Класификация на високоволтовите ключове, устройство, принцип на работа

Изискванията за превключвателите са, както следва:

1) надеждност в работата и безопасност за другите -

2) скорост - може да има кратък отпуск;

3) лекота на поддръжка;

4) лесна инсталация;

5) тиха работа;

6) относително ниска цена.

Използваните в момента превключватели отговарят на горните изисквания в по-голяма или по-малка степен. Но дизайнерите на превключвателите са склонни да отговарят по-добре на характеристиките на превключвателите с изискванията, посочени по-горе.

Маслени прекъсвачи

Има масло превключватели от 2 вида - резервоар и ниско масло. Методите за дейонизация на дъгата на дъгата в тези ключове са подобни. Разликата е само в изолацията на контактната система от заземената основа и количеството на маслото.

Доскоро в операцията имаше резервоари от типове: VM-35, C-35, както и превключватели от серията U с напрежение от 35 до 220 kV. Превключвателите на резервоарите са предназначени за външна инсталация, те в момента не се изпълняват.

Основните недостатъци мъртъв резервоар прекъсвачи: pozharoopasnost- експлозията и необходимостта от повтарящи контрол на държавата и нивото на маслото в резервоара и vvodah- голям обем масло, което причинява огромно количество време за смяна му, се нуждаят от огромно консумативи масла-непригодност за монтаж вътре в помещенията.

Маслени прекъсвачи

Превключвателите с ниско ниво на маслото (саксии) са широко разпространени в затворени и отворени разпределителни устройства на всички напрежения. Маслото в тези превключватели основно служи като средство за гасене на дъгата и само частично от изолацията между отворените контакти.

Изолирането на живи части един от друг и от заземени конструкции се извършва от порцелан или други твърди изолационни материали. Контактните ключове за вътрешната инсталация са в резервоара за желязо (гърне), оттук и името на превключвателите "гърненце".

Маслените превключватели с напрежение 35 kV и повече имат порцеланово тяло. Най-широкото приложение беше получено от превключватели тип 6-10 kV (VMG-10, VMP-10). В тези ключове корпусът е фиксиран върху порцеланови изолатори на обща рамка за всичките 3 полюса. Всеки полюс има една контактна връзка и дъга.

Проектиране на прекъсвач на ниско масло
1 - подвижен контакт - 2 - дъгов улей - 3 - неподвижен контакт - 4 - работни контакти

Когато огромните номинални токове правят една двойка контакти (което прави ролята на работниците и дъгата) трудно, защото очакваме работни контакти извън прекъсвача и искрене - в резервоара за желязо. С огромни разединени токове, има два разрушавания на дъгата за всеки полюс. Съгласно тази схема превключвателите на серията MGG и MG се произвеждат за напрежение до 20 kV включително. Мощните външни работни контакти 4 позволяват да се изчисли превключвателя за огромни номинални токове (до 9500 А). При напрежение от 35 kV и по-високо, шкафът за превключване е направен от порцелан, серията VMK е ключ с ниско маслена колона). В превключвателите 35, 110 kV има едно разкъсване на полюс, при огромни напрежения - две разкъсвания и повече.

Недостатъци на нискомаслен верига: експлозия и пожар, въпреки че по същество най-малката от резервоара vyklyuchateley- невъзможност вариант APV- нужда бързо повтарящи контрол пренапълвани сравнително честа смяна на масло в дъга гасенето инсталация трудността на bachkah- интегрирани трансформатори electricity- сравнително малък капацитет на прекъсване.

ПОЛЕ въвеждане на ключ нискомаслен - затворен електрически разпределителни станции и подстанции 6, 10, 20, 35 и 110 кV комутационни устройства 6, 10 и 35 кВ и ОРУ 35 и 110 кв.

Въздушни прекъсвачи

При въздушните прекъсвачи дъгата се гаси от сгъстен въздух при налягане 2-4 МРа, а изолацията на частите, които носят ток, и устройството за гасене на дъгата се извършва от порцелан или други твърди изолационни материали. Конструкцията на прекъсвачите на въздух е различна и зависи от тяхното номинално напрежение, метода за създаване на изолираща междина между контактите в изключено положение, метод за подаване на сгъстен въздух към устройството за възпламеняване.

При превключвателите за големи номинални токове има основна верига и верига за загряване на дъгата, подобна на нискотемпературните превключватели MG и MGG. Основната част от тока в включеното положение на прекъсвача минава през главните контакти
4, публикувано открито. Когато изключване на главния прекъсвач контактите се отварят, а след това всички на тока минава през контактите на искрене, затворени в камерата 2. Към момента на отваряне на контактите в камерата е снабдена с въздух под налягане от резервоара 1 създава огромен взрив, за гасене на дъгата. Издуването може да бъде надлъжно или напречно.

Необходимата изолираща междина между контактите в изключено положение се създава в дъгообразния улей чрез метода за размножаване на контактите за достатъчно разстояние. Превключватели, направени в съответствие с проектната схема с отворен сепаратор, са произведени за вътрешна инсталация при напрежение 15 и 20 kV и ток до 20 000 A (серия BBG). При този тип прекъсвач, след разединяване на сепаратора 5, подаването на сгъстен въздух към камерите се спира и контактите за възпламеняване се затварят.

Дизайн на диаграмите на прекъсвачите на въздуха
1 - резервоар със сгъстен vozduhom- 2 - прекъсвач CAMERA-3 - шунт rezistor- 4-5 основната Контакти- - otdelitel- 6 - капацитивен делител на напрежение 110 кV - две прекъснатости в етап (ж)

При въздушните прекъсвачи за отворена инсталация при 35 kV (ВВ-35) е достатъчно да има една пролука на фаза.

При прекъсвачи с напрежение 110 kV и по-горе, след загасване на дъгата, контактите на сепаратора 5 се отварят и сепариращата камера остава напълнена със сгъстен въздух в постоянно изключено положение. В същото време сгъстеният въздух не се подава в камерата за загряване на дъгата и контактите в него са затворени.

Според този проект се правят превключватели от серия BB за напрежение до 500 kV. Колкото по-високо е номиналното напрежение и колкото е по-висока граничната мощност, толкова по-голямо е счупването в дъгата и сепаратора.

Съгласно схемата на фигура 1 се произвеждат въздушни превключватели от серията BBB. Напрежението на модула 110 kV VVB при налягането на сгъстен въздух в камерата за гасене е 2 МРа. Номиналното напрежение на модулния модул BBBK (едрозърнест) е 220 kV, а налягането на въздуха в охладителната камера е 4 МРа. Подобна схема се осигурява за прекъсвачите на серията VNV: модул с напрежение 220 kV при налягане 4 MPa.

За ключове VVB сериен номер камери за искрене (модули) зависи от напрежението (110 кВ - 220 кВ odna- - dve- 330 кВ - 500 кВ четири - 6- 750 кВ - осем), и ключове за едрозърнест (VVBK, ВНВ ) броят на модулите, съответно, е половината от този.

SF6 прекъсвачи

Elegaz (SF6-хексафлуорид сяра) е инертен газ, чиято плътност превишава плътността на въздуха с коефициент 5. Електронната якост на SF6 е 2 до 3 пъти по-висока от якостта на въздуха - при налягане 0,2 MPa, електронната сила на газа SF6 е сравнима със силата на маслото.

При SF6 при атмосферно налягане една дъга може да бъде гасена с ток, който е 100 пъти по-голям от тока, който е изключен във въздуха при същите критерии. Изключителната способност на газа SF6 да гаси дъгата се обяснява с факта, че неговите молекули улавят електроните на дъговата колона и образуват сравнително неподвижни отрицателни йони. Загубата на електрони прави дъгата небалансирана и просто умира. В струята от газ SF6, т.е. при газово бластиране, абсорбцията на електрони от дъгообразната колона е още по-добра.

При газова изолатори се използват авто-пневматични (автокомпресивни) устройства за защита от дъга, при които газът се компресира при спиране от бутало и се насочва към дъговата зона. Газо-изолираният превключвател е затворена система без изхвърляне на газ отвън.

Понастоящем прекъсвачи газ изолация се използват във всички класове на напрежения (6-750 кВ) при налягане от 0,15 - 0,6 МРа. Прекомерен натиск се прилага на прекъсвачи на класове с по-високо напрежение. Отлични доказани газови изолирани ключове по-късно на чуждестранни компании: ALSTOM- Siemens, Merlin Gerin и т.н. Производството на модерни прекъсвачи газ изолация на тема "Uralelectrotyazhmash" :. Мъртво резервоар прекъсвачи Серия VEB, HBV и ядро ​​ключове серия VGT, ВСУ.

Като пример, разгледайте дизайна на превключвателя от серията LF от Merlin Gerin с напрежение 6-10 kV.

Основният модел на превключвателя се състои от следните части:

- тялото на превключвателя, в която са разположени всичките три полюса, което е "съд под налягане", напълнен със SF6 газ при ниско свръхналягане (0,15 MPa или 1,5 atm);

- механично задвижване тип RI;

- предния панел на задвижването с дръжка за ръчно зареждане на пружини и индикатори за състоянието на пружината и превключвателя;

- подложки за контакт с високо напрежение;

- многополюсен конектор за свързване на вторични комутационни вериги.

Вакуумни превключватели

Електронната сила на вакуума е значително по-висока от тази на другите медии,
използвани в комутаторите. Това се обяснява с увеличаване на дължината на средната стойност
свободен път на електрони, атоми, йони и молекули с намаляващо
налягане. Във вакуум средният свободен път на частиците надвишава размерите на вакуума
камера.

Възстановяващата се електронна якост на пролуката е 1/4 "след това
изключващ ток 1600 А във вакуум и различни газове при атмосферно налягане

При тези условия въздействията на частиците върху стената на камерата протичат много по-често
сблъсъци между частиците. Фигурата показва зависимостта на разбивката
напрежението на вакуума и въздуха от разстоянието между електродите с диаметър 3/8 "от
волфрам. При такава висока електронна сила, разстоянието между контактите
може да бъде много малък (2 - 2,5 см), поради което размерите на камерата също могат да бъдат
относително малък.

Процесът на възстановяване на електронната сила на празнината между контактите
когато токът е изключен, той протича много по-бързо във вакуум, отколкото в газовете.
Нивото на вакуума (остатъчно налягане на газовете) в съвременните промишлени
дъгата е обикновено Pa. В съответствие с теорията
електрическата якост на газовете, необходимите изолационни свойства на вакуумната междина
се достигат и при най-ниските нива на вакуума (от порядъка на Па), но за модерните
нивото на вакуумните технологии, създаването и поддържането на живот
Вакуумната камера на нивото на Pa не е трудна. Това осигурява вакуум
(20-30 години).

Типична конструкция на вакуумна дъга е показана на фигурата.

Дизайнът на камерата за вакуумна дъга

Вакуумна конструкция
Камерата се състои от двойка контакти (4-5), едната от които е подвижна (5),
затворени във вакуумна обвивка, заварени от глина или стъкло
изолатори (3-7), горни и долни железни капаци (2-8) и желязо
екран (6). Преместване на подвижния контакт спрямо подвижния контакт
Методът се изпълнява чрез метода на пневматично проникване (9). Каналите на камерата (1-10) служат за
свързвайки го с главната верига за пренос на тока на превключвателя.

Трябва да се отбележи, че за
производството на корпуса на вакуумната камера е специален
Вакуум-плътни метали, изчистени от разтворени газове - медни и специални
сплави, както и специална керамика. Завършени са контактите на вакуумната камера
от керамичния състав (обикновено мед-хром в съотношение 50
% -50% или 70% -30%), което осигурява по-голяма способност за прекъсване, устойчивост на износване и предотвратява появата на заваръчни точки на повърхността
контакти. Цилиндрични глинени изолатори, заедно с вакуум
разликата в отделените контакти осигурява изолация между терминалите
когато превключвателят е изключен.

Тавида-електротехник пусна най-новия
проектирането на вакуумен прекъсвач с магнитно затваряне. Основата на дизайна му е принципът на коаксиалност на задвижващия електромагнит и вакуума
arc прекъсвач на всеки полюс на превключвателя. Включете
се извършва в следващата последователност.

В началното състояние на контактите
вакуумни прекъсвачи на дъгата се отварят поради влиянието им върху тях
спирачната пружина 7 през тяговия изолатор 5. При прилагане на напрежение
положителна полярност на намотката 9 на електромагнита, в междината на магнитната система се увеличава магнитният поток.

Във време, когато теглителната сила на котвата,
генериран от магнитния поток надвишава силата на отварящата пружина 7, електромагнитната арматура 11 заедно с тракционния изолатор 5 и подвижния контакт 3 на вакуума
Камерата започва да се движи нагоре, като държи пружината на пътя. С всичко това в серпентината
има моторни анти-емф, което предотвратява предстоящото увеличение
ток, и дори леко го намалява.

По време на движението анкерът набира
скоростта е около 1 м / сек, което позволява да се избегнат предварителен аварии при включване и
за да изключите скачането на контактите на VCD. При затваряне на контактите на вакуумната камера, в
магнитната система има допълнителна деформация на компресия от 2 мм. скорост
движението на котвата пада рязко, защото трябва да преодолее същото усилие
извори на допълнително контактно налягане 6. Но под въздействието на усилието,
създаден от магнитния поток и инерция, анкерът 11 продължава да се движи нагоре,
чрез компресиране на освобождаващата пружина 7 и пружината 6 на допълнителното предварително зареждане на контакт.

В
в момента на затваряне на магнитната система, арматурата контактува с горния капак на задвижването
8 и спира. След процеса на стартиране, тока на намотката на устройството
е изключено. Превключвателят остава в включено положение поради остатъка
индукцията, създадена от пръстеновидния неизменен магнит 10, който държи арматурата
11 в положение, което е изтеглено към горния капак 8, без допълнителен ток
презареждане.

За да изключите прекъсвача, прикрепете го към спиралните клеми
напрежение на отрицателна полярност.

Понастоящем вакуумни превключватели се превръщат в доминиращи устройства за електронни мрежи с напрежение 6-36 kV. По този начин делът на вакуумни превключватели в общия брой произведени устройства в Европа и Съединените щати е 70%, в Земята на изгряващото слънце - 100%. През последните години този дял има постоянна тенденция да се увеличава, а през 1997 г. той надхвърля 50%.
Основните предимства на експлозивите (в сравнение с петролните и газовите комутатори), които определят ръста на техния дял на пазара, са:

- по-висока надеждност;