Vakuumbryter: enhet og operasjonsprinsipp + nyanser av valg og tilkobling
En elektrisk enhet, en vakuumbryter, er en enhet beregnet på drift som en del av elektriske høyspentnettverk.Den har fått navnet sitt fra en designfunksjon - et vakuumkammer, takket være hvilket umiddelbar utryddelse av den elektriske lysbuen oppnås.
Enheten brukes som brytere designet for å slå av utstyr i nødsituasjoner eller som en del av rutinemessig drift. La oss se nærmere på hva en vakuumkommutator er og hvorfor den er nødvendig.
Innholdet i artikkelen:
Hvordan fungerer en høyspenningsvakuumbryter?
Grunnlaget for funksjonaliteten til vakuumkamre som brukes i utformingen av brytere, er de fysiske egenskapene til gassen i utladet tilstand. Under slike forhold endres gassegenskapen, karakterisert som elektrisk styrke, betydelig mot en økning.
Denne effekten av et svært sjeldne miljø (spenner fra 10-6 til 10-8 N/cm2) brukes med hell i bryterdesign supplert med gassvakuumkamre som elektriske kontaktgrupper passerer gjennom.
Strømmen som strømmer gjennom kontaktgruppene (i øyeblikket kontakten er frakoblet) danner en elektrisk utladning - en bue.Bueforbrenning oppstår på grunn av delvis ionisering av metalldamper, uunngåelig dannet fra høy temperatur. Passasjen av strøm mellom kontaktene gjennom det dannede plasmaet opprettholdes til strømmen går over til nullbussen.
Så snart øyeblikket for overgang gjennom "null" kommer, går lysbuen ut. Den totale prosessen tar ikke mer enn 7-10 mikrosekunder.
Design av vakuumbrytere
Utvalget av vakuumbrytere, tatt i betraktning deres design, er ganske stort. Derfor er det vanskelig å gi karakteristika for disse enhetene som helhet. I mellomtiden, uavhengig av designforskjeller, forblir driftsprinsippet uendret.
La oss vurdere for generell informasjon trepolet vakuumbryter, utstyrt med en fjærmotordrift. Denne enheten er designet for innendørs eller utendørs installasjon. I alle fall utføres installasjonen i spesielle distribusjonsmetallbokser.
Enhetene kan brukes i en rekke områder av den nasjonale økonomien. Det er imidlertid noen begrensninger.
Vakuumbrytere er derfor ikke beregnet for installasjon og etterfølgende drift under følgende forhold:
- rom der det er brann eller eksplosiv atmosfære;
- installasjoner som er designet for å sørge for hyppig veksling;
- mobile (mobile) installasjoner;
- energisystemer til sjø- og elvefartøyer.
Vakuumbrytere har vanligvis to typer design:
- For permanent installasjon.
- For installasjon med en maskinvarevogn.
Uavhengig av design, inneholder kroppsområdet til enheten tre stolper utstyrt med bueslukkende kamre.
Inne i vakuumkamrene er det bevegelige kontaktorer drevet av en fjærmotormekanisme. Enhetskroppen kompletteres av et frontpanel som inneholder displayelementer og kontrollenheter.
De tre polene til hovedkretsen er laget i form av søyler. Plasseringen av stengene er vanligvis på baksiden av fjærmotorens drivchassis. Hver stang er utstyrt med et lysbueslukkekammer, som er innelukket i en polymerisolator. For å øke den elektriske styrken har isolatorkroppen en ribbet form.
Inne i hvert vakuumkammer er det montert en kontaktgruppe av to elementer - bevegelig og fast. Det bevegelige kontaktelementet er koblet til brytermekanismen gjennom en trekkisolator. Neste er tilkoblingen med den nedre kontaktstiften. Og den faste kontakten er koblet gjennom en konisk passform til den øvre kontaktterminalen på enheten.
Hvordan fungerer bryterdriften?
De bevegelige kontaktene til vakuumkamrene er mekanisk koblet til akselen til fjærmotordriften. På grunn av kraftfjæren, som er forhåndsspennet (innstilt på spenningstilstand), kan drivverket enkelt aktiveres ved å trykke på en kontrollknapp eller annen mekanisme.
Fjæren (vanligvis to fjærer) lades opp av et kjededrev. Den normale driftsmodusen til utstyret innebærer å lade fjæren ved hjelp av en elektrisk motor utstyrt med en girkasse. Samtidig er det et manuelt spennhåndtak, som brukes ved ulykker eller tap av kraft.
