Kõrgepingeseadmed Vaakumlülitid

Kõrgepingeseadmed
Vaakumlülitid
Поскольку разреженный газ (10-6 …10-8 Н/см2) обладает электрической прочностью, в
десятки раз превышающей прочность газа при атмосферном давлении, то это
свойство широко используется в высоковольтных выключателях: в них при
размыкании контактов в вакууме сразу же после первого прохождения тока в дуге
через ноль изоляция восстанавливается, и дуга вновь не загорается.
В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток
инициирует возникновение электрического разряда — вакуумной дуги,
существование которой поддерживается за счет металла, испаряющегося с
поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная
ионизированными парами металла, проводит электрический ток, поэтому ток
протекает между контактами до момента его перехода через ноль. В момент перехода
тока через ноль дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7… 10
микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и других деталей
дугогасящей камеры, восстанавливая электрическую прочность вакуумного
промежутка. В то же время на разведенных контактах восстанавливается
приложенное к ним напряжение (см. иллюстрацию процесса отключения).
Свойства вакуума:
диэлектрическая прочность – 40кВ/мм (125kV/ l/8 дюйма)
естественная отключающая способность – до 4 кА.
расширенная отключающая способность – свыше 100кА
в вакууме контакты выдерживают более 50000 срабатываний при номинальных
значениях тока.
отключение цепи возможно при значениях тока ниже 0,4 А
минимум энергии, необходимой для выполнения коммутации. ( измеряется в Дж)
вакуум безопасен для окружающей среды.
Vaakumlüliti
Vaakumi elektriline läbitavus
Vaakuumlüliti töö
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Klaaskeraamiline korpus;
Terasest otsakatted;
Liikumatu vasest kontaktvarras;
Liikuv vasest kontaktvarras;
Elektroodid (kontaktpind);
Terasest ribidega kamber, mis on
kinnitatud liikuva varda 4 külge;
7,8,9 Ekraanid
Kontaktpindade 5 töö on kõige suurema vastutusega:
peavad olema kaarele kindlad, mehaaniline vastupidavus,
errosioonikindlad jne
Vaakuumlüliti töö 2
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Klaaskeraamiline korpus;
Terasest otsakatted;
Liikumatu vasest kontaktvarras;
Liikuv vasest kontaktvarras;
Elektroodid (kontaktpind);
Terasest ribidega kamber, mis on
kinnitatud liikuva varda 4 kylge;
7,8,9 Ekraanid
1
Kontaktpindade 5 töö on kõige suurema
vastutusega: peavad olema kaarele kindlad,
mehaaniline vastupidavus,
errosioonikindlad jne
Vaakumlüliti mudel
1 – liikumatu kontakt
2 – ülemine kaas;
3 - ülemine isolaator;
4 – liikumatu kontaktpind;
5 – liikuv kontaktpind ;
6 - metallist ekraan;
8 – alumine kaas;
6 – alumine isolaator;
9 - silfoon (kindlustab liikuva kontakti kiikumise;
10 – liikuv kontakt.
Kontakt pinnad valmistatkse põhiliselt metallkeraamilistes
materjalidest, näiteks vask ja kroom suhetes 50% ja 50 %).
Sellega kindlustatakse suur väljalülimise võime,
kulumiskindlus ning takistatakse pindadele keevispunktide
teket.
Vaakumlüliti
Vaakumlüliti
Vaakumlüliti v elegaaslüliti
Vaakumlyliti
Vaakum ABB
Lüliti
1 - Kolm poolust, kinnitatud alusele;
2 - alus (raam);
3 – võll;
4 – väljalülimisvedru, mis asub võlli
sees (торсион) Üks ots jäigalt
kinnitatud alusele, teine võlliga;
5 - Elektromagnetid, mis asuvad alusel. Töötavad võlli kangidele.
6 – mehaaniline lukustus, mis fikseerib kontaktide sisselülimisasendi.
Võlli ühes otsas asub seade, mis võimaldab käsitsi lülitit sisse lülitada (eemaldatava
Käepideme abil. Mehaaniliste lõõkide mõju vähendamiseks vastav dempfer.
Lüliti väljalülimine toimub eklektromagnetide abil. Ankur töötab vahetult mehaanilisele
lukule.
Vaakumlülitite eelised
•Lihtne ehitus (konstruktrsioon)
•Suur töökindlus;
•Suur kulumikindlus;
•Väilesed mõõtmed;
•Lõhke- ja tuleohutus ;
•Müra puudumin operatsioonide teostamisel;
•Ei saasta keskkonda;
•Käidu mugavus;
•Väikesed käidukulud.
Vaakumlülitite puudused
-Suhteliselt väikesed nimivoolud ja väljalülimisvoolud;
- võimalikud ülepinged väikeste induktiivtakistite korral;
- suhteliselt väike lülituste arv lühisvoolude korral.
Достоинства вакуумных выключателей:
простота конструкции;
надежность;
высокая коммутационная износостойкость;
малые размеры;
пожаро- и взрывобезопасность;
отсутствие шума при операциях;
отсутствие загрязнения окружающей среды;
удобство эксплуатации;
малые эксплуатационные расходы.
