Принцип работы и устройство вакуумного выключателя

Рассмотрим подробнее особенности конструктивного исполнения вакуумного выключателя серии BB/TEL предприятия "Таврида Электрик".

Рисунок 5.1 – Общий вид вакуумного выключателя серии BB/TEL

1 - вакуумная дугогасящая камера; 2 - основание модуля; 3 - крышка; 4 - синхронизирующий вал; 5 - вспомогательные контакты; 6 - блокировочная тяга; 7 - привод, особенности работы которого будут рассмотрены в дальнейшем; 8 - торцевой блокировочный узел.

 

Как видно из рисунка, этот выключатель состоит из трех полюсов с пофазно встроенными электромагнитными приводами, размещенными на общем основании. Приводы каждой из фаз, расположенные внутри основания выключателя, механически соединены между собой посредством общего вала, выполняющего три функции: обеспечивает синхронизацию фаз, предохраняя от неполнофазных режимов; приводит в действие вспомогательные контакты выключателя; обеспечивает механическую блокировку работы распредустройства, в котором установлен данный выключатель; управляет визуальными индикаторами положения выключателя.

Рисунок 5.1 –Основные конструктивные элементы одного полюса этого выключателя с номинальным током 1000 А

1 - верхний вывод;
2 - вакуумная дугогасящая камера, установленная внутри полых опорных изоляторов, причем подвижные контакты каждой из дугогасящих камер жестко соединены со своими приводами посредством изоляционных тяг, также расположенных внутри опорных изоляторов;
3 - вспомогательные контакты;
4 - кулачок;
5 - блокировочная тяга;
6 - синхронизирующий вал;
7 - электромагнитный привод с магнитной защелкой, в состав которого входят конструктивные детали 8-13;
8 - пружина дополнительного поджатия контактов;
9 - отключающая пружина;
10 - якорь привода;
11 - кольцевой постоянный магнит;
12 - катушка электромагнитного привода;
13 - плоский магнитопровод;
14 - тяговый изолятор;
15 - опорный изолятор;
16 - нижний вывод.
Электромагнитный привод может находиться в двух устойчивых положениях: "Отключено" и "Включено", причем фиксация якоря в этих положениях производится без применения механических защелок. Это обеспечивается: силой упругости отключающей пружины - в положении "Отключено"; силой, создаваемой остаточным магнитным потоком кольцевого постоянного магнита, - в положении "Включено". Операция включения и отключения производится путем подачи управляющих импульсов напряжения разной полярности на однообмоточную катушку электромагнитного привода.

 

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.

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.

Требования к вакуумным выключателям

Устанавливаемые выключатели должны обеспечивать:

- высокую надежность работы с минимальным объемом работ по техническому обслуживанию и профилактике;

- высокую ремонтопригодность и минимальные затраты при восстановлении.

Исполнение конструктивной связи между полюсами выключателя - с тремя полюсами на общем основании (фиксированное междуполюсное расстояние).

Исполнение функциональной связи между полюсами – с функционально зависимыми полюсами (общий привод на три полюса). Для выключателей 6-10 кВ допустимо исполнение с функционально независимыми полюсами.

Вид привода:

- пружинный (пружинно-моторный) привод. В конструкции пружинных приводов должны быть предусмотрены устройства, обеспечивающие:

 возможность осуществления АПВ;

 блокировку движения контактов выключателя из отключенного положения при не полностью заведенных включающих пружинах.

Энергия привода, запасенная во взведенной пружине даже в случае временной потери источника питания привода должна быть достаточна для выполнения цикла «О-В-О». Должна иметься возможность завода пружин ручным способом;

- электромагнитный привод.

При этом независимо от вида привода должна иметься возможность включения/отключения выключателя при отсутствии оперативного тока.

Выключатель должен быть снабжен указателем положения (включенного/отключенного) выключателя, а так же указателем заряженного состояния пружин привода.

Стальные части, подвергающиеся воздействию климатических факторов внешней среды, должны иметь защитные покрытия, выполненные методом горячего цинкования.

Во всем неоговоренном выключатели должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов.