Διακόπτης κενού: συσκευή και αρχή λειτουργίας + αποχρώσεις επιλογής και σύνδεσης

Μια ηλεκτρική συσκευή, ένας διακόπτης κενού, είναι μια συσκευή που προορίζεται για λειτουργία ως μέρος ηλεκτρικών δικτύων υψηλής τάσης.Πήρε το όνομά του από ένα χαρακτηριστικό σχεδιασμού - έναν θάλαμο κενού, χάρη στον οποίο επιτυγχάνεται η άμεση εξαφάνιση του ηλεκτρικού τόξου.

Η συσκευή χρησιμοποιείται ως διακόπτες που έχουν σχεδιαστεί για να κλείνουν τον εξοπλισμό σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης ή ως μέρος της συνήθους λειτουργίας. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο τι είναι ένας μεταγωγέας κενού και γιατί χρειάζεται.

Πώς λειτουργεί ένας διακόπτης κενού υψηλής τάσης;

Η βάση για τη λειτουργικότητα των θαλάμων κενού που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό των διακοπτών είναι οι φυσικές ιδιότητες του αερίου σε κατάσταση εκκένωσης. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, η ιδιότητα του αερίου, που χαρακτηρίζεται ως ηλεκτρική ισχύς, αλλάζει σημαντικά προς αύξηση.

Αυτή η επίδραση ενός εξαιρετικά σπάνιου περιβάλλοντος (εύρος από 10^-6 έως 10^-8 N/cm²) χρησιμοποιείται με επιτυχία σε σχέδια διακοπτών που συμπληρώνονται με θαλάμους κενού αερίου από τους οποίους διέρχονται ομάδες ηλεκτρικών επαφών.

Ένα από τα μοντέλα ενός διακόπτη κενού είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται στη λειτουργία ηλεκτρικών δικτύων ισχύος. Η συσκευή θεωρείται πιο σύγχρονη και αξιόπιστη σε σύγκριση με παρόμοιες συσκευές, αλλά διαφορετικού τύπου.

Το ρεύμα που διαρρέει τις ομάδες επαφών (τη στιγμή που η επαφή αποσυνδέεται) σχηματίζει μια ηλεκτρική εκκένωση - ένα τόξο.Η καύση τόξου συμβαίνει λόγω του μερικού ιονισμού των μεταλλικών ατμών, που αναπόφευκτα σχηματίζονται από υψηλή θερμοκρασία. Η διέλευση του ρεύματος μεταξύ των επαφών μέσω του σχηματιζόμενου πλάσματος διατηρείται μέχρι το ρεύμα να μεταβεί στο μηδενικό δίαυλο.

Μόλις έρθει η στιγμή της μετάβασης στο «μηδέν», το ηλεκτρικό τόξο σβήνει. Η συνολική διαδικασία δεν διαρκεί περισσότερο από 7-10 μικροδευτερόλεπτα.

Σχεδιασμός διακοπτών κενού

Η ποικιλία των αυτόματων διακοπτών κενού, λαμβάνοντας υπόψη το σχεδιασμό τους, είναι αρκετά μεγάλη. Ως εκ τούτου, είναι δύσκολο να δοθούν χαρακτηριστικά αυτών των συσκευών στο σύνολό τους. Εν τω μεταξύ, ανεξάρτητα από τις σχεδιαστικές διαφορές, η αρχή λειτουργίας παραμένει αμετάβλητη.

Μπλοκ διάγραμμα της εκρηκτικής ύλης: 1 – άνω ακροδέκτης. 2 – θάλαμος κενού. 3 – μονωτήρας πολυμερούς. 4 – χαμηλότερη απόδοση. 5 – επαφή ταινίας. 6 – ελατήριο ισχύος. 7 – ράβδος έλξης. 8 – ελατήριο ταξιδιού. 9 – μοχλός ταχυτήτων. 10 – άξονας μετάδοσης κίνησης. 11 – απελευθέρωση; 12 - σώμα

Ας εξετάσουμε για γενικές πληροφορίες τριπολικός διακόπτης κενού, εξοπλισμένο με κίνηση ελατηρίου-μοτέρ. Αυτή η συσκευή έχει σχεδιαστεί για εγκατάσταση σε εσωτερικούς ή εξωτερικούς χώρους. Σε κάθε περίπτωση η τοποθέτησή του πραγματοποιείται εντός ειδικών μεταλλικών κουτιών διανομής.

Οι συσκευές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορους τομείς της εθνικής οικονομίας. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί.

Έτσι, οι διακόπτες κενού δεν προορίζονται για εγκατάσταση και επακόλουθη λειτουργία στις ακόλουθες συνθήκες:

• δωμάτια όπου υπάρχει φωτιά ή εκρηκτική ατμόσφαιρα.
• εγκαταστάσεις που έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν συχνή εναλλαγή·
• κινητές (κινητές) εγκαταστάσεις τύπου.
• ενεργειακά συστήματα θαλάσσιων και ποταμών πλοίων.

Οι διακόπτες κυκλώματος κενού συνήθως έχουν δύο τύπους σχεδίασης:

1. Για μόνιμη εγκατάσταση.
2. Για εγκατάσταση με καρότσι υλικού.

Ανεξάρτητα από το σχεδιασμό, η περιοχή του σώματος της συσκευής περιέχει τρεις πόλους εξοπλισμένους με θαλάμους πυρόσβεσης τόξου.

Μέσα στους θαλάμους κενού υπάρχουν κινητοί επαφές που κινούνται από μηχανισμό ελατηρίου-μοτέρ. Το σώμα της συσκευής συμπληρώνεται από έναν μπροστινό πίνακα, ο οποίος περιέχει στοιχεία οθόνης και συσκευές ελέγχου.

Εξωτερικά κύρια στοιχεία του διακόπτη: 1 – πόλοι της συσκευής. 2 – μηχανισμός κλειδώματος ενεργοποίησης. 3 – παράθυρο για ανύψωση. 4 – Μηχανική λαβή που μπλοκάρει τα εξωτερικά κυκλώματα

Οι τρεις πόλοι του κύριου κυκλώματος κατασκευάζονται με τη μορφή στηλών. Η θέση των πόλων είναι συνήθως στο πίσω μέρος του πλαισίου μετάδοσης κίνησης του ελατηρίου. Κάθε πόλος είναι εξοπλισμένος με θάλαμο πυρόσβεσης τόξου, ο οποίος περικλείεται μέσα σε έναν πολυμερή μονωτή. Προκειμένου να ενισχυθεί η ηλεκτρική αντοχή, το σώμα του μονωτή έχει σχήμα με ραβδώσεις.

Μέσα σε κάθε θάλαμο κενού, τοποθετείται μια ομάδα επαφής δύο στοιχείων - κινητά και σταθερά. Το κινούμενο στοιχείο επαφής συνδέεται με τον μηχανισμό μεταγωγής μέσω ενός μονωτή έλξης. Ακολουθεί η σύνδεση με τον κάτω πείρο επαφής. Και η σταθερή επαφή συνδέεται μέσω κωνικής προσαρμογής στον άνω ακροδέκτη επαφής της συσκευής.

Πώς λειτουργεί η μονάδα διακόπτη;

Οι κινούμενες επαφές των θαλάμων κενού συνδέονται μηχανικά με τον άξονα της κίνησης ελατηρίου-μοτέρ. Λόγω του ελατηρίου ισχύος, το οποίο είναι προ-οπλισμένο (ρυθμισμένο στην κατάσταση τάσης), ο ηλεκτροκινητήρας μπορεί εύκολα να ενεργοποιηθεί πατώντας απλά ένα κουμπί ελέγχου ή άλλο μηχανισμό.

Μπλοκ διάγραμμα θαλάμου κενού: 1 – μπλοκ ακροδεκτών σταθερής επαφής. 2 – σταθερή επαφή. 3 – κινούμενη επαφή. 4 – μεταλλική οθόνη. 5 – κεραμικός (πολυμερής) μονωτήρας. 6 – φυσούνα; 7 – κινούμενο μπλοκ ακροδεκτών επαφής

Το ελατήριο (συνήθως δύο ελατήρια) φορτίζεται από μια αλυσίδα. Ο κανονικός τρόπος λειτουργίας του εξοπλισμού περιλαμβάνει τη φόρτιση του ελατηρίου χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτροκινητήρα εξοπλισμένο με κιβώτιο ταχυτήτων. Παράλληλα, υπάρχει χειροκίνητη λαβή όπλισης, η οποία χρησιμοποιείται σε περίπτωση ατυχημάτων ή απώλειας ισχύος.

Το οπλισμένο ελατήριο στερεώνεται με τον μηχανισμό σκανδάλης. Αυτός ο μηχανισμός ελέγχεται μέσω ηλεκτρομαγνητικής κίνησης ή μέσω κουμπιού λειτουργίας. Μόλις ενεργοποιηθεί η λειτουργία ενεργοποίησης, απελευθερώνεται το κλείδωμα, η δύναμη εφελκυσμού του ελατηρίου ενεργοποιεί τον μηχανισμό έκκεντρου. Αυτό, με τη σειρά του, δρα στον άξονα, ο οποίος συνδέεται μηχανικά με τον μηχανισμό μεταγωγής των κινούμενων επαφών των θαλάμων κενού.

Η λειτουργία απενεργοποίησης του διακόπτη κενού εκτελείται ενεργοποιώντας τη λειτουργία "Off" - με ηλεκτρομαγνήτη ή κουμπί. Η σειρά των ενεργειών είναι σχεδόν ίδια με την πρώτη λειτουργία. Εδώ εμπλέκονται επίσης ελατήρια Trip Power, η κατάσταση των οποίων ρυθμίζεται από τη σκανδάλη ταξιδιού.

Πίνακας ελέγχου και στοιχεία ένδειξης: 1 – λειτουργία “on”; 2 - λειτουργία "απενεργοποίησης". 3 – οπλισμένη κατάσταση του ελατηρίου. 4 - κατάσταση απελευθερωμένου ελατηρίου

Η ευκολία λειτουργίας και ο έλεγχος της λειτουργίας της συσκευής παρέχεται από τον πίνακα ελέγχου. Κατά μήκος του μπροστινού μέρους του πίνακα υπάρχουν στοιχεία: ένας μετρητής κύκλου, μια ένδειξη κατάστασης ελατηρίου φόρτισης και μια ένδειξη κατάστασης διακόπτη κενού.

Χαρακτηριστικά αποσπώμενων κατασκευών

Ο αποσπώμενος εξοπλισμός συναρμολογείται με βάση ένα ειδικό τρόλεϊ εξοπλισμού. Χρησιμοποιώντας αυτό το εξάρτημα, ο διακόπτης εισάγεται μέσα ή έξω από το ντουλάπι.

Το καροτσάκι υλικού λειτουργεί όχι μόνο ως μεταφορά για τη συσκευή, αλλά λειτουργεί επίσης ως ελεγκτής για τη μετάβαση της συσκευής σε δοκιμαστική λειτουργία ή σε κατάσταση λειτουργίας μόλις ο διακόπτης ωθηθεί στο ερμάριο.

Καρότσι υλικού: 1 – ρολό (4 τεμ.); 2 – βάση; 3, A – κινητή βάση. 4 – λαβή (2 τεμ.); 5 – υποδοχή πόμολο; 6 – μπάρα αποκλεισμού. 7 – στοιχείο στερέωσης. 8 – σύνδεσμος για το δευτερεύον κύκλωμα. 9 – μηχανική κλειδώματος συσκευής. 10 – αποκλεισμός επαφών. 11 – ράβδος στερέωσης βιδών. Β – σταθερό μέρος

Ο διακόπτης κενού συνδέεται απευθείας στο κινούμενο μέρος του τρόλεϊ. Η στερέωση πραγματοποιείται με βιδωτές συνδέσεις. Εν τω μεταξύ, το καροτσάκι υλικού διαθέτει επίσης ένα σταθερό μέρος, όπου στερεώνεται η κίνηση του κινούμενου τμήματος. Η κίνηση της κινητής μονάδας σε σχέση με τη σταθερή πραγματοποιείται από τη βίδα της χειρολαβής του τρόλεϊ.

Το κινούμενο μέρος είναι μια μεταλλική βάση σε τέσσερις τροχούς, επεξεργασμένη με γαλβανική επίστρωση. Υπάρχει ένα εξωτερικό μηχανικό κλείδωμα (μπάρα πίεσης) του ηλεκτροδίου γείωσης, μια κλειδαριά με βίδα κίνησης, επαφές μπλοκ, μηχανισμός κλειδώματος διακόπτη και άλλα στοιχεία που εξασφαλίζουν κίνηση ή στερέωση.

Εγκατάσταση και σύνδεση της συσκευής

Πριν ξεκινήσετε την εγκατάσταση ενός διακόπτη κενού, είναι απαραίτητο να επιθεωρήσετε όλα τα εξωτερικά προσβάσιμα στοιχεία για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν ζημιές ή ελαττώματα. Στη συνέχεια, οι μονωτικές επιφάνειες των πόλων καθαρίζονται με στεγνό πανί που δεν αφήνει χνούδι.

Δεν επιτρέπεται η εισαγωγή εξοπλισμού στο σύστημα εάν υπάρχουν ρινίσματα, ρωγμές ή παραμορφωμένες περιοχές στις μονωτικές επιφάνειες. Πρέπει να ελεγχθεί το κύκλωμα των δευτερευόντων κυκλωμάτων, καθώς και η σύνδεση του διαύλου του πλαισίου.

Έλεγχος της εγκατεστημένης συσκευής. Είναι σημαντικό εδώ να ελέγχετε προσεκτικά κάθε λεπτομέρεια, κάθε στοιχείο στερέωσης. Οι συσκευές υψηλής τάσης δεν συγχωρούν ούτε το παραμικρό λάθος

Πριν από την εγκατάσταση, θα πρέπει να ελεγχθεί η λειτουργικότητα του διακόπτη με χειροκίνητη ενεργοποίηση (αδράνεια χωρίς ρεύμα) και να βεβαιωθείτε ότι οι ενδείξεις του πίνακα ελέγχου βρίσκονται στη σωστή θέση. Στη συνέχεια, πρέπει να ελέγξετε την παρουσία των καλυμμάτων πόλων. Εάν χρησιμοποιείται εξοπλισμός με ονομαστική τιμή 1600A και υψηλότερη, τα προστατευτικά καλύμματα πρέπει να αφαιρεθούν πριν από την εγκατάσταση.

Συνδεθείτε απευθείας στο δίκτυο

Οι ακροδέκτες των άκρων επαφής των αγωγών καλωδίων τροφοδοσίας πρέπει να καθαριστούν πριν από τη σύνδεση στους ακροδέκτες του διακόπτη.

Η διαδικασία απογύμνωσης διαφέρει ανάλογα με το τελικό υλικό που χρησιμοποιείται:

• Για τους ακροδέκτες από χαλκό και αλουμίνιο χωρίς πρόσθετη επίστρωση, ο καθαρισμός πραγματοποιείται με γυαλόχαρτο M20 ή χαμηλότερο και ακολουθεί απολίπανση της μεταλλικής επιφάνειας.
• Εάν οι ακροδέκτες από χαλκό ή αλουμίνιο είναι επικαλυμμένοι με μια στρώση ασημιού, αρκεί να τους καθαρίσετε με ένα πανί που δεν αφήνει χνούδι.

Είναι απαράδεκτη η χρήση καλωδίων των οποίων η ασημένια επίστρωση στους ακροδέκτες έχει καταστραφεί σε μια περιοχή μεγαλύτερη από 5%. Σε αυτήν την περίπτωση, το κατεστραμμένο στοιχείο πρέπει να αντικατασταθεί. Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τους ακροδέκτες για τη σύνδεση καλωδίων μπορείτε να βρείτε στο αυτό το υλικό.

Οι εξωτερικοί αγωγοί συνδέονται με τους ακροδέκτες του διακόπτη κενού με τέτοιο τρόπο ώστε να μην δημιουργούνται μηχανικές δυνάμεις στους ακροδέκτες της συσκευής από τους εξωτερικούς αγωγούς. Οι συνδέσεις γίνονται μέσω ενός συνδέσμου μπουλονιού χρησιμοποιώντας επίπεδες ελαστικές μεταλλικές ροδέλες.

Πώς γίνεται η γείωση;

Οι σταθερές συσκευές συνδέονται στην πλατφόρμα «γείωσης» χρησιμοποιώντας μια βιδωτή σύνδεση (M12) απευθείας στο σημείο με την ένδειξη «Γείωση».

Δομικά στοιχεία του καροτσιού εξοπλισμού και του πλαισίου διακόπτη μέσω του οποίου γειώνεται η συσκευή. Κατά κανόνα, αυτά τα σημεία σημειώνονται με ένα αντίστοιχο σύμβολο δίπλα στο στοιχείο

Η περιοχή του σημείου επαφής "Γείωσης" πρέπει να απολιπανθεί πριν από τη σύνδεση. Ο αγωγός γείωσης πρέπει να είναι ένας δίαυλος επαρκούς διατομής (Κανόνες ηλεκτρικής εγκατάστασης), ένα εύκαμπτο σύρμα ή ένας πλεγμένος αγωγός. Πριν τοποθετήσετε τον αγωγό στο μαξιλάρι επαφής, λιπάνετε τις επιφάνειες επαφής με ειδικό λιπαντικό (CIATIM-203).

Ο σχεδιασμός τύπου έλξης είναι γειωμένος χρησιμοποιώντας τα στοιχεία του καροτσιού εξοπλισμού. Η γείωση του διακόπτη κενού πραγματοποιείται μέσω της δομής του καροτσιού υλικού, για το οποίο υπάρχουν επίσης στοιχεία στερέωσης.

Θέση της συσκευής σε λειτουργία

Η συσκευή τίθεται σε λειτουργία μετά από πρόσθετο έλεγχο του εγκατεστημένου και προετοιμασμένου εξοπλισμού. Ειδικότερα, ελέγχεται η αξιοπιστία της γείωσης, η κατάσταση στερέωσης των εξαρτημάτων συναρμολόγησης και η πρόσβαση του ψυκτικού μέσου σε δυνητικά θερμαντικά στοιχεία.

Οι επιφάνειες των ράβδων μεταφοράς ρεύματος που έρχονται σε επαφή με τα ελάσματα των ομάδων επαφής ροζέτας πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία με μικρή ποσότητα λιπαντικού CIATIM. Γενικά, είναι απαραίτητο να διενεργούνται όλες οι διαδικασίες που προβλέπονται από το PES σε περίπτωση δοκιμών αποδοχής και να διασφαλίζεται ότι η τάση λειτουργίας αντιστοιχεί στα επιτρεπόμενα όρια.

Εγκατάσταση διακόπτη κενού. Οι εργασίες εγκατάστασης εκτελούνται μόνο από εξειδικευμένο προσωπικό. Οι ίδιες απαιτήσεις ισχύουν για το προσωπικό που επιλέγεται για την εξυπηρέτηση εξοπλισμού υψηλής τάσης.

Το προσωπικό που έχει άδεια συντήρησης ηλεκτρικών εγκαταστάσεων που λειτουργούν σε τάσεις πάνω από 1000 volt επιτρέπεται να λειτουργεί τον διακόπτη κενού. Η εγκεκριμένη ομάδα πρόσβασης για το προσωπικό σέρβις δεν πρέπει να είναι μικρότερη από την τρίτη. Πριν ξεκινήσει να εργάζεται με εξοπλισμό, το προσωπικό υποβάλλεται σε ένα τεχνικό ελάχιστο προκειμένου να μελετήσει τις περιπλοκές ενός συγκεκριμένου μοντέλου εξοπλισμού.

Πώς να επιλέξετε έναν διακόπτη κενού;

Η συσκευή επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη τις ονομαστικές της παραμέτρους, οι οποίες λαμβάνονται υπόψη σε σχέση με τις παραμέτρους του υπάρχοντος δικτύου στο χώρο εγκατάστασης. Η επιλογή γίνεται σύμφωνα με το κριτήριο των αναμενόμενων τρόπων λειτουργίας με μέγιστο φορτίο για τις συνθήκες λειτουργίας.

Η ονομαστική τάση του διακόπτη κενού επιτρέπεται να είναι ίση με (ή αυξημένη) σε σχέση με την ονομαστική τάση του συστήματος που τροφοδοτείται μέσω του διακόπτη κυκλώματος.

Η παράμετρος ονομαστικού μακροπρόθεσμου ρεύματος επιλέγεται υψηλότερη από το ονομαστικό ρεύμα του παρεχόμενου συστήματος. Η ονομαστική παράμετρος ρεύματος αποκοπής επιλέγεται πάνω από τη μέγιστη τιμή ονομαστικό ρεύμα Βραχυκύκλωμα (λαμβάνεται υπόψη η στιγμή της απόκλισης επαφής).

Η πινακίδα τεχνικών προδιαγραφών είναι το πρώτο πράγμα που προσέχετε όταν επιλέγετε διακόπτη. Με βάση τις τιμές των παραμέτρων, μπορείτε ήδη να προσδιορίσετε εάν η συσκευή είναι κατάλληλη για μια συγκεκριμένη εγκατάσταση ή όχι

Από την άποψη των πιθανών συνθηκών βραχυκυκλώματος, η επιλογή γίνεται λαμβάνοντας υπόψη τις πιο σοβαρές συνθήκες.

Η τιμή της απεριοδικής συνιστώσας υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη τις συνθήκες βραχυκυκλώματος με μηδενική τάση σε οποιαδήποτε από τις γραμμές φάσης. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η παράμετρος απεριοδικού ρεύματος που έχει ορίσει ο κατασκευαστής του εξοπλισμού.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Μπορείτε να μάθετε ακόμη περισσότερο υλικό σχετικά με τη συσκευή, την αρχή λειτουργίας και τις συνθήκες εγκατάστασης ενός διακόπτη κενού από το παρακάτω βίντεο:

Οι διακόπτες κενού διαφέρουν από άλλους τύπους συσκευών στη σχετικά απλή και αξιόπιστη δομή τους. Επομένως, αυτός ο τύπος εξοπλισμού λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς κανένα παράπονο. Η διάρκεια φυσικής φθοράς καθορίζεται από τον αριθμό των λειτουργιών ίσο με τουλάχιστον 20.000. Με την προϋπόθεση ότι η συντήρηση εκτελείται έγκαιρα, αυτή η διάρκεια ζωής αυξάνεται κατά 5-10%.Εν τω μεταξύ, η συντήρηση των εκρηκτικών περιορίζεται σε έναν μικρό αριθμό ελαφρών εργασιών.

Εάν, κατά την ανάγνωση των πληροφοριών, έχετε ερωτήσεις σχετικά με το θέμα του άρθρου ή έχετε πολύτιμες πληροφορίες που μπορείτε να μοιραστείτε με τους αναγνώστες μας, αφήστε τα σχόλιά σας, μοιραστείτε την εμπειρία σας και κάντε ερωτήσεις στο μπλοκ κάτω από το άρθρο.