Недостатки:
— сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения;
— возможность коммутационных перенапряжений при отключении малых
индуктивных токов;
— небольшой ресурс дугогасительного устройства по отключению токов
короткого замыкания.
Vaakumlüliti 35 kV
Mõningad vaakumlüliti andmed
№
Наименование параметра
Значение
1
2
3
Номинальное (наибольшее рабочее) напряжение, кВ
Номинальный ток, А
Номинальный ток отключения, кА
4
Сквозной ток короткого замыкания:
наибольший пик, кА
начальное действующее значение периодической
составляющей
5
6
7
8
9
10
11
12
10 (12)
1000
20
-
Ток термической стойкости
Время протекания тока короткого замыкания, с
Нормированное процентное содержание апериодической
составляющей, %
Собственное (полное) время отключения выключателя, с
Собственное время включения, с
Неодновременность замыкания и размыкания контактов, с,
не более
Номинальное напряжение питания блока управления, В
(постоянного и переменного тока)
Диапазон напряжения питания привода, % от номинального
значения
52
20
20
3
30
0,015 (0,03)
0,07
0,004
110; 220
85-110
Ресурс по коммутационной стойкости: - при номинальном
токе, операций "ВО“
- при токах короткого замыкания I=(0,6-1,0) Iо.ном.
50000
50000
16
Механический ресурс, циклов "ВО"
Климатическое исполнение, категория размещения по ГОСТ
15150
Высота над уровнем моря, м, не более
17
Габаритные размеры Ш х В х Г, мм
13
14
15
30
У3
1000
590 х 610 х
250
Вакуумная камера
1 - неподвижный контакт
2 - место подключения
3 - изолятор (керамический)
4 - коммутационная камера
5 - металлический сильфон
6 - направляющая шайба
7 - подвижный контакт
8 - резьба для присоединения
к приводу
Процесс отключения тока в вакуумной камере происходит
следующим образом. После расхождения контактов дуга
отключаемого тока, вызвавшая испарение материала контактов,
гасится при первом переходе тока через нуль. Пары металла,
образованные дугой отключаемого тока, конденсируются на
поверхности контактов в течение нескольких микросекунд
после погасания дуги, теряя при этом свои токопроводящие
свойства. После конденсации паров металла на поверхности
контактов изоляционный промежуток между ними
восстанавливает свои изоляционные свойства. Пары металлов в
очень малом количестве конденсируются на поверхности
коммутационной камеры (4), которая защищает керамические
изоляторы (3) от напыления проводящим металлическим слоем
и, тем самым, защищает от нарушения их изоляционных
свойств, т.е. коммутационная камера выступает как защита от
нарушения диэлектрической прочности изоляторов (3).
При расхождении контактов в вакуумной камере возникает электрическая дуга,
представляющая собой проводящую среду из паров металла контактов. Для токов
отключения до 10 кА дуга равномерно распределена по поверхности контактов , т.е.
имеется случай, так называемой, диффузной вакуумной дуги. При более высоких
токах, из- за пинч-эффекта, дуга в вакуумной камере сосредоточена в одной точке
[38]. С целью исключения термических перегрузок контактов при токах к.з. до 50 кА
была изобретена, так называемая, контактная система с радиальным магнитным
полем или RMF-система. RMF контактная система устроена таким образом, что
магнитное поле отключаемого тока заставляет дугу вращаться по поверхности
контактов. Эксплуатационные требования гашения дуги в вакуумной среде при токе
к.з. более чем 50 кА дали толчок к изобретению камеры с аксиальным магнитным
полем или AMF-системы, являющейся особым видом контактной системы.
Рис. Контактные системы:
а)
RMF(radial magnetic field) радиальная, при токах к.з. до 50 кА ;
б) AMF(axial magnetic field) аксиальная при токе к.з. более чем 50 кА
Разрез полюса выключателя
ООО «Астер Электро»
Блок схема выключателя и блока управления
Преимущества вакуумного выключателя BB/AST:
 Применен привод с минимальным количеством деталей, без шарнирных
соединений и дополнительных узлов трения.
 Установлен постоянный магнит из редкоземельного сплава NdFeB на защелке
выключателя, который исключает вероятность несанкционированного отключения.
 Комплектуется компактной вакуумной дугогасительной камерой, изготовленной с
Всероссийским энергетическим институтом им. Ленина совместно с НПО
«Эковакуум».
 Выключатель выдерживает протекание тока термической стойкости в течение 3 с –
 Усиленная изоляция полюсов выключателя гарантирует отсутствие пробоев.
 Гарантийный срок эксплуатации -7 лет. Срок службы – 30 лет.
 Размеры выключателя позволяют использовать его в любых камерах и ячейках.
 Полупроводниковый блок управления обеспечивает снижение времени
замкнутого состояния контактов при АПВ до 45 мс.
 Время, в течение которого можно совершить нормированное отключение
выключателя после исчезновения оперативного напряжения, не менее 10 ч.
Инновационная разработка на основе
нового поколения вакуумных камер.
• Напряжение , кВ 110.
• Номинальный ток , А 2000.
• Ток отключения ,кА 31,5.
ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