Mpk-prometey.ru

МПК Прометей
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Классификация электрических аппаратов высокого напряжения

Классификация электрических аппаратов
высокого напряжения

К электрическим аппаратам высокого напряжения относят аппараты, рассчитанные на длительную работу при номинальных напряжениях более 1000 В. Приведем общепринятую классификацию этих аппаратов по функциональному признаку.
В соответствии с ней аппараты высокого напряжения делятся на следующие виды:
— коммутационные аппараты;
— ограничивающие аппараты;
— компенсирующие аппараты;
— измерительные аппараты;
— комплектные распределительные устройства.

К коммутационным аппаратам относят выключатели, выключатели нагрузки, разъединители.
Они служат для коммутации цепей распределения энергии, вырабатываемой электростанциями, и для коммутации цепей схем электроснабжения потребителей.
Выключатели служат для коммутации (включений и отключений) в цепи токов, возможных в эксплуатации. Различают токи номинальные, короткого замыкания, емкостные токи длинных линий, конденсаторных батарей и др.
Характерной особенностью выключателей является отключение поврежденного участка в течение единиц полупериодов промышленной частоты сети. Выключатели должны осуществлять многократную коммутацию номинальных токов до 150 000 включений и отключений (ВО) и многократную коммутацию токов короткого замыкания (до 100 ВО).
Одной из наиболее сложных проблем при коммутации сильных токов является гашение дуги, возникающей между контактами. В соответствии с методами гашения дуги определяют типы выключателей.

Масляные выключатели. В этих аппаратах дугогасительное устройство заполнено трансформаторным маслом. Гашение электрической дуги осуществляется путем эффективного ее охлаждения потоками газа, возникающего при разложении масла дугой. В настоящее время наиболее широко распространены маломасляные выключатели на напряжение 10. 20 кВ и 110. 220 кВ.
Электромагнитные выключатели. В этих аппаратах на электрическую дугу, возникающую в процессе отключения, действует магнитное поле, которое загоняет дугу в керамическую гасительную камеру. Охлаждение дуги в камере создает условия для ее гашения. Электромагнитные выключатели выпускаются на напряжение 6. 10 кВ.
Воздушные выключатели. Гашение дуги аппаратов этого типа осуществляется посредством потока сжатого воздуха. Номинальное напряжение выключателей до 1150 кВ.
Элегазовые выключатели. Гашение дуги в элегазовых аппаратах производится либо потоком элегаза, либо путем подъема давления в камере за счет дуги, горящей в замкнутом объеме газа. Применяются на все классы напряжения. Наибольшее напряжение на один разрыв выключателя достигает 750 кВ.
Вакуумные выключатели. В этих аппаратах контакты расходятся в вакууме. Одноразрывные аппараты применяются при напряжении до 35 кВ.
Выключатели нагрузки — это электрические аппараты, предназначенные в основном для включения и отключения нагрузочных токов цепей вплоть до номинальных токов (до 1000 А, 10 кВ). Эти аппараты не способны отключать токи КЗ, которые отключаются либо предохранителями, либо другими выключателями, включенными последовательно с выключателями нагрузки.
Разъединители применяются для коммутации элементов цепи при отсутствии тока. Это позволяет выводить оборудование для ревизии и ремонта (сначала ток отключается выключателем, потом цепь отсоединяется разъединителем). Разъединители могут отключать небольшой ток холостого хода трансформаторов и линий электропередачи.

