Sanitaryhygiene.ru

Санитары Гигиены
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сравнение масляного и вакуумного выключателей (стр. 1 из 7)

Сравнение масляного и вакуумного выключателей (стр. 1 из 7)

Для сравнения возьмем выключатель масляный типа ВМГ 10/630 и вакуумный типа ВБЭ10/20.

Выключатель предназначен для коммутации высоковольтных цепей на номинальное напряжение 10 кВ переменного тока частоты 50 гЦ в нормальном режиме работы установки, а также для автоматическом отключения цепей при коротком замыкании и перегрузках, возникающих при ненормальных аварийных режимах работы.

Выключатели должны встраиваться в стационарные закрытые электрические установки, а также в обычные и комплектные распределительные устройства, в том числе в камеры типа КСО.

Управление выключателями может осуществляться, электромагнитными приводами постоянного тока типа ПЭ 11 или пружинными приводами типа ПП 67, отвечающим требованиям ГОСТ 688-67.

Выключатели предназначены для работы в следующих условиях;

высота над уровнем моря не более 1000 м.

пределы температуры воздуха, окружающая выключатель:

нижнее значение минус — 25°С

верхнее значение –до 40ºС (при среднесуточной температуре не выше 35ºС);

среднемесячное значение относительной влажности 80% при температуре +20°С;

окружающая среда взрыво- и пожаробезопасная.

1. При температуре воздуха ниже минус — 25ºС в установках должны включаться подогревательные устройства, которые должны обеспечивать подогрев воздуха не ниже вышеуказанной температуры на все время работы выключателя.

2. В нерабочем состоянии выключатели могут подвергаться действию низких температур до минус — 40ºС.

Технические данные масляного типа ВМГ 10/630.

Технические характеристики выключателя приведены в таблице: №1.

1. Номинальное напряжение кВ 10

2. Номинальное рабочее напряжение кВ 12

3. Номинальный ток А 630

4. Номинальный ток отключения кА 20

5. Номинальное относительное апериодической 15

6. Собственное время отключения выключателя

с приводом не более

7. Время отключения (до погасания дуги) выключателя

с приводом с не более:

8. Предельный сквозной ток кА

начальное эффективное значение периодической

9. Предельный ток термической устойчивости кА 20

10. время протекания предельного тока термической

Устойчивости с 4

11. Номинальный ток включения кА

начальное эффективное значение периодической

12. собственное время включения с приводом не более 0,3

13. Бестоковая пауза (минимальная при АПВ) 0,5

14. Максимальный включающий момент валу

выключателя Нм не более 510

15. Масса выключателя без масла кг 140

16. Масса масла кг 4.5

1. Токовые характеристики (п. п.3.4.8 9.11) остаются без изменения применения выключателей в установках с номинальным напряжением 3и 6 кВ.

2. При установке выключателей в помещении с эффективной температурой воздуха 45ºС номинальный ток выключателя снижается до 500 и 900 А.

3. При управлении выключателя приводом ПЭ 11 привод должен иметь выключающую катушку с номинальным сопротивлением 2,94 Ом на 220 В и 0,73 Ом на 110 В, а также втулки из цветного метала в опоре главного вала.

3.1 Габаритные установки и присоединительные размеры

выключателей приведены на рис.1

Кинематические схемы соединения выключателей с приводами приведены на рис.2-5.

4. Состав изделия.

4.1 Состав изделия приведен в таб. 2

НаименованиеКоличествоПримечание
1. Цилиндр3Рис.6.
2. Рама1Рис.7.
3. Перечень ЗИПОдиночный групповойПриложение1Приложение2

5. Устройство и работа выключателя и его составных частей.

5.1 принцип работы.

5.1.1 Выключатели относятся к жидкостным высоковольтным выключателям с малым объемом дугогасящей жидкости (трансформаторного масла).

Читайте так же:
Трехклавишный выключатель для внутренней установки

5.1.2 Принцип работы выключателя основан на гашении электрической дуги, возникающей при размыкании контактов, потоком газомасляной смеси, образуется в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры электрической дуги. Этот поток получает определенное направление в специальном дугогасительном устройстве, размещенном в зоне горения дуги.

5.2. Конструкция выключателя.

5.2.1 Три полюса выключателя смонтированы на общей, одной, сварной раме. На лицевой стороне рамы установлено шесть опорных фарфоровых изоляторов 2 (по два на полюс, см. рис.1), имеющих внутреннее эластичное механическое крепление. На каждую пару изоляторов подвешивается цилиндр выключателя 1.

На боковой стороне рамы имеется болт заземления 4 для присоединения заземляющей шины.

На задней стороне рамы имеется четыре отверстия для крепления выключателя.

5.2.2 Приводной механизм выключателя (см. рис.7) состоит из вала 6 с приваренным к нему рычагами 5. К крайним рычагам 5 присоединены отключающие пружины1, к среднему рычагу – буферная пружина 2. На противоположных концах рычагов механически укреплены изоляционные рычаги 12, которые соединены с токоведущими контактами стержнями 9 при помощи серьги 7 и служит для передачи движения от вала выключателя к контактному стержню 9. Узел соединения изоляционного рычага с серьгой приведен на рис.7. Между крайними и средними рычагами на валу выключателя приведена пара двуплечих рычагов 4с роликами на концах. Эти рычаги служат для ограничения включенного и отключенного положения выключателя. При включении один из роликов подходит к болту 8, а при отключении другой ролик перемещает шток масляного буфера. Более подробное устройство буфера показано на рисунке 8.

При последнем присоединении привода используется рычаг 13 (см. рис.1), для бокового присоединении привода на вал выключателя дополнительно устанавливаться рычаг 12 (см. рис.1).

5.2.3 Подвижный контактный стержень (рис.9) состоит из контактного стержня 1 с металлическим наконечником 5, колодки 2, к торцу которой крепиться гибкие связи 4. К верхней части стержня крепиться наконечник 3 для соединения контактного стержня с серьгой приводного механизма выключателя.

Токопроводы выключатели на 630 и 1000 А имеют одинаковые токоведущие стержни и розеточные контакты, а отличаться количеством гибких связей (на полюс выключателя 630А-1шт; а выключатель 1000А-2шт) и размерами колодки.

5.3. Конструкция цилиндра

5.3.1 Основной частью цилиндра выключателя (см. Рис.6) является сварной цилиндр 1. Для выключателей номинальный ток 1000А эти цилиндры выполнены из латуни. Цилиндры номинальный 630А выполнены из стали и имеют продольный магнитный шов. К каждому цилиндру приварены 2 скобы 8 для крепления его к опорным изоляторам, а кожух 2 с маслоналивной пробкой 5 и маслоуказателем 3. Кожух служит дополнительным расширительным объемом, в нутрии которого расположен маслоотделитель центробежного типа.

Газы образующиеся при отключении выключателя, выходят из полюса через специальные жалюзи 4, расположенные в кожухе цилиндра полюса.

В нутрии цилиндра расположены изоляционные цилиндры 9 и 12, между которыми устанавливается дугогасительная камера 10.

5.3.2 Дугогасительная камера поперечного масляного дутья (см. рис.10) состоит из пакетов изоляционных пластин, стянутых тремя изоляционными шпильками. В нижней части камеры расположены один над другим поперечные дутьевые каналы 1, а в верхней — масляные «карманы» 2. Поперечные дутьевые каналы имеют выводы направленные к верху. Большие и средние токи гасятся дутьем поперечных каналов, а малые токи, если они не будут погашены в каналах, гасятся с помощью дуться масляных «карманов».

Читайте так же:
Расцепитель автоматического выключателя schneider electric

Картонная манжета 3, выступающая за пределы камеры, создает надежное уплотнение между камерой и сварным цилиндром и обеспечивает стабильность дугогашения.

5.3.3 Изоляция контактного стержня от цилиндра, электрически связанного с неподвижным розеточным контактом 11 (см. Рис.6) осуществляется при помощи проходного изолятора 7, укрепленного в верхней части цилиндра.

Проходной изолятор (рис.11) состоит из фарфорового изолятора 1 с заармированными крышкой 2 и колпачком 4. Для увеличения электрической прочности промежутка между контактным стержнем и цилиндром полюса в нутрии изолятора помещена бакелитовая трубка 3, которая крепиться при помощи полуколец 5. стянутых пружинным кольцом 13

Верхней части изолятора для уплотнения контактного стержня устанавливается кожаная манжета 7 и, по мере надобности, дистанционная шайба 6. К колпачку изолятора крепится токоведущая саоба8, служащая верхним проводом выключателя.

5.3.4 В нижней части цилиндр закрепляется съемной крышкой 1, на которой расположен неподвижный розеточный контакт (рис.12), аналогичный контакту выключателя типа ВМП 10.

Верхние торцы ламелей 3 неподвижного контакта имеют облицовку из дугостойкой металлокерамики. В крышку ввинчены маслоспускная пробка 9 с уплотняющей шайбой 8. Между крышкой и цилиндром устанавливается резиновое уплотнение 13 (см Рис.6).

5.3.5 Изоляция между цилиндрами полюсов выключателя при необходимости может быть усилена путем установки изоляционных перегородок 14 (см. рис.1), которые поставляются по дополн6ительному заказу.

6. Указания мер безопасности.

6.1 при монтаже наладочных испытаниях, осмотрах, ремонтах и эксплуатации выключателя необходимо соблюдать действующие » Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок электрических станций и подстанций » и дополнительные требования, предусмотренные настоящим разделом инструкции.

6.2. Рама выключателя должна быть надежно заземлена.

6.3. При осмотре выключателя во включенном положении следует помнить, что полюса находятся под высоким напряжением.

6.4. Контрольно-профилактические рабаты могут производиться при отсутствии напряжения на обоих выводах выключателя.

6.5. При работе (снятии с планок) буферной пружины необходимо принять меры предосторожности, т.к пружина имеет большое усилие предварительного шага (131 кгс). Для чего необходимо закрепить один конец пружины, а второй конец перемещать с помощью какого либо приспособления. Незначительно натянуть пружину до появления люфта между планками и крепящими их осями, вынуть оси и планки, а затем разгрузить пружину до соприкосновения витков.

Высоковольтные выключатели: элегаз против вакуума (Часть 2)Высоковольтные выключатели: элегаз против вакуума (Часть 3)

В данной главе идет сравнение между элегазовым и вакуумным высоковольтными выключателями на основании различных факторов, как, к примеру, электрическая прочность диэлектрика и факторы окружающей среды.

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 (Рисунок 10). 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.

Рисунок 10. Электрическая прочность диэлектрика элегазового и вакуумного прерывателя

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.

Читайте так же:
Основных неисправностей вакуумного выключателя

В Таблице 1 приведено сравнение между отдельными газами в отношении их жизнеспособности и потенциальной угрозы для всей планеты.

ТАБЛИЦА 1. Потенциал Глобального Потепления.

ГазЖизнеспособность в годахПотенциал Глобального Потепления
CO250 — 2001
CF450.0006.300
C2F610.00012.500
SF63.20024.900
C6F143.2006.800

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.

Заключение

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.

Что такое вакуумные выключатели?

Вакуумный выключатель – это специальное устройство, применяемое для быстрого гашения электрической дуги с помощью вакуума. Прибор создан для коммутации номинальных токов и предотвращения последствий короткого замыкания.

Принцип работы и конструкцияВакуумный выключатель фото

Газ в условиях вакуума обладает минимальной электропроводимостью, в отличие от нормального состояния. Именно такое его свойство и используется в работе выключателей.

В устройствах этого типа в момент размыкания контактов, в закрытом пространстве камеры образуется вакуум. Именно в такой среде успешно получается потушить электрическую дугу.

Читайте так же:
Соединение выключателя с кабель каналом

Для создания этих условий необходима строгая герметичность. Поэтому стенки камер выполняют из специальных сплавов или керамики. Правильный подбор материала позволят им сохранять работоспособность в течении нескольких десятилетий.

Примечательно что при размыкании линия тока прерывается не сразу. Это происходит в среднем в течении нескольких десятков миллисекунд, что практически неуловимо человеческим глазом.

Объясняется это тем, что при резком размыкании контактов ионизированными парами образуется плазма, которая способна в течении еще некоторого времени проводить ток. После разъединения контактов, дуга еще способна проходить между ними, но по достижении нулевой точки попросту исчезает.

Когда происходит процесс гашения то пары металла, которые образовывали токопроводящую плазму, начинают в условиях вакуума конденсироваться и оседать на поверхности контактных пар. В следствие происходит укрепление электрической прочности вакуумного промежутка. Во время завершения такого процесса на только что разъединённых контактах уже полностью восстанавливается напряжение.

Классификация вакуумных выключателей

Вакуумный выключатель Сименс фото

Благодаря относительно простой и надежной конструкции, такие схемы обрели широкую популярность. Они отлично справляются со своей работой в сетях с напряжением до 35 кВ. Подобные устройства даже функционируют и в линиях электропередач где выполняют задачи с напряжением и до 220кВ. В виду широкой сферы использования приборы разделяют по допустимому уровню напряжения на несколько категорий:

  • до 1000В ;
  • до 35кВ ;
  • свыше 35кВ.

Также можно отдельно выделить еще одну категорию, выполняющую функцию выключателей нагрузки.

Преимущества и недостатки

Как и любая другая конструкция, эта система имеет ряд как положительных, так и некоторых отрицательных качеств. К достоинствам этих устройств прежде всего относится вышеупомянутая простота конструкции.

Также это свойство позволяет существенно упрощать процедуру и время ремонта. Камеру, в которой и происходит процесс гашения дуги можно попросту заменить на новую, так как она состоит из единого блока.

Благодаря специальным материалам, используемых при изготовлении стенок обеспечивается высокая надежность и безопасность работы. Также выключатели имеют еще ряд преимуществ:

  1. Большой запас коммутационной износостойкости.
  2. Минимальный уровень исходящего шума.
  3. Высокая степень пожаробезопасности.
  4. Хорошая взрывозащита.
  5. Небольшие компактные размеры относительно аналогов.
  6. Возможность работы в любом положении.
  7. Отсутствует загрязнение окружающей среды.

Рассматриваемая конструкция имеет и некоторые недостатки. Прежде всего в работе заложены относительно невысокие токи отключения и номинальные показатели. Такжеприбор имеет малый ресурс в сравнении с аналогами для гашения дуги при коротком замыкании.

Несмотря на наличия некоторых недостатках вакуумные выключатели это простое и в тоже время надежное устройство. Прибор уже давно зарекомендовал себя успешной работой в электрических сетях.

На нашем сайте имеется ряд приборов представленного типа, производства АВВ и Siemens.

На страницах блога также можно более подробно ознакомитьсчя с другим видом элемента безопасности >>>ЧТО ТАКОЕ РЕЛЕ. ВИДЫ РЕЛЕ <<< или более подробно узнать про общие характеристики систем >>> АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ. ВИДЫ И КОНСТРУКЦИЯ.<<<

Все о вакуумных выключателях

Принцип действия выключателей данного типа заключается в вакуумном гашении дуги, что получило широкое распространение для категории среднемощных потребителей электричества. На сегодня существуют средства для крупных источников потребления электричества, но они пока недоступны для свободной продажи.

В чем заключается принцип действия вакуумного выключателя?

Внутри такого выключателя размещена особая вакуумная камера. Нажимая на выключатель, пользователь замыкает и размыкает проводник, тем самым обеспечивая прерывание дуги непосредственно в этой камере – в безвоздушном пространстве. Конструкция выключателя очень проста — он состоит из самого вакуумного прерывателя и керамических изоляторов, параллельно расположенных по краям.

Читайте так же:
Щитки под автоматические выключатели ip40

При использовании вакуумного выключателя важно учитывать материал контактов проводника – самым распространенным, популярным и эффективным является сплав хромистой меди.

Технология вакуумного выключателя , как известно из истории, увидела свет еще в 1960х. Первые разработки серьезно отличались от нынешних устройств, так как специфика их производства постоянно совершенствовалась с течением времени. Сегодня они вышли на высокий уровень качества и надежности за счет внедрения передовых технологий и материалов в изготовлении приборов.

С момента появления и по сей день, вакуумные выключатели прошли огромный путь определяющих изменений – был уменьшен их размер без потери производительности, улучшена геометрия контактов (торцевые контакты сперва были заменены спиралями, после приняли форму колпачка, вслед за которым стали привычными контактами со смещением оси магнитного поля).

Общепризнанно, сегодня вакуумные выключатели являются лучшим средством работы с потребителями электроэнергии средней мощности при своей полной неприхотливости в обслуживании.

Но почему они лучше? Все очень просто – вакуумный выключатель служит значительно дольше выключателя любого другого типа, он устойчив к возгораниям (в противовес масляным выключателям) и не вредит экологии (против электрогазовых систем). В дополнение к этому, удобная конструкция вакуумного выключателя делает его оптимальным выбором для повседневного пользования.

Как работает вакуумный выключатель?

Как и в любом выключателе, в нем происходит гашение электродуги, когда ток проходит сквозь ноль в точке с высокими изоляционными показателями – то есть, исключается повторное возникновение заряда. Вакуум в 8 раз эффективнее атмосферных показателей в плане изоляции, что гарантирует быстрое и надежное гашение дуги на крайне малом межконтактном расстоянии. Затраты на производство контактов при этом также уменьшаются, а потребность в энергии на работу системы сжатия – снижается.

Специфика процесса заключается в том, что разъединение контактов происходит всегда постепенно – площадь соприкосновения начинает переходить к одной точке соприкосновения в итоге. В момент размыкания весь ток скапливается в ней и вызывает нагревание. С учетом вакуумного состояния металл с контакта уходит именно там и обеспечивает возникновение соответствующей среды проводки. Появившаяся дуга присутствует до момента, пока показатель напряжения не достигнет нуля.

После этого вакуум пропадает, и металл-проводник снова выпадает на покрытие контакта. К моменту контакты уже разошлись – и когда приходит второй цикл тока, процесс испарения с них больше не наблюдается (дуга не способна возникнуть опять).

Вывод – такой выключатель не допускает вторичного проявления дуги посредством пропускания тока сквозь ноль в промежуток между контактами, отличающимися высокими изоляционными показателями.

При этом выделяют 2 вида дуги. При поступлении тока величиной до 10 кА дуга является диффузной – вся поверхность контакта разряжается и покрывается формой испарения. Когда показатель тока поднимается выше указанной ранее величины, происходит сжатие дуги под влиянием ее собственного поля – это напрямую ведет к нагреву в ее центре. Во избежание проблем с этим, в конструкцию контактов делают подвижной в соответствии с воздействием магнитного поля.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector