Ikea73.ru

IKEA Стиль
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вакуумный выключатель тип марка

Вакуумный выключатель тип марка

Главная />Агроинформатор />История разработки вакуумного выключателя

История разработки вакуумного выключателя

Изобретение вакуумного выключателя во многом упростило работу некоторых устройств. Как происходило открытие и совершенствование такого вида устройства? Как оно применяется на данный момент?

Вакуумный выключатель – это устройство, в котором среда гашения электрической дуги – это вакуум. Подобные разработки старались осуществить сразу после того, как ученые начали более тщательно анализировать принцип действия разных веществ в вакуумном безвоздушном пространстве. Искусственно созданная среда не могла не привлечь внимания изобретателей, которые экспериментальным методом получили много новых знаний о безвоздушном пространстве. В том числе и доказанное отсутствие тока в этом пространстве.

В тридцатых годах прошлого века ученые начали задумываться о создании вакуумных выключателей. Они представляли собой, по мнению разработчиков, универсальный способ прекращения подачи электрического тока. На момент начала работы с этими устройствами, а, точнее говоря, с их прототипами, они могли отключать только относительно небольшие токи и не шли в сравнение с таким современным оборудованием как вакуумные выключатели 10 кв. Почему ученые не могли создать такое совершенное оборудование сразу? Теоретически современные устройства существовали на бумаге, но слабое обеспечение герметичности в вакуумных камерах достаточно отрицательно сказывалось на их экспериментах. Следующим этапом по большей части стала разработка более совершенных вакуумных камер, а не самих аппаратов.

Обширная программа исследовательских работ была проведена на протяжении второй половины пятидесятых годов. Она была направлена на создание функциональных дугогасительных камер. Они должны были быть способны отключать большие токи, возникающие под значительным напряжением в электрической сети. Разработки все-таки принесли успех к 1957 году. Уже к этому времени были объяснены физические процессы, которые происходили во время горения электродуги в вакуумном пространстве.

На протяжении двух десятилетий технология совершенствовалась, чтобы обеспечить серийное производство, которое было запущено в 1978 году. На тот момент в выключателях была предусмотрена и предотвращена опасность перенапряжения. Они могли бы возникнуть из-за преждевременного обрыва. Также было решено несколько проблем, которые касались загрязнения парами металла внутреннего пространства. Таким образом, можно сказать, что уже первая серия стала достаточно надежным вариантом.

Что же касается сегодняшних разработок, то вы можете приобрести вакуумные выключатели различного напряжения, в том числе и вбп 10. В производственных масштабах определяется две категории выключателей. Они отключают токи в среднем и высоком напряжении. В первом варианте напряжения электросети работают устройства на 6, 10 и 35 Кв, а в высоком напряжении – до 500 Кв.

Устройство вакуумного выключателя и принцип работы.

Устройство вакуумного выключателя и принцип работы.

Название вакуумного выключателя обусловлено его конструкцией. Внутри находится камера с вакуумом, благодаря которой электрическая дуга практически мгновенно гасится, не допуская порчи оборудования и повышения значений тока. Устройство предназначено для работы в высоковольтных сетях, где стоит дорогостоящее оборудование.

Этот высоковольтный коммутатор производит аварийное отключение на линиях. Но включать в работу снова нужно вручную. В этой статье мы подробнее разберем как он работает, а также устройство.

Принцип работы высоковольтного выключателя.

В основе специфики работы стоит разряженный газ, диэлектрическая прочность которого обеспечивает надежность (от 10 -6 до 10 -8 Н/см 2 ). Это используется в выключателях, дополненных вакуумными камерами на каждую фазу, через которые проходят линии электропередач.

Читайте так же:
Выключатель автоматический compact ns1250n

Принцип работы высоковольтного выключателя.

Когда по проводникам течет ток и осуществляется размыкание, создается электрическая дуга. Её тление поддерживается ионизирующими парами, образующимися от высокой температуры. В это время оборудование подвергается сверх нагрузкам. Не страшно если сгорит магнитный пускатель, но на высоковольтных приборах подобная защита обязательна.

Электродуга существует пока сопротивление не станет слишком большим. В большинстве случаев это занимает до 0,4 секунды. Чем выше номинальный ток, тем больше это может занять времени.

Устройство вакуумного выключателя.

Хотя и принцип работы во всех моделях одинаковый, но конструкция может отличаться, в зависимости от производителя. Посмотрим устройство трехполюсника. Он оснащен пружинным механизмом и располагается внутри распределительных устройств.

