Kuhni-nn.ru

Кухни НН
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает вакуумный выключатель

Как работает вакуумный выключатель

При отключении и включении значительных нагрузок между контактами коммутационных аппаратов возникает электрическая дуга, приводящая к повреждению самих контактов и к перекрытию дугой соседних токоведущих частей. Такая ситуация провоцирует серьезные аварии или пожар.

Для предотвращения этого в конструкции имеется специальная камера. В ней происходит гашение дуги. Высоковольтные выключатели оборудуются дугогасящими камерами, где дуга разрывается под воздействием масла, потоком сжатого воздуха или в среде элегаза.

Одно из перспективных направлений – создание высоковольтных выключателей с вакуумной дугогасящей камерой. В этой статье рассмотрен вакуумный выключатель, его устройство и принцип работы наиболее распространенных моделей, их достоинства и недостатки.

Зачем делать электромагниты привода на малое время работы?

Дело в том, что эти элементы должны обеспечивать быструю механическую операцию — освобождение защелки пружины. На эту операцию нужно определенное усилие, которое создается за счет «форсировки» электромагнита повышенным током. Другими словами сопротивление электромагнита специально делают меньше нормального для данного класса напряжения, чтобы создать повышенную мощность в первый момент. При этом начинает протекать повышенный ток, который электромагнит способен выдерживать только кратковременно. Если ток протекает длительное время, то электромагниту становится плохо.

Это решение абсолютно оправдано потому, что операция отключения и включения (для пружинных приводов) производится за короткое время. Например, для выключателя ВВУ-СЭЩ-П-10 собственное время включения составляет 0,05 с, а отключения — 0,03 с.

Схема управления пружинным приводом

При нормальных условия ток в цепи управления рвется соответствующим блок-контактом. Например, для Рис.1 операция отключения происходит следующим образом:

Рис. 1 Схема управления пружинным приводом (с сайта www.electroshield.ru)

  • Контакт реле КСТ (реле команды отключить) подает напряжение на электромагнит отключения YAT. В цепи отключения начинает протекать ток, величина которого зависит от типа электромагнита. Обычно это 1, 2,5 или 5 А.
  • Электромагнит YAT под действием данного тока создает усилие, которое обеспечивает срыв защелки пружины отключения. Пружина разряжается и отключает выключатель
  • Блок-контакт Q1(13-14) меняет свое положение на противоположное (разомкнутое) и обесточивает цепь отключения, снимая напряжение с электромагнита. Контакт реле KСТ возвращается в исходное положение (разомкнутое) после возврата защиты присоединения (так как выключатель отключил КЗ)

Операция включения производится аналогично.

Однако, если по какой-то причине блок-контакт Q1 не разорвал цепь управления, ток через электромагнит продолжит протекать и приведет к его повреждению.

Причины могут быть разные, например, заклинивание механической части привода или проворот блок-контакта на валу привода. В любом случае это приведет к печальным результатам.

Электромагнитные приводы

Двигатель электромагнитного привода (рис.3,а) состоит из следующих частей: магнитопровода 1, сердечника 2, неподвижного «стопа» 3, катушки 4. Последняя имеет две секции, которые расположены внутри магнитопровода. Они включаются параллельно или последовательно в зависимости от номинального напряжения сети постоянного тока (110 или 220 В). В торец сердечника 2 ввинчен шток 5, который в процессе включения упирается в ролик ведущего рычага передаточного механизма и поворачивает его по часовой стрелке.

Двигатель электромагнитного привода (а) и статические характеристики электромагнита постоянного тока

Рис.3. Двигатель электромагнитного привода (а) и
статические характеристики электромагнита постоянного тока (б)

Читайте так же:
Выключатель деблокиратор задней откидной двери

Тяговая сила F электромагнита зависит от тока и положения сердечника (рис.3,б). Цифры у кривых указывают значение тока в долях номинального Iном= Uном/R, где R — сопротивление обмотки.

Как видно из рисунка, тяговая сила увеличивается по мере уменьшения расстояния h и достигает максимального значения при подходе к положению «включено». Такая характеристика соответствует статической характеристике выключателя.

Процесс включения электромагнитного привода

Рис.4. Процесс включения электромагнитного привода:
а — изменение тока;
б — ход подвижной системы выключателя

В процессе включения ток и магнитный поток электромагнита непрерывно изменяются. Сначала при замыкании цепи ток увеличивается приблизительно экспоненциально, пока не достигнет значения, достаточного для трогания нагруженного сердечника (рис.4,а). Время, необходимое для такого нарастания тока, относительно велико (0,2с). Когда ток достигнет необходимого значения, начинается движение сердечника. Скорость его быстро увеличивается, а скорость нарастания тока уменьшается. При включении выключателя на ненагруженную цепь ток в цепи не успевает достигнуть установившегося значения. Если же включение происходит на КЗ, то возникают электродинамические силы, препятствующие движению сердечника и завершению операции включения. Скорость сердечника резко уменьшается, что вызывает увеличение тока в электромагните и увеличение тяговой силы. Сердечник вновь увеличивает скорость и доводит подвижную систему выключателя до положения «включено» (рис.4,б). Если мощность электромагнита недостаточна, происходит сильное торможение сердечника и опасность оплавления контактов, поскольку давление в них недостаточно.

Электромагнитные приводы относятся к приводам медленного действия. Собственное время привода (от момента подачи команды на включение до момента трогания) составляет большую часть полного времени включения. Последнее достигает 0,5с и более.

Для питания электромагнитных приводов необходима аккумуляторная батарея достаточной емкости, обычно предусматриваемая на станциях в качестве независимого от энергосистемы вспомогательного источника энергии. Однако на большей части понижающих подстанций установка аккумуляторных батарей экономически не оправдывается. В этих условиях применение электромагнитных приводов возможно только при питании от сети переменного тока через индивидуальные полупроводниковые выпрямители. Но такая схема не обеспечивает возможность включения выключателя при нарушении электроснабжения. Поэтому применение электромагнитных приводов при отсутствии аккумуляторной батареи нецелесообразно. В последнее время в связи с увеличением отключающей способности выключателей и повышением требований к быстродействию электромагнитные приводы вытесняются более совершенными пневматическими приводами.

Устройства автоматического повторного включения (АПВ )

АПВ осуществляют быстрое повторное восстановление электроснаб жения промышленных потребителей после кратковремен ных самоустраняющихся повреждений в электрической сети. Большая часть (60 —80 %) коротких замыканий на воздушных линиях вызывается схлестыванием проводов от сильного ветра и сбрасывания гололеда, перекрытием изоляции во время грозы, падением деревьев, набросом и касанием проводов передвижными механизмами и другими причинами. При быстром отключении релейной защитой линии, на которой произошло неустойчивое повреждение, электрическая дуга, возникшая в месте КЗ, гасится рань ше, чем может образоваться серьезное разрушение линии. В связи с этим на таких линиях применяются устройства АПВ, действие которых основано на повторном включении элемента сети после каждого его аварийного отключения. С помощью АПВ происходит быстрое автоматическое вос становление нормального режима работы электрической сети.

Согласно ПУЭ, устройства АПВ обязательны на всех воздушных линиях и воздушных линиях с кабельными вставками напряжением выше 1 кВ.

Читайте так же:
Карточный выключатель для гостиниц принцип работы

По числу циклов (кратности срабатывания) различают АПВ однократного, двукратного и трехкратного действия. В системах электроснабжения промышленных предприятий наибольшее распространение имеют однократные АПВ. По способу воздействия на привод выключателя имеются механические и электрические АПВ. Механические АПВ встраиваются в грузовые и пружинные приводы (в настоя щее время механические АПВ применяются крайне редко). Электрические АПВ оборудуются выключателями с элек тромагнитными или пневматическими приводами, имеющими мощный электромагнит включения, на который действу ет устройство АПВ.

Схемы АПВ выполняют на оперативном постоянном или переменном токе. При наличии пружинно-грузовых приво дов оперативный ток — переменный, при электромагнитных и пневматических приводах применяется постоянный опе ративный ток, который необходим и для работы привода.

Схемы АПВ должны приходить в действие при аварийном отключении выключателя и с определенной, заранее заданной выдержкой времени. Длительность включающего импульса от устройства АПВ должна быть достаточной для надежного включения выключателя и одновременно время действия АПВ должно быть минимально возможным для ускорения восстановления нормального питания потребите лей. Время действия АПВ определяется временем, необ ходимым для автоматического возврата привода в положе ние готовности к повторному включению. Наименьшая вы держка времени принимается 0,5—1,5 с.

