Vakuuminis jungiklis: įrenginys ir veikimo principas + pasirinkimo ir prijungimo niuansai

Elektrinis prietaisas, vakuuminis grandinės pertraukiklis, yra įrenginys, skirtas naudoti kaip elektros aukštos įtampos tinklų dalis.Jis gavo savo pavadinimą dėl dizaino ypatybės - vakuuminės kameros, kurios dėka pasiekiamas momentinis elektros lanko užgesimas.

Prietaisas naudojamas kaip jungikliai, skirti įrangai išjungti avarinių situacijų atveju arba kaip įprastinio veikimo dalis. Pažiūrėkime atidžiau, kas yra vakuuminis komutatorius ir kodėl jis reikalingas.

Kaip veikia aukštos įtampos vakuuminis jungiklis?

Jungiklių projektavimui naudojamų vakuuminių kamerų funkcionalumo pagrindas yra fizinės dujų savybės iškrovimo būsenoje. Esant tokioms sąlygoms, dujų savybė, apibūdinama kaip elektrinis stiprumas, labai kinta link didėjimo.

Šis labai retos aplinkos poveikis (svyruoja nuo 10^-6 iki 10^-8 N/cm²) sėkmingai naudojamas jungiklių konstrukcijose, papildytose dujų vakuuminėmis kameromis, per kurias praeina elektros kontaktų grupės.

Vienas iš vakuuminio grandinės pertraukiklio modelių yra įrenginys, naudojamas elektros energijos tinklų eksploatavimui. Įrenginys laikomas modernesniu ir patikimesniu, palyginti su panašiais įrenginiais, tačiau kitokio tipo.

Srovė, tekanti per kontaktų grupes (kontakto atjungimo momentu), sudaro elektros iškrovą – lanką.Lanko degimas atsiranda dėl dalinės metalo garų jonizacijos, neišvengiamai susidarančių nuo aukštos temperatūros. Srovės praėjimas tarp kontaktų per susidariusią plazmą palaikomas tol, kol srovė pereina į nulinę magistralę.

Kai tik ateina perėjimo per „nulis“ momentas, elektros lankas užgęsta. Visas procesas trunka ne ilgiau kaip 7-10 mikrosekundžių.

Vakuuminių jungiklių projektavimas

Vakuuminių jungiklių įvairovė, atsižvelgiant į jų konstrukciją, yra gana didelė. Todėl sunku pateikti visų šių įrenginių charakteristikas. Tuo tarpu, nepaisant dizaino skirtumų, veikimo principas išlieka nepakitęs.

Sprogmens blokinė schema: 1 – viršutinis gnybtas; 2 – vakuuminė kamera; 3 – polimerinis izoliatorius; 4 – mažesnė galia; 5 – juostinis kontaktas; 6 – jėgos spyruoklė; 7 – traukos strypas; 8 – spyruoklė; 9 – pavarų svirtis; 10 – pavaros velenas; 11 – paleidimas; 12 - kūnas

Apsvarstykite bendrą informaciją trijų polių vakuuminis jungiklis, su spyruokliniu varikliu. Šis įrenginys skirtas montuoti viduje arba lauke. Bet kokiu atveju jo montavimas atliekamas specialių paskirstymo metalinių dėžių viduje.

Prietaisai gali būti naudojami įvairiose šalies ekonomikos srityse. Tačiau yra tam tikrų apribojimų.

Taigi vakuuminiai grandinės pertraukikliai nėra skirti montuoti ir vėliau eksploatuoti tokiomis sąlygomis:

• patalpos, kuriose yra gaisras arba sprogi aplinka;
• įrenginiai, skirti dažnai perjungti;
• mobiliojo tipo įrenginiai;
• jūrų ir upių laivų energijos sistemos.

Vakuuminiai grandinės pertraukikliai paprastai būna dviejų tipų:

1. Nuolatiniam montavimui.
2. Montavimui su techninės įrangos krepšeliu.

Nepriklausomai nuo konstrukcijos, prietaiso korpusą sudaro trys poliai su lanko gesinimo kameromis.

Vakuuminių kamerų viduje yra judantys kontaktoriai, varomi spyruoklinio variklio mechanizmo. Prietaiso korpusą papildo priekinis skydelis, kuriame yra ekrano elementai ir valdymo įrenginiai.