Устройство вакуумного выключателя. Эксплуатация и конструкция.

Изнутри аппарат похож на обычный контактор с неподвижным и подвижным контактом. Он приводится в действие пружинно-моторным механизмом. А на панели корпуса расположена индикация и управляющие рычажки или кнопки для взведения пружины. Вокруг места соединения контактов, как своего рода оболочка, находится экран.

Три полюса изготовлены в форме колонны. Каждый из них оснащен той самой камерой, которая и дала название этому выключателю. Для увеличения электрической прочности иногда на изоляторе делают ребристую поверхность. Но это чаще встречается на старых моделях.

Устройство камеры вакуумного выключателя.

Неподвижный контакт посредством конической посадки соединен с верхним вводом контактов. Подвижный контакт связан с механизмом размыкания цепи через тяговый изолятор, а от него соединение идет к контактным выводам.

Выключателям вакуумного типа обычно присущи два типа исполнения конструкции: стационарный, исполнение под тележку РУ. Эксплуатация прибора имеет некоторые ограничения. Условия следующие:

  • Если будут слишком частые расключения, то лучше выбрать другой прибор.
  • Не ставятся в типы передвижных установок.
  • Пожаро-, взрывоопасные помещения.
  • В электрощитовые морских и речных судов также не использовать.

Интересной особенностью многих моделей является то, что если одна из таких камер выходит из строя, то можно докупить точно такую же и произвести замену её одной, а не всего выключателя. Собственно поэтому их вид может изначально показаться странным, но на самом деле всё продумано.

УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Высоковольтные выключатели относятся к классу коммутационных устройств, использующихся в электрических сетях напряжением выше 1000 В.

Главным их отличием от других коммутационных аппаратов – разъединителей, отделителей, высоковольтных выключателей нагрузки, является способность разрывать электрические цепи при протекании аварийных сверхтоков.

Основу выключателя составляет его контактная система, особая конструкция которой и обеспечивает возможность коммутации токов большой величины вплоть до аварийных при номинальном напряжении сети, достигающем 1000 кВ и выше.

В 80-х годах прошлого века в рамках создания сверхмощного энергетического моста «Сибирь – Центр», а именно, для ЛЭП – 1150 кВ переменного тока «Экибастуз – Кокшетау» в Казахстане, НПО «Уралэлектротяжмаш» разработало и изготовило уникальные воздушные коммутаторы ВНВ-1150.

Проект в целом не оказался успешным, в настоящее время линия работает под напряжением 500 кВ, но, тем не менее, такое оборудование существует. Что касается электрических сетей постоянного тока, самая высоковольтная линия, соответственно и аппаратура, работающая на ней, имеет напряжение 1330 кВ. Линия находится в США и работает в сети «Pacific Intertie».

  • производство оперативных переключений с целью изменения схемы электрической сети;
  • автоматическая коммутация в результате работы устройств релейной защиты и системной автоматики.
  • время его отключения;
  • отключающая способность, выраженная максимальным значением разрываемого тока;
  • время восстановления готовности привода высоковольтного выключателя к повторному включению.
Читайте так же:
Выключатель концевой вкм 0701

Для проверки рабочих параметров коммутационных аппаратов осуществляются испытания высоковольтных выключателей с использованием специальных приборов контроля.

ТИПЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Основной задачей высоковольтного прибора коммутации является гашение электрической дуги при отключении электрической нагрузки. Для успешного выполнения этой функции применяются различные технологические решения. Базовый принцип классификации высоковольтной коммутационной аппаратуры основан на применяемых способах решения этой задачи.

  • масляные, главная контактная группа которых погружена в масло;
  • воздушные, осуществляющие гашение дуги воздушным потоком;
  • вакуумные, использующие электрическую прочность разрежённого газа;
  • элегазовые, в которых применяется специальный электропрочный газ SF6.
МАСЛЯНЫЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Существуют конструктивные разновидности аппаратов данного типа. Так, устройства, коммутация всех трёх фаз которых происходит в одном общем объёме, заполненном маслом, называются однобаковыми.

Такие конструкции характерны для масляных коммутаторов напряжением до 20 кВ. В другом, трёхбаковом варианте исполнения контакт каждой фазы находится в отдельной ёмкости с маслом.

Гашение дуги осуществляется благодаря изоляционным свойствам применяемого трансформаторного масла и особой конструкции контактов, создающих несколько разрывов в каждой фазе.

Баковые конструкции характеризуются внушительными размерами масляных баков и большим объёмом заливаемого масла, которое кроме дугогашения играет роль основной изоляции.

Другая разновидность высоковольтных масляных аппаратов, представлена маломасляными или горшковыми моделями. Они более компактны и требуют значительно меньше масла, выполняющего исключительно дугогасительные функции. Роль основной изоляции играют твердотельные материалы – фарфор или полимеры.

Кроме этого, масло обладает гигроскопичностью, абсорбируя влагу из воздуха. В процессе эксплуатации требуется осуществление регулярного контроля качества масла путём проведения лабораторных анализов.

При отклонении рабочих характеристик масла от нормы необходимо производить процедуры его осушки, очистки и регенерации с использованием специализированного оборудования.

ВОЗДУШНЫЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Применяются воздушные аппараты преимущественно в открытых распределительных устройствах (ОРУ) электрических подстанций. Связано это с их внушительными габаритами и необходимостью наличия компрессорного хозяйства с сетью воздуховодов высокого давления.

Воздушные приборы коммутации разделяются на два подтипа – аппараты с отделителем и без отделителя. В дугогасительной камере воздушных аппаратов первого подтипа располагаются основные контакты, разрывающие электрическую дугу.

В каждом из полюсов последовательно с дугогасительными контактами располагается отделитель – контакт, обеспечивающий разрыв полюса в отключенном положении.

При отключении привода воздушного аппарата открывается пневмоклапан, подающий воздух на приводные поршни дугогасительных контактов. Перемещение поршня вызывает их размыкание, а также открывает клапан, обеспечивающий поступление сжатой воздушной струи в дугогасительные камеры.

Создаваемое воздушное дутьё гасит дугу, после чего происходит разъединение контактов отделителя. После прекращения воздушной подачи дугогасительные контакты возвращаются в замкнутое состояние, и разрыв полюсов в отключенном положении обеспечивается только контактной группой отделителей.

В воздушных моделях без отделителей главная контактная группа выполняет функции как дугогашения, так и создания разрыва при отключении.

ВАКУУМНЫЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

В основе конструкции вакуумных высоковольтных коммутаторов лежит идея использования разрежённой воздушной среды не склонной к ионизации, для гашения электрической дуги, которая возникает при разрыве токовой цепи.

Читайте так же:
Гребенка для автоматических выключателей abb

При высокой степени разрежения количество вещества, находящегося в вакуумной камере выключателя настолько мало, что горение электрической дуги может поддерживаться только за счёт эмиссии электронов с поверхности металлических контактов.

В результате гашение дуги в вакуумной камере происходит в течение первого полупериода при прохождении значения переменного тока через ноль.

Ключевыми элементами вакуумных коммутационных аппаратов являются вакуумные камеры, представляющие собой неразборные узлы.

Необходимый уровень разрежения воздуха внутри вакуумной камеры создаётся на заводе при её изготовлении и не требует корректировки в процессе эксплуатации. Это обстоятельство делает вакуумный вид коммутационной аппаратуры привлекательным с точки зрения удобства в эксплуатации.

  • малые габаритные размеры, позволяющие встраивать вакуумные выключатели в ячейки различного типа;
  • низкие затраты на проведение технического обслуживания;
  • высокая надёжность вакуумного оборудования;
  • низкая степень пожароопасности.
ЭЛЕГАЗОВЫЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Применение шестифтористой серы SF6, именуемой элегазом в качестве среды для гашения дуги позволило существенно уменьшить габариты дугогасительных камер и упростить конструкцию контактных групп элегазовых выключателей. Элегазовые коммутационные аппараты имеют баковую или колонковую конструкцию.

Элегазовая аппаратура наряду с вакуумной постоянно наращивает своё присутствие на рынке электротехнических устройств и относится к одному из самых перспективных направлений развития отрасли.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Что такое вывод вакуумный выключатель

Вакуумные выключатели являются представителями нового поколения среди коммутационной высоковольтной аппаратуры. Они более эффективны, экономичны по сравнению с традиционными воздушными и электромагнитными выключателями. Как показывает статистика, доля их применения в сетях с напряжением от 6 до 10 и даже 35 кВ стабильно растет. Так, например, высоковольтные линии в Китае практически полностью строятся вокруг таких коммутаторов. В развитых странах Евросоюза их доля превышает две трети. Такое соотношение достигается за счет более надежной, а главное, долговечной конструкции (паспортный показатель достигает 20 лет). Они довольно неприхотливы в обслуживании и эксплуатации, не требуют регулярной очистки, то есть, снижают амортизационные капиталовложения.

