Техническое описание вакуумного выключателя

 

Основные сведения

Вакуумные выключатели ВВ/ТЕL (в дальнейшем - выключатели) предназначены для работы в комплектных распределительных устройствах (КРУ), камерах стационарных одностороннего и двухстороннего обслуживания (КСО) внутренней и наружной установки класса напряжения до 10 кВ трехфазного переменного тока 50 Гц для систем с изолированной и заземленной нейтралью. Вакуумные выключатели cерии ВВ/ТЕL защищены патентом № 2020631 от 30.09.1994 г. В основе конструктивного решения выключателя лежит использование пофазных электромагнитных приводов с «магнитной защелкой», механически связанных общим, ненесущим нагрузку, валом синхронизатором. Параллельно соединённые катушки электромагнитных приводов фаз выключателя при выполнении команд подключаются к предварительно заряженным конденсаторам в блоках управления (далее BU/TEL).

Такая конструкция позволила достичь следующих отличительных особенностей по сравнению с традиционными вакуумными выключателями(ВВ):

высокий механический и коммутационный ресурс;

малое энергопотребление по шинам оперативного напряжения (заряд и поддержание в параметрах конденсаторных емкостей «ВКЛ», «ОТКЛ»);

малые габариты и вес;

лёгкость и простота адаптации в любые типы КРУ,

КСО;

возможность использования в широком диапазоне питающего оперативного напряжения вторичных цепей;

необслуживаемость на протяжении всего срока эксплуатации.

низкая трудоемкость производства и, как следствие, умеренная цена.

Структура условного обозначения выключателей:

ВВ/TEL -10 - Х / Х Х Х

Выключатель вакуумный

Товарный знак предприятия

Номинальное напряжение, кВ

Номинальный ток отключения, кА

Номинальный ток, А

Климатическое исполнение

Категория размещения

Пример записи обозначения выключателя на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток отключения

кА, номинальный ток 2000 А, климатического исполнения УХЛ, категории размещения 2:

ВВ/TEL-10-31.5/2000 УХЛ 2.

Основные технические данные

Климатическое исполнение и категория размещения У2 по ГОСТ1550, условия эксплуатации при этом:

верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха в КРУ (КСО) принимают равным плюс 55°С,

эффективное значение температуры окружающего воздуха КРУ и КСО, плюс 40°С;

нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха в КРУ (КСО) принимают равным, минус 40°С;

верхнее значение относительной влажности воздуха 100% при плюс 25°С;

окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая газов и паров, вредных для изоляции, не насыщенная токопроводящей пылью в концентрациях, снижающих параметры электропрочности изоляции выключателя.

Устройство. Основные части и узлы

В отличие от большинства существующих выключателей, в основу устройства ВВ/TEL заложен В основу устройства ВВ/TEL заложен принцип размещения электромагнита привода, тягового изолятора и вакуумной дугогасительной камеры вдоль одной оси симметрии. Такая компоновка выключателя позволила существенно упростить кинематическую схему, отказаться от нагруженных узлов трения, что, в свою очередь, позволило создать выключатель с высоким коммутационным ресурсом, не требующим обслуживания в течение всего срока службы.

Вакуумные дугогасительные камеры установлены внутри полых опорных изоляторов, закреп, ленных на общем основании. Подвижные контакты дугогасительных камер жестко соединены со своими приводами посредством изоляционных тяг, которые также располагаются внутри опорных изоляторов. Таким образом, все элементы конструкции полюса имеют общую ось симметрии, вдоль которой совершают возвратно-поступательное движение детали механизма. Приводы фаз располагаются внутри основания выключателя. Они механически соединены между собой посредством общего вала, который выполняет следующие функции:

Обеспечивает синхронизацию фаз, предохраняя от неполнофазных режимов работы

Приводит в действие вспомогательные контакты выключателя

Обеспечивает механическую блокировку работы РУ, в котором установлен ВВ/TEL.

Управляет визуальными индикаторами положения ВВ/TEL.

Двухразрывный электромагнитный привод с магнитной защелкой

В отличие от предшествующих, в данной серии выключателей применена двухразрывная магнитная система, что позволяет увеличить усилие удержания магнитной защелки без существенного изменения габаритов привода.

Электромагнитный привод может находиться в двух устойчивых положениях - ОТКЛЮЧЕНО и ВКЛЮЧЕНО.

Фиксация якоря в этих положениях производится без применения механических защелок и обеспечивается:

Вакуумные дугогасительные камеры

В выключателе применены малогабаритные ВДК серии TEL, четвертого поколения.

Эти камеры отличает низкое переходное сопротивление, высокая стойкость к свариванию при протекании сквозных токов, а также повышенная коммутационная способность, обеспечивающая надежную работу аппарата при токах до 31,5 кА. Конструкция камеры, отличается высокой эксплуатационной надежностью.

В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток инициирует возникновение электрического разряда, называемого «вакуумная дуга».

Существование вакуумной дуги поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная ионизированными парами металла, является проводником тока и поддерживает его протекание между контактами до момента перехода тока через ноль. В этот момент дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7-10 микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и других

деталей дугогасительной камеры, восстанавливая электропрочность вакуумного промежутка. В это же время на разведенных контактах восстанавливается приложенное к ним напряжение.

Если при восстановлении напряжения на поверхности контакта (как правило, анода) остаются перегретые участки, они могут служить источником эмиссии заряженных частиц, вызывающих пробой вакуумного промежутка, с последующим протеканием тока через него. Для избежания подобных отказов необходимо управлять вакуумной дугой, равномерно распределяя тепловой поток по всей поверхности контактов. Наиболее эффективным способом управления дугой является наложение на нее продольного (сонаправленного с направлением тока) магнитного поля, которое индуцируется самим током. Данный способ применен в вакуумных дугогасительных камерах

 

Блокирующее устройство

 

Выключатели данной конструкции оснащены встроенным механизмом блокирования, который с одной стороны, исключает жесткую связь между приводом выключателя и внешними, подключенными к выключателю блокировочными устройствами КРУ или КСО, и, с другой стороны, обеспечивает безопасность оперирования выключателем.

Это достигается за счет встроенного блокировочного устройства, обеспечивающего механическую и электрическую блокировку выключателя. Механизм блокирования состоит из механического блокировочного устройства и микропереключателя, контакты которого включены в цепь катушек привода и управляются блокировочным валом. Блокировочное устройство имеет два фиксированных состояния: «Заблокировано» и «Разблокировано». В состоянии «Заблокировано» контакты микропереключателя блокиратора S14 разомкнуты (цепь катушек привода разомкнута), а блокировочный вал предотвращает перемещение якоря и постановку привода намагнитную защелку, то есть включение выключателя.

В состоянии «Разблокировано» контакты микропереключателя замкнуты (цепь катушек привода замкнута), а кулачок блокировочного вала находится в положении, допускающем замыкание магнитной системы привода.

В случае, если выключатель включен, и оператор воздействует на блокировочный вал, вращая его против часовой стрелки и переводя тем самым блокировочное устройство из положения «Разблокировано» в положение «Заблокировано», то происходит ручное отключение выключателя и его последующее электрическое и механическое блокирование.

В случае, когда выключатель отключен, выполняемый вручную поворот блокировочного вала не сопровождается отключением выключателя, а вызывает только электрическую и механическую блокировки. Если оператор воздействует на блокировочный вал, вращая его по часовой стрелке, блокировочное устройство переводится из положения «Заблокировано» в положение «Разблокировано»

Индикатор положения главных контактов

В выключателях данной серии с целью уменьшения инерционных нагрузок на синхронизирующий вал, устранена жесткая механическая связь между приводом и индикатором положения главных контактов. Дополнительно это обеспечивает простоту выбора места расположения индикатора на передней панели ВЭ, КРУ или КСО.

Принцип работы индикатора заключается в следующем. На синхронизирующем валу закреплены две цапфы (для управления индикатором можно выбрать любую). Бобышка троса, помещенного в неподвижную оболочку, заводится в прорезь этой цапфы и закрывается крышкой. При выполнении операции отключения цапфа воздействует на бобышку троса и вытягивает его на определенную, необходимую для срабатывания индикатора, длину. При этом в окошке индикатора появляется обозначение, отвечающее отключенному состоянию модуля. При включении выключателя происходит обратное движение троса, осуществляемое возвратной пружиной, и в окошке корпуса появляется обозначение, показывающее, что главные контакты выключателя замкнуты. Индикатор крепится в удобном месте на фасаде ВЭ, КРУ или КСО при помощи четырех винтов М4 или саморезов с наружным диаметром, соответствующим М4.