Kõrgepinge vaakumkaitselülitid – konstruktsioon ja tööpõhimõte

Kaasaegsete kõrgepingeseadmete hulgas, mis on mõeldud elektriahelate lülitamiseks elektris, on eriline koht vaakumkaitselülititele. Neid kasutatakse laialdaselt võrkudes 6 kuni 35 kV ja harvemini skeemides 110 või 220 kV (kaasa arvatud).

Nende nominaalne katkestusvool võib olla 20 kuni 40 kA ja nende elektrodünaamiline takistus on umbes 50 ÷ 100. Sellise kaitselüliti või rikke kogu väljalülitumisaeg on umbes 45 millisekundit.

Ahela iga faas on isolaatoritega usaldusväärselt eraldatud ja samal ajal on kõik seadmed struktuurselt kokku pandud ühele ühisele ajamile. Alajaama siinid on ühendatud lüliti sisendklemmidega ja väljundühendus väljundklemmidega.

Toitekontaktid töötavad vaakumkaitselülitis, mis on kokku surutud, et tagada minimaalne kontakttakistus ja nii koormus- kui ka avariivoolude usaldusväärne läbimine.

Kontaktsüsteemi ülemine osa on püsivalt fikseeritud ja alumine osa liikumapaneva jõu toimel on võimeline liikuma rangelt teljesuunas.

Pildil on näha, et kontaktplaadid asuvad vaakumkambris ja neid juhivad vardad, mida juhivad elektromagnetite vedrude ja poolide pingutusjõud. Kogu see struktuur asub isolaatorite süsteemis, välistades lekkevoolude esinemise.

Vaakumkambri seinad on valmistatud puhastatud metallidest, sulamitest ja spetsiaalsetest keraamilistest kompositsioonidest, mis tagavad töökeskkonna hermeetilisuse mitmeks aastakümneks. Selleks, et välistada õhu sissepääs liikuva kontakti liikumise ajal, on paigaldatud varrukas.

Alalisvoolu elektromagneti armatuur võib liikuda, et sulgeda toitekontaktid või murda need poolile rakendatava pinge polaarsuse muutumise tõttu. Ajami konstruktsiooni sisseehitatud ümmargune püsimagnet hoiab liikuvat osa mis tahes käivitatud asendis.

Vedrude süsteem tagab armatuuri optimaalsete liikumiskiiruste loomise kommutatsioonidel, kontaktpõrgete välistamise ja seinakonstruktsiooni kokkuvarisemise võimaluse.

Sünkroniseeriva võlli ja täiendavate abikontaktidega kinemaatilised ja elektrilised ahelad on monteeritud lüliti korpuse sisse, mis annab võimaluse jälgida ja juhtida lüliti asendit mis tahes olekus.

Kohtumine

Oma funktsionaalsete ülesannete poolest ei erine vaakumkaitse teistest kõrgepingeseadmete analoogidest. Pakub:

1.Nimielektrivõimsuse usaldusväärne läbimine pideva töötamise ajal;

2. garanteeritud seadmete ümberlülitamise võimalus elektritöötajate poolt käsi- või automaatrežiimis töölülitamise ajal tööahela konfiguratsiooni muutmiseks;

3. tekkivate õnnetuste automaatne kõrvaldamine võimalikult lühikese aja jooksul.

Peamine erinevus vaakumkaitselüliti vahel on elektrikaare kustutamise meetod, mis tekib kontaktide lahtiühendamisel seiskamise ajal. Kui selle analoogid loovad keskkonna suruõhule, õlile või SF6 gaasile, siis siin töötab vaakum.

Kaarkustutamise põhimõte toiteahelas

Mõlemad kontaktplaadid töötavad vaakumkeskkonnas, mis moodustub gaaside pumpamisel kaarrenni anumast kuni 10-6÷10-8 N / cm2. See loob suure dielektrilise tugevuse, mida iseloomustavad paremad dielektrilised omadused.

Kontaktide ajamilt liikumise alguses ilmub nende vahele tühimik, mis sisaldab kohe vaakumit. Selle sees algab kuumutatud metalli aurustumisprotsess kontaktpatjadest. Koormusvool jätkab nende paaride läbimist. See käivitab täiendavate elektrilahenduste moodustumise, luues vaakumkeskkonnas kaare, mis areneb edasi tänu metalliaurude aurustumisele ja vabanemisele.

Rakendatud potentsiaalide erinevuse toimel liiguvad moodustunud ioonid kindlas suunas, luues plasma.

Selle keskkonnas jätkub elektrivoolu vool, toimub edasine ionisatsioon.

Kuna lüliti töötab vahelduvvoolul, on selle suund iga pooltsükli jooksul vastupidine.Kui siinuslaine ületab nulli, siis voolu ei ole. Tänu sellele kaar järsult kustub ja katkeb ning tagasilükatud metalliioonid lakkavad eraldumast ning settivad 7-10 mikrosekundi jooksul täielikult lähimatele kontaktpindadele või kaare kustutuskambri muudele osadele.

Siinkohal taastatakse peaaegu koheselt vaakumiga täidetud toitekontaktide vahe dielektriline tugevus, mis tagab koormusvoolu lõpliku väljalülitamise. Siinuslaine järgmisel pooltsüklil elektrikaar enam tekkida ei saa.

Seega piisab elektrikaare toimimise lõpetamiseks vaakumkeskkonnas, kui toitekontaktid avatakse, kui vahelduvvool muudab selle suunda.

Erinevate mudelite tehnoloogilised omadused

Vaakumkaitselülitid on mõeldud pidevaks tööks välitingimustes või suletud konstruktsioonides. Välised kinnitusdetailid on valmistatud silikoonist isolatsiooniga massiivsete postidega ning sisetöödeks kasutatakse valatud epoksiidsegusid.

Vaakumkambrid on tehases toodetud mobiilsetena, mis on optimaalselt seadistatud paigaldamiseks vormitud korpusesse. Nende sisse on juba paigutatud spetsiaalsetest legeeritud sulamitest valmistatud jõukontaktid. Tänu rakendatud tööpõhimõttele ja konstruktsioonile tagavad need elektrikaare pehme kustutamise, välistavad ahelas ülepinge tekkimise.

Kõikides vaakumkaitselülitites kasutatakse universaalset elektromagnetilist täiturmehhanismi. Võimsate magnetite energia tõttu hoiab see toitekontaktid suletud või väljalülitatud olekus.

Kontaktsüsteemi lülitamine ja fikseerimine toimub "magnetriivi" asendi abil, mis lülitab magnetketti mobiilse armatuuri uuesti ühendamiseks või lahtiühendamiseks. Sisseehitatud vedruelemendid võimaldavad elektritöötajatel käsitsi lülitada.

Vaakumkatkesti, tüüpiliste releeahelate või elektroonika töö juhtimiseks, mikroprotsessorüksused, mis võib asuda otse ajami korpuses või teha kaugseadmetest eraldi kappides, plokkides või paneelides.

Vaakumkaitselülitite eelised ja puudused

Hüvede hulka kuuluvad:

• disaini suhteline lihtsus;

• vähenenud elektritarbimine lülitite tootmiseks;

• remondi mugavus, mis seisneb katkise kaarekanali ploki asendamise võimaluses;

• lüliti võime töötada ruumis mis tahes orientatsioonis;

• kõrge töökindlus;

• suurenenud vastupidavus lülituskoormustele;

• piiratud suurused;

• tule- ja plahvatuskindlus;

• vaikne töö lülitamisel;

• kõrge keskkonnasõbralikkus, välja arvatud õhusaaste.

Disaini puudused on järgmised:

• nominaal- ja avariirežiimide suhteliselt madalad lubatud voolud;

• lülituspingete esinemine madalate induktiivvoolude katkestuste ajal;

• kaareseadme vähendatud ressurss lühisvoolude kõrvaldamise osas.