В этому типу аппаратов относятся предохранители, реакторы, разрядники, нелинейные ограничители перенапряжений.
Предохранители служат для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий, конденсаторов, электродвигателей и трансформаторов напряжения от недопустимых токов.
При наступлении недопустимой перегрузки или аварии сгорает плавкая вставка предохранителя и возникшая при этом дуга гаснет в дугогасительном устройстве.
Различают токоограничивающие предохранители, в которых процесс отключения оканчивается раньше, чем ток достигнет максимального (установившегося) значения (номинальное напряжение до 35 кВ), и выхлопные предохранители, в которых дуга гаснет при переходе тока через нуль (номинальное напряжение до 110 кВ).
Токоограничивающие реакторы представляют собой практически чисто индуктивные сопротивления, включаемые последовательно с нагрузкой. В нормальном режиме падение напряжения на реакторе не более 10% номинального напряжения. Остальная часть напряжения приложена к нагрузке. При коротком замыкании у потребителя через реактор протекает соответствующий ток. Вследствие значительного сопротивления реактора ток ограничивается до значения, не опасного для кабеля, и может быть отключен выключателем небольшой мощности. Благодаря реактору напряжение на сборных шинах близко к номинальному значению. Все потребители при этом работают при номинальном напряжении, кроме потребителя, у которого произошло короткое замыкание.
Разрядники и ограничители перенапряжения служат для ограничения напряжения, появляющегося на шинах и аппаратах высокого напряжения при коммутационных и атмосферных перенапряжениях.
Трубчатый разрядник (ТР) служит для ограничения перенапряжений на линиях электропередачи и на подходах к подстанциям. ТР состоит из разрядного промежутка и устройств гашения сопровождающей дуги. ТР имеют крутую вольт-секундную характеристику, что делает их непригодными для защиты электрооборудования подстанций, имеющего пологую вольт-секундную характеристику.
Вентильный разрядник состоит из искрового промежутка и столба нелинейных резисторов (дисков). При появлении перенапряжений сначала пробивается искровой промежуток и по нелинейному резистору протекает ток. На изоляцию воздействует напряжение, появляющееся на нелинейном резисторе. Оно должно быть меньше электрической прочности защищаемого оборудования. Дуга сопровождающего тока гасится искровыми промежутками при переходе тока через нуль.
Ограничитель перенапряжений (ОПН) является резистором с высокой нелинейностью. Это устройство не имеет искровых промежутков и непосредственно присоединяется параллельно защищаемому объекту. При рабочем напряжении ток через ОПН составляет миллиамперы. При перенапряжениях токи достигают сотен и тысяч ампер. Кратность коммутационных перенапряжений не превышает 1,75; при грозовых перенапряжениях — 2,42.

Читайте так же:
Ступень селективности для автоматических выключателей

К ним относятся трансформаторы тока и напряжения, делители напряжения. Для контроля состояния энергетических систем необходимо непрерывное измерение тока и напряжения. Эту функцию выполняют измерительные трансформаторы тока и напряжения.
Трансформаторы тока (ТТ) преобразуют измеряемый ток в ток стандартного значения 1. 5 А и изолируют цепи измерений и релейной защиты от цепей высокого напряжения. Главное требование к ТТ — малые погрешности в нормальном режиме и при коротких замыканиях. Наиболее широко используются электромагнитные трансформаторы тока. Существуют оптоэлектронные трансформаторы тока. Оптоэлектронный датчик тока, расположенный на высоком потенциале, выдает оптический сигнал, модулированный измеряемым током. По оптической линии связи сигнал передается на потенциал «земли», где расположен преобразователь светового сигнала в электрический. Выходной сигнал преобразователя подается на соответствующий усилитель.
Трансформаторы напряжения (ТН) преобразуют измеряемое напряжение в напряжение стандартного значения 100 или 100 A/У В. Эти аппараты создают необходимую изоляцию между высоким потенциалом первичной обмотки и цепью вторичной обмотки, к которой присоединены измерительные приборы и защитные реле.
В настоящее время разработаны и широко применяются измерительные устройства тока и напряжения, основанные на использовании эффекта Холла.

Компенсирующие аппараты — это управляемые и неуправляемые шунтирующие реакторы. В сетях высокого и сверхвысокого напряжения широко используются реакторы, включенные между токоведущими элементами и землей (шунтирующие реакторы). Их назначение — компенсация зарядной мощности в режиме малых нагрузок. При номинальном токе они отключены; по мере уменьшения нагрузки они подключаются с помощью высоковольтных выключателей. Более совершенными являются регулируемые шунтирующие реакторы. Индуктивность их меняется за счет изменения тока подмагничивания или угла открытия тиристоров. Такие реакторы позволяют получить глубокое ограничение перенапряжений.

Совокупность электрических аппаратов, позволяющая распределять электрическую энергию и обеспечивать защиту от аварийных режимов, называется распределительным устройством (РУ).
Различают сборные РУ и комплектные распределительные устройства (КРУ).
В первом случае для РУ строится специальное здание и все элементы РУ монтируются на стендах или перегородках здания. Это требует больших затрат, квалифицированного труда и времени.
Во втором случае все ячейки КРУ изготавливаются на заводе и собираются в готовое распределительное устройство. Монтаж на месте установки сводится к подключению сборных шин, отходящих кабелей и присоединению к источникам питания приводов выключателей и релейной защиты. Все это требует малых затрат времени.
Выпускаются КРУ, предназначенные для наружной установки (на открытом воздухе) — КРУН. Создаются также герметизируемые КРУ, заполненные элегазом — КРУЭ. Это позволяет значительно уменьшить габариты и повысить надежность изделия.
В КРУЭ могут использоваться как элегазовые, так и вакуумные выключатели. В последнем случае элегаз обеспечивает изоляцию между токоведущими элементами КРУЭ. В настоящее время выпускаются КРУЭ на номинальные напряжения 110 и 220 кВ и ведутся работы по созданию КРУЭ на напряжение вплоть до 1150 кВ.
Использование КРУ (особенно КРУЭ) дает возможность резко сократить площадь и объем РУ и ввести высокое напряжение в глубь городов и центров потребления электроэнергии. При этом удается резко увеличить надежность работы энергосистем.

Выключатель нагрузки. Виды и применение. Устройство и работа

Выключатель нагрузки — для проведения безопасных работ по замене и ремонту электрооборудования, электрической цепи, работающей под нагрузкой, иногда требуется обесточить сеть, отключив электроэнергию. При отключении цепи под нагрузкой образуется электрическая дуга во время размыкания контактов. Это может привести к обгоранию контактов и другим неисправностям электрооборудования.

Чтобы процесс отключения электроэнергии под нагрузкой стал более безопасным, используют специальное устройство – выключатель нагрузки. Он представляет собой простой разъединитель цепи, оборудованный дугогасительной камерой. Такие устройства впервые появились еще в прошлом веке. Они были оснащены только разъединителем и плавкими вставками, защищающими от короткого замыкания и перегрузки. Такой выключатель был способен работать с небольшими мощностями, в отличие от современных моделей.

Выключатель на сегодняшний день способен отключать цепь с дистанционным управлением, вручную или автоматически. Такой вид устройства стал популярным для коммутации цепей высокого и низкого напряжения с рабочей нагрузкой. Однако его запрещается использовать при коротком замыкании, так как он предназначен для погашения маломощной дуги только обесточивания номинальной нагрузки.

Выключатель нагрузки может производиться нескольких видов, в зависимости от метода гашения дуги при выключении нагрузки, и типа дугогасительной камеры.

  • Вакуумные . В таких выключателях применяются свойства вакуума. Электрическая дуга в вакууме не распространяется.
  • Автогазовые . Электрическая дуга гасится под воздействием выделяемого из стенок камеры газа, из-за их нагревания электрической дугой.
  • Гашение дуги в автопневматическом выключателе нагрузки происходит путем сжатия воздуха мощной пружиной. Аналогичный принцип работы имеет электромагнитный выключатель нагрузки.
  • Электромагнитные выключатели меняют направление дуги под действием электромагнитного поля.
  • Элегазовые . Гашение электрической дуги происходит в среде электротехнического газа, который состоит из шестифтористой серы. Это тяжелый бесцветный газ, который тяжелее воздуха в шесть раз.
Читайте так же:
Установка выключателей под одну рамку
По количеству полюсов контактов:
  • Однополюсные.
  • Двухполюсные.
  • Трехполюсные.
По конструкции исполнительного механизма:
  • Тепловые.
  • Электромагнитные.
  • Полупроводниковые.
  • Комбинированные.
По типу установки:
  • Стационарные.
  • Неподвижные.
  • Выдвижные.
Vykliuchatel nagruzki foo1
Условные обозначения и маркировка

Выключатели отличаются по многим параметрам: расположению привода, напряжению, току, креплению и т.д.

В качестве примера рассмотрим обозначение ВНРп 10/400-10зп

Vykliuchatel nagruzki VNRp 10/400-10zp

  • «В» — выключатель.
  • «Н» — нагрузки.
  • «Р» — привод выключателя ручной.
  • «п» — со встроенными предохранителями
  • «10» — номинальное напряжение 10 кВ.
  • «400» — номинальный ток 400 ампер.
  • «10» — сквозной ток.
  • «З» — выключатель оснащен заземляющими ножами.
  • «П» — ножи расположены за предохранителями.
Устройство и принцип работы

Для обесточивания сети при коротком замыкании в устройство выключателя устанавливают предохранители. Такой принцип чаще применяется в маломощных цепях, где задачей предохранителей является обесточивание цепи при чрезмерной нагрузке.

Такое устройство снижает стоимость выключателей. В распределительных устройствах им требуется немного места, в отличие от выключателей повышенной мощности для такого же напряжения. Камеры для гашения электрической дуги заполняются газогенерирующими материалами или маслом. Также допускается использование дугогасительных решеток, выполненных из металлических или керамических пластин.

Любые выключатели нагрузки состоят из пружинного механизма и силовых контактов, рассчитанных на наибольшее напряжение 10 кВ, и отключающий ток 400 А. В устройстве также имеются заземляющие ножи. Главным компонентом устройства является разъединитель, имеющий три полюса. К каждому полюсу присоединены пружины и камеры гашения электрической дуги.

Все полюсы размещены на сварной раме. Опорный изолятор состоит из вывода полюса и подвижного контакта на шарнире. На верхнем изоляторе находится дугогасительная камера со вторым выводом полюса и неподвижным контактом.

Основной подвижный контакт состоит из двух стальных пластин. В центре расположен дугогасительный контакт, состоящий из тонкой медной изогнутой шины. Выключатель воздействует своим валом на передвижные контакты. Вал соединен фарфоровой тягой с контактами. Выключение питания осуществляется пружинами, натянутыми при включении питания.

В камере гашения дуги находится неподвижный контакт, с помощью которого гасится электрическая дуга. К этому контакту подключен основной неподвижный контакт. Пластиковый корпус камеры состоит из двух половин, скрепленных винтами друг с другом. В корпусе имеются вкладыши, выполненные в виде газогенерирующего материала.

Технические параметры
Выключатель нагрузки имеет следующие характеристики:
  • Метод крепления.
  • Номинальный ток.
  • Наличие дополнительных функций.
  • Комплектность.
  • Вид конструкции выключателя.
  • Номинальное напряжение.

Бытовые выключатели имеют ручное управление, в отличие от промышленных образцов, и способны отключать ток не выше 100 ампер.

Выключатель выбирают с номинальным током, превышающим общий ток нагрузок потребителей. В противном случае при перегрузке линии контакты выключателя будут перегреваться. Если автомат рассчитан на ток 20 ампер, то подключенный последовательно к нему выключатель напряжения выбирают на 25 или 32 ампера. По внешнему виду автомат и выключатель нагрузки идентичны, однако на корпусе выключателя имеется маркировка ВН, а управляющая рукоятка большего размера.

Vykliuchatel nagruzki vidy

Выключатель нагрузки, в отличие от автоматического выключателя, имеет усиленные контакты, которые способны работать длительное время.

Для повышения надежности используют следующие методы:
  • Блокировка управляющей рукоятки от случайного включения.
  • Выполнение смотровых окон для осуществления визуального контроля разрыва контактов.
  • Двойной разрыв контактов, для повышения гарантии отключения питания.
Области использования
Чаще всего в быту хозяева квартир и домов пренебрегают установкой выключателей нагрузки, и довольствуются одними автоматическими выключателями. Владельцы мощных устройств и больших предприятий пользуются всеми достоинствами выключателей высокого напряжения в различных сферах:
  • Грузоподъемные машины.
  • Кухонные помещения предприятий общественного питания.
  • Системы кондиционирования и вентиляции.
  • Сушильные установки.
  • Прачечные.
  • Мойки автомобилей.
  • Конвейеры.
  • Сети освещения.

Это основная часть области использования выключателей нагрузки. Промышленные предприятия и фабрики уже давно применяют аналогичные устройства.

Использование выключателей высокого напряжения при их повышенной стоимости чаще всего оправдывает себя при мощных нагрузках потребителей. В бытовых условиях при частом отключении и включении питания дома или квартиры также целесообразно применять для этого выключатель напряжения.

Выключатели нагрузки

Выключатель нагрузки — коммутационный аппарат среднего напряжения (6-10 кВ), предназначенный для коммутации электрических цепей под нагрузкой.

Выключатели нагрузки применяются в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП) и шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ), в том числе, в камерах сборных одностороннего обслуживания (ячейках КСО).

Выключатели нагрузки допускают коммутацию номинального тока, но не рассчитаны на отключение токов короткого замыкания. Отключение цепи при коротком замыкании осуществляется предохранителями, которые включаются последовательно с выключателем нагрузки.

По уровню допускаемых коммутационных токов выключатели нагрузки занимают промежуточное положение между разъединителями, для которых коммутации под нагрузкой запрещены (как исключение допускается включение на холостой ход линий трансформаторов) и выключателями (вакуумными, воздушными, электромагнитными, элегазовыми), которые способны отключать без повреждения как номинальные нагрузочные токи, так и токи при аварийных режимах.

Читайте так же:
Шнур аварийного выключателя mercury

В качестве дугогасящего элемента в выключателях нагрузки выступает дугогасительная камера из полиметилметакрилата в полиамидном корпусе. При размыкании контактов возникающая при этом электрическая дуга воздействует на материал дугогасительной камеры. Выделяющиеся при этом газы создают условия для успешного гашения дуги. Скорость отключения выключателя составляет 0,2-0,3 с.

Выключатели нагрузки ВНА и ВНР имеют конструктивные различия. Оба вида выключателей включаются и отключаются при помощи ручных приводов и мускульной силы оператора, но скорость включения и отключения выключателя ВНА не зависит от скорости оперирования приводом, а включение выключателя ВНР зависит от скорости работы оператора.

Выключатели нагрузки серии ВНА

Выключатель нагрузки автогазовый (ВНА) предназначен для коммутации под нагрузкой цепей трехфазного тока 630А частотой 50 Гц напряжением 6 или 10 кВ в камерах сборных одностороннего обслуживания (КСО), в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ) и в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП). В качестве дугогасящего элемента служит дугогасительная камера из полиметилметакрилата в полиамидном корпусе.

  • высота установки над уровнем моря не более 1000 м;
  • температура окружающего воздуха от минус 45° С до плюс 40° С;
  • окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров, а также производственной пыли в количествах, нарушающих работу выключателя;
  • рабочее положение в пространстве — установка на вертикальной плоскости. Допускается отклонение от вертикального положения 5° в любую сторону учитывая, что подвижные контакты должны откидываться вниз.

Условное обозначение выключателя нагрузки ВНА

  • В — выключатель;
  • Н — нагрузки;
  • А — автогазовый;
  • П, Л — правосторонний (левосторонний) привод;
  • I, II, III — расположение заземляющих ножей сверху, снизу, с двух сторон;
  • 10 — номинальное напряжение, кВ;
  • 630 — номинальный ток, А;
  • 20 — предельный сквозной ток, кА;
  • з, зп — с заземляющими ножами, с заземляющими ножами и предохранителями;
  • УХЛ2 — климатическое исполнение и категория размещения.

Конструкция и принцип действия

Выключатель нагрузки ВНА состоит из рамы, вала управления подвижными токоведущими контактами и вала управления заземляющими ножами. На трех нижних изоляторах шарнирно закреплены подвижные токоведущие контакты совместно с подвижными дугогасительными контактами. На трех верхних изоляторах закреплены неподвижные токоведущие контакты, неподвижные дугогасительные контакты и дугогасительная камера. Движение от рычагов вала к подвижным контактам передаются при помощи тяговых изоляторов из стеклонаполненного полиамида.


Установка выключателя ВНА-П-10/630-II-20з УХЛ2 в камере КСО-393

1 — выключатель нагрузки, 2 — привод ПР-10 главных ножей, 3 — привод ПР-10 заземляющих ножей, 4 — тяга главных ножей, 5 — тяга за заземляющих ножей

Для отключения выключателя установлены две пружины: отключающая и депфирующая, также для смягчения ударов при отключении установлен резиновый буфер.

Дугогасительные камеры из полиметилметакрилата предназначены для гашении электрической дуги при размыкании дугогасительных контактов, потоком газа образующегося в результате воздействия высокой температуры на газогенерирующий материал камеры. При включении выключателя сначала замыкаются главные контакты, а затем дугогасительные, при отключении сначала размыкаются главные контакты а затем дугогасительные.

Работа выключателя осуществляется при помощи пружинного механизма.

В конструкции выключателя предусмотрена блокировка которая обеспечивает:

  • Невозможность включения выключателя при включенных заземляющих ножах.
  • Невозможность включения заземляющих ножей при включенном положении выключателя.

Включение и отключение выключателя осуществляется при помощи ручного привода типа ПР-10. Привод соединяется с валом пружинного механизма включения при помощи тяги (в комплект поставки не входит). Включение осуществляется при передаче поступательного движения от привода ПР-10 через тягу на вал пружинного механизма, при этом происходит сжатие включающей пружины включающего механизма, переход ее через мертвую точку и последующее включение главного вала выключателя. Отключение происходит аналогичным образом.

Выключатель типа ВНА с заземляющими ножами и предохранителями дополнительно имеет отдельную полураму заземлителя и смонтированные на изоляторах контакты типа КО для установки патронов предохранителей серии ПТ. Заземлитель и выключатель соединяются между собой блокировкой.

Технические характеристики выключателей нагрузки ВНА

ПараметрЗначение
Номинальное напряжение, кВ10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ12
Номинальный ток, А630
Номинальный ток отключения при rкоэффициенте мощности более 0,7, А630
Номинальный ток термической стойкости, кА20
Номинальный ток электродинамической стойкости, кА51
Время протекания тока короткого замыкания, с1
Время отключения, не более, с0,2
Собственное время включения, не более, с0,2
Масса, кг38

Выключатели нагрузки ВНР

Выключатель нагрузки с ручным приводом (ВНР) предназначен для коммутации под нагрузкой цепей трехфазного тока 630 А частотой 50 Гц напряжением 6 или 10 кВ в камерах сборных одностороннего обслуживания (КСО), в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ) и в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП). В качестве дугогасящего элемента служит дугогасительная камера из полиметилметакрилата в полиамидном корпусе.

Читайте так же:
Электрические выключатели для дверей

Масляные и вакуумные выключатели: конструкция, назначение, обозначение

Масляные и вакуумные выключатели: конструкция, назначение, обозначение

Основная задача высоковольтных выключателей — отключение нагрузки в электрических сетях в рабочих и аварийных режимах. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала в ходе ремонтных и других работ. В этой статье мы поговорим о масляных и вакуумных высоковольтных выключателях, их назначении, а также особенностях их конструкции. Мы также расскажем о преимуществах современных коммутационных аппаратов.

Содержание

Назначение вакуумных и масляных выключателей

Масляные и вакуумные выключатели: конструкция, назначение, обозначение

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.

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.

Конструкция масляных выключателей

Масляные и вакуумные выключатели: конструкция, назначение, обозначение

Каждый коммутационный аппарат этого вида включает в себя следующие элементы:

1. Силовая контактная группа. Она состоит из свечи (подвижного элемента) и розетки (стационарного элемента). Между контактами возникает электрическая дуга, которая гасится аппаратом.
2. Изоляторы. Они изолируют токопроводящие части от корпуса и друг от друга.
3. Баки с маслом. В различных моделях их число варьируется от 1 до 3. В масляной среде происходит гашение электрической дуги.
4. Блок-контакты. Они делятся на группы, которые обеспечивают управление аппаратурой и контрольную функцию.
5. Приводы. Они могут быть автоматическими и ручными. В масляных выключателях они собраны на основе крупной включающей катушки соленоида (ее иногда называют просто катушкой включения/отключения). Отключающая катушка выполняет роль ударного механизма, сбивающего с защёлки включенное устройство выключателя.
6. Отключающие пружины. Они необходимы для размыкания силовой части и определяют скорость расхождения контактов.

