Вакуумный выключатель: понятие, история появления

Установка и подключение прибора

Прежде чем начинать устанавливать вакуумный выключатель, необходимо провести осмотр всех внешне доступных элементов, дабы убедиться в отсутствии повреждений и дефектов. Затем производится чистка изоляционных поверхностей полюсов с помощью сухой безворсовой ветоши.

Не допускается внедрение оборудования в систему, если на изоляционных поверхностях присутствуют сколы, трещины, деформированные участки. Обязательно подлежит проверке схема вторичных цепей, а также подключение корпусной шины.

Проверка установленного прибора

Здесь важно тщательно проверить каждую деталь, каждый элемент крепежа. Высоковольтные аппараты не прощают даже малейшей ошибки

Перед установкой работоспособность выключателя следует проверить методом ручного включения (вхолостую без питания) и убедиться в правильности положения индикаторов панели управления. Затем нужно проверить наличие крышек полюсов. Если применяется аппаратура под номинал 1600А и выше, крышки защиты перед монтажом требуется снять.

Подключение непосредственно в сеть

Клеммы контактных наконечников проводников силовых кабелей перед присоединением к выводам выключателя необходимо зачистить.

Процедура зачистки отличается в зависимости от применяемого материала клемм:

• Для медных и алюминиевых клемм без дополнительного покрытия зачистка осуществляется наждачной бумагой зернистостью М20 или ниже, с последующим обезжириванием поверхности металла.
• Если клеммы медные или алюминиевые покрыты слоем серебра, их достаточно очистить безворсовой тканью.

Недопустимо применять кабели, серебряное покрытие клемм которых повреждено на площади более 5%. В этом случае повреждённый элемент требуется заменить. Подробнее о клеммах для соединения проводов можно прочесть в этом материале.

Внешние проводники подводятся к выводам вакуумного выключателя с таким расчётом, чтобы не создавались механические усилия на выводы прибора со стороны внешних проводников. Соединения производятся посредством болтовой сцепки с применением плоских упругих металлических шайб.

Как производится заземление?

Приборы стационарного исполнения подключаются к «земляной» площадке посредством болтового соединения (М12) непосредственно в точке, обозначенной маркировкой «Заземление».

Элементы конструкции аппаратной тележки и шасси выключателя, через которые выполняется заземление устройства. Как правило, эти точки отмечаются соответствующим знаком, нанесённым рядом с элементом

Область контактной точки «Заземление» перед соединением требуется обезжирить. Заземляющим проводником следует выбирать шину достаточного сечения (Правила устройства электроустановок), гибкий провод или проводник сплетённый жгутом. До накладки проводника на контактную площадку поверхности контакта смазать специальной смазкой (ЦИАТИМ-203).

Конструкция выкатного типа заземляется при помощи элементов аппаратной тележки. Заземление вакуумного выключателя осуществляется через конструкцию аппаратной тележки, для чего также имеются элементы крепежа.

Ввод устройства в эксплуатацию

Запуск устройства в эксплуатацию производится после дополнительной проверки установленного и подготовленного оборудования. В частности, проверяется надёжность заземления, состояние крепежа сборочных компонентов, доступ охлаждающей среды к потенциально нагревающимся элементам.

Поверхности токоведущих стержней, контактирующих с ламелями розеточных контактных групп, необходимо обработать небольшим объёмом смазки ЦИАТИМ. В целом, необходимо выполнить все процедуры, предусмотренные ПЭУ на случай приёмо-сдаточных испытаний, и убедиться в соответствии величины оперативного напряжения допустимым пределам.

Установка вакуумного выключателя. Монтажные работы проводит только квалифицированный персонал. Те же требования предъявляются к персоналу, который подбирается на обслуживание высоковольтного оборудования

Управлять вакуумным выключателем допускается персонал, имеющий разрешение на обслуживание электроустановок, функционирующих под напряжением выше 1000 вольт. Утверждённая группа допуска для обслуживающих лиц должна быть не ниже третьей. Перед началом работы с оборудованием, персонал проходит техминимум с целью изучения тонкостей конкретной модели оборудования.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Вакуумные выключатели BB/TEL (далее — выключатели) предназначены для работы в комплектных распределительных устройствах (КРУ) и камерах стационарного одностороннего обслуживания (КСО) внутренней и наружной установки класса напряжения до 20 кВ трёхфазного переменного тока 50 Гц для систем с изолированной и заземлённой нейтралью. В основе конструктивного решения выключателя лежит использование пофазных электромагнитных приводов с «магнитной защёлкой», механически связанных общим не несущим нагрузку, валом-синхронизатором. Параллельно соединённые катушки электромагнитных приводов фаз выключателя при выполнении команд подключаются к предварительно заряженным конденсаторам в блоках управления (далее БУ/TEL). Такая конструкция позволила достичь следующих отличительных особенностей по сравнению с традиционными вакуумными выключателями (ВВ) (см. табл. 2.1):

1. высокий механический и коммутационный ресурс;
2. малое энергопотребление по шинам оперативного напряжения (заряд и поддержание в параметрах конденсаторных ёмкостей «ВКЛ», «ОТКЛ»);
3. малые габариты и вес;
4. лёгкость и простота адаптации в любые типы КРУ, КСО;
5. возможность использования в широком диапазоне питающего оперативного напряжения вторичных цепей;
6. необслуживаемость на протяжении всего срока эксплуатации;
7. низкая трудоёмкость производства и, как следствие, умеренная цена.

Для управления выключателями отделение устройств управления промышленной группы «Таврида Электрик» выпускает блоки управления серий BU/TEL, БУ/ТЕL. Структура условного обозначения выключателей:

BB/TEL-X-X/X-XX-X

Выключатель вакуумный Наименование серии Номинальное напряжение, кВ Номинальный ток отключения, кА Номинальный ток, А Климатическое исполнение и категория размещения Конструктивное исполнение по каталогу

Пример записи обозначения выключателя напряжением 10 кВ с номинальным током отключения 12,5 кА, номинальным током 630 А, климатического исполнения У2, конструктивного исполнения по каталогу:

Выключатель вакуумный

BB/TEL-10-12,5/630-У2-45 ИТЕА674152.003ТУ.

Таблица 2.1 – Основные технические характеристики выключателей BB/TEL

Включение

В отключенном положении выключателя контакты вакуумной камеры (ВДК) удерживаются в разомкнутом состоянии действием отключающей пружины, которое передаётся на подвижный контакт ВДК посредством тягового изолятора. Для включения модуля на обмотку электромагнитного привода разряжается на предварительно заряженный включающий конденсатор блока управления. Импульс тока, протекающий по обмотке электромагнитного привода в результате разряда конденсатора, создаёт магнитное поле в зазоре между якорем и плоским магнитопроводом.
По мере роста тока в обмотке электромагнитного привода сила электромагнитного притяжения между якорем и плоским магнитопроводом возрастает до величины, превышающей силу удержания, создаваемую пружиной отключения. В этот момент якорь привода начинает двигаться по направлению к магнитопроводу, толкая тяговый изолятор и подвижный контакт ВДК.
В процессе движения якоря по направлению к магнитопроводу воздушный зазор уменьшается, благодаря чему сила притяжения якоря увеличивается. Быстро растущая электромагнитная сила стремительно ускоряет движущиеся части модуля до скорости примерно 1 м/с. Такая скорость является оптимальной для процесса включения и позволяет избежать дребезга контактов при их соударении, существенно снижая при этом вероятность пробоя вакуумного промежутка до момента замыкания контактов.
Ускоряющий якорь генерирует в витках обмотки электромагнитного привода противо ЭДС, которая препятствует дальнейшему нарастанию тока в обмотке и даже несколько снижает его.
В момент замыкания контактов подвижный контакт останавливается, а якорь продолжает своё движение ещё на 2 миллиметра, поджимая контакты через пружину дополнительного поджатия контактов.
Достигнув плоского магнитопровода, якорь останавливается, примагнитившись к магнитопроводу привода. В момент остановки якоря он перестаёт индуцировать противо-ЭДС, что приводит к росту тока, необходимого для насыщения кольцевого постоянного магнита до достижения им необходимых магнитных свойств.
Намагниченный до насыщения кольцевой магнит создаёт мощный остаточный магнитный поток, достаточный для удержания якоря привода (и соответственно, контактов модуля) во включенном положении даже после отключения включающего тока вспомогательным контактом.
Испытания на стойкость к механическим воздействиям показали, что усилие удержания, развиваемого постоянным магнитом, достаточно для того, чтобы удерживать модуль во включенном положении так долго, как это необходимо по условиям эксплуатации, даже при воздействии вибрационных и ударных нагрузок.
Отключающая пружина привода также сжимается в процессе движения якоря, накапливая потенциальную энергию для выполнения операции отключения модуля.
Перемещение якоря передаётся на синхронизирующий вал, поворачивая его в процессе перемещения на угол 44°, для обеспечения индикации состояния модуля, управления вспомогательными контактами и приведения в действие блокировочных механизмов распредустройства.