Išoriniai pagrindiniai jungiklio elementai: 1 – įrenginio poliai; 2 – aktyvavimo fiksavimo mechanizmas; 3 – langas pakėlimui; 4 – mechaninė rankena, blokuojanti išorines grandines

Trys pagrindinės grandinės poliai yra pagaminti stulpelių pavidalu. Stulpų vieta dažniausiai yra spyruoklinio variklio pavaros važiuoklės gale. Kiekviename stulpelyje yra lanko gesinimo kamera, kuri yra uždaryta polimero izoliatoriaus viduje. Siekiant padidinti elektrinį stiprumą, izoliatoriaus korpusas turi briaunuotą formą.

Kiekvienos vakuuminės kameros viduje yra sumontuota dviejų elementų kontaktinė grupė - judama ir fiksuota. Judantis kontaktinis elementas yra prijungtas prie perjungimo mechanizmo per traukos izoliatorių. Kitas yra jungtis su apatiniu kontaktiniu kaiščiu. O fiksuotas kontaktas per kūginę jungtis yra prijungtas prie įrenginio viršutinio kontaktinio gnybto.

Kaip veikia jungiklio pavara?

Vakuuminių kamerų judantys kontaktai yra mechaniškai sujungti su spyruoklinės variklio pavaros velenu. Dėl galios spyruoklės, kuri yra iš anksto užsukta (nustatyta į įtempimo būseną), pavarą galima lengvai įjungti tiesiog paspaudus valdymo mygtuką ar kitą mechanizmą.

Vakuuminės kameros blokinė schema: 1 – fiksuoto kontakto gnybtų blokas; 2 – fiksuotas kontaktas; 3 – judantis kontaktas; 4 – metalinis ekranas; 5 – keraminis (polimerinis) izoliatorius; 6 – dumplės; 7 – judančių kontaktų gnybtų blokas

Spyruoklė (dažniausiai dvi spyruoklės) įkraunama grandinės pavara. Įprastas įrangos veikimo režimas apima spyruoklės įkrovimą naudojant elektros variklį su pavarų dėže. Tuo pačiu metu yra rankinė pasukimo rankena, kuri naudojama nelaimingų atsitikimų ar energijos praradimo atveju.

Susukta spyruoklė fiksuojama gaiduko mechanizmu. Šis mechanizmas valdomas elektromagnetine pavara arba maitinimo mygtuku. Kai tik įjungiamas įjungimo režimas, fiksavimas atleidžiamas, spyruoklės tempimo jėga įjungia kumštelio mechanizmą. Tai savo ruožtu veikia veleną, kuris mechaniškai sujungtas su vakuuminių kamerų judančių kontaktų perjungimo mechanizmu.

Vakuuminio grandinės pertraukiklio išjungimo operacija atliekama įjungiant „Išjungimo“ režimą - elektromagnetu arba mygtuku. Veiksmų seka beveik tokia pati kaip ir pirmojo režimo. Čia taip pat naudojamos išjungimo jėgos spyruoklės, kurių būseną nustato išjungimo gaidukas.

Valdymo pultas ir indikacijos elementai: 1 – „įjungtas“ režimas; 2 – „išjungtas“ režimas; 3 – spyruoklės sulenkta būsena; 4 - atleistos spyruoklės būsena

Valdymo patogumą ir įrenginio veikimo valdymą užtikrina valdymo pultas. Išilgai skydelio priekinės dalies yra elementai: ciklo skaitiklis, įkrovimo spyruoklės būsenos indikatorius ir vakuuminio jungiklio būsenos indikatorius.

Ištraukiamų konstrukcijų ypatybės

Ištraukiama įranga surenkama specialios įrangos vežimėlio pagrindu. Naudojant šį priedą, jungiklis įkišamas į spintelę arba iš jos išimamas.

Aparatūros vežimėlis veikia ne tik kaip įrenginio transportavimas, bet ir kaip valdiklis, perjungiantis įrenginį į bandomąjį režimą arba į darbo režimą, kai tik jungiklis įstumiamas į spintelę.

