Приводы высоковольтных выключателей. Их устройство и назначение


СОДЕРЖАНИЕ:

Выключатели нагрузок: типы, устройство, характеристики, назначение, выбор

В данном материале будет рассмотрен такой прибор, как выключатель нагрузок, сфера его применения, а также технические характеристики.

Что представляют собой выключатели нагрузок

Аппарат, который имеет коммутационное назначение и работает в режиме включения и отключения токоведущих цепей, находящихся под нагрузкой, питаемой силовыми установками в 6,0-10,0 кВ (величина номинальных токов 200,0-400,0 А и выше), с отсутствием в устройстве механизма автоматических систем, защищающих от короткого замыкания, называется выключателем нагрузки.

Проще понять выключатель как разъединитель простого типа, дополненный специальной камерой для гашения электрической дуги. Первые устройства такого назначения стали применять в электросетях свыше полувека назад. Они были снабжены только системой разъединения и плавкими предохранителями для защиты от перегрузок и токов КЗ. Работали при менее высоких мощностях, нежели теперь.

Развитие электроэнергетики и значительное увеличение мощностей вызвало необходимость модернизации систем, с внесением в их схему дугогасителей. Такие устройства назвали разъединителями мощности. В современных аппаратах значительно упростили конструкцию гашения дуги, из-за чего они стали менее дорогими и более востребованными.

Как устроен механизм выключателя

Устройство выключателя нагрузки состоит из рамы и вала. На раме закреплены шесть изоляторов опорных. Из этих изоляторов к раме, в нижней ее части, закреплены три, на которых расположены ножи-контакты. Оставшиеся контакты установлены на раме вверху. На них контакты главного назначения и дугогасительные. Чтобы осуществить движение к ножам-контактам, рычаги вала соединены с тягами из электроизоляционного материала.

В конечных точках вала имеется по паре пружин отключения. Они ускоряют процесс разъединения выключателя в момент высвобождения системы, где привод свободно расцепляется. В этих же местах установлены буферные резиновые прокладки, предотвращающие механические удары во время отключения.

В камерах дугогашения происходит процесс разъединения специальных контактов дугогасительных. Материал исполнения контактов – фенопласт с вкладышами на основе полиамида стеклонаполненного. Форма вкладышей и самих камер дугообразна. Такое конструктивное решение позволяет плавно заходить в них контактам дугогашения.

В процессе включения цепи в первую очередь происходит соединение дугогасительных контактов, далее замыкаются главные контакты с ножами. Когда нагрузку отключают, весь процесс происходит в обратной последовательности.

Положение контактов дугогашения при отключенной нагрузке характеризуется наличием видимой воздушной прослойки между ними и камерой, по принципу разъединителя обычного. В момент отключения появляется электрическая дуга, и все это сопровождается сильным излучением тепла, нагревающего полиамид стеклонаполненный. Последний образует газовыделение, гасящее дугу.

Какими характеристиками обладает устройство

Выключатели нагрузки характеристики технические имеют следующие:

  • Номинальное значение напряжения. Оно является рабочим напряжением электротехнического устройства, на величину которого оно рассчитано производителем.
  • Наибольшее значение рабочего напряжения. Допустимо высокое напряжение, которое не вредит работоспособности выключателя. Оно заложено в пределах от 5% до 20% выше, чем номинальное.
  • Номинальное значение тока. Ток, при прохождении которого степень нагревания частей токопровода и покрытия изоляционного не нарушает работоспособности и который может быть выдержан сколь угодно долго.
  • Сквозной ток допустимых пределов. Ток, протекающий в режиме короткого замыкания, величину которого способны выдержать выключатели нагрузок.
  • Ток стойкости электродинамической. Такой ток к. з., воздействие нескольких первых периодов которого механически не повреждает прибор.
  • Ток стойкости термической. Предельный ток, нагревающее действие которого в течение определенного времени не приводит к выходу из строя выключателя.
  • Физические параметры, касающиеся размеров и массы.
  • Техническое исполнение привода.

Разновидности высоковольтных выключателей нагрузки

Выключатели нагрузки типы имеют следующие.

  • BHA-10/630. Такой тип выключателя обеспечивает коммутацию электрических трехфазных цепей на напряжение в 6000 и 10000 В, частота которых равна 50 Гц, находящихся под нагрузкой. Предусматривается автоматическое заземление выключенных линий специальными заземляющими ножами. Эти модели устройств устанавливают в основном на трансформаторных подстанциях, в устройствах распределительных и в боксах обслуживания. Тип дугогасителя – автогазовый, привод может быть как ручного управления, так и электрического. Рассчитаны агрегаты на двадцатипятилетний срок работы с промежуточными капитальными ремонтами через каждые две тысячи операций.
  • ВНБ-10/630. Выключатель нагрузки 10 кв повышенной скорости отключения используют в нагруженных цепях с силой тока до 630A. У него нейтральный провод заземлен либо изолирован. Узлы применения – это одностороннего обслуживания камеры стационарные, подстанции трансформаторных устройств, шкафы распределителей комплектных, также ими проводят замену старых модификаций выключателей. Система гашения дуги при помощи выделения газа.
  • BHP-10/630. Работает по аналогии с выключателем BHA-10/630, но привод имеет только ручное исполнение. Может быть укомплектован заземляющими контактами и дополнительными предохранителями.
  • ВБСК-10-20/1000. Выключатели нагрузок, рассчитанные на напряжение до 12000 В, которые способны коммутировать цепи электрические (трехфазные с нейтралью изолированной) в режимах нормальной работы и в аварийных ситуациях. Устройства применяют во всех вышеперечисленных системах, а также когда проводят замену выключателей маломасляных. Выключатели этого типа имеют малые габариты, поэтому удобны для монтажа в разных типах распредкоробок.
  • BB\TEL. Универсальный разъединительный прибор, система гашения дуги которого основана на затухании ее в глубоком вакууме. Фиксирует контакты дугогашения при замыкании электромагнитный механизм. Отличаются эти системы большим ресурсом и высокой износостойкостью. Они малогабаритны и не требуют ремонта.
  • BBT-10-20. Вакуумный тип выключателя с моторно-пружинным приводом, который предназначен для тех же целей, что и ВБСК-10-20/1000, но этот выключатель нагрузки 10 кв выдерживает только.
  • РВЗ-10/630 разработаны для коммутационных целей при работе с высоким напряжением, но отсутствием нагрузочных токов. При помощи их можно проводить переподключение и изменение схем, осуществляются ремонтные работы в безопасном режиме (обесточенные линии). Имеют конструкцию привода рычажного принципа действия.
  • РЛНД — выполняют те же функции, но допустимы для установки вне помещения.

Системы автоматического разъединения цепи

Автоматический выключатель нагрузки – это прибор электрический коммутационного назначения. Он предназначен для проведения номинальных токов к нагрузке и размыкает цепь в автоматическом режиме, если возникают токи короткого замыкания либо токи, превышающие значение номинальных. Также некоторые устройства способны срабатывать при нежелательном понижении питающего напряжения, когда мощность изменяет направление. Не следует использовать автоматы в качестве тумблеров, их механизм не приспособлен для этого, могут подгорать внутренние контакты.

Классификация автоматических выключателей

По числу полюсных контактов: одно-, двух- и трехполюсные.

С функцией токоограничения и без нее.

По исполнению механизма расцепления: тепловой от перегрузок, электромагнитный от к. з., полупроводниковый, настраиваемый от всех аварий, комбинированный.

Ручного привода либо от электромагнитов.

С возможностью устанавливать задержку по времени в режиме к. з. и без этой функции.

По типу конструкции: неподвижные, стационарные и выдвижные.

Выбор выключателя нагрузки

Необходимо помнить, что все автоматические выключатели нагрузок призваны защищать проводку от перегрева, возгорания и перегорания, а не электрические приборы. Поэтому, чтобы правильно выбрать входной разъединитель, нужно знать, на какой ток рассчитан кабель или его сечение. Ток срабатывания автомата должен быть чуть меньшим, чем предельно допустимый для провода.

В том случае, когда пропускная способность кабеля гораздо больше, чем ток потребления нагрузки, то можно подобрать автомат под нагрузку. Для этого суммируют мощность всех электрических приборов, добавляя процент запаса, и находят суммарный ток потребления, исходя из закона Ома. Далее выбирают автомат, ток срабатывания которого будет ближайшим большим от расчетного.

Заключение

Для большей надежности и безопасности эксплуатации электрической сети бытового назначения целесообразней разбить ее на несколько линий, где на каждую установить выключатель автоматический, плюс общий на всю систему в целом.

