Вакумски прекидач: уређај и принцип рада + нијансе избора и повезивања

Електрични уређај, вакуумски прекидач, је уређај намењен за рад у саставу електричних високонапонских мрежа.Име је добио по дизајнерској особини - вакуумској комори, захваљујући којој се постиже тренутно гашење електричног лука.

Уређај се користи као прекидач дизајниран за искључивање опреме у случају ванредних ситуација или као део рутинског рада. Хајде да детаљније погледамо шта је вакуумски комутатор и зашто је то потребно.

Како функционише високонапонски вакуумски прекидач?

Основа функционалности вакуумских комора које се користе у пројектовању прекидача су физичка својства гаса у испражњеном стању. У таквим условима, својство гаса, окарактерисано као електрична снага, значајно се мења у правцу повећања.

Овај ефекат веома ретке средине (распон од 10^-6 до 10^-8 Н/цм²) се успешно користи у дизајну прекидача допуњеним гасним вакуум коморама кроз које пролазе електричне контактне групе.

Један од модела вакуумског прекидача је уређај који се користи у раду енергетских електричних мрежа. Уређај се сматра модернијим и поузданијим у поређењу са сличним уређајима, али другачијег типа.

Струја која тече кроз контактне групе (у тренутку када је контакт искључен) формира електрично пражњење - лук.Сагоревање лука настаје услед делимичне јонизације металних пара, неизбежно формираних од високе температуре. Пролаз струје између контаката кроз формирану плазму одржава се све док струја не пређе на нулту магистралу.

Чим дође тренутак преласка кроз „нулу“, електрични лук се гаси. Укупан процес траје не више од 7-10 микросекунди.

Пројектовање вакуумских прекидача

Разноликост вакуумских прекидача, узимајући у обзир њихов дизајн, је прилично велика. Због тога је тешко дати карактеристике ових уређаја у целини. У међувремену, без обзира на разлике у дизајну, принцип рада остаје непромењен.

Блок шема експлозива: 1 – горњи терминал; 2 – вакуумска комора; 3 – полимерни изолатор; 4 – доњи излаз; 5 – контакт траке; 6 – опруга; 7 – вучна шипка; 8 – излетна опруга; 9 – ручица мењача; 10 – погонско вратило; 11 – ослобађање; 12 - тело

Размотримо за опште информације трополни вакуумски прекидач, опремљен погоном са опругом и мотором. Овај уређај је дизајниран за унутрашњу или спољашњу инсталацију. У сваком случају, његова уградња се врши унутар специјалних разводних металних кутија.

Уређаји се могу користити у различитим областима националне економије. Међутим, постоје нека ограничења.

Дакле, вакуумски прекидачи нису намењени за уградњу и накнадни рад у следећим условима:

• просторије у којима постоји пожар или експлозивна атмосфера;
• инсталације које су пројектоване да обезбеде честа пребацивања;
• мобилне (покретне) инсталације;
• енергетски системи морских и речних пловила.

Вакумски прекидачи обично имају два типа дизајна:

1. За трајну уградњу.
2. За уградњу са хардверским колицима.

Без обзира на дизајн, тело уређаја садржи три стуба опремљена коморама за гашење лука.

Унутар вакуум комора налазе се покретни контактори које покреће опружно-моторни механизам. Тело уређаја је допуњено предњом плочом, која садржи елементе дисплеја и контролне уређаје.

Спољашњи главни елементи прекидача: 1 – полови уређаја; 2 – механизам за закључавање активирања; 3 – прозор за подизање; 4 – механичка ручка која блокира спољна кола

Три пола главног кола су направљена у облику стубова. Положај полова је обично на задњој страни шасије мотора са опругом. Сваки стуб је опремљен комором за гашење лука, која је затворена унутар полимерног изолатора. Да би се побољшала електрична чврстоћа, тело изолатора има ребрасти облик.

Унутар сваке вакуумске коморе монтирана је контактна група од два елемента - покретна и фиксна. Покретни контактни елемент је повезан са склопним механизмом преко вучног изолатора. Следеће је повезивање са доњим контактним пином. А фиксни контакт је повезан преко конусног споја са горњим контактним терминалом уређаја.

Како функционише погон прекидача?

Покретни контакти вакуумских комора су механички повезани са вратилом опружно-моторног погона. Због опруге снаге, која је претходно напета (подешена у стање затезања), погон се лако може активирати једноставним притиском на контролно дугме или други механизам.

Блок шема вакуумске коморе: 1 – терминални блок са фиксним контактом; 2 – фиксни контакт; 3 – покретни контакт; 4 – метални екран; 5 – керамички (полимерни) изолатор; 6 – мех; 7 – терминални блок са покретним контактом

Опруга (обично две опруге) се пуни ланчаним погоном. Нормални режим рада опреме укључује пуњење опруге помоћу електромотора опремљеног мењачем. Истовремено, ту је и ручна ручка која се користи у случају несреће или губитка снаге.

Напета опруга је фиксирана механизмом окидача. Овим механизмом се управља преко електромагнетног погона или преко дугмета за напајање. Чим се активира режим активирања, закључавање се ослобађа, сила затезања опруге активира зупчасти механизам. Ово, заузврат, делује на осовину, која је механички повезана са склопним механизмом покретних контаката вакуумских комора.

Операција за искључивање вакуумског прекидача врши се активирањем режима „Искључено“ - помоћу електромагнета или дугмета. Редослед радњи је скоро исти као у првом режиму. Овде су укључене и опруге снаге за покретање, чије стање је подешено окидачем.

Контролна табла и елементи индикације: 1 – “он” режим; 2 – режим „искључено“; 3 – напето стање опруге; 4 - стање ослобођене опруге

Погодност рада и контролу рада уређаја обезбеђује контролна табла. Дуж предње стране панела налазе се елементи: бројач циклуса, индикатор статуса опруге за пуњење и индикатор статуса вакуумског прекидача.

Карактеристике извлачивих конструкција

Опрема која се извлачи се склапа на основу колица за специјалну опрему. Коришћењем овог прибора, прекидач се убацује у или из ормарића.

Хардверска колица се понашају не само као транспорт уређаја, већ се понашају и као контролер за пребацивање уређаја у режим тестирања или у радни режим чим се прекидач гурне у орман.

Колица за хардвер: 1 – ваљак (4 ком.); 2 – база; 3, А – покретна основа; 4 – дршка (2 ком.); 5 – утичница за дугме; 6 – шипка за блокирање; 7 – причврсни елемент; 8 – конектор за секундарно коло; 9 – механика закључавања уређаја; 10 – контакти за блокирање; 11 – шипка за причвршћивање вијака; Б – фиксни део

Вакумски прекидач је причвршћен директно на покретни део колица. Причвршћивање се врши помоћу вијчаних спојева. У међувремену, колица хардвера имају и стационарни део, где је фиксиран погон покретног дела. Померање покретног модула у односу на стационарни врши се помоћу завртња управљачке ручке колица.

Покретни део је метална основа на четири точка, обрађена галванским премазом. Постоји екстерно механичко закључавање (притисна шипка) електроде за уземљење, брава са погонским завртњем, блок контакти, механизам за закључавање прекидача и други елементи који обезбеђују кретање или фиксацију.

Инсталација и повезивање уређаја

Пре него што почнете да инсталирате вакуумски прекидач, потребно је прегледати све спољашње доступне елементе како бисте били сигурни да нема оштећења или недостатака. Затим се изолационе површине стубова чисте сувом крпом која не оставља длачице.

Није дозвољено увођење опреме у систем ако на изолационим површинама постоје струготине, пукотине или деформисана места. Мора се проверити коло секундарних кола, као и веза сабирнице шасије.

Провера инсталираног уређаја. Овде је важно пажљиво проверити сваки детаљ, сваки елемент за причвршћивање. Високонапонски уређаји не опраштају ни најмању грешку

Пре инсталације, треба проверити функционалност прекидача ручним укључивањем (у мировању без напајања) и уверити се да су индикатори на контролној табли у исправном положају. Затим морате проверити присуство поклопаца стубова. Ако се користи опрема од 1600А и више, заштитни поклопци се морају уклонити пре уградње.

Повежите се директно на мрежу

Терминали контактних врхова проводника кабла за напајање морају се очистити пре повезивања на терминале прекидача.

Процедура скидања се разликује у зависности од коришћеног материјала терминала:

• Код бакарних и алуминијумских прикључака без додатног премаза, чишћење се врши брусним папиром гранулације М20 или ниже, након чега следи одмашћивање металне површине.
• Ако су терминали од бакра или алуминијума пресвучени слојем сребра, могу се једноставно очистити крпом која не оставља длачице.

Неприхватљиво је користити каблове чији је сребрни премаз на терминалима оштећен на површини већој од 5%. У овом случају, оштећени елемент мора бити замењен. Више информација о терминалима за повезивање жица можете пронаћи у овај материјал.

Спољашњи проводници се спајају на стезаљке вакуумског прекидача на начин да се на стезаљкама уређаја не стварају механичке силе од спољашњих проводника. Везе се изводе помоћу вијчане спојнице помоћу равних еластичних металних подложака.

Како се врши уземљење?

Стационарни уређаји су повезани са платформом „земља“ помоћу вијчане везе (М12) директно на тачки означеној са „Уземљење“.

Конструктивни елементи колица опреме и шасије прекидача кроз које је уређај уземљен. Ове тачке су по правилу означене одговарајућим знаком поред елемента

Подручје контактне тачке „уземљења“ мора бити одмашћено пре повезивања. Проводник за уземљење треба да буде сабирница довољног попречног пресека (Правила за електричну инсталацију), флексибилна жица или плетени проводник. Пре постављања проводника на контактну плочу, подмажите контактне површине посебним мазивом (ЦИАТИМ-203).

Дизајн на извлачење је уземљен помоћу елемената колица опреме. Уземљење вакуумског прекидача се врши кроз структуру колица за хардвер, за које постоје и елементи за причвршћивање.

Стављање уређаја у рад

Уређај се пушта у рад након додатне провере уграђене и припремљене опреме. Посебно се проверава поузданост уземљења, стање причвршћења компоненти склопа и приступ расхладног медија потенцијално грејним елементима.

Површине струјних шипки које су у контакту са ламелама контактних група розета морају бити третиране малом количином ЦИАТИМ мазива. Генерално, неопходно је спровести све процедуре које предвиђа ПЕС у случају пријемних тестова и обезбедити да радни напон одговара дозвољеним границама.

Уградња вакуумског прекидача. Инсталационе радове изводи само квалификовано особље. Исти захтеви важе за особље које је изабрано за сервисирање високонапонске опреме.

Особље које има дозволу за сервисирање електричних инсталација које раде на напону изнад 1000 волти сме да рукује вакуумским прекидачем. Одобрена приступна група за сервисно особље не сме бити нижа од треће. Пре него што почне да ради са опремом, особље пролази кроз технички минимум како би проучило замршености одређеног модела опреме.

Како одабрати вакуумски прекидач?

Уређај се бира узимајући у обзир његове номиналне параметре, који се разматрају у односу на параметре постојеће мреже на месту инсталације. Избор се врши према критеријуму максимално оптерећених режима рада који се очекују за услове рада.

Дозвољено је да називни напон вакуумског прекидача буде једнак (или повећан) у односу на називни напон система који се напаја преко прекидача.

Параметар називне дуготрајне струје је изабран виши од називне струје напајаног система. Параметар називне струје прекида се бира изнад максималне вредности Номинална струја Кратки спој (у обзир се узима тренутак дивергенције контакта).

Таблица са техничким спецификацијама је прва ствар на коју обратите пажњу када бирате прекидач. На основу вредности параметара већ можете одредити да ли је уређај погодан за одређену инсталацију или не

Са становишта могућих услова кратког споја, избор се врши узимајући у обзир најтеже услове.

Вредност апериодичне компоненте се израчунава узимајући у обзир услове кратког споја са нултим напоном у било којој од фазних линија. У овом случају треба узети у обзир параметар апериодичне струје који је поставио произвођач опреме.

Закључци и користан видео на тему

Можете сазнати још више материјала о дизајну, принципу рада и условима уградње вакуумског прекидача из следећег видеа:

Вакумски прекидачи се разликују од других типова уређаја по релативно једноставној и поузданој структури. Дакле, ова врста опреме служи дуго времена без икаквих притужби. Природни век хабања одређен је бројем операција од најмање 20 000. Под условом да се одржавање обавља благовремено, овај век се повећава за 5-10%.У међувремену, експлозивно одржавање је ограничено на мали број лаких операција.

Ако, док читате информације, имате питања о теми чланка или имате драгоцене информације које можете да поделите са нашим читаоцима, оставите своје коментаре, поделите своје искуство и поставите питања у блоку испод чланка.