Den spennede fjæren er festet av utløsermekanismen. Denne mekanismen styres via en elektromagnetisk stasjon eller via en strømknapp. Så snart aktiveringsmodusen er aktivert, frigjøres låsen, strekkkraften til fjæren aktiverer kammekanismen. Dette virker på sin side på akselen, som er mekanisk koblet til brytermekanismen til de bevegelige kontaktene til vakuumkamrene.
Operasjonen for å slå av vakuumbryteren utføres ved å aktivere "Av" -modus - med en elektromagnet eller en knapp. Rekkefølgen av handlinger er nesten den samme som den første modusen. Utløserkraftfjærer er også involvert her, hvis tilstand er satt av utløseren.
Bekvemmelig drift og kontroll av driften av enheten er gitt av kontrollpanelet. Langs fronten av panelet er det elementer: en syklusteller, en ladefjærstatusindikator og en vakuumbryterstatusindikator.
Funksjoner av uttrekkbare strukturer
Det uttrekkbare utstyret settes sammen på grunnlag av en spesialutstyrsvogn. Ved å bruke dette tilbehøret settes bryteren inn i eller ut av skapet.
Maskinvarevognen fungerer ikke bare som transport for enheten, men fungerer også som en kontroller for å sette enheten inn i testmodus eller til driftsmodus så snart bryteren skyves inn i skapet.
Vakuumbryteren festes direkte til den bevegelige delen av vognen. Festing utføres ved hjelp av boltede forbindelser. I mellomtiden har maskinvarevognen også en stasjonær del, hvor drivverket til den bevegelige delen er fast. Bevegelsen av den bevegelige modulen i forhold til den stasjonære utføres av skruen på vognens kontrollhåndtak.
Den bevegelige delen er en metallbase på fire hjul, behandlet med galvanisk belegg. Det er en ekstern mekanisk låsing (trykkstang) av jordelektroden, en drivskruelås, blokkkontakter, en bryterlåsemekanisme og andre elementer som sikrer bevegelse eller fiksering.
Installasjon og tilkobling av enheten
Før du begynner å installere en vakuumbryter, er det nødvendig å inspisere alle eksternt tilgjengelige elementer for å sikre at det ikke er skader eller defekter. Deretter rengjøres de isolerende overflatene på stolpene med en tørr, lofri klut.
Det er ikke tillatt å innføre utstyr i systemet hvis det er spon, sprekker eller deformerte områder på isolasjonsflatene. Kretsen til sekundærkretsene må kontrolleres, samt tilkobling av chassisbussen.
Før installasjon bør funksjonaliteten til bryteren kontrolleres ved manuell innkobling (tomgang uten strøm) og sørge for at kontrollpanelets indikatorer er i riktig posisjon. Deretter må du sjekke tilstedeværelsen av stangdekslene. Hvis utstyr klassifisert 1600A og høyere brukes, må beskyttelsesdekslene fjernes før installasjon.
Koble direkte til nettverket
Klemmene på kontaktspissene til strømkabellederne må rengjøres før tilkobling til bryterklemmene.
Strippeprosedyren varierer avhengig av terminalmaterialet som brukes:
- For kobber- og aluminiumsterminaler uten ekstra belegg utføres rengjøring med sandpapir av M20-korn eller lavere, etterfulgt av avfetting av metalloverflaten.
- Hvis kobber- eller aluminiumsklemmene er belagt med et lag sølv, er det nok å rengjøre dem med en lofri klut.
Det er uakseptabelt å bruke kabler hvis sølvbelegg på terminalene er skadet over et område på mer enn 5%. I dette tilfellet må det skadede elementet skiftes ut. Mer informasjon om terminaler for tilkobling av ledninger finner du i dette materialet.
Eksterne ledere er koblet til terminalene på vakuumbryteren på en slik måte at det ikke skapes mekaniske krefter på enhetens terminaler fra de eksterne lederne. Tilkoblinger gjøres ved hjelp av en boltkobling ved bruk av flate elastiske metallskiver.
Hvordan gjøres jording?
Stasjonære enheter kobles til "jord"-plattformen ved hjelp av en boltet forbindelse (M12) direkte på punktet merket "Jording".
Området til kontaktpunktet "jording" må avfettes før tilkobling. Jordingslederen skal være en buss med tilstrekkelig tverrsnitt (elektriske installasjonsregler), en fleksibel ledning eller en flettet leder. Før du plasserer lederen på kontaktputen, smør kontaktflatene med et spesielt smøremiddel (CIATIM-203).
Uttrekkstypen er jordet ved hjelp av elementene i utstyrsvognen. Jording av vakuumbryteren utføres gjennom strukturen til maskinvarevognen, som det også er festeelementer for.
Sette enheten i drift
Enheten settes i drift etter en ekstra sjekk av installert og forberedt utstyr. Spesielt kontrolleres påliteligheten til jording, tilstanden til feste av monteringskomponenter og tilgang til kjølemediet til potensielt varmeelementer.
Overflatene på de strømførende stengene i kontakt med lamellene til rosettkontaktgruppene må behandles med en liten mengde CIATIM smøremiddel. Generelt er det nødvendig å utføre alle prosedyrene foreskrevet av PES i tilfelle aksepttesting og sikre at driftsspenningen tilsvarer de tillatte grensene.
Personell som har tillatelse til å utføre service på elektriske anlegg med spenning over 1000 volt, har tillatelse til å betjene vakuumbryteren. Godkjent tilgangsgruppe for servicepersonell skal ikke være lavere enn tredje. Før man begynner å jobbe med utstyr, gjennomgår personell et teknisk minimum for å studere vanskelighetene ved en spesifikk utstyrsmodell.
Hvordan velge en vakuumbryter?
Enheten velges under hensyntagen til dens nominelle parametere, som vurderes i forhold til parametrene til det eksisterende nettverket på installasjonsstedet. Valget gjøres i henhold til kriteriet for de maksimalt belastede driftsmodusene som forventes for driftsforhold.
Merkespenningen til vakuumbryteren får være lik (eller økt) i forhold til merkespenningen til systemet som drives gjennom strømbryteren.
Den nominelle langtidsstrømparameteren er valgt høyere enn merkestrømmen til det medfølgende systemet. Den nominelle grensestrømparameteren er valgt over maksimumsverdien merkestrøm Kortslutning (øyeblikket for kontaktdivergens er tatt i betraktning).
Med tanke på mulige kortslutningsforhold er valget tatt med hensyn til de mest alvorlige forholdene.
Den aperiodiske komponentverdien beregnes under hensyntagen til kortslutningsforholdene med null spenning i noen av faselinjene. I dette tilfellet bør den aperiodiske strømparameteren angitt av utstyrsprodusenten tas i betraktning.
Konklusjoner og nyttig video om temaet
Du kan lære enda mer materiale om design, driftsprinsipp og installasjonsbetingelser for en vakuumbryter fra følgende video:
Vakuumbrytere skiller seg fra andre typer enheter i deres relativt enkle og pålitelige struktur. Derfor tjener denne typen utstyr i lang tid uten noen klager. Den naturlige slitetiden bestemmes av antall operasjoner som tilsvarer minst 20 000. Forutsatt at vedlikehold utføres i tide, øker denne levetiden med 5-10 %.I mellomtiden er eksplosivt vedlikehold begrenset til et lite antall lette operasjoner.
Hvis du, mens du leser informasjonen, har spørsmål om emnet for artikkelen eller har verdifull informasjon som du kan dele med våre lesere, vennligst legg igjen kommentarer, del din erfaring og still spørsmål i blokken under artikkelen.
Kan du finne ut mer detaljert hvorfor slik jording av bryteren er nødvendig?
God ettermiddag, Artem. Hovedformålet med slik jording er å garantere arbeidssikkerheten.
Det første bildet er et fragment av et diagram av et utendørs bryterutstyr. Det som ser ut til å bli vist (bokstavene er ikke klare) er en vakuumbryter og strømtransformatorer. Sistnevnte er teknologisk relatert til eksplosiver. Slike områder av bryterutstyr må være "inngjerdet" med stasjonære jordingsblader, som garanterer sikkerheten til arbeidet med personell som reparerer, vedlikeholder eksplosiver, transformatorer og andre elementer i kretsseksjonen. Disse jordingsbryterne er regulert av paragraf 4.2.28. PUE. Skjermbilde vedlagt.
Det andre bildet er et fragment av et komplett lukket 10 kV bryterutstyr. Hensikten med disse knivene er lik. Mens de utfører arbeid, bruker personellet frakoblere for å isolere arbeidsområdet (kutter strømmen fra alle sider av mulig feil spenningsforsyning), og bruker jordingskniver for å koble utstyret som er tatt ut for reparasjon til "bakken".