Высоковольтные автоматические выключатели: виды приборов, схемное исполнение, принцип работы

Главная страница » Высоковольтные автоматические выключатели: виды приборов, схемное исполнение, принцип работы

Работа электротехнических энергетических систем характерна наличием функции быстрого отключения неисправного сегмента энергосистемы за кратчайший промежуток времени. Моментальное отключение (изолирование) дефектного участка снижает степень влияния неисправности непосредственно на целую систему, способствует сохранению стабильности и надёжности энергетической схемы в целом. Основным элементом такого рода защиты выступает датчик определения состояния неисправности — устройство инициирования сигнала отключения, подаваемого на высоковольтный автоматический выключатель. Это устройство защиты, в принципе, наделяется надежностью, избирательностью, чувствительностью, скоростью и стабильностью действия. Рассмотрим такие устройства.

Высоковольтный автоматический выключатель (прерыватель, размыкатель)

Автоматический выключатель – устройство, также известное как управляемый автоматически высоковольтный переключатель, срабатывает при обнаружении неисправности, прерывая течение тока. Существуют различные исполнения высоковольтных автоматических выключателей — от малогабаритных устройств, до громоздких распределительных приборов под защиту слаботочных и высоковольтных цепей, соответственно. Наибольшее распространение в области электротехники получили четыре типа высоковольтных автоматических выключателя:

  1. Масляный
  2. Воздушный
  3. Элегазовый (гексафоторид серы — SF6)
  4. Вакуумный.

Общий принцип действия для всех отмеченных типов приборов фактически одинаков. Конструктивно автоматический выключатель высоковольтного исполнения имеет два контакта — фиксированный и подвижный. Нормальные условия работы предполагают состояние обоих контактов в закрытом положении – присутствует электрическая связь одного с другим.

Когда высоковольтный автоматический выключатель срабатывает в момент появления неисправных сегментов энергосистемы, подвижный контакт перемещается, разрывая цепь нормального состояния. Разрыв двух контактов блокирует течение тока, однако в результате разрыва между контактами образуется дугообразная формация, характерная для высоковольтных цепей.

Один из вариантов исполнения высоковольтного автоматического устройства в реальном примере эксплуатации электрических энергетических сетей

Чтобы исключить пагубное влияние электрической дуги, контактная группа помещается внутрь закрытой камеры, благодаря чему организуется изолирующая среда. Такая изолирующая среда обычно дополняется газовой или жидкостной составляющей. По сути, имеет место конструкция гашения электрической дуги.

Масляный высоковольтный электрический выключатель

Масляный тип автоматического выключателя – давно разработанная, но до сего дня успешно эксплуатируемая конструкция высоковольтных сетей. Архитектура масляного контура устройства отличается простым исполнением.

Состоит прибор из токоведущих контактов, заключенных в прочный, защищённый от внешней среды и заземлённый металлический резервуар с трансформаторным маслом. Используемое масло одновременно действует как дугогасительная среда и как изолятор между токоведущей частью и земляной шиной.

С момента выпуска первой конструкции, масляный прибор постоянно совершенствовался, но без существенных изменений основных характеристик — простоты конструкции и способности надёжной блокировки течения тока.

Применяются высоковольтные масляные автоматические выключатели двух типов:

  1. С большим объёмом масла
  2. С малым объёмом масла

На картинке ниже показана концепция схематичного исполнения высоковольтного масляного выключателя в двух концептуальных вариациях – существенно удешевлённых, но надёжных в эксплуатации.

Конструктивное исполнение масляных приборов: А – с большим объёмом масла; Б – с малым объёмом масла; 1 – фиксированный контакт; 2 – подвижный контакт; Н – направление движения штока; 3 – подвижный пистон (масляный насос); 4 – дуга; 5 – образование углерода; М – область заполнения маслом

Конструкция масляного автоматического выключателя под высокое напряжение характерна ещё одним моментом. Не требует специальных устройств, необходимых для управления электрической дугой, вызванной разрывным действием на контактном терминале.

Выключатель высоковольтный автоматический на малый объём масла

Основными частями малообъёмного масляного автоматического выключателя, за исключением полюсов, являются базовая рама и конструкция механизма сохранения энергии открытия / закрытия (рабочий механизм).

Открывающая пружина механизма сохранения энергии заряжается автоматически в момент действия закрытия. Закрывающая пружина заряжается, либо с помощью электродвигателя (встроенный привод), либо при помощи съёмного кривошипа.

Полюс малообъёмного масляного выключателя содержит:

  • изоляционный цилиндр,
  • дугогасительную камеру,
  • неподвижные и подвижные контакты,
  • направляющие.
  • камеру расширения газа,
  • клеммы,
  • масляный поддон,
  • -пробки для слива и залива масла,
  • индикатор уровня масла.

Конструкция дугогасительной камеры малообъёмного масляного выключателя допускает исполнение осевого или радиального типа вентиляции. Нередко используется комбинированный вариант конструкции. Осевой тип вентиляции создает высокое давление газа, обеспечивает высокую изоляционную способность. Радиальный тип вентиляции создаёт низкое давление газа и обеспечивает относительно низкую диэлектрическую прочность.

Воздушный автоматический выключатель

Конструкция, кратко обозначаемая в иностранной транскрипции аббревиатурой — «ACB» (Air Circuit Breaker), представляет тип устройства, действующего на основе высокого давления атмосферного воздуха.

Этот вид приборов разработан несколько позже высоковольтного масляного выключателя и на текущий момент практически полностью заменил масляные конструкции в сегменте приборов под средний уровень рабочих напряжений высоковольтных сетей. Практика показала – предпочтительным внедрение воздушных устройств видится под рабочее напряжение до 15 кВ.

Структурная схема высоковольтного воздушного выключателя: 1 – отводы дугогасительной камеры; 2 – терминал; 3 – полый изолятор; 4 – ресивер под сжатый воздух

Принцип работы высоковольтного воздушного автоматического выключателя несколько отличается от других типов подобных приборов. Основная задача любого автоматического выключателя — создание ситуации, когда изоляционный промежуток между разомкнутыми контактами выдерживает послеаварийное напряжение высоковольтной системы, предотвращая восстановление электрической дуги после прерывания течения тока.

Автоматический высоковольтный воздушный выключатель предназначен под ту же цель, но способ достижения результата немного иной. Прибор создаёт напряжение дуги больше напряжения питания, тем самым обеспечивая прерывание горения.

Устройством «ACB» используются три разных способа увеличения напряжения дуги:

  1. Охлаждение плазмы дуги.
  2. Увеличение длины пути дуги.
  3. Увеличение напряжения дуги.

Существует несколько модификаций воздушных автоматических высоковольтных выключателей. Рассмотрим некоторые конструкции, традиционно применяемые в энергетике.

Поперечно-дутьевой автоматический выключатель высоковольтный

Конструкция характерна таким исполнением, когда поток воздуха протекает точно под прямым углом по отношению к электрической дуге. Концепция поперечно-дутьевой схемы также основана группой из двух контактов неподвижного и подвижного. Когда подвижный контакт начинает движение на разрыв, образуется электрическая дуга. Однако продувка воздуха между контактами устраняет (фактически гасит) дуговое пламя.

Выключатель аксиальный (осевой) с эффектом форсированного дутья

Этот вид автоматического воздушного выключателя также имеет комбинацию неподвижного и подвижного контакта. Движение подвижного контакта поддерживается за счёт пружины, функционирующей так, чтобы возвращать подвижный контакт в исходное положение.

Конструкция высоковольтного аксиального выключателя с форсированным дутьём содержит:

  • дугогасительную камеру,
  • воздушный клапан,
  • резервуар под воздух,
  • серию изоляторов.

На картинке ниже показана концептуальная схема аксиального выключателя с форсированным дутьём.

Структурная схема аксиального воздушного прибора: 1 – фиксированный контакт; 2 – дугогасительная камера; 3 – воздушный клапан; 4 – воздушный ресивер; 5 – пистон; 6 – упорная пружина; 7 – подвижный контакт; 8 — нормальный воздушный зазор под рабочее напряжение; 9 – серия изоляторов

В нормальном рабочем состоянии контактная группа зафиксирована закрытым положением. В этом состоянии дугогасительная камера отсечена от воздушного резервуара клапаном. На случай неисправности вырабатывается импульс отключения, которым клапан активируется (открывается).

Каждый электрик должен знать:  Лучшие производители посудомоечных машин – рейтинг 2020 года

Потоком воздуха подвижный контакт группы отталкивается в сторону, противоположную давлению пружины. Соответственно, образуется электрическая дуга, но быстро гасится высоким давлением воздуха.

Элегазовый высоковольтный автоматический выключатель (SF6)

Тип автоматического выключателя, где используется газ — гексафторид серы (SF6). Конструкция имеет прямое отношение именно к высоковольтным автоматическим выключателям, в первую очередь, по причине эффективного гашения дуги и хороших изоляционных свойств.

Газ гексафторид серы обладает свойствами высокой степени электро-отрицательности. Исполнение выключателя SF6 типа «Puffer» часто встречается в электроэнергетике

Конструкция традиционно содержит группу фиксированного и подвижного контактов. В текущей конфигурации устройства цилиндра является подвижной частью, тогда как поршень имеет фиксированное состояние. Цилиндр совмещён с подвижным контактом выключателя.


Структурная схема действия элегазового прибора: 1 – сопло; 2 – фиксированный контакт; 3 – фиксированный поршень; 4 – подвижный контакт; 5 – подвижный цилиндр; 6 — гексафторид серы (SF6); 7 – электрическая дуга; А – нормальное состояние; Б – аварийное состояние

Когда подвижный контакт приходит в движение, газ сжимается благодаря фиксированному положению поршня. В результате разрыва контактов образуется электрическая дуга, но учитывая высокую электро-отрицательность элегаза, высвобождающиеся электроны быстро поглощаются с образованием отрицательных ионов. Соответственно, наблюдается эффект гашения электрической дуги.

Вакуумные высоковольтные автоматические выключатели

Конструкция вакуумного выключателя «VCB» (Vacuum Circuit Breaker) относится к категории высоковольтных приборов, однако предназначенных для работы под напряжением средней величины.

Работа вакуумного автоматического выключателя отличается от других (отмеченных выше) высоковольтных устройств подобного класса. Гашение дуги происходит в условиях вакуума. Размыкание / замыкание контакта и связанные с этими действиями дуговые помехи, имеют место непосредственно в вакуумной камере (вакуумный прерыватель).

Исполнение «VCB» демонстрирует диэлектрическую прочность вакуума на более высоком уровне, чем, например, показывает конструкция прибора «SF6». Поскольку диэлектрическая прочность очень высока, электрическую дугу допустимо гасить в пределах небольшого развода контактов.

Разделение контактов проходит в течение микросекунд, но этого времени достаточно для высокого нагрева поверхностей. При высокой температуре металл начинает испаряться, чем создаёт токопроводящий путь для образования электрической дуги.

Структурная схема вакуумного высоковольтного прибора: 1 – фиксированный контакт; 2 – торцевой экран; 3 – торцевой поддерживающий фланец; 4 – дуга; 5, 8 – сильфонный шит; 6 – подвижный контакт; 7 – сильфон; 9 – экран конденсата; 10 – электроды; 11 – изоляционная оболочка

Между тем свою роль играет исключение ионизации в условиях вакуума. Соответственно, образование дуги устраняется. При достижении нулевого тока, прибор «VCB» генерирует высокую диэлектрическую прочность, предотвращая восстановление дуги.

Заключительный штрих под высоковольтные автоматические выключатели

Описанное выше оборудование следует рассматривать, исходя из концепции применения. Каждый прибор обладает индивидуальными характеристиками в диапазоне низкого, среднего, высокого напряжений, с точки зрения защиты энергосистемы.

Способы передачи энергии требуют эффективных автоматических выключателей для устранения неисправности, а конфигурация зависит от характеристик дефектов. Природное явление — не единственный фактор дефектов.

Существуют ещё ряд факторов, которые способны вызывать неисправности. Это и человеческие ошибки, ошибки приборов, установки и настройки. Поэтому система защиты всегда требуется на электрической подстанции.

Приводы высоковольтных выключателей. Их устройство и назначение

Приводы выключателей служат для ручного и автоматического включения и отключения выключателя и удерживания его во включенном положении. В любом приводе имеется механизм свободного расцепления, отсоединяющий механизм привода от механизма выключателя при его отключении. Типы приводов к выключателям приведены в следующей таблице.

Типы приводов к выключателям,
применяемых в городских электросетях.

Привод Выключатель Характеристика приводов
ПРА-10 ВМБ-10 Ручной
ПР-17, ПРА-17 ВНП-16, Вн-16, ВНз-16, ВНП-17, ВНПз-17 Ручной
ПРБА ВМГ-133 Ручной
УГП ВМБ-10, ВМГ-133 Пружинно-грузовой
УПГП ВМГ-133, ВМБ-10 Пружинно-грузовой
ППМ-10 ВМГ-133, ВМП-10 Пружинный
ПП-61, ПП-67 ВМГ-133, ВМП-10, ВМГ-10 Пружинный
ВМП-10П ВМП-10П Пружинный
ВМПП-10 ВМПП-10 Пружинный
ППВ-10 ВМГП-10 Пружинный
ППР-21 ВГ-10М Пружинный
ПЭ-11 ВМГ-133, ВМГ-10, ВМП-10, ВМП-10К Электромагнитны

Примечание. Приводы ПРБА, УГП, УПГП, ПП-61 в настоящее время промышленностью не выпускаются, но находятся в эксплуатации в действующих сетях.

Привод ручной автоматический ПРА-17 (смотри рисунок ниже) с механизмом свободного расцепления, позволяющим отключать как вручную, так и автоматически с помощью встроенного электромагнита, предназначен для управления выключателями нагрузки и состоит из чугунного литого корпуса 4, вала привода 10, на котором закреплен секторный рычаг 8, соединенный гнутой вилкой 9 и тягой с рычагом на валу выключателя.

На рукоятке ручного отключения 1 размещены отключающая собачка 11 и защелка 6. Выключатель нагрузки во включенном положении удерживается приводом, а отключается дистанционно с помощью электромагнита и вручную рычажком ручного отключения 2, расположенным на рукоятке привода. Для включения выключателя следует нажать на рычажок ручного отключения 2, при этом рукоятка 1 опускается вниз и привод подготовлен к включению выключателя, для чего необходимо рукоятку быстро поднять вверх до упора.

Привод рычажный блинкерный автоматический ПРБА (смотри рисунок ниже) состоит из чугунного корпуса 8, крышки 4, релейной коробки 7, рычага управления 2 и указателя положения механизма привода 10. В задней стенке корпуса имеется окно для прохода тяги 9 к выключателю. В крышке предусмотрено отверстие для рычага управления. В релейной коробке размещены реле.

Когда привод включен, рычаг управления находится в верхнем положении, когда отключен — в нижнем положении 2′. Указатель служит для сигнализации автоматического отключения выключателя. Во включенном положении привода указатель 10 находится в нижнем наклонном положении и загораживается крышкой привода. При автоматическом отключении выключателя указатель занимает горизонтальное положение 10′ и находится впереди корпуса привода. Для приведения в соответствие положения рычага управления и механизма привода (рычаг в положении «включен», механизм привода отключен) необходимо рычаг управления опустить вниз. При этом указатель также опустится вниз.

Включение привода осуществляется движением рычага управления 2 снизу вверх: система рычагов внутри привода, связанная с помощью тяги 9 с выключателем, произведет его включение. Отключение привода производится вручную или автоматически, при этом происходит свободное расцепление системы рычагов с тягой выключателя и выключатель под действием своих отключающих пружин отключается.

Пружинно-грузовой привод УПГП и пружинные приводы ППМ-10 (смотри рисунок ниже, а), ПП-61 и ПП-67 (смотри рисунок ниже, б) предназначены для ручного управления выключателями, осуществления автоматического отключения и повторного включения (АПВ), а также автоматического включения резерва (АВР).

Включение выключателя пружинно-грузовым приводом происходит за счет энергии предварительно заведенных (растянутых) пружин и энергии груза, поднятого в верхнее положение. Завод пружины и поворот груза в верхнее положение производят вручную или с помощью зубчатого моторного редуктора (АМР), расположенного в верхней части привода.

Включение выключателя пружинным приводом ППМ-10 происходит за счет энергии предварительно заведенной спиральной пружины, приводами ПП-61 и ПП-67 — за счет энергии предварительно заведенных цилиндрических пружин. Заводят пружины также вручную или с помощью АМР. Операции по включению и отключению пружинных приводов ПП-61 и ПП-67 с редукторами АМР производят в такой последовательности: нажатием кнопки, установленной на камере КСО, включают мотор, в результате начинают вращаться редуктор и шестереночная передача, которая заводит (растягивает) пружины привода и подготовляет привод к включению.

