Vacuostat: dispozitiv și principiu de funcționare + nuanțe de selecție și conectare

Un dispozitiv electric, un întrerupător de circuit în vid, este un dispozitiv destinat funcționării ca parte a rețelelor electrice de înaltă tensiune.Și-a primit numele de la o caracteristică de proiectare - o cameră cu vid, datorită căreia se obține stingerea instantanee a arcului electric.

Dispozitivul este utilizat ca întrerupătoare concepute pentru a opri echipamentul în caz de situații de urgență sau ca parte a operațiunii de rutină. Să aruncăm o privire mai atentă la ce este un comutator în vid și de ce este necesar.

Cum funcționează un întrerupător cu vid de înaltă tensiune?

Baza pentru funcționalitatea camerelor de vid utilizate la proiectarea comutatoarelor este proprietățile fizice ale gazului în stare de descărcare. În astfel de condiții, proprietatea gazului, caracterizată ca rezistență electrică, se modifică semnificativ spre o creștere.

Acest efect al unui mediu extrem de rarefiat (interval de la 10^-6 la 10^-8 N/cm²) este utilizat cu succes în modelele de comutatoare completate cu camere de vid cu gaz prin care trec grupurile de contact electrice.

Unul dintre modelele unui întrerupător de circuit în vid este un dispozitiv care este utilizat în funcționarea rețelelor electrice de putere. Dispozitivul este considerat mai modern și mai fiabil în comparație cu dispozitive similare, dar de alt tip.

Curentul care circulă prin grupurile de contact (în momentul în care contactul este deconectat) formează o descărcare electrică - un arc.Arderea cu arc are loc din cauza ionizării parțiale a vaporilor de metal, formați inevitabil de la temperaturi ridicate. Trecerea curentului între contacte prin plasma formată este menținută până când curentul trece la magistrala zero.

De îndată ce vine momentul tranziției prin „zero”, arcul electric se stinge. Procesul total nu durează mai mult de 7-10 microsecunde.

Proiectare vacuocomutatoare

Varietatea întreruptoarelor cu vid, ținând cont de designul lor, este destul de mare. Prin urmare, este dificil să se dea caracteristicile acestor dispozitive în ansamblu. Între timp, indiferent de diferențele de proiectare, principiul de funcționare rămâne neschimbat.

Schema bloc a explozivului: 1 – borna superioară; 2 – camera de vid; 3 – izolator polimer; 4 – randament mai mic; 5 – contact bandă; 6 – arc de putere; 7 – tija de tractiune; 8 – arc de deplasare; 9 – maneta de viteze; 10 – arbore de transmisie; 11 – eliberare; 12 - corp

Să luăm în considerare pentru informații generale vacuumrupator tripolar, echipat cu un motor de acţionare cu arc. Acest dispozitiv este proiectat pentru instalare în interior sau în exterior. În orice caz, instalarea acestuia se realizează în interiorul unor cutii metalice speciale de distribuție.

Dispozitivele pot fi utilizate într-o varietate de domenii ale economiei naționale. Cu toate acestea, există unele limitări.

Astfel, întreruptoarele cu vid nu sunt destinate instalării și funcționării ulterioare în următoarele condiții:

• încăperi în care există incendiu sau atmosferă explozivă;
• instalații care sunt concepute pentru a asigura comutarea frecventă;
• instalatii de tip mobil (mobile);
• sisteme energetice ale navelor maritime și fluviale.

Întreruptoarele de tip vid au de obicei două tipuri de design:

1. Pentru instalare permanentă.
2. Pentru instalare cu un cărucior hardware.

Indiferent de design, zona corpului dispozitivului conține trei stâlpi echipați cu camere de stingere a arcului.

În interiorul camerelor de vid există contactori mobile acționați de un mecanism arc-motor. Corpul dispozitivului este completat de un panou frontal, care conține elemente de afișare și dispozitive de control.

Elementele principale externe ale comutatorului: 1 – poli ai dispozitivului; 2 – mecanism de blocare activare; 3 – fereastra pentru ridicare; 4 – mâner mecanic care blochează circuitele externe

Cei trei poli ai circuitului principal sunt realizați sub formă de coloane. Locația stâlpilor este de obicei în partea din spate a șasiului de antrenare a motorului cu arc. Fiecare stâlp este echipat cu o cameră de stingere a arcului, care este închisă în interiorul unui izolator polimeric. Pentru a spori rezistența electrică, corpul izolatorului are o formă nervură.

În interiorul fiecărei camere de vid este montat un grup de contact format din două elemente - mobil și fix. Elementul de contact mobil este conectat la mecanismul de comutare printr-un izolator de tracțiune. Urmează conexiunea cu pinul de contact inferior. Și contactul fix este conectat printr-o potrivire conică la terminalul de contact superior al dispozitivului.

Cum funcționează comutatorul?

Contactele în mișcare ale camerelor de vid sunt conectate mecanic la arborele antrenării arcului-motor. Datorită arcului de putere, care este prearmat (setat la starea de tensiune), acționarea poate fi activată cu ușurință prin simpla apăsare a unui buton de control sau a unui alt mecanism.

Schema bloc a unei camere de vid: 1 – bloc terminal cu contact fix; 2 – contact fix; 3 – contact mobil; 4 – ecran metalic; 5 – izolator ceramic (polimer); 6 – burduf; 7 – bloc terminal de contact mobil

Arcul (de obicei două arcuri) este încărcat de o transmisie cu lanț. Modul normal de funcționare al echipamentului presupune încărcarea arcului cu ajutorul unui motor electric echipat cu cutie de viteze. În același timp, există și un mâner manual de armare, care este utilizat în caz de accidente sau pierderi de putere.

Arcul armat este fixat de mecanismul de declanșare. Acest mecanism este controlat printr-o unitate electromagnetică sau printr-un buton de pornire. De îndată ce modul de activare este activat, blocarea este eliberată, forța de tracțiune a arcului activează mecanismul cu came. Acesta, la rândul său, acționează asupra arborelui, care este conectat mecanic la mecanismul de comutare al contactelor mobile ale camerelor de vid.

Operația de oprire a întreruptorului de vid se realizează prin activarea modului „Oprit” - cu un electromagnet sau un buton. Secvența de acțiuni este aproape aceeași cu primul mod. Aici sunt implicate și arcuri de putere de declanșare, a căror stare este setată de declanșatorul de declanșare.

Panou de control și elemente de indicare: 1 – modul „pornit”; 2 – modul „off”; 3 – starea armată a arcului; 4 - starea arcului eliberat

Comoditatea operațiunii și controlul funcționării dispozitivului este asigurată de panoul de control. Pe partea frontală a panoului există elemente: un contor de cicluri, un indicator de stare a arcului de încărcare și un indicator de stare a comutatorului de vid.

Caracteristicile structurilor retractabile

Echipamentul retractabil este asamblat pe baza unui cărucior de echipament special. Folosind acest accesoriu, comutatorul este introdus în sau în afara carcasei.

Căruciorul hardware nu acționează numai ca transport pentru dispozitiv, ci acționează și ca un controler pentru comutarea dispozitivului în modul de testare sau în modul de funcționare de îndată ce comutatorul este împins în dulap.

Cărucior feronerie: 1 – rolă (4 buc.); 2 – baza; 3, A – bază mobilă; 4 – mâner (2 buc.); 5 – priză cu buton; 6 – bară de blocare; 7 – element de fixare; 8 – conector pentru circuitul secundar; 9 – mecanica blocării dispozitivului; 10 – blocarea contactelor; 11 – bară de fixare cu șuruburi; B – parte fixă

Comutatorul de vid este atașat direct la partea mobilă a căruciorului. Fixarea se realizează cu îmbinări cu șuruburi. Între timp, căruciorul de feronerie are și o parte staționară, unde este fixată antrenarea părții mobile. Mișcarea modulului mobil față de cel staționar se realizează prin șurubul mânerului de comandă al căruciorului.

Piesa mobila este o baza metalica pe patru roti, tratata cu acoperire galvanica. Există o blocare mecanică externă (bară de presiune) a electrodului de împământare, o blocare cu șurub de antrenare, contacte bloc, un mecanism de blocare a comutatorului și alte elemente care asigură mișcarea sau fixarea.

Instalarea și conectarea dispozitivului

Înainte de a începe instalarea unui întrerupător de circuit în vid, este necesar să inspectați toate elementele accesibile din exterior pentru a vă asigura că nu există daune sau defecte. Apoi, suprafețele izolatoare ale stâlpilor sunt curățate folosind o cârpă uscată, fără scame.

Nu este permisă introducerea echipamentelor în sistem dacă există așchii, fisuri sau zone deformate pe suprafețele izolante. Trebuie verificat circuitul circuitelor secundare, precum și conexiunea magistralei șasiului.

Verificarea dispozitivului instalat. Este important aici să verificați cu atenție fiecare detaliu, fiecare element de fixare. Dispozitivele de înaltă tensiune nu iartă nici cea mai mică greșeală

Înainte de instalare, funcționalitatea comutatorului trebuie verificată prin pornire manuală (în gol fără alimentare) și asigurați-vă că indicatoarele panoului de control sunt în poziția corectă. Apoi trebuie să verificați prezența capacelor stâlpilor. Dacă se utilizează un echipament de 1600 A sau mai mult, capacele de protecție trebuie îndepărtate înainte de instalare.

Conectați-vă direct la rețea

Bornele vârfurilor de contact ale conductorilor cablului de alimentare trebuie curățate înainte de conectarea la bornele comutatorului.

Procedura de stripare diferă în funcție de materialul terminal utilizat:

• Pentru terminalele din cupru și aluminiu fără acoperire suplimentară, curățarea se efectuează cu șmirghel cu granulație M20 sau mai mică, urmată de degresarea suprafeței metalice.
• Dacă bornele din cupru sau aluminiu sunt acoperite cu un strat de argint, este suficient să le curățați cu o cârpă fără scame.

Este inacceptabilă utilizarea cablurilor a căror acoperire argintie a terminalelor este deteriorată pe o suprafață mai mare de 5%. În acest caz, elementul deteriorat trebuie înlocuit. Mai multe informații despre terminalele pentru cablurile de conectare pot fi găsite în acest material.

Conductoarele externe sunt conectate la bornele comutatorului de vid astfel încât să nu se creeze forțe mecanice asupra bornelor dispozitivului de la conductorii externi. Conexiunile se realizează prin intermediul unui cuplaj cu șuruburi folosind șaibe metalice elastice plate.

Cum se face împământarea?

Dispozitivele staționare sunt conectate la platforma „pământ” folosind o conexiune cu șuruburi (M12) direct în punctul marcat „Legare la pământ”.

Elemente structurale ale căruciorului echipamentelor și șasiului comutatorului prin care dispozitivul este împământat. De regulă, aceste puncte sunt marcate cu un semn corespunzător lângă element

Zona punctului de contact „împământare” trebuie degresată înainte de conectare. Conductorul de împământare trebuie să fie o magistrală de secțiune transversală suficientă (Reguli de instalare electrică), un fir flexibil sau un conductor împletit. Înainte de a plasa conductorul pe suportul de contact, lubrifiați suprafețele de contact cu un lubrifiant special (CIATIM-203).

Modelul de tip extras este împământat folosind elementele căruciorului de echipamente. Împământarea întreruptorului în vid se realizează prin structura căruciorului de feronerie, pentru care există și elemente de fixare.

Punerea în funcțiune a dispozitivului

Aparatul este pus în funcțiune după o verificare suplimentară a echipamentului instalat și pregătit. În special, se verifică fiabilitatea împământării, starea de fixare a componentelor ansamblului și accesul mediului de răcire la elementele potențial de încălzire.

Suprafețele tijelor purtătoare de curent în contact cu lamelele grupurilor de contact rozetă trebuie tratate cu o cantitate mică de lubrifiant CIATIM. În general, este necesar să se efectueze toate procedurile prevăzute de PES în cazul testelor de recepție și să se asigure că tensiunea de funcționare corespunde limitelor admise.

Instalarea unui întrerupător de circuit în vid. Lucrările de instalare sunt efectuate numai de personal calificat. Aceleași cerințe se aplică personalului care este selectat pentru întreținerea echipamentelor de înaltă tensiune.

Personalul care are permisiunea de a întreține instalațiile electrice care funcționează la tensiuni mai mari de 1000 de volți are voie să acționeze întrerupătorul cu vid. Grupul de acces aprobat pentru personalul de service nu trebuie să fie mai mic de treime. Înainte de a începe să lucreze cu echipamente, personalul este supus unui minim tehnic pentru a studia complexitățile unui anumit model de echipament.

Cum să alegi un întrerupător de circuit în vid?

Dispozitivul este selectat luând în considerare parametrii săi nominali, care sunt luați în considerare în raport cu parametrii rețelei existente la locul de instalare. Alegerea se face în funcție de criteriul modurilor de funcționare maxim încărcate așteptate pentru condițiile de funcționare.

Tensiunea nominală a întreruptorului în vid este permisă să fie egală cu (sau crescută) în raport cu tensiunea nominală a sistemului alimentat prin întrerupător.

Parametrul de curent nominal pe termen lung este selectat mai mare decât curentul nominal al sistemului alimentat. Parametrul de curent nominal de întrerupere este selectat peste valoarea maximă curent nominal Scurtcircuit (se ia în considerare momentul divergenței contactului).

Plăcuța cu specificații tehnice este primul lucru la care acordați atenție atunci când alegeți un comutator. Pe baza valorilor parametrilor, puteți determina deja dacă dispozitivul este potrivit pentru o anumită instalație sau nu

Din punct de vedere al posibilelor condiții de scurtcircuit, alegerea se face ținând cont de cele mai severe condiții.

Valoarea componentei aperiodice este calculată ținând cont de condițiile de scurtcircuit cu tensiune zero în oricare dintre liniile de fază. În acest caz, trebuie luat în considerare parametrul de curent aperiodic stabilit de producătorul echipamentului.

Concluzii și video util pe această temă

Puteți afla și mai multe materiale despre proiectarea, principiul de funcționare și condițiile de instalare ale unui întrerupător cu vid din următorul videoclip:

Comutatoarele de vid diferă de alte tipuri de dispozitive prin structura lor relativ simplă și fiabilă. Prin urmare, acest tip de echipament servește mult timp fără nicio reclamație. Durata de viață naturală la uzură este determinată de numărul de operațiuni egal cu cel puțin 20 000. Cu condiția ca întreținerea să fie efectuată în timp util, această viață crește cu 5-10%.Între timp, întreținerea explozivă este limitată la un număr mic de operațiuni ușoare.

Dacă, în timp ce citiți informațiile, aveți întrebări despre subiectul articolului sau aveți informații valoroase pe care le puteți împărtăși cititorilor noștri, vă rugăm să lăsați comentariile dvs., să împărtășiți experiența dvs. și să puneți întrebări în blocul de sub articol.