Aparatūros vežimėlis: 1 – volelis (4 vnt.); 2 – bazė; 3, A – kilnojamas pagrindas; 4 – rankena (2 vnt.); 5 – rankenėlės lizdas; 6 – blokavimo juosta; 7 – tvirtinimo elementas; 8 – antrinės grandinės jungtis; 9 – įrenginių blokavimo mechanika; 10 – blokuojantys kontaktai; 11 – varžtų tvirtinimo juosta; B – fiksuota dalis

Vakuuminis jungiklis tvirtinamas tiesiai prie judančios vežimėlio dalies. Tvirtinimas atliekamas naudojant varžtines jungtis. Tuo tarpu aparatūros vežimėlis turi ir stacionarią dalį, kurioje fiksuojama judančios dalies pavara. Kilnojamojo modulio judėjimas stacionaraus atžvilgiu atliekamas vežimėlio valdymo rankenos varžtu.

Judanti dalis yra metalinis pagrindas ant keturių ratų, apdorotas galvanine danga. Yra išorinis mechaninis įžeminimo elektrodo užraktas (slėgio juosta), varomoji varžto užraktas, bloko kontaktai, jungiklio fiksavimo mechanizmas ir kiti judėjimą ar fiksavimą užtikrinantys elementai.

Prietaiso montavimas ir prijungimas

Prieš pradedant montuoti vakuuminį grandinės pertraukiklį, būtina apžiūrėti visus iš išorės pasiekiamus elementus, ar nėra pažeidimų ar defektų. Tada izoliaciniai stulpų paviršiai nuvalomi sausu, nepūkuotu skudurėliu.

Neleidžiama įvesti įrangos į sistemą, jei ant izoliacinių paviršių yra drožlių, įtrūkimų ar deformuotų vietų. Būtina patikrinti antrinių grandinių grandinę, taip pat važiuoklės magistralės prijungimą.

Įdiegto įrenginio patikrinimas. Čia svarbu atidžiai patikrinti kiekvieną detalę, kiekvieną tvirtinimo elementą. Aukštos įtampos įrenginiai neatleidžia net menkiausios klaidos

Prieš montuodami, reikia patikrinti jungiklio veikimą rankiniu įjungimu (tuščiąja eiga be maitinimo) ir įsitikinti, kad valdymo pulto indikatoriai yra tinkamoje padėtyje. Tada reikia patikrinti stulpų dangčių buvimą. Jei naudojama 1600A ir aukštesnė įranga, prieš montuojant reikia nuimti apsauginius gaubtus.

Prisijunkite tiesiogiai prie tinklo

Prieš jungiant prie jungiklio gnybtų, maitinimo kabelio laidų kontaktų antgalių gnybtus reikia nuvalyti.

Nuėmimo procedūra skiriasi priklausomai nuo naudojamos gnybtų medžiagos:

• Varinių ir aliuminio gnybtų be papildomos dangos valymas atliekamas M20 ar mažesnio grūdėtumo švitriniu popieriumi, po to nuriebalinamas metalinis paviršius.
• Jei gnybtai yra vario arba aliuminio, padengti sidabro sluoksniu, juos galima tiesiog nuvalyti nepūkuotu skudurėliu.

Nepriimtina naudoti laidus, kurių gnybtų sidabrinė danga pažeista daugiau nei 5 proc. Tokiu atveju sugadintas elementas turi būti pakeistas. Daugiau informacijos apie laidų prijungimo gnybtus rasite ši medžiaga.

Išoriniai laidininkai prijungiami prie vakuuminio jungiklio gnybtų taip, kad ant įrenginio gnybtų iš išorinių laidininkų nesusidarytų mechaninės jėgos. Sujungimai atliekami varžto mova, naudojant plokščias elastines metalines poveržles.

Kaip atliekamas įžeminimas?

Stacionarūs įrenginiai yra prijungiami prie „įžeminimo“ platformos varžtiniu ryšiu (M12) tiesiai taške, pažymėtame „Įžeminimas“.

Konstrukciniai įrangos vežimėlio ir jungiklio važiuoklės elementai, per kuriuos įrenginys įžeminamas. Paprastai šie taškai yra pažymėti atitinkamu ženklu šalia elemento

Prieš prijungiant, kontaktinio taško „Įžeminimas“ sritis turi būti nuriebalinta. Įžeminimo laidininkas turi būti pakankamo skerspjūvio magistralė (Elektros instaliacijos taisyklės), lankstus laidas arba pintas laidas. Prieš uždėdami laidininką ant kontaktinio padėklo, kontaktinius paviršius sutepkite specialiu tepalu (CIATIM-203).

Ištraukiamo tipo konstrukcija įžeminama naudojant įrangos vežimėlio elementus. Vakuuminio grandinės pertraukiklio įžeminimas atliekamas per aparatūros vežimėlio konstrukciją, kuriai taip pat yra tvirtinimo elementai.

Prietaiso paleidimas eksploatuoti

Įrenginys pradedamas eksploatuoti papildomai patikrinus sumontuotą ir paruoštą įrangą. Visų pirma tikrinamas įžeminimo patikimumas, surinkimo komponentų tvirtinimo būklė ir aušinimo terpės prieiga prie potencialiai kaitinimo elementų.

Srovę nešančių strypų paviršiai, besiliečiantys su rozetės kontaktinių grupių lamelėmis, turi būti apdoroti nedideliu kiekiu CIATIM tepalo. Apskritai, atliekant priėmimo bandymus būtina atlikti visas VES numatytas procedūras ir užtikrinti, kad darbinė įtampa atitiktų leistinas ribas.

Vakuuminio grandinės pertraukiklio montavimas. Montavimo darbus atlieka tik kvalifikuotas personalas. Tokie pat reikalavimai taikomi ir personalui, kuris parenkamas aptarnauti aukštos įtampos įrenginius.

Darbuotojams, turintiems leidimą aptarnauti elektros įrenginius, veikiančius esant didesnei nei 1000 voltų įtampai, leidžiama eksploatuoti vakuuminį grandinės pertraukiklį. Patvirtinta techninės priežiūros personalo prieigos grupė turi būti ne mažesnė kaip trečdalis. Prieš pradėdami dirbti su įranga, darbuotojai atlieka techninį minimumą, kad ištirtų konkretaus įrangos modelio subtilybes.

Kaip pasirinkti vakuuminį grandinės pertraukiklį?

Įrenginys parenkamas atsižvelgiant į jo vardinius parametrus, kurie atsižvelgiama į esamo tinklo parametrus montavimo vietoje. Pasirinkimas atliekamas pagal maksimalaus apkrovimo darbo režimų, numatomų darbo sąlygomis, kriterijų.

Vakuuminio grandinės pertraukiklio vardinė įtampa gali būti lygi (arba padidinta) sistemos, maitinamos per grandinės pertraukiklį, vardinei įtampai.

Vardinės ilgalaikės srovės parametras parenkamas didesnis nei tiekiamos sistemos vardinė srovė. Vardinės išjungimo srovės parametras pasirenkamas virš didžiausios vertės vardinė srovė Trumpasis jungimas (atsižvelgiama į kontakto nukrypimo momentą).

Renkantis jungiklį pirmiausia reikia atkreipti dėmesį į techninių specifikacijų lentelę. Pagal parametrų reikšmes jau galite nustatyti, ar įrenginys tinka konkrečiam įrengimui, ar ne

Atsižvelgiant į galimas trumpojo jungimo sąlygas, pasirinkimas atliekamas atsižvelgiant į sunkiausias sąlygas.

Periodinio komponento vertė apskaičiuojama atsižvelgiant į trumpojo jungimo sąlygas, kai bet kurioje fazinėje linijoje įtampa yra nulinė. Tokiu atveju reikėtų atsižvelgti į įrangos gamintojo nustatytą periodinės srovės parametrą.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Dar daugiau medžiagos apie vakuuminio grandinės pertraukiklio konstrukciją, veikimo principą ir montavimo sąlygas galite sužinoti iš šio vaizdo įrašo:

Vakuuminiai jungikliai nuo kitų tipų įrenginių skiriasi gana paprasta ir patikima struktūra. Todėl tokio tipo įranga tarnauja ilgą laiką be priekaištų. Natūralų nusidėvėjimą lemia operacijų skaičius, lygus ne mažiau kaip 20 000. Jei techninė priežiūra atliekama laiku, šis tarnavimo laikas pailgėja 5-10%.Tuo tarpu sprogstamoji priežiūra apsiriboja nedideliu skaičiumi lengvų operacijų.

Jei skaitydami informaciją turite klausimų apie straipsnio temą arba turite vertingos informacijos, kuria galite pasidalinti su mūsų skaitytojais, palikite savo komentarus, pasidalykite patirtimi ir užduokite klausimus bloke po straipsniu.