Устройства АПВ не должны срабатывать при оператив ных переключениях схемы обслуживающим персоналом; при срабатывании отдельных защит, отключающих устой чивые КЗ (например, газовой защиты или ДТЗ трансформатора), самоликвидация которых маловероятна; при от ключении выключателя релейной защитой сразу же после включения его персоналом, так как повреждения, возник шие до включения выключателя, как правило, не могут са моустраниться.

Для учета действия АПВ в схемах должны предусмат риваться сигнальные (указательные) реле или счетчики срабатывания.

На рисунке 1 приведена схема АПВ однократного дейст вия линии с односторонним питанием. В схеме показано комплектное устройство РПВ-58, в которое входят: реле времени КТ типа ЭВ-133 с добавочным резистором R 1 для термической стойкости реле; промежуточное реле KL с по следовательной и параллельной обмотками, служащее для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое КЗ; конденсатор С, обеспечивающий однократ ность действия АПВ (так как время его заряда после сра батывания АПВ составляет 20 с); SA 1— SA 4 — ключи управления, в которых предусмотрена фиксация положения последней операции. Работа АПВ, как правило, начинает ся при несоответствии положений привода и выключателя или ключа управления и выключателя, если у него привод электромагнитный.

Комплект РПВ-58 получает питание от сети оператив ного постоянного тока 110 или 220В.

В исходном положении выключатель включен и ключи SA 1, SA 2 и SA 4 находятся в фиксированном замкнутом по ложении В. Конденсатор С заряжен, устройство АПВ под готовлено к работе через реле времени КТ. Пуск схемы АПВ может произойти под действием отключения выклю чателя от релейной защиты. Вспомогательный контакт вы ключателя Q :1 и контакт KBS : 2 подают питание реле положения выключателя KQT , которое своими контактами в цепи реле КТ подает к его катушке минус сети оператив ного тока. По истечении установленной выдержки времени реле КТ своим контактом КТ: 2 подключает параллельную обмотку реле KL к заряженному конденсатору С. До вклю чения выключателя Q и размыкания его контакта Q : 1 контакты KL : 1 включают через последовательную самоудер живающуюся обмотку реле KL контактор КМ.

Читайте так же:
Выключатель концевой для раздвижных дверей 4312sd

Если АПВ успешно сработало, реле KQT отпадает, ре ле КТ обесточивается, обеспечивая новый заряд конденсатора С через 20 с.

Наиболее просто выполняются схемы АПВ на перемен ном оперативном токе для выключателей с грузовыми, пружинными или пружинно-грузовыми приводами, в которые встраиваются реле прямого действия. В этих приводах энергия, необходимая для операции включения, запасает ся в предварительно натянутых пружинах или поднятом грузе. Подъем груза или натяжение пружины производят ся вручную или с помощью специального устройства, со стоящего из электродвигателя мощностью 80—100 Вт, и редуктора. В таких приводах имеются специальные механические устройства, выполняющие АПВ без выдер жки времени при отключе нии выключателя от встроенных реле прямого действия. При оперативном отключении персоналом выключате ля механическое АПВ блокируется и выключатель по вторно не включается. Дву кратного действия АПВ не происходит, так как пружи на или груз после первого срабатывания АПВ оказы вается в не заведенном (не поднятом) состоянии. Но ме ханические АПВ менее на дежны, чем электрические АПВ.

На рисунке 2 приведена схема электрического АПВ однократного действия на оперативном переменном токе для выключателей с приводом ПП-67. Когда РЗ отключает вы ключатель Q (см. рисунок 1), включается реле времени КТ. Реле КТ с выдержкой времени своим замыкающим контактом КТ включает цепь катушки включения YAC и повторно включает выключатель Q . Одновременно происходит автоматическое натяжение пружины с помощью электродвигательного редуктора М, в цепь которого вклю чен вспомогательный контакт SQ . Благодаря этому ис ключается вторичное АПВ на устойчивое КЗ, а также при включении на КЗ от руки с помощью ключа SA . Недостат ком схемы является то, что при ручном включении выклю чателя ключом SA необходимо долго держать замкнутой цепь включения, пока не сработает реле времени КТ.

Назначение вакуумных и масляных выключателей

Масляные и вакуумные выключатели: конструкция, назначение, обозначение

Любой коммутационный аппарат в высоковольтных сетях должен выполнять две основные функции.

Отключение электрических цепей как под нагрузкой, так и без нее.Коммутационный аппарат должен работать как в нормальном, так и в аварийном режиме. Это значит, что он должен не только в течении долгого времени выдерживать номинальные токи, но и быть способным отключить кратковременные токи короткого замыкания, в несколько раз превосходящие по величине рабочие токи. В аварийном режиме выключатель должен автоматически отключить электрическую цепь, чтобы предотвратить повреждение аппаратуры и подключенных приборов.

Важно!

Выключатели классифицируют в зависимости от того, в какой среде происходит гашение дуги.

При выборе коммутационного аппарата также учитывают его свойства, в том числе

  • надежность, длительный срок службы, безопасность для подключенного оборудования и окружающих;
  • быстродействие — малое время отклика и отключения;
  • удобство в обслуживании и управлении. Работу современных аппаратов можно контролировать удаленно;
  • простота и скорость монтажа;
  • небольшой вес и габариты;
  • доступная цена, ремонтопригодность.
Читайте так же:
Выключатель для кухонной вытяжки

Высота над уровнем моря не более 1000 м. Температура окружающей среды от минус 25 до 45°С. Относительная влажность воздуха не более 80% при температуре 20°С. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли в концентрациях, снижающих параметры привода в недопустимых пределах. Тип атмосферы II по ГОСТ 15150. Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.0. Приводы для внутригосударственных и экспортных поставок соответствуют ГОСТ 687.

Привод представляет собой подвесную конструкцию с консольным выходом соединительного вала. Привод состоит из механизма, электромагнитов (включающего и отключающего), коммутирующих контактов для внешних вспомогательных цепей и блокировочных контактов КБО и КБВ. Механизм привода представляет собой рычажную систему с запирающим устройством и роликовым расцепителем. Включающий электромагнит состоит из катушки, подвижного сердечника со штоком и магнитопровода. Нижняя плита магнитопровода имеет скобу с вырезами для установки рычага ручного неоперативного включения. Отключающий электромагнит закреплен на плите корпуса механизма. На корпусе отключающего электромагнита размещен набор зажимов для присоединения внешних вспомогательных цепей. Для производства ручного неоперативного отключения привод имеет рукоятку. Привод закрыт защитным кожухом. В приводе применена электрическая блокировка от самопроизвольного повторного включения на существующее КЗ. Привод пригоден для мгновенного АПВ и допускает световой контроль цепей управления. Замыкание и размыкание цепи включающего электромагнита привода осуществляется низковольтным контактором постоянного тока.

Электромагнитные приводы клапанов — типы и принцип работы

Привод электромагнитный М119 Альфа Астра

Электромагнитный привод – устройство пружинного действия с электромагнитной защёлкой, которые необходимы для управления работой огнезадерживающих и противодымных клапанов. Главные компоненты привода ЭМ – крутящая (возвратная) пружина и электрический магнит, который фиксирует заслонку в исходном состоянии (для дымовых клапанов в закрытом, для огнезащитных – в открытом). В механизме применяются магниты постоянного тока, рассчитанные на напряжение 12В или 24В, и устройства, оснащённые 2-полупериодным выпрямителем, функционирующие от обычной электросети переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 220В.

Электромагнитные приводы огнезадерживающих и дымовых клапанов оборудованы микровыключателями, чтобы управлять их состоянием. Концевые выключатели (КВ1/КВ2) сигнализируют о текущем положении заслонки, которая может быть открыта или закрыта. Диапазон силы тока в сети управления – от 0.1 до 2А (в случае активной нагрузки), от 0.25 до 4А (в случае индуктивной нагрузки с постоянным током), от 0.3 до 2А (при индуктивной нагрузке с переменным током).

Управляющим сигналом на срабатывание заслонки клапана с электромагнитным приводом служит подача питания на э/магнит. Затем необходимо снять напряжение с электромагнита (220В), чтобы обезопасить обслуживающий персонал от удара током.

Типы огнезащитных клапанов с электромагнитным приводом

    В зависимости от назначения и места установки, огнезащитные клапаны с приводом ЭМ, можно разделить на три группы:

Пружинный привод с электромагнитной защелкой и тепловым замком поставляются вместе с нормально-открытыми (НО) противопожарными клапанами, которые противостоят свободному прохождению огня по вентиляционным воздуховодам, т.е. выполняют огнезащитную функцию.