Виды масляных выключателей

Масляные и вакуумные выключатели: конструкция, назначение, обозначение

Основных видов конструкции два:

1. Баковые выключатели. Обычно эти устройства рассчитаны на небольшие токи отключения. Масло в них выполняет две функции: гасит дугу и обеспечивает изоляцию токоведущих частей и дугогасительного аппарата.
Конструкции, рассчитанные на напряжение до 20 кВ, снабжаются одним баком для масла. Все три полюса находятся в нем.
Модели, предназначенные для работы с напряжением 35 кВ и выше, оборудованы тремя баками. Соответственно, каждая из фаз расположена отдельно от других. Приводы в таких коммутационных аппаратах могут быть персональными (пофазными) и групповыми, электромагнитными или воздушными. В некоторых моделях также предусмотрена функция автоматического повторного включения (АПВ). Особенностью масляных выключателей на 35 кВ и более является наличие встроенных трансформаторов тока.

2. Маломасляные выключатели. В отличие от баковых коммутационных аппаратов, масло в них служит исключительно для гашения дуги. Для изолирования токоведущих деталей и дугогасительного аппарата применяются твердые диэлектрики, например, керамика или текстолит, а также эпоксидные смолы. Масляные выключатели с такой конструкцией имеют обозначение ВМП или ВМГ.
Аппараты этого типа отличаются меньшими габаритами и массой. Они также обеспечивают более высокий уровень защиты от пожаров и взрывов. В некоторых моделях маломасляных выключателей присутствуют емкостные трансформаторы напряжения и тока. Такие аппараты отличаются более крупными габаритами и сложной конструкцией.

Масляные выключатели выпускаются в двух исполнениях:

  1. Модели, в которых дугогасительная камера расположена снизу. Подвижный контакт в таких аппаратах движется сверху вниз.
  2. Модели, в которых дугогасительная камера расположена сверху. В них контакт движется снизу вверх. Модели такого типа на сегодняшний день считаются наиболее технически совершенными среди масляных выключателей.

Конструкция масляных выключателей может предусматривать наличие встроенной системы защиты и управления. Она может включать в себя различные реле:

  • выдержки времени;
  • максимального тока моментального действия;
  • минимального напряжения;
  • электромагниты отключения.

Эксплуатация масляных выключателей

Любая коммутационная аппаратура в высоковольтных сетях требует соблюдения ряда правил при монтаже, пуско-наладке и эксплуатации. Перед вводом выключателя в эксплуатацию необходимо провести ряд мероприятий:

  1. Провести регулировку силовой контактной группы. Важно убедиться, что подвижный элемент (свеча) входит в розетку на необходимое расстояние. Регулировка проводится после установки аппарата. Сотрудник открепляет свечу контактной группы, а затем фиксирует ее на необходимом уровне.
  2. Провести испытания. Они включают в себя различные виды проверок изоляции и других элементов конструкции масляного выключателя. В обязательном порядке проводятся испытания повышенным напряжением промышленной частоты, частым включением/выключением и так далее. После окончания всех проверок составляется протокол, в котором фиксируются полученные результаты. На их основе принимается решение о возможности ввода аппарата в эксплуатацию, необходимости его ремонта.
Читайте так же:
Соединения проводов для двойных выключателей

О том, как они проходят, вы можете прочитать в другой нашей статье.

Перед вводом выключателя в эксплуатацию также необходимо проверить

  • наличие масла в баке или в баках, его уровень и качество;
  • крепление всех элементов привода;
  • состояние изоляторов;
  • чистоту блок-контактов.

Все манипуляции должны проводиться квалифицированной бригадой при соблюдении всех требований безопасности.

Конструкция вакуумных выключателей

Масляные и вакуумные выключатели: конструкция, назначение, обозначение

Конструкция каждой модели вакуумных выключателей имеет свои особенности, обусловленные различными типами привода, номинальными рабочими напряжениями и токами. Вакуумные выключатели различных производителей непохожи друг на друга. Тем не менее, все ключевые элементы остаются неизменными и присутствуют в любом выключателе. К ним относятся:

  1. Корпус. Он должен иметь высокий запас прочности, поэтому делается из металла. Внутри корпуса устанавливается привод включения/выключения.
  2. Полюса токоведущих частей. Как и в выключателях других типов, их три. Они обеспечивают подключение к сети и отключение от нее.
  3. Диэлектрический корпус вакуумной камеры. Он изготавливается методом литья и содержит силиконовые и эпоксидные смолы.
  4. Тележка для перемещения в конструкции КРУ. Важно обратить особое внимание на этот элемент, так как у различных производителей он может сильно отличаться.