Особенности применения и эксплуатации

По своей конструкции на начальном этапе этот тип выключателей разрабатывался как прибор, предназначенный для установки в шкафах КРУ (в комплексных устройствах). В настоящее время они монтируются и в открытых распределительных конструкциях (ОРУ). Современный вакуумный выключатель – это быстродействующий коммутационный аппарат, рассчитанный на длительные сроки службы в сравнении со своими предшественниками, располагающими масляной и газовой средами.

Большинство современных энергетических хозяйств отказались от устаревших конструкций и окончательно перешли на достаточно компактные и не нуждающиеся в профилактике новые выключатели. Это объясняется следующими причинами:

• вакуумный прибор неприхотлив и не нуждается в регулярной чистке контактов или обновлении среды;
• при эксплуатации масляного устройства наполнитель постоянно протекает;
• согласно данным паспорта срок эксплуатации вакуумных устройств достигает 20 лет, что намного выше того же показателя для других типов выключателей.

Какие бывают вакуумные выключатели

Все вакуумные выключатели подразделяются на две большие группы: выключатели для напряжения до 35кВ и устройства для напряжения свыше 35кВ.

На рамке первого вида прикрепляются три полюса. При этом на каждом из них выполняется дугогасительная камера, а также узел поджатия соединений. Кроме этого, на раме установливается электромагнитный привод. С помощью этого привода происходит руководство дугогасительной вакуумной камерой.

Устройство, рассчитанное на напряжение свыше 35кВ, имеет на каждой раме уже по несколько камер. Если их две, то они располагаются напротив друг друга. Руководство ими происходит посредством изоляционной тяги. В случае если камер три, они устанавливаются в ряд друг за другом. В этом случае ими управляет гидравлическая система.

Вакуумные выключатели типа ВВЭ-10, предназначаются для электролиний, где присутствует напряжение 10кВ, с частотой от 50-6оГц, при этом номинальный ток 630-3200А. При этом сила включаемых ударных токов от 52 до 82кА, а выключаемых – от 20 до 31,5кА.

На основании этого устройства изготовливаются дугогасительные камеры двух полюсов с электрическими подводками и электромагнитным приводом, который руководит функциями срабатывания данного прибора. На лицевой панели располагаются дополнительные устройства, которые регулируют систему управления и сигнализации.

Вакуумные устройства типа ВВ/TEL-10-8/800У2. Используется в электроцепях с напряжением до 20кВ трехфазного переменного тока, соответствующего величине в 50Гц и заземленным нулем. Номинальный ток данного выключателя составляет 8кА.

Благодаря конструктивным особенностям выключатель обладает рядом преимуществ:

• при работе от сети потребляет малое количество энергии;
• обеспечен функцией телесигнализации;
• надежный в эксплуатации;
• не требует ремонта в период своей службы, срок которой составляет 25 лет;
• устанавливается в любых электрошкафах различной модификации;
• безопасен в использовании для окружающей среды.

Недостатки

     Если с достоинствами конструкции все предельно понятно, то с минусами немного сложнее. Они несущественны. Но определенного внимания заслуживают.

• Более высокая стоимость по сравнению с аналогами. Да, вакуумный аппарат дороже, но эксплуатационные расходы ниже.

• Возможность разгерметизации вакуумной камеры, вследствие ее повреждения

Случается такое очень и очень редко, производители уделяют качеству продукции должное внимание

• При коммутации небольших токов возможны перенапряжения. Поэтому в связке с «вакуумником» должна устанавливаться соответствующая защита для оборудования.

История вакуумных выключателей

50-е годы.История развития: как все начиналось…
Один из первых высоковольтных выключателей магистральной электросети. На фото изображен AEI на 132 кВ – вакуумный выключатель, работающий в Вест Хэме (Лондон) с 1967. Этот, как и большинство подобных ему устройств, эксплуатировался вплоть до 1990-х годов.

История развития: вакуумный выключатель VGL8 на 132кВ.
— результат совместной разработки CEGB (Центральный Совет Электростанций – основной поставщик электроэнергии в Англии) и General Electric Company.
— первые шесть устройств были введены в эксплуатацию в период 1967 — 1968 гг.
— напряжение распределяется с помощью параллельно подключенных конденсаторов и сложному подвижному механизму.
— каждая группа защищена фарфоровым изолятором и находится под давлением в элегазе.

Вакуумный выключатель конфигурации «Т» с четырьмя вакуумными дугогасительными камерами в каждой группе – соответственно, на каждую фазу подключается серия из 8 вакуумных дугогасительных камер.

История эксплуатации данного аппарата:
— бесперебойная эксплуатация в Лондоне течении 30 лет. В 1990-х годах был выведен из обслуживания за ненадобностью и демонтирован.
— вакуумные выключатели этого типа использовались до 1980-х годов на электростанции Tir John (Уэльс), после чего, в результате реконструкции сети, были демонтированы в графство Девон.

История развития: проблемы 60-х.

В тоже время, наряду с разработкой высоковольтных вакуумных выключателей, компании-производители меняли свои масляные и воздушные выключатели на элегазовые. Элегазовые коммутаторы были проще и дешевле в эксплуатации по следующим причинам:
— использование в высоковольтных вакуумных выключателях 8 вакуумных выключателей на фазу, требует наличия сложного механизма для обеспечения одновременной работы 24 контактов в группе.
— использование существующих масляных выключателей было экономически не целесообразно.

Вакуумный выключатель.

В вакуумных выключателях сначала использовались вакуумные дугогасительные камеры серии V3, а позже – серии V4.
Вакуумные дугогасительные камеры серии V3 изначально разрабатывались для использования в трехфазных распределительных сетях, напряжением 12 кВ. Тем не менее, успешно использовались в электрических цепях тяги электровозов и подключений в «полосе отчуждения» – в однофазных сетях, напряжением в 25 кВ.

Устройство вакуумного выключателя:

Вакуумный выключатель состоит из основной камеры, размером 7/8″ (22.2mm), и дополнительного отсека, размером 3/8″ (9,5 мм), для работы контактных пружин.Рекомендуемы рабочие характеристики
— средняя скорость закрытия камеры – 1-2 м/сек.
— средняя скорость открытия камеры – 2-3 м/сек.

Так какие же вопросы решались производителями вакуумных высоковольтных выключателей в 60-х годах?

Во-первых, напряжение коммутации первых вакуумные выключателей ограничено 17,5 или 24 кВ.
Во-вторых, технологии того времени требовали наличия большого количества вакуумных дугогасительных камер в серии. Это, в свою очередь, повлекло за собой использования сложных механизмов.
Еще одна проблема состояла в том, что производство вакуумных дугогасителей того времени рассчитано на большие объемы продаж. Разработка узкоспециализированных устройств была экономически не целесообразна.

Сфера применения

Если первые модели, выпущенные еще в СССР, обеспечивали отключение, сравнительно небольших нагрузок из-за конструктивного несовершенства вакуумной камеры и технических характеристик контактов, то современные модели могут похвастаться куда более термоустойчивым и прочным материалом поверхности. Это обуславливает возможность установки таких коммутационных агрегатов практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства. Сегодня вакуумные выключатели используются в таких сферах:

• В распределительных электроустановках как электрических станций, так и распределительных подстанций;
• В металлургии для питания печных трансформаторов, снабжающих сталеплавильное оборудование;
• В нефтегазовой и химической промышленности на пунктах перекачки, переключающих пунктах и трансформаторных подстанциях;
• Для работы первичных и вторичных цепей тяговых подстанций на железнодорожном транспорте, осуществляет питание вспомогательного оборудования и не тяговых потребителей;
• На горнодобывающих предприятиях для питания комбайнов, экскаваторов и других видов тяжелой техники от комплектных трансформаторных подстанций.

В любой, из вышеперечисленных отраслей народного хозяйствования, вакуумные выключатели повсеместно вытесняют устаревшие масляные и воздушные модели.

Устройство и принцип действия

Вакуумные выключатели предназначены для совершения коммутационных операций в электроснабжающих сетях высокого напряжения. Конструктивно вакуумный выключатель состоит из трех отдельных полюсов или колонок (по одной на каждую фазу). Все колонки устанавливаются на одном приводе посредством опорного изолятора из полимера, фарфора или текстолита. У каждой из них имеются два вывода для подключения ошиновки.

Общий вид вакуумного автоматического выключателя

Устройство вакуумного выключателя.

Из картинки ниже видно, что внутри устройство состоит из двух контактов, подведенных под соответствующие потенциалы полюсов. Один из них выполняется подвижным, второй стационарным, как и в других типах выключателей. Силовые контакты вакуумного выключателя располагаются внутри герметичной камеры, способной сохранять вакуум в течении длительного периода времени (несколько десятков лет). Для чего в состав камеры включаются специальные металлические сплавы и керамические добавки. Именно этот элемент стал камнем преткновения для реализации такого выключателя в 30-е годы прошлого века.

Современные технологии предоставляют возможность сохранения вакуума внутри емкости, в том числе, с учетом динамических нагрузок, которые ей приходится претерпевать во время коммутаций. Для постоянного поддержания состояния сильно разреженной газовой среды, внутри вакуумной камеры, устройство комплектуется сильфонным компонентом. Он исключает возможность проникновения воздуха или другого газа внутрь вакуумной камеры при перемещении подвижного контакта.

Конструкция вакуумного выключателя

Принцип гашения электрической дуги.

При разрыве контактов между поверхностями возникает ионизация пространства. Если в воздушных выключателях с методом электромагнитного дутья эту ионизацию искусственно растягивают на несколько метров, а в элегазовых и масляных выключателях стараются погасить диэлектрическим материалом, то в вакуумных применяется другая технология. Основной принцип основан на том, что в идеальном вакууме отсутствует какое-либо вещество, способное к выделению заряженных частиц. Поэтому в момент разделения контактов, из-за разности потенциалов, единственным источником ионизации являются пары раскаленного металла.

Различные этапы образования плазмы

Начало разведения контактов

Развитие ионизации

Заключительные процессы

Они продолжают движение между контактными поверхностями, но при переходе синусоиды электрического тока через ноль, заряженные частицы утрачивают энергию для ионизации и перемещения, их место быстро занимает пустое пространство с высокой электрической прочностью и дуга рвется. Ионы металлов примыкают к ближайшей поверхности – контактам или стенкам камеры. Такой принцип действия позволяет сократить время на прекращение горения дуги и предоставляет ряд преимуществ, в сравнении с другими типами коммутационных аппаратов. Но чрезмерные коммутационные перенапряжения могут привести к деформации поверхности, что будет препятствовать нормальному замыканию контактов, увеличит переходное сопротивление и вызовет перегрев внутри вакуумной камеры.

Какова ситуация на сегодняшний день?

Полученные за последние сорок лет научные достижения, позволили объединить, при производстве вакуумного разъединителя, камеры для 38кВ и 72/84 кВ в одну. Максимально возможно напряжение на одном разъединителе сегодня достигает 145 кВ – таким образом, высокий уровень коммутируемого напряжения и низкое энергопотребление позволяют использовать надежные и недорогие устройства.

Прерыватель на фото слева рассчитан на работу под напряжением 95кВ, а на фото справа – на работу под напряжением 250 кВ. Длина обоих устройств одинакова. Такой прогресс стал возможным благодаря усовершенствованию материалов, из которых изготовлены электрические поверхности контактов.

Проблемы, которые появляются при использовании вакуумных выключателей на сетях с более высоким напряжением:
Для работы требуются физически большие размеры вакуумной камеры, что влечет за собой сокращение производительности и ухудшение качества обработки самих камер.
Увеличение физических размеров устройства повышает требования к обеспечению герметизации самого устройства и к контролю производственного процесса.
Длинный (длиннее 24 мм) промежуток между контактами влияет на возможность управления дугой радиальным и аксиальным магнитным полем, и снижает работоспособность устройства.
Используемые на сегодняшний день материалы для изготовления контактов, рассчитаны на средние значения напряжения. Для работы на столь больших промежутках между контактами, необходима разработка новых материалов.
Необходимо учитывать наличие рентгеновских лучей.

В связи с последним пунктом, нужно отметить еще несколько фактов:

При выключенном контакторе излучение рентгеновских лучей отсутствует.
При средних значениях напряжения (до 38кВ) рентгеновское излучение равно нулю или ничтожно мало. Как правило, в коммутаторах напряжения до 38кВ рентгеновское излучение появляется только при испытательных напряжениях.
Как только напряжение в системе поднимается до 145 кВ, мощность излучение рентгеновских лучей возрастает и тут уже необходимо решать проблемы безопасности.
Вопрос, который сейчас стоит перед разработчиками вакуумных прерывателей, насколько велико будет облучение окружающего пространства, и как это повлияет на полимеры и электронику, которые монтируются непосредственно на сам выключатель.

Сегодняшний день.
Вакуумный выключатель высокого напряжения, рассчитан на работу 145 кВ.   

Современная вакуумная дугогасительная камера.

Производство вакуумной дугогасительной камеры, рассчитанной на работу в сетях 145 кВ, значительно упрощает производство вакуумного выключателя на 300 кВ. с двумя местами разрыва на фазу. Однако, такие высокие значения напряжения, вносят свои требования к материалу контактов и методам управления электрической дугой.    Выводы:
Технологически возможно промышленное производство и эксплуатация вакуумных выключателей на сетях напряжением до 145 кВ.
Используя только лишь известные сегодня технологии, возможна работа вакуумных прерывателей на сетях до 300-400 кВ.
На сегодняшний день, существуют серьезные технические проблемы, не позволяющие в ближайшем будущем использовать вакуумные прерыватели на сетях свыше 400 кВ. Однако, работа в этом направлении ведется, цель таких работ – производство вакуумных дугогасительных камер для работы на сетях до 750 кВольт.
На сегодняшний день не существует больших проблем при использовании вакуумных дугогасительных камер на магистральных линиях. Вакуумные выключатели, на протяжении 30 лет, успешно используются при передаче тока на сетях напряжением до 132 кВ.

Что представляют собой выключатели и для чего они нужны?

Назначение любого выключателя — замыкать или размыкать электросеть.

Ярким конкретным примером служит применение электрических приборов в быту. В любом частном доме и в каждой городской квартире в обязательном порядке существует электрический щиток, предназначенный для подвода электроэнергии от главной электромагистрали (к частному дому — от ближайшего столба электропередач, к городской квартире — от распределительного щитка на лестничной площадке).

На этом распределительном щитке располагается электросчетчик для подсчета потребляемой энергии, устройство защитного отключения (УЗО), автоматические выключатели и предохранители.

И вот с этого-то щитка (столба электропередач) и берут питание и частный дом и городская квартира через выключатели и розетки. Через выключатели в помещение идет осветительная энергия, через розетки — энергия силового характера (телевизор, утюг, стиральная машина и т.д.). Если в качестве эксперимента быстро и резко выдернуть вилку из розетки, то можно заметить мелькнувшую голубую искру — это и есть электрическая дуга, возникшая от разъединения контакта, которую успешно гасит выключатель, расположенный в щитке на лестничной площадке (на столбе электропередач).

Но электрическая дуга возникает не только от разъединения контакта, но и в аварийной ситуации от короткого замыкания, когда оголенный провод фазы случайно соприкасается с оголенным проводом ноля, и здесь от короткого замыкания может произойти взрыв (в зависимости от напряжения и силы тока), либо в помещении возникнет пожар. И чтобы избежать столь неприятных и опасных для жизни последствий и применяются дугогасительные выключатели.

До недавнего времени в энергетике использовались масляные выключатели, принцип работы которых основывался на том, что они при помощи минерального масла, специально залитого в определенную емкость, гасят электрическую дугу, возникающую вследствие разрыва контакта электроцепи, либо вследствие короткого замыкания. Опасность возникающей электрической дуги чрезвычайно велика, сила тока может вызвать взрыв и, как следствие, может повлечь за собой большие разрушения и человеческие жертвы.

Принцип работы вакуумного выключателя основывается на том, что здесь в качестве гашения опасной электрической дуги является не минеральное масло, а вакуум — безвоздушное пространство, в котором гашение электродуги происходит как при постоянном токе, так и при переменном. Устойчивая электрическая прочность вакуума мгновенно гасит дугу при первом же прохождении тока (фазы) через ноль.

Самые первые шаги для разработки подобных выключателей начали предприниматься еще в 1930 году, но, не имея поддержки государства в плане бюджета, их производство ограничивалось единичными экземплярами в узком кругу потребителей. И потребовалось еще более двух десятков лет исследовательских работ и научных экспериментов, прежде чем была доказана крайняя необходимость применения в промышленности и в быту вакуумных выключателей, после чего началось серийное производство по выпуску данных устройств.

Конструкция выключателя

Конструктивно выключатель состоит из трех полюсов, установленных на металлическом основании, где размещен пофазный электромагнитный привод с магнитной защелкой, удерживающей выключатель во включенном положении неограниченно долго при минимальном потреблении электроэнергии по цепи оперативного питания.

Выключатели серии ВВ/TEL выполнены таким образом, что все подвижные элементы выключателя перемещаются исключительно вдоль оси полюса. Это позволяет исключить наличие вращающихся элементов и создать не обслуживаемый малогабаритный привод.

Такая конструкция является принципиально новой, выключатель способен выполнять свои функции в любом пространственном положении и легко устанавливаемый в любой конструкции камер КСО или шкафов КРУ.

Основные узлы выключателя размещаются в изоляционном корпусе из прозрачного ударопрочного полимерного материала (лексана), выполняющего функции опорной изоляции и предохраняющего токоведушие части от воздействия агрессивной среды. Такая конструкция вакуумного выключателя ВВ/TEL обеспечивает высокую надежность и исправную работу на протяжении установленного срока службы.

Конструкция выключателя отвечает требованиям ГОСТ, ГОСТ 52565, ТУ 3414-007-57002326-2007 (ТШАГ 674.152.007 ТУ), ТУ 3414-003-57002326-2003 (ТШАГ 674.152.004 ТУ), ТУ 3414-009-57002326-2007 (ТШАГ 674.152.009 ТУ) и имеет патент № 2020631.

Скачать документацию

• Руководство по эксплуатации вакуумного выключателя ВВ-TEL 6(10)-20кА 1000А (7.7 MB)
• Общая информация о вакуумном выключателе ВВ-TEL 6(10)-20кА 1000А (2.4 MB)

Принцип работы вакуумной дугогасящей камеры выключателя серии ВВ/TEL

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, является проводящей, поэтому она поддерживает протекание тока 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. В том случае, когда при восстановлении напряжения на поверхности контакта (обычно анода) остаются перегретые участки, они могут служить источником эмиссии заряженных частиц, вызывающих пробой вакуумного промежутка, с последующим протеканием через него тока. Для предотвращения подобных отказов необходимо управлять вакуумной дугой, равномерно распределяя тепловой поток по всей поверхности контактов путем наложения на нее продольного, т.е. совпадающего с направлением тока, магнитного поля, которое индуцируется самим током. Именно этот весьма эффективный способ управления вакуумной дугой был осуществлен в вакуумных дугогасящих камерах выключателей серии BB/TEL.

Выводы и полезное видео по теме

Еще больше материала об устройстве, принципе работы и условиях монтажа вакуумного выключателя вы можете узнать из следующего видеоролика:

https://youtube.com/watch?v=G8fJ9Wnca8Q

Вакуумные выключатели от других видов устройств отличаются относительно простой и надёжной структурой. Поэтому этот вид оборудования служит длительное время без особых нареканий. Ресурс естественного износа определяется числом операций, равным не менее 20000. При условии своевременного производства технического обслуживания этот ресурс возрастает на 5-10%. Между тем, техническое обслуживание ВВ ограничивается небольшим количеством лёгких операций.

Если при ознакомлении с информацией появились вопросы по теме статьи или есть ценная информация, которой вы можете поделиться с нашими читателями, пожалуйста, оставляйте свои комментарии, делитесь опытом, задавайте вопросы в блоке под статьей.

Похожие записи:

Деревянные окна своими руками Делаем стационарный мангал для дачи своими руками Делаем потолок в бане своими руками (9 фото) Чем можно покрасить печь из красного кирпича, какой состав использовать Как установить подвесной потолок грильято Мансарды. виды мансардных крыш. какую конструкцию лучше выбрать?