При нажатии кнопки «Вкл» в приводе выключателя запирающий механизм привода освобождает включающие пружины, которые сжимаются, и под их действием выключатель включается. Для отключения выключателя нажимают кнопку «Откл» в приводе, при этом происходит расцепление защелки зацепа привода с рычагом вала и выключатель под действием своих пружин отключается.

Если выключатель предназначен для автоматического включения резерва, то включают мотор, который заводит пружины, и пружины остаются в заведенном положении при отключенном выключателе. При срабатывании реле, находящегося в электрической схеме АВР, подается импульс на отключающую катушку, расположенную в приводе, ударник катушки освобождает запирающий механизм привода, и выключатель под действием пружин привода включается. При отсутствии АВР приводы ПП-61 и ПП-67 заводят вручную специальными рычагами, вставляющимися в .привод. Автоматическое отключение выключателя можно осуществлять реле, встроенными в приводы.

Приводы ВМП-10П и ВМПП-10 являются также пружинными, но встроены в выключатель ВМП-10. Пружины в приводе ВМП-10П заводятся электромагнитом постоянного тока, т. е. для его управления требуется аккумуляторная батарея или выпрямительное устройство, а в приводе ВМПП-10 — электродвигателем.

Привод пружинный выносной ППВ-10 предназначен для работы с выключателем ВМГП-10. Включение выключателя происходит за счет энергии предварительно заведенных двух спиральных пружин. Завод пружин осуществляется электродвигателем или вручную.

Электромагнитные приводы постоянного тока ПС и ПЭ состоят из рычажного механизма, электромагнитов включения и отключения и различных блок-контактов. Потребляя электроэнергию в процессе включения, эти приводы создают тяговые усилия в электромагнитной катушке с сердечником. Сердечник, взаимодействуя с системой рычагов, производит включение выключателя. Приводы обеспечивают автоматическое отключение выключателя с помощью встроенных в них отключающих электромагнитов, а также приспособлены и для ручного отключения. Электромагнитные приводы работают на постоянном токе при напряжении 110 и 220В. Наиболее распространен привод ПЭ-11, преимуществами которого являются простота и надежность в эксплуатации. С помощью этого привода возможно дистанционное управление выключателем. Особенностью его является необходимость выпрямительного устройства или наличие источника постоянного тока (аккумуляторная батарея).

ПРИВОДЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРИВОДОВ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

ПРИВОДЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА ФОТО:


ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИВОДЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Электромагнитный привод предназначен для дистанционного и автоматического включения и отключения выключателей. Недостатком электромагнитных приводов является значительный ток, потребляемый катушками включения (до 100 А). Электромагнитные приводы для наружных установок тина ШПЭ/44 и ПШЭ/44П снабжены единым унифицированным механизмом и сменными электромагнитными блоками, выбираемыми в зависимости от типа выключателя, что является достоинством этих приводов. Для масляных выключателей ВМГ-10, ВМП-10, ВМП-10К, ВМП-10Э и ВМП-35 применяется привод ПЭ-11, для выключателей МГГ-10 привод ПЭ-21, для выключателей МКП-110 привод ШПЭ. Электромагнитные приводы, как правило, работают на постоянном токе при напряжении 110-220 В. Электромагнитные приводы ПЭ состоят из рычажного механизма, электромагнитов включения и отключения и различных блок-контактов. Потребляя электроэнергию в процессе включения, эти приводы создают тяговые усилия в электромагнитной катушке с сердечником. Сердечник, взаимодействуя с системой рычагов, производит включение выключателя. Приводы обеспечивают автоматическое отключение выключателя с помощью встроенных в них отключающих электромагнитов, а также приспособлены и для ручного отключения. Привод ПЭ-11 наиболее распространен, его преимуществами являются простота и надежность в эксплуатации. С помощью этого привода возможно дистанционное управление выключателем. Особенностью его является необходимость выпрямительного устройства или наличие источника постоянного тока (аккумуляторная батарея).

ПРУЖИННЫЕ ПРИВОДЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

В пружинных приводах энергия, необходимая для включения выключателя запасается в спиральной или цилиндрической пружине, встроенной в маховик. Пружина автоматически заводится через редуктор с помощью электродвигателя мощностью до 1 кВт. Пружинный привод не требует мощного источника постоянного тока подобно электромагнитному. В настоящее время наибольшее применение находит пружинный привод ПП-67, предназначенный для управления выключателями ВМГ-10 и ВМП-10 при внутренней установке и для управления выключателями ВМП-35П при наружной установке. Привод устанавливают в отдельном шкафу ШПП-63. В привод ПП-67 встроены два электромагнита для дистанционного включения и отключения и не более пяти отключающих элементов защиты (реле максимального тока — РТМ, реле минимального напряжения — РНМ и электромагниты релейного отключения — РЭ).

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Пневматические приводы создают усилие на включение выключателя за счёт сжатого воздуха, который подается в цилиндр с поршнем, заменяющий элемент выключателя. Такие Эл. Приводы требуют установки компрессоров.

ОСНОВНЫЕ СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ПРИВОДОВ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

· силовое устройство, служащее для преобразования подведенной к приводу энергии в механическую;

· операционный и передаточный механизмы, служащие для передачи движения от силового устройства к механизму выключателя и для удержания его во включенном положении;

В основном используются ручные, но встречаются и моторные. В ручных приводах разъединителей обычно используются червячные передачи для зацепления ножей разъединителя, а так же отдельные приводы, которые блокируются приводами главных ножей, для исключения возможности включения заземляющих ножей при выключенных главных ножах. Во всех приводах предусмотрены блок-контакты для сигнализации положения ножей блокировки. В разъединителях наружной установки привод главных ножей с электродвигателем, а заземляющих ножей – ручной.

Виды высоковольтных выключателей и их различия

Одним из важных принципов, которым руководствовались изначально проектировщики электрических сетей, является безопасная и эффективная передача электроэнергии потребителю. Ключевая роль отведена высоковольтному выключателю (ВВ) – защитно-коммутационному аппарату, который выполняет функцию включения (выключения) отдельного участка электрической цепи или электрооборудования от общей энергосистемы за считанные доли секунды, причем как при нормальных условиях, так и в аварийных режимах без снятия нагрузки. В зависимости от конструктивного исполнения, управление высоковольтным выключателем может быть ручным, автоматическим, дистанционным и комбинированным.

Короткое замыкание (к.з.) – самый тяжелый режим работы высоковольтного выключателя, к которому уделяют пристальное внимание при проектировании ВВ. Объяснением особого подхода служит процесс возникновения электрической дуги между расходящимися контактами в момент размыкания. Интенсивность дуги зависит от силы тока в электрической сети при срабатывании ВВ, которая в режиме к.з. превышает все допустимые величины. Поэтому коммутационный аппарат снабжают дугогасительными системами, которые способны подавить («разорвать») дугу за доли секунды. В зависимости от ситуации применяют различные по быстродействию высоковольтные выключателинебыстродействующие (время выключения 0.12-0.25 с), умеренного действия (0.08-0.12 с), быстродействующие (0.06-0.08 с) и сверхбыстродействующие (до 0.06 с). Кроме дугогасительного устройства каждый ВВ в своей конструкции имеет взрывобезопасный корпус, токоведущие и изоляционные элементы, контактную систему и приводное устройство, которое может быть с электромагнитным, пружинным, пневматическим или гидравлическим механизмом.

Производят высоковольтные выключатели рассчитанными на номинальные токи до 50 кА, номинальное напряжение от 6 до 750 кВ при отключаемой мощности до 40*10 3 МВА. Основным отличием конструкции ВВ, по которому принято классифицировать выключатели, является способ гашения электрической дуги. По этому признаку ВВ бывают масляные, воздушные автопневматические, воздушные выключатели, автогазовые, элегазовые, электромагнитные и вакуумные. У масляного выключателя дуга гасится в масляной среде. Эта группа высоковольтных выключателей состоит из маломасляных выключателей, в которых масло служит только средой гашения дуги, и баковых выключателей с большим объемом масла, которое помимо основной функции играет роль изолятора токоведущих частей.

В элегазовых выключателях статус дугогасящей среды получил электропрочный газ SF6 (элегаз), который циркулирует внутри системы выключателя и не выбрасывается наружу. В момент гашения дуги автопневматический аппарат направляет элегаз, сжатый поршневым устройством, в зону коммутации. По количеству газа элегазовые ВВ различают колонкового и бакового типа.

Для гашения дуги вакуумных высоковольтных выключателей используют такую характеристику вакуума как электрическая прочность, которая в десятки раз превышает показатели газа при атмосферном давлении. В момент размыкания контактов образуется вакуумная дуга, которая получается путем испарения частиц металла, по которому проходит ток. Дуга существует малый промежуток времени (7-10 микросекунд), пока синусоида тока не достигнет нулевой отметки.

В воздушных высоковольтных выключателях гашение плазменной дуги, возникающей при коммутационных процессах, происходит с помощью потока сжатого воздуха, получаемого от компрессора и хранящегося в ресивере. Зачастую в параллель к дугогасящим контактам присоединяют шунтирующее сопротивление, которое помогает погасить плазменную дугу.

Каждый электрик должен знать:  Монтаж электрооборудования на мостовых кранах

Воздушный автопневматический высоковольтный выключатель не нуждается в установке дополнительного оборудования для образования потока воздуха, гасящего дугу. Сжатие воздуха осуществляется отключающей пружиной привода ВВ, которая приводит в движение поршень, нагнетающий атмосферный газ в дугогасящую камеру. В отличие от воздушных типов высоковольтных выключателей автогазовые выключатели используют для гашения дуги газ, выделяемый из стенок дугогасящей камеры (в ее состав входит вулканизированная фибра, мочевиноформальдегидная смола и т.п.) под воздействием высокой температуры коммутационного процесса размыкания контактов. В основном автогазовые выключатели выступают в роли выключателей нагрузок и используются только для коммутации нагрузок под номинальным значением тока. От сверхтоков и токов короткого замыкания потребителей защищают плавкие предохранители с кварцевым наполнителем.

В электроустановках с частыми коммутационными операциями чаще всего устанавливаются электромагнитные выключатели. Гашение дуги в данном типе высоковольтного выключателя осуществляется путем значительного приумножения сопротивления плазмы из-за увеличения её длины под действием электромагнитного поля и низких температур в дугогасящей камере.

Различают высоковольтные выключатели не только по конструктивному признаку, но и по назначению. Самым распространённым является сетевой ВВ, рассчитанный на напряжение от 6 до 750 кВ. Его задачей является пропускание, коммутация тока при нормальных условиях работы электрической цепи, а также отключение питания при возникновении аварийных ситуаций (например, режим короткого замыкания).

Следующий вид высоковольтных выключателей – генераторный. Он рассчитан на коммутацию напряжения от 6 до 20 кВ и применяется исключительно в цепях электрических машин, таких как мощные электродвигатели, генераторы, синхронные компенсаторы и т.п. Выполняет функции, схожие с функциями сетевого ВВ. Отличительная особенность генераторного выключателя – это большие значения тока отключения и номинального тока, которые могу достигать 10 000 А. В качестве генераторного выключателя чаще всего используется электромагнитный ВВ из-за устойчивости к частым коммутациям. В свою очередь, в электрических цепях электротермического оборудования (например, сталеплавильные печи) используются специально разработанные выключатели напряжения, рассчитанные на напряжение от 6 до 220 кВ. При разработке ВВ учитывались особенности термического процесса.

В сетях до 10 кВ повсеместно для коммутации малых нагрузок (порядка 3-10 МВА) применяются высоковольтные выключатели, которые получили название «выключатели нагрузки» (ВН). ВН рассчитаны для коммутации в нормальном режиме и не предназначены для разрыва сверхтоков, возникающих при коротком замыкании.

Воздушные высоковольтные выключатели считаются наименее эффективным типом из-за своих внушительных габаритов и дороговизны обслуживания, поэтому на электростанциях (или других объектах) происходит постепенная модернизация с заменой их на ВВ с иным принципом действия. Важным параметром, которым нельзя пренебрегать при выборе модели аппарата, является механическая прочность ВВ, которая зависит от конструкции – чем она проще, тем выше механическая прочность. Среди рассмотренных типов высоковольтных выключателей самый высокий показатель прочности имеет вакуумный выключатель, а наименьший – масляный выключатель.

Электрическая прочность дугогасящей среды – следующий критерий сравнительной характеристики, которым часто руководствуются при подборе необходимого ВВ. Элегазовая среда гашения дуги обладает самыми высокими диэлектрическими параметрами, особенно при напряжении выше 110 кВ. При напряжении до 110кВ вакуумная дугогасящая среда не уступает по электрической прочности элегазовой. Наименьший показатель прочности у масляного выключателя, что объясняется низкой устойчивостью масла к высоким температурам и его испарением при возникновении дуги горения.

Важным параметром любого типа высоковольтного выключателя принято считать коммутационный ресурс выключателя (общее количество рабочих циклов). Количество циклов выключения/включения, которое может осуществить выключатель, связано с силой тока коммутации – с ростом величины тока снижается срок службы составных частей оборудования. Каждый высоковольтный выключатель рассчитан на конкретное (гарантированное) количество «разрываний» электрической сети. К недостаткам вакуумных причисляют тот факт, что по исчерпанию коммутационного ресурса его необходимо поменять, из-за невозможности проведения работ по замене компонентов выключателя. В свою очередь, у элегазовых и электромагнитных высоковольтных выключателей по окончании коммутационного ресурса есть возможность проведения капитального ремонта, в процессе которого происходит общий осмотр выключателя, проверяется степень износа элементов конструкции аппарата и выносится заключение о дальнейшем сроке эксплуатации ВВ. Масляный выключатель по истечении коммутационного ресурса также подлежит восстановлению, но со значительно меньшим межремонтным периодом.

В большинстве случаев после семи раз срабатывания выключателя при возникновении токов короткого замыкания предписано проводить капитальные работы по ремонту коммутационного аппарата. Главным образом это связано с тем, что трансформаторное масло (дугогасящая среда) теряет свои изоляционные свойства и способность гасить дугу и подлежит обязательной замене.

Если сравнивать вес разных типов высоковольтных выключателей для работы с напряжением 110 кВ, то масляные выключатели обладают в несколько раз большими габаритными размерами и массой, чем элегазовые или вакуумные при схожих эксплуатационных характеристиках.

Невозможно со стопроцентной вероятностью определить, какой выключатель надежней всех остальных, так как коммутационный ресурс, механическая прочность, быстрота реагирования на аварийные ситуации и прочие параметры зависят от качества сборки и материалов, из которых изготовлены составные части конструкции выключателя. Важным критерием, указывающим на надежность высоковольтного выключателя, считается гарантийный срок обслуживания того или иного типа выключателя.

В последнее время все яснее видна тенденция производителей высоковольтных выключателей – это создание аппаратов интеллектуального типа. Такие современные модели в своей основе имеют вакуумный выключатель с интегрированными в него приборами, которые выполняют три основных функции – защита, коммутация и измерения. Все входящие в состав выключателя функциональные модули (модуль связи, модуль бинарного входа/выхода, вычислительный модуль) соединены в одну общую систему. Они непрерывно в реальном времени обмениваются информацией, несомненно увеличивая коммутационные характеристики выключателя. Многие инновационные энергокомпании переводят свои объекты на использование ВВ интеллектуального типа. Произвести монтаж, наладку или капитальный ремонт высоковольтного выключателя могут сотрудники компании ЭДС-ИНЖИНИРИНГ, которые имеют многолетний опыт работы с электротехническим оборудованием.

Пружинный привод высоковольтного выключателя

О П И С А Н И Е 38645I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства № 289454

Заявлено 05.1Ъ .1971 (№ 1641041f24-7) с присоединением заявки №

Опубликовано 14.VI.1973. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 22.IX.1973. т1. Кл. Н 011т 33 40

Комитет по делам изобретений н открытий прн Совете Министров

УДК 621.316,542.027.3.067. .4 (088.8) Авторы изобретения

В. Л. Луковец, Р. И. Гордиенко и В. П, Турский

ПРУЖИННЫИ ПРИВОД ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Изобретение относится к пружинным приводам для силовых высоковольтных выключателей.

Известен по основному авт. св. № 289454 пружинный привод высоковольтного выключателя, содержащий заводное устройство рабочих пружин и винтовую пару, состоящую из винтовой части, выполненной на внешней стороне регулируемой втулки, установленной на барабане пружинного энергоносителя, и диск-гайки с направляющими, жестко связанными с валом привода. При относительном вращении указанных барабана и вала дискгайка перемещается в аксиальном направлении и через промежуточные звенья приводит в соответствующее положение блок-контакты управления и сигнализации, указатели положения и т. п.

Пружинные приводы такой конструкции обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими известными приводами.

Они используются во многих опытно-конструкторских разработках. Однако в некоторых конструкциях приводов специального назначения требуется хороший доступ к рабочим пружинам, заключенным в барабане.

С целью упрощения конструкции и улучшения компоновки в предложенном приводе втулка, на которой выполнена винтовая часть винтовой пары, жестко закреплена на торцовой крышке барабана, а направляющие дискгайки установлены на рабочем элементе передаточного механизма, предназначенного для передачи движения от вала привода к валу выключателя. Причем указанные втулка или крышка .и диск-гайка снабжены упорами, взаимодействующими между собой в .конце заводки рабочих пружин.

Кроме того, с целью упрощения технологии сборки в торцовой крышке барабана выполнены отверстия, в которые входят при сборке направляющие диск-гайки.

На фиг. 1 и 2 показан предложенный пру>кинный привод, общий вид и разрез по Л вЂ” А.

15 На стальной сварной раме 1, являющейся корпусом привода, при помощи подшипников установлены вал 2 привода и вал 8 выключателя, который является промежуточным для передачи движения от вала привода к выклю20 чателю. На валу привода концентрически установлен барабан 4 пружинного энергоносителя, внутри которого заключены рабочие пружины 5, связанные одним концом с указанным барабаном, а другим концом с ва25 лом 2 привода. Барабан 4 энергоносителя установлен на валу 2 при помощи подшипников б и снабжен цилиндрической втулкой 7, на внешней стороне которой выполнена правая резьба. Причем втулка жестко закрепле30 на на торцовой крышке 8 барабана и выпол386451 нена регулируемой. Регулировка ее может быть осуществлена путем поворота крышки 8.

Необходимо отметить, что втулка и торцовая крышка могут быть выполнены в виде одной детали.

На винтовой части втулки установлена диск-гайка 9, снабженная направляющими10, которые установлены на рабочем элементе (щеке) 11 передаточного механизма, предназначенного для передачи движения от вала прпвода к валу выключателя. Передаточный механизм выполнен в виде эксцентрика, жестко установленного на валу 2 привода, обоймы 12 и закрепленной на ней тяги 18, шарнирно связанной с рычагом вала 8 выключателя.

Втулка 7 и соответственно барабан 4 пружинного энергоносителя с диск-гайкой 9 составляют винтовую пару. При этом диск-гайка через промежуточные звенья связана с блок-контактами управления устройством автоматической заводки, блок-контактами сигнализации и указателем положения (на чертеже.не показаны). Диск-гайка снабжена также упором 14 для взаимодействия в конце ручной заводки с упором 15, выполненным на торцовой, крышке 8, причем последний может иметь различную форму, а также может быть установлен на конце втулки 7. В данном случае важным является только то, чтобы он был жестко связан с барабаном 4. При установке упора 15 на конце втулки резьба винтовой пары должна быть левой. В этом случае при полностью раскрученных рабочих пружинах 5 диск-гайка 9 подходит к барабану

4 вплотную, и возможно заклинивание между рабочими элементами винтовой пары, вследствие возникновения значительных осевых усилий. Поэтому диск-гайку целесообразно снабжать вышеописанной блокировкой с обеих сторон, т. е. со стороны барабана и передаточного механизма. При этом упоры, устанавливаемые с обеих сторон диск-гайки, на торцовой крышке и втулке, могут быть выполнены в виде пальцев, выступов, углублений, незамкнутых концентрических пазов и другим образом, а также в виде различных их сочетаний. Кроме того, в торцовой крышке барабана выполнены отверстия 1б, в которые входят при сборке направляющие 10. В процессе сборки привода передаточный механизм сдвигается по валу 2 в сторону барабана 4, при этом втулка 7 может частично входить в отверстие 17, выполненное в щеке 11, а направляющие 10 входят в отверстия lб в торцовой крышке 8. После установки вала 2 привода передаточный механизм отодвигается на требуемое расстояние и жестко закрепляется на валу.

Для ручной и автоматической заводки рабочих пружин предусмотрено устройство, состоящее из роликовой обгонной муфты, одна из внешних обойм 18 которой предназначена для ручной заводки и снабжена рычагом 19, а другая 20 — предназначена для автоматп55

1. Пружинный привод высоковольтного выключателя по авт. св. Хо 298454, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения компоновки, втулка, на которой выполнена винтовая часть винтовой пары, жестко закреплена на торцовой крышке барабана, а направляющие диск-гайки установлены на рабочем элементе передаточного механизма, причем указанные втулка и диск-гайка ческой заводки и связана посредством рычага 21 и промежуточного редуктора 22 с электродвигателем 28 заводки. Внутренняя обойма обгонной муфты (на чертеже не показана) жестко связана с барабаном 4.

Фиксация и удержание подвижных рабочих органов привода в положении «включено» или

«отключено» осуществляется запорным устройством, установленным в правой части

>0 привода и связанным с его валом 2 (на чертеже запорное устройство закрыто крышкой).

Корпус привода закрыт съемной крышкой

24, на которой установлена ручка 25. На крышке предусмотрены окна для кнопки 2б ручного включения, кнопки 27 ручного отключения и указателя 28 положения.

Для производства операций включения и отключения необходимо завести рабочие пружины 5, что может быть осуществлено вруч20 ную (посредством рычага 19), или автоматически (электродвигателем 28), При этом вал 2 привода удерживается запорным устройством.

Во время заводки рабочих пружин барабан4 совместно с втулкой 7 вращается по часовой

25 стрелке (со стороны обгонной муфты), а дискгайка 9 перемещается в аксиальном направлении,к барабану. Так как диск-гайка через промежуточные звенья связана с блок-контактами управления устройством автоматической

З0 заводки и сигнализации, то в конце заводки блок-контакты разрывают цепь питания электродвигателя 28 и замыкают цепь сигнализации о положении рабочих пружин. Если же заводка рабочих пружин осуществляется

З5 вручную, то упор 15 торцовой крышки 8 входит в зацепление с упором 14 диск-гайки, и барабан стопорится. При этом упоры 14 и 15 установлены и отрегулированы таким образом, что входят в зацепление между собой

40 только после срабатывания блок-контактов и разрыва цепи питания электродвигателя 28.

Включение и отключение выключателя осуществляется путем поворота вала 2 привода соответственно на каждые 180 за счет потен45 циальной энергии, накопленной в пружинном энергоносителе. Полный цикл «включение— отключение» осуществляется при повороте вала 2 на 360 . При этом вращение вала 2 привода преобразуется в колебательное движе50 ние промежуточного вала 8 при помощи передаточного эксцентриково-рычажного механизма.

Составитель С. Шутова

Техред Е. Борисова

Корректор Т. Гревцова


Редактор Л. Францевич

Заказ 2564 9 Изд. № 1658 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, гК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 снабжены упорами, взаимодействующими между собой в конце заводки рабочих пружин, 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что, г (»

Фиг 1,4 с целью упрощения технологии сборки, в торцовой крышке барабана выполнены отверстия, в которые входят при сборке направляющие диск-гайки.

Конструкция и принцип действия

Устройство и работа выключателя

Выключатель представляет собой аппарат трёхполюсного исполнения с функционально зависимыми полюсами со встроенным приводом. Операции включения осуществляются приводом прямого действия за счет тягового усилия электромагнита включения (выключателей с электромагнитным приводом) или приводом косвенного действия за счёт тягового усилия пружины включения (выключателей с пружинным приводом). Отключение выключателя (в том числе автоматическое отключение при токах короткого замыкания или перегрузках) осуществляется за счет энергии, запасенной пружиной отключения выключателя при включении.

Гашение дуги в выключателе осуществляется вакуумными дугогасительными камерами (КДВ). Электрическая дуга, благодаря специальной форме контактов, создающих собственное продольное (аксиальное) магнитное поле с диффузионной формой горения дуги, распадается и гасится при переходе тока через ноль. Благодаря высокой электрической прочности вакуумного промежутка в течение долей секунды между контактами восстанавливается напряжение.

Выключатель состоит из трех полюсов, закрепленных на корпусе привода выключателя. Каждый полюс содержит вакуумную дугогасительную камеру, механизм дополнительного поджатия контактов КДВ и токовыводы.

1) Пружинный привод состоит из электромагнита взвода пружины, пружины включения, электромагнита включения, блока механических защёлок, демпфирующего гидравлического устройства, электромагнита отключения и аварийных расцепителей. Электрическая схема блока питания и управления выключателем собрана на панели, закреплённой в корпусе привода.

Каждый электрик должен знать:  Можно ли клеить светодиодную ленту на металл

2) Электромагнитный привод состоит из электромагнита включения, блока механических защёлок, демпфирующего гидравлического устройства, электромагнита отключения и аварийных расцепителей. Электрическая схема блока питания и управления выключателем собрана на панели, закреплённой в корпусе выключателя.

Включение выключателя

В исходном положении контакты камеры дугогасительной вакуумной разомкнуты, выключатель удерживается отключающей пружиной в отключенном положении.

1) Оперативное включение выключателя с пружинным приводом производится нажатием кнопки «ВКЛ» или подачей напряжения на включающий электромагнит, при этом пружина включения, предварительно взведённая электромагнитом заводки или вручную, поворачивает вал привода. Рычаги, связанные с валом тяговыми изоляторами, замыкают контакты КДВ и создают усилие поджатия контактов КДВ. Одновременно при повороте вала производится взвод отключающей пружины, переключение блок—контактов узла контактного и постановка на механическую защелку. Происходит включение выключателя. После включения выключателя автоматически подается команда на электромагнит взвода пружины включения.

Для ручного влючения выключателя с пружинным приводом необходимо предварительно рычагом взвести включающую пружину. После чего производится как оперативное, так и неоперативное включение выключателя нажатием на кнопку «ВКЛ».

2) Оперативное включение выключателя с электромагнитным приводом производится подачей напряжения на электромагнит, якорь электромагнита втягивается и поворачивает вал привода. Рычаги, связанные с валом тяговыми изоляторами, замыкают контакты КДВ и создают усилие поджатия контактов КДВ. Одновременно при повороте вала производится взвод отключающей пружины, переключение блок контактов узла контактного и постановка на механическую защёлку. Происходит включение выключателя.

Ручное неоперативное включение выключателя с электромагнитным приводом осуществляется поворотом вала рычагом.

Ручное включение выключателя с электромагнитным приводом под нагрузку запрещается!

Отключение выключателя

При подаче сигнала на электромагнит отключения или аварийного сигнала на один из расцепителей максимального тока, или на расцепитель минимального напряжения, или на расцепитель от независимого источника тока тяги электромагнитов воздействуют на защелку. Блок защелок освобождает вал привода. За счет энергии, запасенной пружинами поджатия контактов КДВ блоков дугогасительных и отключающей пружины, вал привода выключателя возвращается в исходное положение. Происходит отключение выключателя. Механизм привода подготовлен к включению.

Ручное оперативное и неоперативное отключение выключателя осуществляется красной кнопкой «ОТКЛ», расположенной на панели выключателя.

Выключатели высоковольтные. Назначение.

Высоковольтные выключатели ( включая их приводы ) предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением от 6 до 750 кВ включительно ( ГОСТ 687-78 ). Выключатели эксплуатируются в условиях умеренного и (или) холодного климата, предусмотренных для климатических исполнений У и (или) ХЛ категорий размещения 1, 2, 3, 4 по ГОСТ 15150-69 и удовлетворяют в части воздействия климатических факторов внешней среды в соответствии с требованиями ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89. Для маломасляных, воздушныхгенераторных, элегазовых и электромагнитных выключателей климатического исполнения У, категории размещения 3 нижнее значение рабочей температуры окружающего воздуха принимается равным минус 25 °С. Выключатели предназначены для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м, за исключением выключателей на номинальное напряжение 750 кВ, предназначенных для работы на высоте до 500 м. Выключатели категории размещения 1 имеют длину путей утечки внешней изоляции по ГОСТ 9920-89. Категория выключателей в зависимости от длины пути утечки внешней изоляции ( А, Б или В ) должна указываться в стандартах на конкретные типы выключателей. Выключатель должен выполнять следующие механические операции и циклы операций при условиях, указанных ниже, с характеристиками работы механизма выключателя, обеспечивающими нормированные параметры коммутационной способности выключателя:

в) включение-отключение ( ВО ), в том числе — без преднамеренной выдержки времени В и О;

г) отключение-включение ( ОВ ) при любой бес-контактной паузе;

д) отключение-включение-отключение ( ОВО ).

Включение выключателей должно обеспечиваться при напряжении на зажимах электромагнита выключателя ( привода ) и начальном избыточном давлении ( для пневматических и пневмогидравлических приводов ) в диапазонах ограниченных нижним и верхним пределами ( в процентах номинальных значений указанных величин ).

Диапазон напряжений:

а) для приводов зависимого ( прямого ) дейст-вия постоянного тока от 85 до 110%;

б) для включающих электромагнитов приводов независимого ( косвенного ) действия от 80 до 110%.

Диапазон давлений:

а) для пневмоприводов от 85 до 110%;

б) для пневматических приводов, питающихся из общего с выключателем резервуара сжатого воздуха согласно нормативным данным.

Отключение выключателя с помощью электромагнита, воздействующего на удерживающее устройство привода или на пневмо-, гидроклапан отключения, должно обеспечиваться при напряжениях:

а) при питании электромагнитов постоянным током от 70 до 110% номинального;

б) при питании электромагнитов переменным током от 65 до 120% номинального.

Газовые выключатели, у которых включение и отключение или только отключение осуществляется путем непосредственного воздействиясжатого газа на поршневые устройства подвижных контактов ( встроенный привод ), а также выключатели, имеющие отдельный пневматический привод, питающийся из общего с выключателем резервуара сжатого газа, должны выполнять операции и циклы операций при начальном ( перед началом операции или цикла операций ) давлении в резервуаре, лежащем в диапазоне, ограниченном нормированными для данного выключателя верхним пределом и нижним пределом.

Электродвигатели приводов косвенного действия, используемые для завода пружин или для приведения в действие индивидуального компрессора или насоса, а также электромагниты контакторов или прочих вспомогательных устройств, действующих при замыкании цепи, должны нормально работать при диапазоне напряжений на их выводах, ограниченном верхним пределом, равным 110% номинального напряжения и нижним пределом, равным 85% — при питании постоянным током и 80% номинального напряжения — при питании переменным током. Выключатели категории размещения 1 должны нормально работать в условиях гололеда при толщине корки льда до 20 мм и ветре скоростью до 15 м/с, а при отсутствии гололеда — при ветре скоростью до 40 м/с. Выключатели категории размещения 1 должны быть рассчитаны на тяжение проводов в горизонтальном направлении в плоскости, перпендикулярной продольной оси выключателя, не менее 500 Н ( 50 кгс ) для выключателей на номинальные напряжения до 35 кВ включительно, 1000 Н ( 100 кгс ) для выключателей на 110, 150 и 220 кВ и 1500 Н (150 кгс) для выключателей на 330 кВ и выше. По стойкости к воздействию механических факторов внешней среды выключатели, предназначенные для установки в зданиях машинных залов с электрическими машинами мощностью 2500 кВт и выше, должны соответствовать группе Мб по ГОСТ 17516.1-90.

Высоковольтные выключатели

Одним из видов коммуникационного аппарата, предназначенного для быстрого включения и выключения отдельно взятых электроцепей или оборудования является высоковольтный выключатель. Управлять выключателями можно при помощи приводов.

Приводы и устройство высоковольтного выключателя

Эксплуатация привода осуществляется посредством использования энергии, которая поступает от какого-либо источника из вне.

В зависимости от типа поступающей энергии, приводы можно условно классифицировать на такие виды:

  • электромагнитные;
  • пневматические;
  • пружинные.

Приводы по способу их работы могут быть полуавтоматами. Данный вид оборудования позволяет включать выключатели в результате использования физической силы, а их отключение может быть выполнено в автоматическом или ручном режиме, а также на некотором расстоянии.

Конструкция привода состоит из:

  • механизма вольного отключения и расцепления;
  • включателя;
  • устройства, отвечающего за первичный или вторичный запуск привода;
  • кнопки, с помощью которых выполняется процесс управления в ручном режиме;
  • счетчика для фиксирования количеств выключений;
  • контактного блока для обеспечения процесса отключения в аварийном режиме.

Высоковольтные выключатели должны соответствовать некоторым требованиям:

  • надежность эксплуатации;
  • безопасность;
  • высокая скорость работы;
  • простота обслуживания;
  • удобство монтажа;
  • низкий уровень шума во время работы;
  • доступная стоимость.

Современные выключатели еще не полностью соответствуют вышеперечисленным требованиям. Конструкторы разрабатывают новые технологии, для того чтобы создать более безопасные приборы.

Виды и типы высоковольтных выключателей

Выключатели высокого тока подразделяются на несколько типов, среди которых можно выделить:

  • элегазовые (баковые и колонковые);
  • вакуумные;
  • масляные (баковые и маломасляные);
  • воздушные;
  • автогазовые
  • электромагнитные;
  • автопневматические.

По назначению выделяют:

  • сетевые выключатели на напряжение от 6 кВ и выше;
  • генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ;
  • выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ;
  • выключатели нагрузки;
  • реклоузеры;
  • выключатели специального назначения.

Выключатели могут размещаться внутри и вне помещения с различными видами вентиляции и обогрева. В зависимости от того, где будет произведена установка выключателя, используют 10 климатических исполнений: У, ХЛ, УХЛ, ТВ, ТС, Т, М, ОМ, В и О.

Бывают опорные, подвесные, настенные, выкатные и встраиваемые выключатели.

Высоковольтные выключатели постоянного тока

Принцип действия высоковольтного выключателя постоянного тока схематично выглядит следующим образом:

  • размыкаются контакты, в результате чего образуется электродуга;
  • далее, происходит ограничение процесса нарастания тока;
  • затем, идет уменьшение в цепи тока до показателей, которые обеспечивают самопроизвольное распадение дуги по причине ионизации промежутка;
  • потом происходит процесс восстановления прочности между контактами.

При эксплуатации выключателей высокого тока между их контактами используются диэлектрические среды разного типа. По этому принципу оборудование классифицируется на несколько видов, рассмотренные ниже по тексту.

Высоковольтные вакуумные выключатели

В высоковольтных выключателях вакуумного типа именно вакуум служит средой для гашения электрической дуги. Это связано с тем, что вакуум отличается более высоким показателем электропрочности, чем другие среды. При снижении давления длина свободного пробега молекул увеличивается. В вакууме этот расстояние пробега больше, чем объем вакуумной камеры. Использование выключателей вакуумного типа допустимо только при напряжении не выше 110 кВт.

Высоковольтные масляные выключатели

В высоковольтных масляных выключателях для заполнения устройства гашения дуги используется трансформаторное масло. Процесс гашения электродуги происходит в результате того, что потоки газа, которые возникают при разложении масла, охлаждают дугу. Высоковольтные выключатели масляного типа используются при напряжении от 10 до 20 кВ или от 110 до 220 кВт.

Высоковольтные масляные выключатели подразделяются на: маломасляные и баковые. Разница между ними заключается в количестве используемого масла, а также в способе изоляции основания от системы контактов.

Масляные высоковольтные выключатели бакового типа имеют ряд недочетов, например, высокий уровень пожароопасности. При использовании устройств требуется постоянно контролировать количество и состояние масла внутри бака. Бак заполнен большим объемом масла, для замены которого необходимо время.

Высоковольтные выключатели нагрузки

Высоковольтные выключатели нагрузки предназначены для обеспечения работы рубильников аварийного отключения, выключателей селекционного типа с разной шириной силовой шины и расстояния между фазами. Высоковольтные выключатели нагрузки одинаково успешно используются в цепях с высоким и низким током.

Это оборудование может быть выполнено в металлическом или пластиковом корпусе. Использование таких корпусов гарантирует высокий уровень безопасности выключателей и возможность эксплуатации оборудования в цехах на производстве и даже на открытом пространстве. Наличие блокировки выключателя предотвращает оборудование от его несанкционированного включения.

Преимущество использования высоковольтных выключателей нагрузки заключается в:

  • универсальности;
  • надежности;
  • высоком уровне безопасности.

Высоковольтные автоматические выключатели

Высоковольтные автоматические выключатели используются для обеспечения процесса проведения электрического тока при нормальных условиях и отключения в автоматическом режиме (в случае возникновения короткого замыкания или перегрузки).

В зависимости от принципа работы и предназначения автоматические выключатели бывают:

  • общего предназначения;
  • специальные;
  • быстродействующие.

Элегазовый высоковольтный выключатель

Элегазовый высоковольтный выключатель – это оборудование для обеспечения быстрого управления и контроля электрической линии высокого напряжения. Гашение электродуги выполняется посредством заполнения камеры соединением газов. Элегазовые высоковольтные выключатели не требуют смены газа и обеспечения контроля его состояния и количества.

Выключение происходит за счет изоляции фаз между собой. При срабатывании сигнала о необходимости отключения, контакты, расположенные в отдельных камерах, рассоединяются. В результате, между встроенными контактами происходит образование дуги, которая помещена в газовой среде. Затем, газ расщепляется на компоненты.

Преимущество использования элегазовых высоковольтных выключателей заключается в таких показателях, как:

  • универсальность – используются для работы с сетями при любом напряжении;
  • быстродействие – реакция элегаза происходит быстрее, что дает возможность выполнить аварийное отключение за несколько секунд;
  • высокий показатель пожаробезопасности;
  • возможность использования при вибрации;
  • длительный срок эксплуатации – при соприкосновении контактов не происходит процесс их изнашивания;
  • возможность работы с постоянным и переменным током.

Но элегазовые высоковольтные выключатели монтируются только на специально созданном фундаменте или подставке и не могут быть использованы при низких температурах. Также следует отметить дороговизну элегаза.

Элегазовые выключатели используются намного чаще, чем иные разновидности высоковольтных выключателей.

Выбор и испытания высоковольтных выключателей

Выполнение выключателям высокого тока своих функций напрямую зависит от правильности выбора оборудования. Необходимо принимать во внимание сравнительные характеристики расчетных величин и максимально допустимых значений. Для этого составляются специальные таблицы с параметрами. Чтобы обеспечить надежность и длительный срок использования оборудования, во внимание принимаются не допустимые величины, а данные, меньше этих значений.

При монтаже высоковольтных выключателей обязательно проводятся испытания оборудования. Текущий ремонт и дополнительные испытания рекомендованы раз в 4 года, а капитальный ремонт – каждые 8 лет. Эти мероприятия необходимы в целях обеспечения безопасности эксплуатации.

Ремонт высоковольтных выключателей

Обеспечение функционирования оборудования обеспечивается за счет проведения его периодического и капитального ремонта.

Периодический ремонт выполняется:

  • при нарушении целостности фарфоровых покрышек в местах вводов, мембран предохранителей;
  • при появлении шума или треска в середине выключателя;
  • при изменении температуры соединительных контактов;
  • при увеличении расхода масла.

Капитальный ремонт выключателей высокого напряжения проходит, согласно рекомендации завода-изготовителя. Мероприятия, как правило, проводятся непосредственно на месте эксплуатации. При появлении неполадок вводов или трансформаторов, ремонт проходит в специализированных мастерских.

Производители и поставщики высоковольтных выключателей

Среди производителей и поставщиков высоковольтных выключателей можно выделить такие, как:

  • Группа компаний «Электрощит ТМ», Самара. Уже на протяжении лет компания занимается производством и реализацией высоковольтного оборудования, в том числе и выключателей. На базе компании функционируют сервисные центры по ремонту и обслуживанию данного типа оборудования.
  • ОАО «Уралэлектротяжмаш». Является одним из крупнейших производителей высоковольтного оборудования и комплектующих. Продукция компании поставляется в Египет, США, Сирию, Австрию и другие страны.
  • АО «Вологодский ЭМЗ». Специализируется на поставке трансформаторного, высоковольтного и низковольтного оборудования и комплектующих. На базе компании созданы центры обслуживания и ремонта поставляемой продукции, оборудованные современной техникой.

Поставки в регионы осуществляют официальные дилеры заводов.

Привод-высоковольтного выключателя. Устройство привода

Опубликованная тема, с которой Вы ознакомитесь, переписана из личного конспекта и относится собранный материал к обучению студентов 3-го курса архитектурно-строительного колледжа по профессии «Электромонтажник электрических сетей и электрооборудования», — преподавательской деятельностью которой я занимаюсь в настоящее время (по договору). В теме будет рассмотрен тип привода высоковольтного выключателя ППМ-10, его устройство и применение.

Привод-высоковольтного выключателя

Приводом выключателя называется аппарат, предназначенный для: включения, отключения и удержания во включенном положении высоковольтного выключателя. То-есть, с помощью такого привода можно управлять выключателем как автоматически так и дистанционно. Реле, установленное в приводе, позволяет осуществлять защиту электроустановки при нарушении нормальных режимов работы.

В качестве приложенной энергии к механизму какого либо привода, приводы выключателей подразделяются на грузовые, ручные, пружинные и электромагнитные. К приводам прямого действия относятся электромагнитные и ручные приводы. Рассмотрим устройство пружинного моторного привода ППМ-10.

Привод ппм 10

Привод пружинный моторный ППМ-10 состоит из следующих деталей:

Добавить комментарий