Стандартно вакуумные выключатели имеют 3 полюса (по числу фаз). В конструкции полюсов выделяют следующие элементы:

Масляные и вакуумные выключатели: конструкция, назначение, обозначение

  1. Верхний токопроводящий вывод.
  2. Дугогасительная камера.
  3. Диэлектрический корпус.
  4. Подвижная часть силовой контактной группы.
  5. Нижний отходящий токопроводящий вывод.
  6. Гибкий элемент токоведущей шины.
  7. Тяга с изолятором.

Отдельного упоминания заслуживает конструкция вакуумной камеры. Этот элемент выключателя является неразборным. Оценить состояние контактной системы и уровня вакуума можно только в процессе испытаний с помощью измерительных приборов. При выходе камеры из строя ее не ремонтируют, а заменяют на новую. Основными элементами ее конструкции являются:

  1. Подвижный и неподвижный силовые контакты. Между ними и образуется электрическая дуга.
  2. Экранирующий механизм. Он помогает снизить помехи при коммутации.
  3. Изоляционный корпус. Обычно он производится из керамики.
  4. Сильфон. Он не допускает разгерметизации вакуумной дугогасительной камеры (ВДК) при движении контактов.
  5. Выводы подвижного и неподвижного контактов.

Современные модели выключателей могут управляться как по месту установки, так и дистанционным способом. Любой коммутационный аппарат также может функционировать в аварийных режимах. В этом случае сигнал на отключение поступает от блока релейной защиты или специальной автоматики. В такой ситуации происходит подача питания на электромагнит отключения, после чего токопроводящие силовые контакты размыкаются.

Важно!

Некоторые производители выпускают модели коммутационных устройств, в составе которых присутствует и релейная защита, и противоаварийная автоматика. Такие устройства называются реклоузерами.

Принцип работы вакуумного выключателя

Масляные и вакуумные выключатели: конструкция, назначение, обозначение

В первую очередь нас интересует процесс гашения дуги. Он основан на свойствах вакуума, в частности — на высокой электрической прочности и диэлектрических характеристиках. Дуга возникает при разрывании контактов и поддерживается за счет испаряющегося с их поверхности металла. Ее гашение происходит при переходе тока через ноль. За счет диэлектрических свойств вакуума и быстрого процесса деионизации повторно дуга не возникает.

Важно!

У данного вида коммутационных аппаратов есть серьезный недостаток, который заключается в возможности появления среза тока. Это явление происходит в случаях, когда гашение дуги происходит до перехода тока через ноль. Срез тока вызывает коммутационные перенапряжения, которые негативно влияют на всю технику, подключенную к сети. Для того, чтобы избежать повреждений, используются ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН).

Особенности применения вакуумных выключателей

Современные коммутационные аппараты этого типа могут устанавливаться как в комплектных, так и в открытых распределительных устройствах. Вакуумные выключатели отличаются высокой скоростью работы и длительным сроком службы. Многие модели, выпускаемые сегодня, могут работать минимум 30 лет при условии регулярного обслуживания и правильной эксплуатации. Сегодня вакуумные выключатели все чаще используются в электроустановках классов напряжения 1000 В и более.

Важно!

Все выключатели, вне зависимости от типа, должны оснащаться механизмом ручного отключения, позволяющим произвести отключение выключателя даже в случае выхода из строя его привода либо цепей управления.

Преимущества вакуумных выключателей над масляными

Масляные и вакуумные выключатели: конструкция, назначение, обозначение

Сегодня в промышленности применяются оба этих вида коммутационных устройств, но последние быстро сдают свои позиции. В Китае, например, от масляных выключателей отказались полностью. Их заменили более совершенными аппаратами.

Ученые на практике доказали, что гашение дуги в вакууме значительно более эффективно, чем в масляной среде. Само электрооборудование можно считать более практичным за счет меньших габаритов. К другим преимуществам вакуумных выключателей относятся:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector