Вакуумные выключатели: принцип работы, конструкция

Опубликовано: 03.09.2018

Масляные и электромагнитные воздушные выключатели все реже применяются в промышленности. Сейчас более популярны масляные вакуумные выключатели. Это объясняется тем, что они имеют больший срок службы – до 20 лет, и это без особого ухода и ремонтных работ. Благодаря этому значительно экономятся средства и время, ведь не требуется регулярная очистка приспособлений от загрязнений: пыли, сажи или копоти.

Принцип действия

Современные вакуумные высоковольтные выключатели оснащены механическими и коммутационными деталями (согласно ПУЭ), которые и отвечают за такой продолжительный срок службы. Изначально такая конструкция разрабатывалась специально для использования устройств в шкафах КРУ, сейчас же данные приспособления используются для регулировки работы в любой установке, которая зависит от напряжения сети.

Рисунок 1 вакуумные высоковольтные выключатели

BB TEL Устройство, принцип действия и обслуживание вакуумного выключателя

Почему выбирают вакуумные выключатели

У многих выключателей есть ряд преимуществ, допустим, чтобы монтировать обычные газовые, необязательно, чтобы под рукой была схема монтажа электропроводки. Вакуумные агрегаты ВБП наиболее распространенные, это связано с некоторыми факторами:

Вакуумные выключатели Принцип гашения дуги в вакууме

сетевые выключатели имеют общий якорь, что упрощает монтаж; такие агрегаты более распространены, их легче купить в странах СНГ, чем те же электронные выключатели Сименс; самарские, минусинские и ровенские выключатели при необходимости способны создавать определенную силу магнитного потока даже, если нет нужного напряжения сети (220 кв), это часто применяется в случае перепадов напряжения или расконтачивания проводов; у большинства моделей (Evolis, Вву Сэщ, Саратов), выключатели оснащены специальным электромагнитным приводом с практичной магнитной защелкой, благодаря чему, перед тем, как установить устройства, не нужно связываться с производителями и поставщиками;

вся информация и сигналы сети (от 110 кв до170 кв), передаются на однообмоточную катушку трансформатора.

Классификация устройств:

Наименование	Область использования	Номинальное напряжение	Принцип работы	Номинальная мощность
Масляные выключатели малообъемные серии вв tel	Разнообразные электрические механизмы.	20 кВ (до 500 кВт)	Масло в этом устройстве используется только для того, чтобы погасить дугу, следовательно, его количество относительно небольшое. Устройства относятся к пожаробезопасным агрегатам.	10000 в
Масляные выключатели многообъемные	Разные электромагнитные и механические приспособления.	27 кв (в отдельных моделях возможно даже 6 кв)	Это устройства большой мощности, которые служат не только для выключения сети питания, но и для изоляции масляного бака. Такие вакуумные автоматические агрегаты изолируют токоведущие части от заземленного бака устройства, фазы и контакты.	10000 в
Выключатели автоматические вакуумные ВМП-10	Выкатные машины и станки.	на 10 кв, ток 5000 a	Ключевое отличие этого агрегата заключается в возможности выбора разного материала корпуса, допустим, для напряжений выше 35 кВт корпус изготавливают из фарфора.	Берется в учет только длительная: 1500 А
Вакуумные выключатели высокого напряжения	Мощное оборудование: фрезерные станки ЧПУ, электрические печи и т.д.	35 кВт	Принцип действия такой же, как и у предыдущей модели, различие лишь в том, что привод устройств типа ВБЭК, ВБЭМ поставляется вместе с агрегатами и, так же как и у ВМПП и ВМПЭ представляет собой пружинное или электромагнитное приспособление.	3200 А

Конструкция выключателей

Любые вакуумные автоматические выключатели оснащены тремя рабочими контактами. Эти детали изолированы при помощи эпоксидной смолы от воздействия воды, масла, и прочих веществ. Все эти полюса сварены по одной раме и отгорожены друг от друга специальными приспособлениями – перегородками, провода АВВ соединяют их между собой в определенной последовательности.

Контакторы представляют собой не что иное, как обычный мини-бак, в который заливается масло. Форма емкости – цилиндрическая, выполнена она также из эпоксидной смолы. Все выключатели высокого напряжения оснащены специальной деталью, которая позволяет контролировать уровень масла – это трубка маслоуказателя. Допустим, генераторные устройства снабжены специальной трубкой, которая через отверстие в баке устанавливается внутри емкости. Вся инструкция по ЭК закрепляется фланцевым соединением, и при необходимости проверить уровень масла, трубка просто достается из бака. Так называемые «баковые» индикаторы чрезвычайно просты в использовании, но в тоже время они очень точны, тем более что во время работы выключатель нельзя останавливать, чтобы все проверить вручную.

Далее по конструкции, электровакуумные выключатели оснащены специальной рамой, на которую и крепится масляный бак. Крепление может производиться при помощи специальной рейки, либо гибкой арматуры. Внизу этого бака расположен шнур питания, который присоединяется к сети через контакт.

Подключение к сети питания происходит благодаря подвижному стержню, который с помощью роликов создает роликовое подключение. Несмотря на то, что вакуумные силовые высоковольтные выключатели при работе создают электромагнитные дуги внутри механизма, их износостойкость очень велика. По большей части это, потому что контакты оснащены специальными тугоплавкими головками, которые повышают дугостойкость устройства.

Внутри бака находится камера, которая отвечает за гашение дуги – это устройство представляет собой набор пластин из разных материалов (фибры, гофрокартона и гетинакса). Камера вибрирует, и чтобы эта вибрация никак не сказывалась на работе наружной установки, установлена специальная воздушная подушка.

Блок включение в рабочем положении передает сигнал розеточному контакту, подвижному устройству и роликовому, благодаря чему и осуществляется процесс включения-выключения сети.

Вакуумные электрогазовые выключатели работают по такому же принципу, с небольшим различием наполнения емкости. Если масляные зависят от количества масла в баке, то газовые соответственно от газа.

Для чего нужны такие включатели

Вакуумные низковольтные включатели отвечают за корректную работу оборудования. Раньше для экстренной остановки рабочего процесса нужно было вручную прерывать его и довольно часто это заканчивалось несчастными случаями на производстве, и если на небольших мощностях еще можно было рисковать, то резкое прерывание работы с напряжением 2500 0.4 кв могло закончиться летальным исходом.

Сейчас все намного проще, благодаря наличию вакуумных выключателей, даже при нарушении технологического процесса, в любой момент можно обесточить станок или механизм без угрозы жизнедеятельности и жизни. Высокие нагрузки наружной установки не имеют никакого значения.

Ни одно производство не обходится без обеспечения безопасности рабочих: аварийного освещения, аварийного завершения работы и вакуумных выключателей станочного и прочего оборудования.

Как выбрать вакуумный выключатель

С развитием рынка многие фирмы-производители техники начали разработку принципиально новых приспособлений: терморегуляторов для котлов, включателей техники, новых видов проводников и кабелей. Это необходимо из-за всеобщего бурного прогресса. Всемирно известные компании, такие как abb, bb tel, bp, ls industrial systems ,nhsn, rmf, schneider electric, sepam, siemens разрабатывают не только разные устройства для создания микроклимата в цехах и доме, или командные пункты для программируемых устройств, но и разрядники, сенсорные выключатели, разнообразную вспомогательную и необходимую для корректной работы технику. Продажа заграничной продукции производится через посредников, чем и объясняется высокая стоимость.

Для выбора подходящего устройства нужно знать характеристики локальной электросети и рабочего оборудования, точнее:

необходимо провести полный анализ механизмов, к которым данное приспособление будет применяться; номинальное напряжение, мощность, сопротивление; ток отключения и ток динамической устойчивости ассиметричный и симметричный; уровень теплового импульса в сети (сравнение при работе и при завершенном процессе); как работает микропроцессор включателя; вводные данные и уровни сигнала на выходе; какой мощности создается дугообразное напряжение.

Желательно приобретать выключатели известных марок: holec, head, hyundai, но у этих производителей прайс довольно высокий. Как альтернатива украинские компании производят также весьма неплохую отечественную технику: Таврида Электрик (tavrida eleсtric), Эволис или Metasol, Алко, Арева, цена на их продукцию значительно ниже.

На многих предприятиях установлены вакуумные элегазовые выключатели vd-4, мощностью 110 кв. Это хорошая замена масляным, и заводы, которые работают преимущественно на советской технике, не обязаны приобретать новые дорогостоящие станки, которые будут по мощности соответствовать вспомогательным деталям.

Советы по эксплуатации

Как мы уже говорили, главное достоинство этих механизмов – это простота в монтаже и уходе, но все же раз в 4 года нужно проводить очистку. Рекомендации:

из-за высокой вязкости масла загрязняются контакты, их нужно очищать специальной жидкостью; во время регулярного ремонта смазку необходимо менять на новую незамерзающую, типа ЦИАТИМ-201; стоит помнить, что большое значение тока положительно сказывается на гашении камерой выключателя электрической дуги; для опасных предприятий необходимо подбирать технику, защищенную от взрывов и способную работать в экстремально высоких температурах; каждые несколько лет нужно проверять вакуумные выключатели на быстродействие во время отключения; для установки агрегата необходимо устанавливать силовую розетку, т.к. у обычных могут не выдержать контакты, и начнется возгорание; самым тяжелым режимом для работы любого устройства является перепад напряжения, поэтому после каждого скачка нужно проверять оборудование на работоспособность и корректность; при поломке оборудования, первым делом, необходимо проверить расхожесть контактов, а после разводку электропроводки, проблема может крыться не в самом приспособлении, а в подключаемых устройствах.