- застосування
- Переваги і недоліки
- Пристрій і принцип роботи
- види
- Умовне позначення та маркування
- Відмінність від автоматичного вимикача
- Технічні характеристики
- підключення
- Корисне відео по темі
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Роз'єднання навантажених електричних ланцюгів завжди пов'язане з ризиком іскроутворення. Особливу небезпеку таїть в собі відключення навантаження на високовольтних лініях. Потужна електрична дуга, що утворюється при комутації незахищених контактних ножів, може привести до руйнування силових контактів і до виходу з ладу електричних приладів. Убезпечити процес комутації ланцюгів здатний вимикач навантаження, обладнаний пристроями для екстреного гасіння дуги.
Вимикачі навантаження (ВН) належать до тих видів комутаційних приладів, які, за рівнем допускаються струмів, займають проміжне положення між звичайними роз'єднувачами і спеціальними вимикачами номінальних струмів, здатних відсікати надструми в аварійних ситуаціях. Незважаючи на те, що комутація номінального струму вимикачем навантаження допускається, однак прилад не розрахований на відключення струмів перевантажень в разі КЗ. Для цих цілей передбачено застосування спеціальних високовольтних запобіжників.
застосування
Вимикачі навантаження застосовуються в розподільних мережах з метою комутації ліній, силових трансформаторів, що працюють при номінальних напругах. Пристрої можуть використовуватися для включення / відключення додаткових навантажень, але вони не призначені для захисту від коротких замикань, за винятком тих конструкцій, в яких встановлені плавкі запобіжники (див. Рис. 1).
Такими роз'єднувачами потужності обладнуються високовольтні лінії на 6 - 10 кВ, для струмів, що не перевищують 400 - 600 А. Для комутації і захисту більш потужних ліній електропередач застосовуються релейні пристрої. У малопотужних мережах допускається використання ВН без запобіжників.
Існують компактні вимикачі навантажень до 100 А, які легко монтуються в розподільних пристроях. Такі рубильники зовні схожі на конструкцію автоматичного вимикача (див. Рис. 2) і встановлюються на входах мереж багатоквартирних і приватних будинків. Вони управляються тільки вручну і не відключаються при досягненні струму спрацьовування захисту.
Наявність модульного вимикача потужності не виключає необхідності захисту проводки в аварійних режимах іншими способами. Зокрема, аварійне відключення домашньої електричної мережі забезпечують автоматичні пакетні вимикачі, але використовувати їх для частого відключення навантаження не рекомендується через швидке зношення контактів. У цьому сенсі перемикач навантаження більш надійний, так як його контакти розраховані на такі режими роботи.
Переваги і недоліки
У розглянутих комутаційних апаратів є сильні і слабкі сторони.
До переваг належать:
- менша собівартість, у порівнянні з іншими видами вимикачів;
- швидке і надійне включення і відключення номінальних струмів навантажень;
- можливість застосування дешевих плавких запобіжників для захисту від перевантажень;
- наявність у високовольтних ВН видимого розриву контактів, що дозволяє обходитися без додаткового роз'єднувача.
недоліки:
- обмежений ресурс експлуатації;
- розрив ланцюга можливий тільки для струмів, в межах номінальних значень потужностей;
- після спрацьовування запобіжника необхідна його заміна.
Пристрій і принцип роботи
Конструкція високовольтного вимикача навантаження дуже нагадує пристрій триполюсних роз'єднувачів. На рамі розташовані повертаються в вертикальній площині рухливі ножі, що мають серповидную форму. Вони входять в камеру, де розташовані нерухомі контакти.
Управління поворотом ножів здійснюється за допомогою механізмів, ручних приводів, або напівавтоматичних пристроїв. Електромагнітний привід, який використовує соленоїд забезпечує дистанційне відключення навантаження високовольтних приладів, а в окремих випадках роботу в автоматичному управлінні.
На малюнку 3 представлений креслення триполюсні ВН з ручним приводом.
Зверніть увагу (рисунок ліворуч) на те, що в конструкції передбачено установку запобіжників, які не показані на кресленні. Усі струмопровідні частини відділені від рами потужними ізоляторами (рисунок праворуч).
Для забезпечення необхідної швидкості роз'єднання контактів застосовуються пружинні механізми. При повороті вала пружина накопичує потенційну енергію, яка в певний момент вивільняється, направляючи накопичену міць на рух ножів. Пружинний механізм добре видно на малюнку 4.
У комплект вимикача навантаження можуть входити стаціонарні ножі заземлення. Ці елементи додаткового захисту мають механізми блокування від помилкових дій персоналу.
Головна відмінність ВН від роз'єднувачів - це наявність дугогасних пристроїв, які забезпечують безпеку нерухомих і рухомих контактів при комутації. Гасіння електричної дуги, яка неминуче запалюється при відключенні або включенні навантаженої ланцюга, відбувається в дугогасильних камерах, обладнаних вкладишами, виготовлених з полімерів. Дуги гасяться потоком продуктів випаровування вкладишів, що утворюються під дією високих температур виникає розряду.
Залежно від конструкції ВН принцип гасіння може відрізнятися. Слід пам'ятати, що камери гасіння не забезпечують абсолютної відсутності дуги, яка, хоч і на дуже короткий період часу, все-таки виникає. Завдання полягає в тому, щоб якомога швидше придушити розростання розряду, усунувши умови для його існування.
Ефект гасіння досягається різними способами: шляхом здування іонізованого повітря з контактів, заповненням камер спеціальними сумішами газів або створенням вакууму. Залежно від принципу придушення дуги розрізняють різні типи вимикачів.
види
За способом гасіння дуги в камерах, ВН поділяються на такі види:
- автогазовий;
- елегазові;
- вакуумні;
- повітряні;
- масляні;
- електромагнітні.
Автогазовий (газогенеруючих) вимикач
Пристрій призначений для оперативної комутації силового електрообладнання. Придушення дуги відбувається під дією газів, що генеруються в камері гасіння. Вкладиш з мочевиноформальдегидной смоли або з поліметилметакрилату, розташований всередині камери, в момент комутації дугогасильних контактів блискавично нагрівається. Під дією високої температури відбувається випаровування верхнього шару полімеру, а що утворився потік газів інтенсивно гасить електричну дугу.
Умова для випаровування вкладиша створюють дугогасительниє контакти, запускаючи процес «поздовжнього дуття». У включеному стані номінальний струм протікає по основним контактам.
Автогазовий ВН активно використовуються в Росії і в країнах СНД. Вони застосовуються на підстанціях, встановлюються в розподільних пристроях електромереж 6 - 10 кВ з ізольованою нейтраллю. В основному їх монтують там, де економічно не вигідно застосовувати установки іншого типу, а використання роз'єднувачів заборонено правилами ПУЕ.
Даний тип вимикачів має найнижчу вартість і високу ремонтопридатність. Ці переваги сприяють зростанню популярності газогенеруючих вимикачів.
Вакуумний високовольтний вимикач
Дуже ефективне, але дорогий пристрій, що дозволяє вимикати не тільки номінальні струми навантаження, але і надструми при КЗ. Контакти вакуумних вимикачів знаходяться у вакуумній камері з наднизьким тиском (близько 10 -6 - 10 -8 Н / м). Відсутність газу створює дуже великий опір, що перешкоджає горінню дуги.
При розмиканні / замиканні контактів дуга все-таки виникає (за рахунок утворення плазми з парів металу контактів), але вона практично миттєво, гасне, в момент переходу через нуль. Протягом 7 - 10 мк / с пари конденсуються на поверхні контактів і на інших деталях камери.
Існують різновиди:
- вакуумні вимикачі до 35 000 В;
- пристрою для напруг, що перевищують 35 кВ;
- вакуумні контактори для мереж в 1000 В і вище.
Коротко про головне:
- робота вимикача в будь-якому положенні;
- комутаційна зносостійкість;
- стабільна робота;
- пожежна безпека.
З недоліків можна виділити порівняно високу вартість через складність технології виробництва камер.
елегазові ВН
У комутаційних апаратах даного типу для гасіння дуги використовується елегаз. Працює пристрій за принципом автогазових вимикачів, але замість повітря для гасіння дуги застосовується шестифториста сірка (SF 6) з добавками інших газів.
У корпус камери гасіння з герметичною ємності надходить елегаз, який не викидається в атмосферу, а використовується повторно. Розрізняють колонкові і бакові пристрою (див. Рис. 5).
У конструкціях таких вимикачів використовується вбудовані трансформатори струму. Сучасні елегазові ВН можуть працювати в розподільних пристроях надвисокої напруги, що досягає 1150 кВ.
Умовне позначення та маркування
Для маркування вимикачів навантаження використовуються літерні і цифрові символи, згруповані по групах:
ВН Х-Х-00 / 0-0 хх 0 Х0.
Зауважимо, що наведена структура позначення може відрізнятися в маркуваннях різних типів конструкцій.
Розглянемо один з варіантів.
- Перша група букв містить інформацію про тип вимикача. ВН - вимикач навантаження. Іноді буква Н відсутня, а на її місці, а найчастіше Х на другій позиції позначає тип вироби або варіант виконання.
Літерне позначення типів конструкції:
- М - масляний;
- ММ - маломасляний
- А- автогазовий.
(Елегазові рубильники мають свою структуру позначення).
Літерне позначення варіантів виконання:
- М - модернізований;
- П - пружинний привід;
- Р - ручний привід;
- Е - електромагнітний.
Х на третій позиції може позначати розташування приводу:
- П - праве;
- Л - ліве.
На четвертій позиції (00) цифри, що вказують номінальну напругу в кВ.
5 позиція (/ 0) - номінальний струм відключення, в кА.
6 позиція (0) - номінальний (наскрізний) струм вимикача.
7 позиція (хх) - розташування заземлюючих ножів (іноді кліматичне виконання). п - за запобіжниками, в - з боку контактів заземлення.
8 позиція (0) - позначає тип пристрою подає команди для відключення (при наявності).
9 позиція (Х0) - кліматичне виконання і категорія розміщення.
Приклад: маркування ВВЕ - 15 - 25/680 - УЗ означає: Вимикач вакуумний, з електромагнітним приводом, розрахований на напругу 15 кВ, струм термічної стійкості - 25 кА, номінальний струм ВН - 680 А, застосовується в умовах помірного клімату, призначений для внутрішньої установки.
На малюнку 6 наведено приклад позначення на схемі.
Відмінність від автоматичного вимикача
Основна ознака відмінності від автоматичного вимикача в тому, що розглянуті пристрої не можуть працювати в автоматичному режимі. Для відключення ВН потрібне втручання оператора - за допомогою ручного приводу або дистанційно (в залежності від конструктивного виконання). Автоматичний вимикач розмикає ланцюг при досягненні струму спрацьовування захисту.
Відрізнити пристрою можна по їх маркування і за зовнішнім виглядом.
Технічні характеристики
Вимикачі навантаження характеризуються трьома важливими параметрами:
- номінальною напругою;
- струмом термічної стійкості;
- номінальним струмом ВН.
Інші параметри враховуються виходячи з умов розташування, бажаного способу комутації і вибору типу виконання.
Як приклад наводимо таблицю параметрів для ВН:
| Тип вироби | U ном, кВ | Тип запобіжника | I ном. запобіжника, кА | максимальний струм, кА | маса (Без приводу), кг |
| ВНП-3 | 3 | ПК-З | 80 | 31, 5 | 50 |
| 200 | 31, 5 | 55 | |||
| ВН-16 | 6 | - | - | - | 36 |
| 10 | - | - | - | 36 | |
| ВНП-16 | 6 | ПК-6 | 50 | 20 | 62 |
| 80 | 20 | 64 | |||
| 160 | 20 | 78 | |||
| ВНП-16 | 10 | ПК-10 | 32 | 12, 5 | 52 |
| 50 | 12, 5 | 65 | |||
| 100 | 12, 5 | 79 | |||
| ВНП-17 | 6 | ПК-6 | 50 | 20 | 62 |
| 80 | 20 | 64 | |||
| 160 | 20 | 78 | |||
| ВНП-17 | 10 | ПК-10 | 32 | 12, 5 | 52 |
| 50 | 12, 5 | 65 | |||
| 80 | 12, 5 | 79 |
Технічні параметри інших типів вимикачів навантаження можна дізнатися у продавця або з інших джерел інформації.
підключення
На лініях електропередач ВН розміщують перед силовими трансформаторами. Якщо технічна документація передбачає наявність роз'єднувачів - вони встановлюються після ВН.
У багатоквартирної електромережі ВН встановлюються в розподільних щитках (якщо є доступ) або в іншому доступному місці, окремо на кожну квартиру.
У виробничих цехах міні рубильник доцільно встановлювати біля кожного верстата, для забезпечення можливості екстреного його відключення.
У побутовій електромережі вимикачі навантаження встановлюються, як правило, перед лічильником, хоча можуть монтуватися і після приладу обліку. Але обов'язково перед захисними пристроями - автоматами, пробками і т. П. Як приклад наводимо схему підключення ВН в однофазної мережі.