Работа вакуумных выключателей, независимо от номинала напряжения (6, 10, 35 кВ), подчиняется определенным принципам. Вся теория их использования строится вокруг явления возникновения дуги между размыкаемыми/замыкаемыми контактами. Причиной ее возникновения является ток коммутации, вызывающий процесс ионизации, испарения металла на контактных поверхностях. Пар закономерно образует плазму, являющуюся токопроводящим элементом. За счет зоны вакуума, куда происходит испарение, в момент, когда значение тока достигает отметки «0», дуга угасает, пар мгновенно конденсируется. Одновременно происходит восстановление напряжения на контактах.

Назначение вакуумных и масляных выключателей

Любой коммутационный аппарат в высоковольтных сетях должен выполнять две основные функции.

Отключение электрических цепей как под нагрузкой, так и без нее.Коммутационный аппарат должен работать как в нормальном, так и в аварийном режиме. Это значит, что он должен не только в течении долгого времени выдерживать номинальные токи, но и быть способным отключить кратковременные токи короткого замыкания, в несколько раз превосходящие по величине рабочие токи. В аварийном режиме выключатель должен автоматически отключить электрическую цепь, чтобы предотвратить повреждение аппаратуры и подключенных приборов.

Читайте так же:
Автоматические выключатели с карболитовым корпусом

Важно!

Выключатели классифицируют в зависимости от того, в какой среде происходит гашение дуги.

При выборе коммутационного аппарата также учитывают его свойства, в том числе

  • надежность, длительный срок службы, безопасность для подключенного оборудования и окружающих;
  • быстродействие — малое время отклика и отключения;
  • удобство в обслуживании и управлении. Работу современных аппаратов можно контролировать удаленно;
  • простота и скорость монтажа;
  • небольшой вес и габариты;
  • доступная цена, ремонтопригодность.

История вакуумных выключателей

50-е годы.
История развития: как все начиналось…

Один из первых высоковольтных выключателей магистральной электросети. На фото изображен AEI на 132 кВ – вакуумный выключатель, работающий в Вест Хэме (Лондон) с 1967. Этот, как и большинство подобных ему устройств, эксплуатировался вплоть до 1990-х годов.

История развития: вакуумный выключатель VGL8 на 132кВ.

— результат совместной разработки CEGB (Центральный Совет Электростанций – основной поставщик электроэнергии в Англии) и General Electric Company.
— первые шесть устройств были введены в эксплуатацию в период 1967 — 1968 гг.
— напряжение распределяется с помощью параллельно подключенных конденсаторов и сложному подвижному механизму.
— каждая группа защищена фарфоровым изолятором и находится под давлением в элегазе.

Вакуумный выключатель конфигурации «Т» с четырьмя вакуумными дугогасительными камерами в каждой группе – соответственно, на каждую фазу подключается серия из 8 вакуумных дугогасительных камер.

История эксплуатации данного аппарата:
— бесперебойная эксплуатация в Лондоне течении 30 лет. В 1990-х годах был выведен из обслуживания за ненадобностью и демонтирован.
— вакуумные выключатели этого типа использовались до 1980-х годов на электростанции Tir John (Уэльс), после чего, в результате реконструкции сети, были демонтированы в графство Девон.

История развития: проблемы 60-х.

В тоже время, наряду с разработкой высоковольтных вакуумных выключателей, компании-производители меняли свои масляные и воздушные выключатели на элегазовые. Элегазовые коммутаторы были проще и дешевле в эксплуатации по следующим причинам:
— использование в высоковольтных вакуумных выключателях 8 вакуумных выключателей на фазу, требует наличия сложного механизма для обеспечения одновременной работы 24 контактов в группе.
— использование существующих масляных выключателей было экономически не целесообразно.

Вакуумный выключатель.

В вакуумных выключателях сначала использовались вакуумные дугогасительные камеры серии V3, а позже – серии V4.
Вакуумные дугогасительные камеры серии V3 изначально разрабатывались для использования в трехфазных распределительных сетях, напряжением 12 кВ. Тем не менее, успешно использовались в электрических цепях тяги электровозов и подключений в «полосе отчуждения» – в однофазных сетях, напряжением в 25 кВ.

Устройство вакуумного выключателя:

Вакуумный выключатель состоит из основной камеры, размером 7/8″ (22.2mm), и дополнительного отсека, размером 3/8″ (9,5 мм), для работы контактных пружин.Рекомендуемы рабочие характеристики:
— средняя скорость закрытия камеры – 1-2 м/сек.
— средняя скорость открытия камеры – 2-3 м/сек.

Так какие же вопросы решались производителями вакуумных высоковольтных выключателей в 60-х годах?

Во-первых, напряжение коммутации первых вакуумные выключателей ограничено 17,5 или 24 кВ.
Во-вторых, технологии того времени требовали наличия большого количества вакуумных дугогасительных камер в серии. Это, в свою очередь, повлекло за собой использования сложных механизмов.
Еще одна проблема состояла в том, что производство вакуумных дугогасителей того времени рассчитано на большие объемы продаж. Разработка узкоспециализированных устройств была экономически не целесообразна.

Читайте так же:
Масляные выключатели дистанционным управлением

Особенности работы

Выключатели вакуумного типа обладают малыми габаритными размерами. Поэтому изначально их планировали использовать в комплексных распределительных устройствах (КРУ). Однако со временем технология становилась более востребованной и вакуумные устройства стали устанавливать даже в открытых распределительных устройствах.

На сегодняшний день энергетические компании планомерно переходят на вакуумные выключатели. Объясняется это особенностями их применения:

  • нет необходимости в постоянной замене масла или газовой среды;
  • отсутствие протечек масла (экологичность);
  • повышенный срок службы до 20 лет.

Как выбрать вакуумный выключатель?

Прибор выбирают с учётом его номинальных параметров, которые рассматриваются относительно параметров действующей сети по месту установки. Выбор делается по критерию максимально нагруженных режимов работы, предполагаемых для условий эксплуатации.

Номинальное напряжение вакуумного выключателя допускается равным (либо увеличенным) по отношению к номинальному напряжению системы, запитанной через выключатель.

Параметр номинального долговременного тока выбирают выше номинального значения тока питаемой системы. Параметр номинального тока отсечки выбирается выше максимального значения расчетного тока КЗ (учитывается момент расхождения контактов).

С точки зрения возможных условий КЗ выбор делается с учётом наиболее тяжелых режимов.

Апериодическая слагающая величина рассчитывается с оглядкой на условия КЗ с нулевым напряжением в любой из фазных линий. При этом следует учитывать параметр апериодического тока, установленный изготовителем оборудования.

6. Анализ и оформление результатов испытаний.

Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:

  • дату измерений
  • температуру, влажность и давление
  • наименование, тип, заводской номер оборудования
  • номинальные данные объекта испытаний
  • результаты испытаний
  • результаты внешнего осмотра
  • используемую схему

Все данные испытаний сравниваются с требованиями НТД, и на основании сравнения выдаётся заключение о пригодности объекта к эксплуатации.
По результатам испытаний заполняется протокол установленной формы, в соответствии с требованиями НД (ГОСТ Р 17025-2006) и согласованный с СЗУ Ростехнадзора.
Данные измерений, произведённых при завышенной (заниженной) температуре окружающего воздуха не требуется приводить к температуре заводских данных или к какой-либо определённой, нормируемой температуре.
Исключение в данном случае составляют результаты измерения тангенса угла диэлектрических потерь, так как нормирование величины тангенса в НД ведётся при температуре 20 °С.

Самые распространённые модели


Вот несколько самых распространенных моделей ВВЭ-М-10–20, ВВЭ-М-10–40, ВВТЭ-М-10–20, а на рисунке указано как их расшифровывать и структура условных обозначений, так как модели могут содержать в своём названии до 10–12 букв и цифр. Почти все они являются заменой устаревших масляных выключателей, а работать могут как для коммутации цепей переменного тока, так и постоянного.

Настройка, установка и включение в работу высоковольтных вакуумных выключателей это трудоемкий процесс, от которого напрямую зависит вся дальнейшая работа энергосистемы, а также всех элементов и оборудования, подключаемого к ним, поэтому все работы лучше положить на плечи квалифицированного инженерно-электротехнического персонала. Управление вакуумным выключателем должно выполняться чётко и по определённым командам, от этого зависит жизнь и здоровье людей работающих на питаемом оборудовании.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector