители управляются приводами вручную или дистанционно (но не автоматически).

Отделители

Отделителями называются аппараты напряжением от 35 кВ и выше, имеющие надежную конструкцию контактов и снабженные специальным приводом, позволяющим осуществлять автоматическое отключение подвижной части отделителя. Отделители напряжением 35…220 кВ допускают отключение тока холостого хода трансформаторов и зарядного тока воздушных линий электропередач любой протяженности при бестоковой паузе, обусловленной действием защиты и автоматического повторного включения. Включение отделителей производится вручную.

Короткозамыкатели

Короткозамыкателями называются аппараты напряжением от 35 кВ и выше, имеющие надежную конструкцию контактов и снабженные специальным приводом, позволяющим осуществлять автоматическое включение ножа короткозамыкателя. При включении ножа короткозамыкателя создается металлическое короткое замыкание на подстанциях без выключателей. В сетях с заземленной нейтралью короткозамыкатели однополюсные и создают однофазное КЗ на землю. В сетях с изолированной нейтралью короткозамыкатели имеют два полюса и создают двухфазное КЗ.

Разрядники

В результате прямого удара молнии или при грозовых разрядах вблизи воздушных линий передачи или открытых подстан ций в линиях и распределительных устройствах, связанных с последними, возникают атмосферные перенапряжения. Максимальное напряжение при прямом ударе может достигать нескольких миллионов вольт, а протекающие

токи достигают сотен тысяч ампер. Для защиты от прямых ударов молнии, наиболее опасных для установок всех напряжений, используют тросовые и стержневые молниеотводы.

Перенапряжения, возникающие при разрядах вблизи линий и открытых подстанций,— индуктированные, они достигают 300—500 кВ и особенно опасны для установок напряжением до 35 кВ, изоляция которых выдерживает импульсы перенапряжений да 200 кВ. Для защиты от индуктированных перенапряжений в распределительных устройствах напряжением выше 1000 В, связанных с воздушными линиями,. применяют вентильные разрядники. На самих линиях устанавливают трубчатые разрядники.

Вентильные разрядники содержат многократный искровой промежуток и рабочее сопротивление из дисков вилита, отсоединяющее этот промежуток от сети при нормальном режиме. Под действием перенапряжения происходит импульсный пробой искрового промежутка и через рабочее сопротивление течет на землю импульсный ток. После импульсного пробоя через разрядник начинает протекать сопровождающий ток промышленной частоты, сила которого ограничивается сопротивлением вилита. Последнее сильно возрастает при, снижении напряжения и уменьшает сопровождающий ток до такого значения, при котором ток прерывается искровым промежутком при первом переходе через нулевое значение. При больших значениях тока, соответствующих импульсному пробою, сопротивление вилита r_р мало, и, несмотря на большое значение гока I, остающееся напряжение на разряднике U_p= Ir_р невелико и может быть сделано таким, чтобы не превышало допустимого для защищаемого оборудования.

Вилитовое сопротивление изготовляется в виде дисков диаметром 100—150 мм и толщиной 10—20 мм. Основу вилита составляют зерна карборунда (SiС), на поверхности которых создается пленка окиси кремния (Sа0₂) толщиной 10^{-5 см.}

Зависимость между напряжением на вилитовом сопротивлении U_Р и током Iвыражается формулой

где А — постоянная, равная напряжению на сопротивлении при силе тока в 1 А; а —показатель нелинейности, равный при больших токах 0,13—0,2.

Устройство подстанционного вентильного разрядника РВП показано на рис. 3.3

Разрядники на напряжения до 35 кВ состоят из одного элемента, а на большие напряжения их выполняют из элементов, рассчитанных каждый на 15, 20 и 30 кВ. Элементы собирают при монтаже в колонки, которые устанавливают на фундаментах или стульях.

Разрядник характеризуют следующие напряжения: номинальное; наибольшее допустимое; остающееся на разряднике при импульсном токе; пробивное искрового промежутка при напряжении промышленной частоты; импульсное пробивное.

Например, для разрядника РВП-6 — эти напряжения (в кВ) соответственно равны: 6; 7,6; не более 30; не менее 16 и не более 19; 25, 35.

Трубчатые разрядники, применяемые для защиты линий электропередачи, включаются между проводами линии и землей через внешний искровой промежуток, предотвращающий утечку тока на землю. Гашение сопровождающего тока в разряднике осуществляется выдуванием дуги газом газогенерирующей трубки.

Реакторы

Токоограни́чивающий реа́ктор — электрический аппарат, предназначенный для ограничения ударного тока короткого замыкания.

Применение

При коротком замыкании ток в цепи значительно возрастает по сравнению с током нормального режима. В высоковольтных сетях токи короткого замыкания могут достигать таких величин, что подобрать установки, которые смогли бы выдержать электродинамические силы, возникающие вследствие протекания этих токов, не представляется возможным. Для ограничения ударного тока короткого замыкания применяют токоограничивающие реакторы.

Устройство и принцип действия

Реактор — это катушка с постоянным индуктивным сопротивлением, включенная в цепь последовательно. В нормальном режиме на реакторе наблюдается падение напряжения порядка 3-4 %, что вполне допустимо. В случае короткого замыкания бо́льшая часть напряжения приходится на реактор. Значение максимального ударного тока короткого замыкания рассчитывается по формуле:

где I_H — номинальный ток сети, Xp — реактивность реактора. Соответственно, чем выше будет параметр реактивности, тем меньше будет значение максимального ударного тока в сети.

Реактивность прямо пропорциональна индуктивному сопротивлению катушки. При больших токах у катушек со стальными сердечниками происходит насыщение сердечника, что резко снижает реактивность, и, как следствие, реактор теряет свои токоограничивающие свойства. По этой причине реакторы выполняют без стальных сердечников, несмотря на то, что при этом, для поддержания такого же значения индуктивности, их приходится делать больших размеров и массы.

Виды реакторов

Бетонные реакторы

Получили распространение на внутренней установке и на напряжения до 35 кВ. Бетонный реактор представляет собой концентрически расположенные витки изолированного многожильного провода, залитого в радиально расположенные бетонные колонки. Бетон выпускается с высокими механическими свойствами. Все металлические детали реактора изготавливаются из немагнитных материалов. В случае больших токов применяют искусственное охлаждение.

Масляные реакторы

Применяются в сетях с напряжением выше 35 кВ. Масляный реактор состоит из обмоток медных проводников, изолированных кабельной бумагой, которые укладываются на изоляционные цилиндры и заливаются маслом. Масло служит одновременно и изолирующей и охлаждающей средой. Для снижения нагрева стенок бака от переменного поля катушек реактора применяют электромагнитные экраны или магнитные шунты.

Электромагнитный экран представляет собой расположенные концентрично относительно обмотки реактора короткозамкнутые медные или алюминиевые витки вокруг стенок бака. Экранирование происходит за счет того, что в этих витках возникает встречное электромагнитное поле, которое компенсирует основное поле.

Магнитный шунт — это пакеты листовой стали, расположенные внутри бака около стенок, которые создают искусственный магнитопровод с магнитным сопротивлением, меньшим сопротивлением стенок бака, что заставляет основной магнитный поток реактора замыкаться по нему, а не через стенки бака.

Для предотвращения взрывов, связанных с перегревом масла в баке, согласно ПУЭ, все реакторы на напряжение 500кВ и выше должны быть оборудованы газовой защитой.

Системы автоматического повторного включения (АПВ) и автоматического включения резерва (АВР)

Применение устройств релейной защиты и автоматики является эффективным средством повышения надежности. Релейной защитой называется система устройств, которые производят отключение поврежденных элементов или частей системы и локализуют аварию. К автоматическим устройствам относятся устройства автоматического повторного включения (АПВ) и автоматического ввода (включения) резерва (АВР). Устройства АПВ (рис. 3.4) предназначены для ликвидации «переходящих» повреждений, например коротких замыканий. При появлении дугового короткого замыкания на воздушной линии (например, при попадании молнии) она отключается под действием релейной защиты, дуга гаснет и восстанавливаются диэлектрические свойства воздушного промежутка. Затем под действием АПВ автоматически включается напряжение на линии электропередачи, которая может продолжить успешную работу.

АПВ

Рис. 3.4. Схема повышения надежности электроснабжения с помощью АПВ

Рис. 3.5. Схема повышения надежности электроснабжения с помощью АВР

Принцип работы АВР поясняет рис. 3.4. При повреждении одного из трансформаторов автоматически под действием релейной защиты происходит его отключение, а оставшиеся без напряжения потребители после срабатывания АВР подключаются к исправному трансформатору.

Читайте также:



Вакуумный однополюсной выключатель ВБО-25-20/630 УХЛ1. — Студопедия.Нет

Nbsp;
ФИЛИАЛ ОАО «РЖД»
ЗАБАЙКАЛЬСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА
ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КВАЛИФИКАЦИЙ
СВОБОДНЕНСКОЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ
 
 

Устройство электровоза

конспект лекций

часть 6

Аппараты защиты

Преподаватель П.В. Старшинов

г. Свободный

2012 г.

Оглавление

Главный выключатель ВОВ 25/4М. 159

Схема работы ГВ. 163

Вакуумный однополюсной выключатель ВБО-25-20/630 УХЛ1. 165

Схема работы ГВ. 168

Выключатель быстродействующий ВБ-8. 172

Реле. 174

Реле максимального тока и трансформатор тока ТПОФ-25. 175

Блок дифференциальных реле. 176

Реле перегрузки. 177

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ РЕЛЕ. 179

РЕЛЕ ВРЕМЕНИ. 182

Реле «земли» РЗ-303 сх.№88. 183

Реле контроля «земли» РКЗ-306 сх.№123. 185

Реле РБ (боксование) сх.№43, 44. 185

Реле противоюзовой защиты РЗЮ-580 сх.№РЗЮ1 – РЗЮ5. 186

Тепловое реле токовое ТРТ. 187

НИЗКОВОЛЬТНАЯ БЛОКИРОВКА. 189

Автоматические выключатели А-63 и АЕ-2541М. 189

Разрядники ОПН-25, РВЭМ-25М и РВМК-IV. 191

Предохранители. 194

Главный выключатель ВОВ 25/4М.

Предназначен для оперативного включения и отключения ТТ от контактной сети, а так же для автоматического отключения при аварийных режимах работы электровоза (перегрузки, ток КЗ, замыкание на землю).

Разъединитель состоит из фарфорового изолятора, который закреплён на поворотном валу. Вал установлен при помощи шарикоподшипников в корпусе блока управления. К верхней части изолятора крепятся ножи пинцетного типа имеющие контактные пружины. С ножами соединён вывод для подключения к токоведущей шине тягового трансформатора.

В отключенном положении ножи замкнуты на заземляющий кронштейн установленный на корпусе ГВ.

Поворотный вал в нижней части имеет рычаг, который шарнирно связан со штоком пневмопривода. Так же на нижнем торце вала имеется хвостовик, указывающий положение разъединителя. Для поворота вала вручную на его нижнем конце сделаны грани для установки специального ключа. В средней части поворотного вала имеются 2 эксцентрика, один из которых взаимодействует с тягой КСА-1 (контрольно сигнальный аппарат), а второй взаимодействует с пружиной якоря удерживающего электромагнита. Также устанавливается доводящее устройство.

Наклонный изолятор обеспечивает проход сжатого воздуха из воздушного резервуара в дугогасительную камеру. Изолятор фарфоровый, внутри полый, крепится к корпусу при помощи фланцев через резиновое уплотнение.

Воздушный резервуар предназначен для запаса сжатого воздуха обеспечивающего включение и отключение ГВ. Объём резервуара 32-35 литров и на нём установлен штуцер с краном КН18 для выпуска сжатого воздуха.

Дугогасительная камера состоит из полого изолятора, к которому крепятся наружный и внутренний фланцы.

Наружный фланец соединён с наклонным изолятором. К наружному фланцу крепится труба, один конец которой имеет ламели – профильные разрезы. Другой конец имеет больший диаметр и служит цилиндром для поршня пневмопривода подвижного разрывного контакта.

Для прохода воздуха в пневмопривод подвижного контакта в месте перехода диаметров имеется 6 отверстий. Поршень пневмопривода через шток жёстко соединён с подвижным разрывным контактом. Между поршнем и фланцем установлена пружина, усилия которой направлено на замыкание разрывных контактов.

Неподвижный разрывной контакт выполнен в виде втулки и расположен во внутреннем фланце, имеет конусное отверстие, что обеспечивает более плотное прилегание разрывных контактов. Внутренний фланец закрыт колпаком, внутри которого установлен ограничитель дуги. К внутреннему фланцу крепится гибкий вывод идущий к токоприёмнику.

Корпус с блоком управления является основой выключателя, изготовлен из силумина. Корпусом выключатель крепится на крыше электровоза. Внутри корпуса смонтированы механизмы управления выключателем.

Главный клапан жёстко соединён через шток с пневмоприводом. На главный клапан действует усилие пружины, которая удерживает клапан постоянно закрытым.

Включающий и отключающий клапаны, так же нагруженные усилием пружин;

Пневмоприводповоротного вала;

Штуцер для подключения манометра показывающий давление в резервуаре ГВ;

Обратный клапан, который исключает снижение давления в резервуаре ГВ при снижении давления в питательной магистрале;

Игольчатый клапан, создает выдержку по времени для того чтобы в начальный момент отключения ГВ размыкались разрывные контакты, а затем ножи разъединителя;

АМД – схемный №РД – аппарат минимального давления;

Патрон аэрации с селикогелем, который обеспечивает циркуляцию воздуха в дугогасительной камере исключая образование конденсата.

Так же в корпусе ГВ имеются 3основных электромагнита:

1. Отключающий на 380В, переменного тока;

2. Включающий на 50В постоянного тока;

3. Удерживающий на 50В постоянного тока.

Якоря отключающего и удерживающего электромагнитов воздействуют через карамысло на отключающий клапан.

Имеются контакты КСА предназначенные для переключения в цепях управления в зависимости от положения разъединителя; промежуточное реле РМТ предназначено для отключения ГВ при КЗ и перегрузок первичной обмотки тягового трансформатора. Для нормальной работы ГВ в зимнее время имеется нагревательный элемент. Для чёткого замыкания ножей и доведения их до фиксированного положения устанавливается доводящее устройство связанное с поворотным валом, работает на расжатие. Внутри корпуса так же имеется клемная рейка и 2 штепсельных разъёма для подключения ГВ к цепям управления.

Нелинейный резистор ВНКС-25 предназначен для уменьшения перенапряжения возникающих на дугогасильных контактах при разрыве дуги. Резистор крепится к фланцам дугогасительной камеры и подключается параллельно к дугогасительным (разрывным) контактам.

Состоит резистор из полого фарфорового изолятора 2 зажатого между двух металлических фланцев. Фланцы закрывают полый изолятор с торцов и одновременно используются для крепления к ГВ. Внутри изолятора установлено 15 велитовых шайб 3, сжатых пружиной 1 и залитых компаундом для обеспечения элементов и необходимого электрического контакта.

При номинальном напряжении 25кВ работает как диэлектрик. При повышении напряжения резистор снижает своё сопротивление и начинает проводить ток. В момент отключения ГВ вместе разрыва контактов напряжение увеличивается в 3-4 раза, резистор пробивается и основная часть тока протекает через него уменьшая подгар разрывных контактов. После снижения напряжения вновь работает как диэлектрик.

Схема работы ГВ.

Для включения ГВ необходимо чтобы давление воздуха в резервуаре было 5,6-5,8 Атм, при этом срабатывает АМД и замыкает свои контакты в цепи удерживающего электромагнита 4УД и включающего электромагнита 4Вкл. На пульте машиниста включаем кнопку «Выключение ГВ», при этом получает питание катушка удерживающего электромагнита 4УД притягивает свой якорь и подготавливает к сжатию пружину. На 2-3 секунды нажимаем кнопку «Включение ГВ и возврат реле» при этом получает питание включающий электромагнит и своим якорем нажимает на включающий клапан.

Клапан открывается закрывая атмосферное отверстие и пропускает сжатый воздух из воздушного резервуара к пневмоприводу разъединителя. Ножи идут на замыкание.

Пройдя 20º поворотный вал эксцентриком переключает контакты КСА, Р1, через которые получал питание включающий электромагнит, он отключается и клапан под действием своей пружины закрывается сообщая пневмопривод разъединителя с атмосферой.

Следующие 20º поворотный вал с ножами проходит по инерции.

Оставшиеся 20º проходит за счёт доводящего устройства. При замыкании ножей разъединителя второй эксцентрик на валу воздействует на шток удерживающего электромагнита сжимая пружину действующую на якорь, но под действием электромагнитных сил катушки якорь остаётся неподвижным. ГВ вкл

Устройство и принцип действия вакуумного выключателя

Выключатель
состоит из трех полюсов, установленных
на металлическом основании, в котором
размещены пофазные электромаг­нитные
приводы с магнитной защелкой, удерживающей
выключатель неограниченно долго во
включенном положении после прерывания
тока в катушке электромагнита привода.
Остальные узлы полюсов размещаются в
изоляционном корпусе из прозрачного
механически прочного и дугостойкого
полимерного материала (лексана), который
предохраняет их от возможных в эксплуатации
механических повреждений и воздействий
электрической дуги тока короткого
замыкания. Все три полюса имеют одинаковую
конструкцию.

Включение выключателя

Командой
на включение от блока управления
подается постоянное напряжение на
катушку электромаг­нита 9 (смотри
рисунок 1).

Рисунок 1 – Полюс
вакуумного выключателя

Под
действием электромагнитных сил якорь
11 начинает двигаться вверх и через
пружину поджатия 6 заставляет двигаться
тяговый изоля­тор 5 и подвижный контакт
3, сжимая при этом пружину отключения
7. После замыкания контактов 1 и 3 якорь
продолжает двигаться еще 2 мм до упора,
сжимая пружину 6 и созда­вая необходимое
поджатие между контактами выключателя
в вакуумной дугогасительной камере
(ВДК). Общий ход якоря составляет 8 мм,
а ход подвижного контакта 6 мм. После
снятия напряжения якорь остается во
включенном положении благодаря
остаточной индукции в электромагните
10.

Отключение выключателя

Командой
на отключение от блока управления на
катушку 9 подается напряжение
противоположной поляр­ности, чем при
включении. Магнит 10 при этом частично
размагничивается, якорь 11 снимается с
магнитной защелки и под действием
пружин 7 и 6 перемещается совместно с
подвиж­ными частями выключателя в
отклю­ченное положение. В этом
положении они удерживаются силой
отключающей пружины 7. Ручное отключение
осуществляется воздействием на кнопку
ручного отключения, которая через
толкатель 15, шарнирно связанный с валом
8, и через кулачок 7 с якорем 12, срывает
якорь с магнитной защелки и отключа­ет
выключатель.

Конструкцию
полюса вакуумного выключателя можно
подробно рассмотреть, используя файл
«Конструкция полюса ВВ».

Устройство вакуумной дугогасительной камеры

Одним из основных
элементов выключателя является вакуумная
дугогасительная камера (ВДК), разработанная
спе­циалистами предприятия «Таврида
Электрик».

ВДК
серии TEL выпускается «Таврида Электрик»
с применением последних достижений
современных технологий. Она имеет
малые габариты и массу. Износ контактов
при совершении 50000 операций отключения
номинального тока не превышает 1 мм.

Конструкция вдк

Корпус
ВДК (Рисунок
2) состоит из двух керамических
изоляторов 2 и 6 и медного экрана 4,
припаиваемого к изоляторам.

Рисунок 2- Разрез
вакуумной дугогасительной камеры

Конструктивными
особенностями ВДК являются чашеобраз­ная
форма керамических изоляторов и сварной
сильфон 7, значительно снизившие вес и
габариты ВДК.

Сильфон припаивается
к изолятору 6 и выводу 8, обеспечи­вая
возможность перемещения подвижного
контакта 5 без нарушения герметичности
ВДК.

На торцевые части
неподвижного 3 и подвижного 5 контак­тов
припаяны пластины из металлокерамики,
обеспечивающие им высокую износостойкость.

Выводы 1 и 8 служат
для соединения с выводами выключа­теля.
Аксиальное магнитное поле в межконтактном
промежутке создается путем выполнения
в контактах специальных разре­зов
(на рис. 4.2 не показаны).

Но
можно посмотреть, как это выполнено в
ВДК, выпускаемых концерном «Сименс»
(Рисунок 3).

Рисунок
3 – Разрезы в контактах вакуумного
выключателя

концерна
« Сименс»

За
счет аксиального магнитного поля дуга
не концентрируется, а находится в
диффузионном состоянии на всей
поверхности контактов, что видно на
рисунке 4, где приведена фотография
дуги.

Рисунок
4- Фотографии дуги между контактами
вакуумного выключателя концерна «
Сименс»

Это значительно
снижает износ контактов, повышает
отключающую способ­ность и коммутационный
ресурс выключателя.

Достоинства и недостатки вакуумных выключателей

Высоковольтные вакуумные выключатели — устройство и принцип работы

Среди современного высоковольтного оборудования, предназначенного для коммутации электрических цепей в энергетике, особое место отводится вакуумным выключателям. Они широко применяются в сетях от 6 до 35 кВ и реже в схемах 110 или 220 кВ включительно.

Их номинальный ток отключения может составлять от 20 до 40 кА, а электродинамической стойкости — порядка 50÷100. Общее время отключения таким выключателем нагрузки или аварии составляет около 45 миллисекунд.

Каждая фаза цепи надежно отделена изоляторами и в то же время все оборудование конструктивно собрано на едином общем приводе. Шины подстанции подключаются на входные вывода выключателя, а отходящего присоединения — на выводные.

Внутри вакуумной дугогасительной камеры работают силовые контакты, прижимаемые между собой так, чтобы обеспечить минимальное переходное сопротивление и надежное прохождение токов как нагрузки, так и аварии.

Верхняя часть контактной системы стационарно закреплена, а нижняя под действием усилия привода способна перемещаться строго в осевом направлении.

На картинке видно, что контактные пластины расположены в вакуумной камере и приводятся в движение тягами, управляемыми силами натяжения пружин и катушек электромагнитов. Вся эта конструкция расположена внутри системы изоляторов, исключающих возникновение токов утечек.

Стенки вакуумной камеры выполнены из очищенных металлов, сплавов и специальных составов керамики, обеспечивающих герметичность рабочей среды в течение нескольких десятилетий. Для исключения попадания воздуха при перемещениях подвижного контакта установлено сильфонное устройство.

Якорь электромагнита постоянного тока способен двигаться на замыкание силовых контактов или их разрыв за счет смены полярности подаваемого на обмотку напряжения. Постоянный круговой магнит, встроенный в конструкцию привода, удерживает подвижную часть в любом сработанном положении.

Система пружин обеспечивает создание оптимальных скоростей передвижения якоря при коммутациях, исключения дребезга контактов и возможностей пробоев конструкции стенок.

Внутри корпуса выключателя собрана кинематическая и электрическая схемы с синхронизирующим валом и дополнительными блок-контактами, обеспечивающими возможности контроля и управления положением выключателя в любом состоянии.

По своим функциональным задачам вакуумный выключатель ничем не отличается от других аналогов высоковольтного оборудования. Он обеспечивает:

1. надежное прохождение номинальных электрических мощностей при длительной работе;

2. возможности гарантированных коммутаций оборудования электротехническим персоналом в ручном или автоматическом режиме при оперативных переключениях для изменений конфигурации действующей схемы;

3. автоматическую ликвидацию возникающих аварий за минимально возможное время.

Принципиальное отличие вакуумного выключателя состоит в способе гашения электрической дуги, возникающей при разъединении контактов во время отключения. Если у его аналогов для этого создается среда сжатого воздуха, масла или элегаза, то здесь работает вакуум.

Принцип гашения дуги в силовой схеме

Обе контактных пластины работают в среде вакуума, образованного за счет откачки газов из сосуда дугогасительной камеры до 10 -6 ÷10 -8 Н/см2. При этом создается высокая электрическая прочность, характеризующаяся усиленными диэлектрическими свойствами.

С началом движения приводом контактов на разъединение между ними появляется промежуток, сразу содержащий вакуум. Внутри него начинается процесс испарения нагретого металла контактных площадок. Через эти пары продолжает протекать ток нагрузки. Он инициирует образование дополнительных электрических разрядов, создающих дугу в среде вакуума, продолжающую развиваться за счет испарения и отрыва паров металла.

Под действием приложенной разности потенциалов образованные ионы движутся в определенном направлении, создавая плазму.

В ее среде продолжается протекание электрического тока, идет дальнейшая ионизация.

Поскольку выключатель работает с переменным электрическим током, то его направление в течение каждого полупериода меняется на противоположное. При переходе синусоиды через ноль ток отсутствует. За счет этого дуга резко гаснет и обрывается, а отторгнутые ионы металла прекращают выделяться и за 7÷10 микросекунд полностью оседают на ближайших поверхностях контактов или остальных частях дугогасящей камеры.

В этот момент электрическая прочность промежутка между силовыми контактами, заполненная вакуумом, практически мгновенно восстанавливается, чем обеспечивается окончательное отключение тока нагрузки. В следующем полупериоде синусоиды электрическая дуга возникнуть уже не может.

Таким образом, для прекращения действия электрической дуги в среде вакуума при размыкании силовых контактов достаточно переменному току сменить свое направление.

Технологические особенности различных моделей

Конструкции вакуумных выключателей создаются для длительной работы на открытом воздухе или в закрытых сооружениях. Устройства наружной установки изготавливаются с цельнолитыми полюсами, выполненными с изоляцией из кремнийорганических материалов, а для внутренней работы применяют литые компаунды эпоксидных составов.

Вакуумные камеры в заводских условиях изготавливают съемными, оптимально настроенными для установки в литом корпусе. Внутри них уже размещены силовые контакты из специальных сортов легированных сплавов. Они, благодаря примененному принципу работы и конструкции, обеспечивают мягкое гашение электрической дуги, исключают возможности образования перенапряжений в схеме.

Универсальный электромагнитный привод используется во всех конструкциях вакуумных выключателей. Он удерживает силовые контакты в замкнутом или отключенном состоянии за счет энергии мощных магнитов.

Коммутация и фиксация контактной системы осуществляется положением «магнитной защелки», переключающей цепь магнитов на воссоединение или отключение подвижного якоря. Встроенные пружинные элементы позволяют осуществлять ручные переключения электротехническому персоналу.

Для управления работой вакуумным выключателем используются типовые релейные схемы или электронные, микропроцессорные блоки, которые могут быть расположены непосредственно в корпусе привода или выполнены выносными устройствами в отдельных шкафах, блоках или на панелях.

Преимущества и недостатки вакуумных выключателей

К достоинствам относят:

относительную простоту конструкции;

пониженное потребление электроэнергии для производства переключений;

удобство ремонта, заключающееся в возможности блочной замены, вышедшей из строя, дугогасительной камеры;

способность выключателя работать при любой ориентации в пространстве;

повышенную стойкость к коммутационным нагрузкам;

стойкость к возникновению пожара и взрывов;

тихую работу при переключениях;

высокую экологичность, исключающую загрязнение атмосферы.

Недостатками конструкций являются:

относительно низкие допустимые токи номинальных и аварийных режимов;

появление коммутационных перенапряжений во время отключений низких индуктивных токов;

пониженный ресурс дугогасящего устройства по отношению к ликвидации токов коротких замыканий.

Основные достоинства вакуумных выключателей, определяющие их широкое применение:

1. Высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и

номинальных токов отключения. Число отключений номинальных токов вакуумным

выключателем (ВВ) без замены ВДК составляет 10-50 тыс.

число отключений номинального тока отключения – 20-200 что в 10 -20 раз

превышает соответствующие параметры маломасляных выключателей

2. Резкое снижение эксплуатационных затрат по сравнению с

маломасляными выключателями. Обслуживание ВВ сводится к смазке механизма и

привода, проверке износа контактов по меткам 1 раз в 5 лет

или через 5-10 тыс. циклов «включение-отключение».

3. Полная взрыво- и пожаробезопасность и возможность работы в

4. Широкий диапазон температур окружающей среды, в котором возможна

5. Повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам

вследствие малой массы и компактной конструкции аппарата.

6. Произвольное рабочее положение и малые габариты, что позволяет

создавать различные компоновки распределительных устройств, в том числе и

шкафы с несколькими выключателями при двух-трехъярусном их расположении.

7. Бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малым

выделением энергии в дуге и отсутствием выброса масла, газов при

отключении токов КЗ.

8. Отсутствие загрязнения окружающей среды.

9. Высокая надежность и безопасность эксплуатации, сокращение времени

К недостаткам ВВ следует отнести повышенный уровень коммутационных

перенапряжении, что в ряде случаев вызывает необходимость принятия

специальных мер по защите оборудования.

Последний являет собой безвредный, химически не активный, не горючий газ, который обладает высокой электрической прочностью и теплопроводимостью.

Применение элегаза в качестве дугогасящей среды позволило существенно снизить габариты оборудования. За счет инертности и негорючести, элегаз обладает дугогасящими свойствами, намного превосходящими свойства других дугогасящих сред.

Однако в определенных режимах работы высокая пробивная устойчивость элегаза может иметь негативный характер.

К достоинствам элегаза можно отнести также то, что он не требует ухода (как например трансформаторное масло), не стареет, не оказывает пагубного влияния на конструктивные части аппарата (при нормальной эксплуатации) и плюс ко всему является сравнительно недорогим.

Дугогасительное устройство выключателя элегазового типа отличается простотой конструкции и небольшим размером. Гашение дуги производится при небольшом количестве разрывов и достаточно быстро. Ниже рассмотрим конструктивные особенности и принцип гашения дуги в выключате

В тоже время у элегаза есть и некоторые недостатки, связанные с его химическими свойствами и технологией производства:

переход в жидкое состояние при сравнительно высоких температурах

опасность отравления продуктами распада элегаза

достаточно высокая стоимость.

Однако это преимущество становится недостатком элегаза при низких температурах по причине перехода его в жидкое состояние и потере изоляционных свойств, что определяет дополнительные требования к температурному режиму элегазового оборудования в эксплуатации. На рис. 4 приведена зависимость состояния элегаза от давления и температуры.

Преимущества и недостатки элегазовых выключателей К преимуществам элегазовых выклю

Сравнение элегазового и вакуумного высоковольтного выключателей

Здравствуйте уважаемые посетители сайта «Помощь электрикам» Сегодня бы хотел произвести сравнение конструктивных особенностей и способов эксплуатации двух высоковольтных выключателей. Элегазового выключателя и Вакуумного выключателя.

Преимущества и недостатки элегаза. 

В нормальных условиях элегаз является инертным газом без запаха, невоспламеняющийся, нержавеющий и не токсичный. Тем не менее, при температуре выше 1000°C, элегаз разлагается на составляющие газы, включая газ S₂F 10, который очень токсичен. К счастью, продукты распада внезапно воссоединяются после погасания дуги (при снижении температуры). В соответствии с электрической прочностью, элегаз обладает лучшими свойствами, чем вакуум  (График). Поэтому элегаз используется в качестве изоляционного материала и дугогасительной среды. Использование элегаза позволяет делать электрооборудование более компактного размера и предоставляет больше пространства для его устройства. Это и лежит в основе того, почему приблизительно 50% общего объема элегаза является диэлектриком в таких электрических приборах, как высоковольтный переключатель.

Можно предположить, что элегаз стал прекрасной дугогасительной средой для высоковольтного выключателя, если бы он не был так опасен для окружающей среды. Элегаз является одним из опасных нагретых газов на планете, как было установлено на 3-й Сессии Конференции Участников ООН Рамочной Конвенции о климатических изменениях. Тот факт, что элегаз представляет собой особую угрозу для мирового сообщества, основан на его стабильном молекулярном составе, так как этот газ неразрушим уже в течение 3200 лет.

Преимущества и недостатки вакуума.

Для сравнения уточним, что дугогасительной средой в вакуумных высоковольтных выключателях выступает вакуум, он не представляет угрозы для окружающей среды. На самом деле, это обычный стеклянный контейнер и металлические компоненты, то есть вторсырье, 
Вакуум имеет свои недостатки и преимущества, которые отличаются от недостатков и преимуществ элегаза. Одним из выдающихся преимуществ вакуумного высоковольтного выключателя является легкость в создании оборудования и небольшое количество компонентов, приблизительно, на 50% меньше, чем в элегазовом высоковольтном выключателе, что приводит к увеличению срока службы, с очень высоким числом рабочих циклов. Кроме того, небольшое количество компонентов и простота конструкции обеспечивают компактный размер и небольшой вес для вакуумного высоковольтного выключателя, и, соответственно, легкое техобслуживание и инспекция.
Еще одним из преимуществ высоковольтного вакуумного выключателя является высокое диэлектрическое сопротивление после нулевого значения тока.
И, наконец, как уже отмечалось ранее, вакуумный выключатель не представляет угрозы для окружающей среды, как в случае с элегазовым выключателем. В случае с вакуумным выключателем нет риска взрыва или пожара, как с масляным высоковольтным выключателем.
Тем не менее, одним из важнейших недостатков является стоимость. Элегазовый высоковольтный выключатель стоит дешевле, что говорит не в пользу конкурентоспособности вакуумного высоковольтного выключателя. Необходимо провести многие исследования с целью снижения затрат на вакуумный высоковольтный выключатель, чтобы они стали экономической альтернативой элегазовой технологии.

Делаем выводы:

Постоянные требования к сети электропередач увеличивают их производительность, надежность и устойчивость. Таким образом, важно продолжать развивать технологию новых выключателей, более надежных, производительных, недорогостоящих, не представляющих угрозу для окружающей среды и людей.

Вакуум – это среда с выдающимися свойствами в отношении объема, количества компонентов, простота, контроль тока короткого замыкания или стабилизация электрической прочности. Сегодня в распределительной сети высокого напряжения будет широко распространено оборудование, не использующее элегаз в качестве рабочего компонента. Тем не менее, необходимо внести изменения в дизайн и материалы, используемые для обеспечения соответствующей работы вакуумного высоковольтного выключателя на высоком напряжении. 

Реле давления и вакуума | RS Components

Реле давления и вакуума | Компоненты RS

Реле давления и вакуума

Реле давления и вакуума используются в пневматических системах, чтобы позволить давлению или вакууму перемещаться из одного места в другое, обеспечивая стабильность всей системы. Они являются частью системы управления, обеспечивая поддержание оптимальных условий. Вы можете узнать больше в нашем подробном руководстве по html? id = idea-and-advice / pressure-Switches-guide «> реле давления и вакуума .

Как работают реле давления и вакуума?

Реле давления и вакуумные реле работают в различными способами.Реле давления контролируются уровнем давления жидкости на входе.Когда давление достигает определенного уровня, электрический контакт замыкается, гарантируя, что давление остается в заданных пределах.Вакуумные реле регулируют поток вакуума между двумя пространствами, обеспечивая его присутствие там, где это необходимо.

Типы реле давления и вакуума

Различное давление и вакуумные реле работают под разными типами давления, такими как отрицательное давление, электромеханическое давление, относительное давление и сложное давление. Это определяется условиями, в которых они работают, и, конечно же, повлияет на то, какой из них вы выберете для своего проекта. Эти переключатели также имеют разные типы подключения, разные настройки максимального и минимального давления и разные падения напряжения.

Наш веб-сайт использует файлы cookie и аналогичные технологии, чтобы предоставить вам лучший сервис при поиске или размещении заказа, в аналитических целях и для персонализации нашей рекламы для вас.
Вы можете изменить настройки файлов cookie, прочитав нашу политику использования файлов cookie. В противном случае мы будем считать, что вы согласны с использованием файлов cookie.

Хорошо, я понимаю

Вакуумные переключатели | PresAir

Заводские или регулируемые вакуумные переключатели

Вакуумные реле Presair замыкают электрический контакт, когда на его входе достигается определенный заданный вакуум.

Наши реле вакуума доступны в нескольких стилях, включая регулируемые реле вакуума или вакуум с фиксированной уставкой.

Обеспечивая включение / выключение от пневматического источника, вакуумные выключатели Presair обеспечивают важные преимущества:

• Безопасно и удобно: Дистанционное управление с полной гальванической развязкой.Признан UL.
• Экономичный: Стоит меньше, чем обычные средства управления
• Точность: Высокая стабильность с хорошей точностью повторения. Все переключатели проходят 100% тестирование при высоких и низких настройках и при устойчивом вакууме.
• Надежность: Минимальное поглощение влаги и максимальная стабильность размеров.

Чтобы узнать больше о решениях Presair для переключения вакуума, посетите наш интернет-магазин или свяжитесь с нами!

Миниатюрный вакуумный выключатель Tinytrol

Миниатюрный вакуумный выключатель Tinytrol®

Вакуумные выключатели

Tinytrol обеспечивают универсальное и удобное обнаружение. Их миниатюрный размер и разнообразие стилей подключения для простого внедрения в любую систему. Эти переключатели обеспечивают простое электрическое включение / выключение вакуума. Когда отрицательное давление растет или падает, один контакт размыкается, а другой замыкается. Это идеальное решение для мониторинга, управления и уведомления. Вакуумный переключатель настроен на заводе. Доступен адаптер, позволяющий модифицировать Tinytrol® для моделей некоторых конкурентов с монтажной резьбой небольшого диаметра.

Рейтинг: От 1 до 25 ампер. Номинальная мощность до 1 л.с. при 120 В переменного тока; 2 л.с. при 240 В переменного тока

Материалы : Корпус из ацеталь; диафрагмы доступны из различных материалов: нитрил, силикон, неопрен, EPDM и т. д.

Щелкните ниже, чтобы просмотреть дополнительную информацию о вакуумном выключателе.

Регулируемый переключатель вакуума

Регулируемый вакуумный выключатель

Переключатель вакуума, регулируемый на месте. Доступны двойные вакуумные переключатели, заводская настройка которых позволяет каждому микровыключателю работать с разными настройками водяного вакуума. Диапазон уменьшается на 10–25% при уменьшении вакуума. Доступны специальные дифференциалы.

Рейтинг : 3A, 5A, 10A, 21A при 250 В переменного тока. Также доступно до 25 ампер.

Материалы : Корпус и механизм из ацеталь; диафрагма из различных материалов: нитрил, неопрен, витрон, EPDM и силиконовый каучук; винты из нержавеющей или оцинкованной стали; пружины из нержавеющей стали.

Щелкните ниже, чтобы просмотреть дополнительные сведения о регулируемом реле вакуума.

Вакуумный выключатель для монтажа на печатной плате

Вакуумный выключатель для монтажа на печатной плате

Миниатюрные однополюсные и двухполюсные переключатели, используемые в качестве вакуумных переключателей, где достаточно умеренной точности. Диапазоны вакуума: 6 IN.W.G. до 200 W.G. Установка вакуума, отмеченная на переключателе в дюймах водяного столба. Точка срабатывания указывается заказчиком и устанавливается на заводе Presair.Некоторые модели допускают регулировку в полевых условиях.

Номинальное значение : 1 Ампер, резистивный при 250 В переменного тока. Номинальные характеристики зависят от давления срабатывания и должны быть снижены при более низком давлении. UL признан на 100 000 операций.

Материалы : корпус из ринита / ацеталя, силиконовая диафрагма, золотые штифты и контакты, пружины и винты из нержавеющей стали.

Щелкните ниже, чтобы просмотреть дополнительную информацию о продукте вакуумного выключателя для печатной платы.

Дифференциальные переключатели чувствительные

Чувствительные вакуумные переключатели

Чувствительные однополюсные выключатели Presair

могут быть адаптированы к вакуумным выключателям (от. 25 IN.W.G. до 45 дюймов вод. ст.) или как реле перепада давления.

Эти переключатели «медленное включение, медленное отключение» могут реагировать на частые импульсы, а позолоченные серебряные контакты выдерживают ток переключения низкого уровня. Дополнительные регулируемые отводы воздуха могут поставляться с любой стороны диафрагмы для безопасных краев или сильфона приложений с измерением импульсов.

Номинальное значение : от 750 мА при 250 В переменного тока до 5 мА при 3 В постоянного тока; 1 AMP при 250 В переменного тока до 5 мА при 3 В постоянного тока.Признан UL на 100 000 операций.

Материалы : Корпус из ацеталь; Мембрана из EPDM приклеена к стальному кольцу; доступны другие материалы диафрагмы; позолоченные серебряные контакты; посеребренные бронзовые пружины; посеребренные медные или латунные клеммы.

Щелкните ниже, чтобы просмотреть более подробную информацию о чувствительном вакуумном реле.

Переключатели, устойчивые к высоковакуумному метру [GN]

Обеспечивает поиск носителей нуля в условиях высокого вакуума

Заказчик — инженер, производитель оборудования для производства полупроводников. Он консультировал нас по вопросам «нулевого поиска» деталей внутри вакуумного пленкообразователя.
Больше>

Осуществляет подтверждение посадки заготовки в условиях высокого вакуума

Заказчик — инженер, производитель оборудования для производства полупроводников.

Он проконсультировал нас по поводу «подтверждения посадки» заготовки внутри вакуумного пленкообразователя.

Больше>

Замена оптоволоконных датчиков снижение затрат на позиционирование заготовки внутри вакуумного пленкообразователя

Заказчик — инженер, специализирующийся на производстве полупроводниковых устройств.Он проконсультировался с нами о «расположении» стеклянной подложки внутри оборудования для вакуумной пленки.
Больше>

Надежное определение наличия пластины может быть реализовано в вакууме

Заказчик — производитель оборудования.

Разработчик роботов для доставки полупроводниковых пластин проконсультировался с нами по вопросу «обнаружения присутствия» пластин.
Больше>

Значительно снизились затраты на выравнивание стеклянной подложки в условиях вакуума

Заказчик — инженер производителя полупроводникового оборудования.Он консультировал нас по вопросам выравнивания стеклянной подложки в высоком вакууме.
Больше>

Устранено ложное обнаружение фотодатчика в условиях высокого вакуума.

Производитель оборудования для производства полупроводников, который разрабатывает устройства вакуумного напыления для производства полупроводников для фотоэлектрических панелей.

Представитель отдела разработки чувствительных элементов подложки спросил нас о «позиционировании» стеклянных подложек в условиях вакуума.Больше>

.