Аналогичное устройство, но без датчика температуры, устанавливается на огнезадерживающие ОЗК с нормально-закрытой заслонкой.

Электромагнитные приводы дымоудаления устанавливаются на дымовые клапаны, у которых заслонка в режиме по умолчании находится в закрытом состоянии.

Читайте так же:
Выключатель внутренний двухклавишный технические характеристики

Пример применения — КЛОП ВИНГС-М

klapan_KLOP_1_NO_elektromagnitniy_privod
Клоп 1 НО Прямоугольный
Нормально открытый огнезащитный
klapan_KLOP_2_NZ_elektromagnitniy_privod
Клоп 2 НЗ Прямоугольный
Нормально закрытый огнезащитный
krugliy_protivopojarniy_klapan_1_elektromagnitniy_privod
Клоп 1 EI60/90 Круглый
Противопожарный для круглого воздуховода
protivopojarniy_klapan_Klop_3_privod_elektromagnitniy_vings_m
Клоп 3 Двойная заслонка
Противопожарный с меньшей длиной

Типы электромагнитных приводов

Основным различием между регулирующими устройствами с магнитной защёлкой является напряжение питания: 12В, 24В и 220В. Степень защиты корпуса может различаться, в зависимости от модели, от минимальных IP10 до максимальных IP54 (защита от влаги и пыли). Так же отдельные модификации могут иметь встроенную функцию автоматического отключения и проверки работоспособности (например М183).

vidi_elektromagnitnih_privodov_protivopojarnogo_klapana

Сравнение характеристик с электроприводом

Электромеханические противопожарные электроприводы подключаются в сети переменного тока 230В или постоянного тока 24В, приводы с электромагнитной защёлкой имеют такие же параметры, но ещё и возможность подключения 12В (постоянного тока).

Таблица сравнения характеристик
МодельЭМК 25-211-3 54У3МодельDastech FR-05N220S
Номинальное напряжение220В, 50гц220В, 50гц
Номинальная тяговая сила120 НКрутящий момент5 Нм
Номинальный ход якоря4,5±0,5 ммУгол поворота90 ° (макс 95°)
Номинальная мощность66 ВтПотребляемая мощность5 Вт / 3 Вт
Время возврата2 секВремя поворота пружины20 сек
Концевые выключателиестьесть
Масса1.45 кг1.5 кг

Принцип работы электромагнитного привода

Вращение заслонки происходит при подаче напряжения на магнит или при разрыве теплового замка (обычно настроены на 72°С). Рычажок магнита высвобождает заслонку, а пружина перемещает заслонку из изначального положения в рабочее. В этом состоянии заслонка закрепляется ригелем. Таким образом, перевод состояния из исходного происходит автоматически (для клапанов НО и НЗ), при работе теплового замка (для НО), дистанционно с пульта управления либо от рычага, кнопки на самом клапане. Обратно – из рабочего состояния в изначальное – исключительно ручным способом, с помощью ключа либо рукоятки.

Достоинства и недостатки по сравнению с электромеханическими приводами

    Преимущества:

И несмотря на небольшие размеры, вес вполне сопоставим с электроприводами — 1.4-2 кг. По данному параметру разницы нет.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Выключатели серии: ВМПЭ-10 относятся к жидкостным трехполюсным высоковольтным выключателям с малым объемом дугогасящей жидкости (трансформаторного масла). Выключатели предназначены для коммутации высоковольтных цепей трехфазного переменного тока в номинальном режиме работы установки, а также для автоматического отключения этих цепей при коротких замыканиях и перегрузках, возникающих при аварийных режимах.

Принцип работы выключателей основан на гашении электрической дуги, возникающей при размыкании контактов, потоком газомасляной смеси, образующейся в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры дуги. Этот поток получает определенное направление в специальном дугогасительном устройстве, размещенном в зоне горения дуги.

Управляется выключатель электромагнитным приводом постоянного тока, встроенным в раму выключателя.

Оперативное включение осуществляется за счет энергии включающего электромагнита, а отключение — за счет отключающих пружин и пружинного буфера, которые срабатывают при воздействии отключающего электромагнита или кнопки ручного отключения на защелку привода, удерживающую выключатель во включенном положении.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector