Vakuumafbryder: enhed og funktionsprincip + nuancer af valg og tilslutning

En elektrisk enhed, en vakuumafbryder, er en enhed beregnet til drift som en del af elektriske højspændingsnetværk.Det har fået sit navn fra en designfunktion - et vakuumkammer, takket være hvilket øjeblikkelig udryddelse af den elektriske lysbue opnås.

Enheden bruges som kontakter designet til at lukke udstyr ned i tilfælde af nødsituationer eller som en del af rutinedrift. Lad os se nærmere på, hvad en vakuumkommutator er, og hvorfor den er nødvendig.

Hvordan fungerer en højspændingsvakuumafbryder?

Grundlaget for funktionaliteten af ​​vakuumkamre, der anvendes i design af afbrydere, er de fysiske egenskaber af gassen i en afladet tilstand. Under sådanne forhold ændres gasegenskaben, karakteriseret som elektrisk styrke, væsentligt i retning af en stigning.

Denne effekt af et meget sjældent miljø (spænder fra 10^-6 til 10^-8 N/cm²) bruges med succes i switchdesign suppleret med gasvakuumkamre, gennem hvilke elektriske kontaktgrupper passerer.

En af modellerne af en vakuumafbryder er en enhed, der bruges til drift af elektriske strømnetværk. Enheden anses for at være mere moderne og pålidelig i sammenligning med lignende enheder, men af ​​en anden type.

Strømmen, der strømmer gennem kontaktgrupperne (i det øjeblik, kontakten er afbrudt) danner en elektrisk udladning - en bue.Bueforbrænding opstår på grund af delvis ionisering af metaldampe, uundgåeligt dannet af høj temperatur. Passagen af ​​strøm mellem kontakterne gennem det dannede plasma opretholdes, indtil strømmen går over til nulbussen.

Så snart overgangen til "nul" kommer, går lysbuen ud. Den samlede proces tager ikke mere end 7-10 mikrosekunder.

Design af vakuumkontakter

Udvalget af vakuumafbrydere, under hensyntagen til deres design, er ret stort. Derfor er det svært at give karakteristika for disse enheder som helhed. I mellemtiden, uanset designforskelle, forbliver driftsprincippet uændret.

Blokdiagram over sprængstoffet: 1 – øvre terminal; 2 - vakuumkammer; 3 - polymer isolator; 4 - lavere output; 5 – strimmelkontakt; 6 - kraftfjeder; 7 - trækstang; 8 – turfjeder; 9 - gearstang; 10 - drivaksel; 11 - frigivelse; 12 - krop

Lad os overveje for generel information tre-polet vakuumafbryder, udstyret med fjedermotordrev. Denne enhed er designet til indendørs eller udendørs installation. Under alle omstændigheder udføres dens installation i specielle distributionsmetalkasser.

Enhederne kan bruges i en række forskellige områder af den nationale økonomi. Der er dog nogle begrænsninger.

Vakuumafbrydere er således ikke beregnet til installation og efterfølgende drift under følgende forhold:

• rum, hvor der er brand eller eksplosiv atmosfære;
• installationer, der er designet til at sørge for hyppig skift;
• mobile (mobile) installationer;
• energisystemer i hav- og flodfartøjer.

Vakuum-type afbrydere har normalt to typer design:

1. Til permanent installation.
2. Til installation med en hardwarevogn.

Uanset designet indeholder enhedens kropsareal tre stænger udstyret med bueslukkende kamre.

Inde i vakuumkamrene er der bevægelige kontaktorer drevet af en fjedermotormekanisme. Enhedens krop suppleres af et frontpanel, som indeholder displayelementer og kontrolenheder.

Eksterne hovedelementer af kontakten: 1 - enhedens poler; 2 - aktiveringslåsemekanisme; 3 - vindue til løft; 4 – mekanikhåndtag, der blokerer eksterne kredsløb

De tre poler i hovedkredsløbet er lavet i form af søjler. Placeringen af ​​stængerne er normalt på bagsiden af ​​fjedermotorens drivchassis. Hver stang er udstyret med et lysbueslukningskammer, som er lukket inde i en polymerisolator. For at øge den elektriske styrke har isolatorlegemet en ribbet form.

Inde i hvert vakuumkammer er der monteret en kontaktgruppe af to elementer - bevægelig og fast. Det bevægelige kontaktelement er forbundet med omskiftermekanismen gennem en trækisolator. Dernæst er forbindelsen med den nederste kontaktstift. Og den faste kontakt er forbundet via en konisk pasform til den øvre kontaktterminal på enheden.

Hvordan fungerer switch-drevet?

Vakuumkamrenes bevægelige kontakter er mekanisk forbundet med fjedermotordrevets aksel. På grund af kraftfjederen, som er forspændt (indstillet til spændingstilstand), kan drevet nemt aktiveres ved blot at trykke på en kontrolknap eller anden mekanisme.

Blokdiagram af et vakuumkammer: 1 – klemrække med fast kontakt; 2 - fast kontakt; 3 - bevægelig kontakt; 4 - metalskærm; 5 - keramisk (polymer) isolator; 6 - bælg; 7 – bevægelig kontaktklemme

Fjederen (normalt to fjedre) oplades af et kædetræk. Udstyrets normale driftstilstand involverer opladning af fjederen ved hjælp af en elektrisk motor udstyret med en gearkasse. Samtidig er der et manuelt spændehåndtag, som bruges i tilfælde af uheld eller strømtab.

Den spændte fjeder er fastgjort af udløsermekanismen. Denne mekanisme styres via et elektromagnetisk drev eller via en tænd/sluk-knap. Så snart aktiveringstilstanden er aktiveret, udløses låsen, fjederens trækkraft aktiverer knastmekanismen. Dette virker på sin side på akslen, som er mekanisk forbundet med omskiftermekanismen for de bevægelige kontakter i vakuumkamrene.

Operationen for at slukke for vakuumafbryderen udføres ved at aktivere "Off" -tilstanden - med en elektromagnet eller en knap. Sekvensen af ​​handlinger er næsten den samme som den første tilstand. Udløserkraftfjedre er også involveret her, hvis tilstand indstilles af udløserudløseren.

Kontrolpanel og indikationselementer: 1 – “on” mode; 2 - "fra"-tilstand; 3 – spændt tilstand af fjederen; 4 - tilstand af frigivet fjeder

Bekvemmelighed ved betjening og kontrol af betjeningen af ​​enheden leveres af kontrolpanelet. Langs fronten af ​​panelet er der elementer: en cyklustæller, en ladefjederstatusindikator og en vakuumkontaktstatusindikator.

Funktioner af udtrækkelige strukturer

Det udtrækkelige udstyr samles på basis af en specialudstyrsvogn. Ved at bruge dette tilbehør sættes kontakten ind i eller ud af kabinettet.

Hardwarevognen fungerer ikke kun som transport for enheden, men fungerer også som en controller til at skifte enheden til testtilstand eller driftstilstand, så snart kontakten skubbes ind i kabinettet.

Hardwarevogn: 1 – rulle (4 stk.); 2 - base; 3, A – bevægelig base; 4 – håndtag (2 stk.); 5 – knapfatning; 6 - blokeringsstang; 7 - fastgørelseselement; 8 - stik til det sekundære kredsløb; 9 - mekanik af enhedslåsning; 10 - blokering af kontakter; 11 – skruefastgørelsesstang; B – fast del

Vakuumkontakten er fastgjort direkte til den bevægelige del af vognen. Fastgørelse udføres ved hjælp af boltede forbindelser. I mellemtiden har hardwarevognen også en stationær del, hvor drevet af den bevægelige del er fastgjort. Bevægelsen af ​​det bevægelige modul i forhold til det stationære udføres af skruen på vognens kontrolhåndtag.

Den bevægelige del er en metalbase på fire hjul, behandlet med galvanisk belægning. Der er en ekstern mekanisk låsning (trykstang) af jordelektroden, en drivskruelås, blokkontakter, en kontaktlåsemekanisme og andre elementer, der sikrer bevægelse eller fiksering.

Installation og tilslutning af enheden

Før du begynder at installere en vakuumafbryder, er det nødvendigt at inspicere alle eksternt tilgængelige elementer for at sikre, at der ikke er skader eller defekter. Derefter rengøres polernes isolerende overflader med en tør, fnugfri klud.

Det er ikke tilladt at indføre udstyr i systemet, hvis der er spåner, revner eller deforme områder på de isolerende overflader. De sekundære kredsløbs kredsløb skal kontrolleres, samt tilslutningen af ​​chassisbussen.

Kontrollerer den installerede enhed. Det er vigtigt her omhyggeligt at kontrollere hver detalje, hvert fastgørelseselement. Højspændingsenheder tilgiver ikke selv den mindste fejl

Før installationen skal afbryderens funktion kontrolleres ved manuel tænding (tomgang uden strøm) og sørg for, at kontrolpanelets indikatorer er i den korrekte position. Derefter skal du kontrollere tilstedeværelsen af ​​stangdækslerne. Hvis der anvendes udstyr klassificeret 1600A og højere, skal beskyttelsesdækslerne fjernes før installation.

Tilslut direkte til netværket

Klemmerne på kontaktspidserne på strømkablets ledere skal rengøres før tilslutning til kontaktklemmerne.

Stripningsproceduren varierer afhængigt af det anvendte terminalmateriale:

• For kobber- og aluminiumsterminaler uden yderligere belægning udføres rengøring med sandpapir af M20-korn eller lavere, efterfulgt af affedtning af metaloverfladen.
• Hvis terminalerne er kobber eller aluminium belagt med et lag sølv, kan de blot rengøres med en fnugfri klud.

Det er uacceptabelt at bruge kabler, hvis sølvbelægning på terminalerne er beskadiget over et område på mere end 5%. I dette tilfælde skal det beskadigede element udskiftes. Mere information om klemmer til tilslutning af ledninger kan findes i dette materiale.

Eksterne ledere er forbundet til terminalerne på vakuumkontakten på en sådan måde, at der ikke skabes mekaniske kræfter på enhedens terminaler fra de eksterne ledere. Forbindelser udføres ved hjælp af en boltkobling ved hjælp af flade elastiske metalskiver.

Hvordan foregår jording?

Stationære enheder er forbundet til "jord"-platformen ved hjælp af en boltforbindelse (M12) direkte på punktet mærket "Jording".

Strukturelle elementer i udstyrsvognen og afbryderchassis, gennem hvilke enheden er jordet. Som regel er disse punkter markeret med et tilsvarende tegn ved siden af ​​elementet

Området af kontaktpunktet "Jording" skal affedtes før tilslutning. Jordingslederen skal være en bus med tilstrækkeligt tværsnit (elektriske installationsregler), en fleksibel ledning eller en flettet leder. Før lederen placeres på kontaktpuden, smøres kontaktfladerne med et specielt smøremiddel (CIATIM-203).

Udtrækstypen er jordet ved hjælp af elementerne i udstyrsvognen. Jording af vakuumafbryderen udføres gennem strukturen af ​​hardwarevognen, for hvilken der også er fastgørelseselementer.

Ibrugtagning af enheden

Enheden sættes i drift efter en yderligere kontrol af det installerede og forberedte udstyr. Især kontrolleres pålideligheden af ​​jordforbindelse, fastgørelsestilstanden for monteringskomponenter og kølemediets adgang til potentielt varmeelementer.

Overfladerne på de strømførende stænger i kontakt med lamellerne i rosetkontaktgrupperne skal behandles med en lille mængde CIATIM smøremiddel. Generelt er det nødvendigt at udføre alle de procedurer, der er foreskrevet af PES i tilfælde af accepttest og sikre, at driftsspændingen svarer til de tilladte grænser.

Installation af en vakuumafbryder. Installationsarbejde udføres kun af kvalificeret personale. De samme krav gælder for personale, der er udvalgt til at servicere højspændingsudstyr.

Personale, der har tilladelse til at servicere elektriske installationer, der arbejder ved spændinger over 1000 volt, har tilladelse til at betjene vakuumafbryderen. Den godkendte adgangsgruppe for servicepersonale må ikke være lavere end en tredjedel. Før man begynder at arbejde med udstyr, gennemgår personalet et teknisk minimum for at studere forviklingerne ved en specifik udstyrsmodel.

Hvordan vælger man en vakuumafbryder?

Enheden vælges under hensyntagen til dens nominelle parametre, som betragtes i forhold til parametrene for det eksisterende netværk på installationsstedet. Valget foretages i henhold til kriteriet for de maksimalt belastede driftstilstande, der forventes for driftsforhold.

Vakuumafbryderens nominelle spænding tillades at være lig med (eller øget) i forhold til den nominelle spænding af systemet, der strømforsynes gennem afbryderen.

Den nominelle langtidsstrømparameter er valgt højere end mærkestrømmen for det leverede system. Den nominelle afskæringsstrømparameter er valgt over maksimumværdien mærkestrøm Kortslutning (momentet for kontaktdivergens tages i betragtning).

Den tekniske specifikationsplade er det første, du er opmærksom på, når du vælger en afbryder. Baseret på parameterværdierne kan du allerede nu bestemme, om enheden er egnet til en bestemt installation eller ej

Med hensyn til mulige kortslutningsforhold træffes valget under hensyntagen til de mest alvorlige forhold.

Den aperiodiske komponentværdi beregnes under hensyntagen til kortslutningsforholdene med nulspænding i enhver af faselinjerne. I dette tilfælde skal den aperiodiske strømparameter, der er indstillet af udstyrsproducenten, tages i betragtning.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Du kan lære endnu mere materiale om design, driftsprincip og installationsbetingelser for en vakuumafbryder fra følgende video:

Vakuumafbrydere adskiller sig fra andre typer enheder i deres relativt enkle og pålidelige struktur. Derfor tjener denne type udstyr i lang tid uden nogen klager. Den naturlige slidlevetid er bestemt af antallet af operationer svarende til mindst 20.000. Forudsat at vedligeholdelsen udføres rettidigt, øges denne levetid med 5-10%.I mellemtiden er eksplosiv vedligeholdelse begrænset til et lille antal lette operationer.

Hvis du, mens du læser informationen, har spørgsmål om artiklens emne eller har værdifuld information, som du kan dele med vores læsere, bedes du skrive dine kommentarer, dele din oplevelse og stille spørgsmål i blokken under artiklen.