ТехнічнийУніверситет Молдови
енергетичнийФакультет
Кафедра "Електроенергетікі"
Partea electricДѓa centralelor
ГЋndrumДѓrimetodice pentru laborator "Високовольтні вимикачі" (specializДѓrileEI Еџi SRE)
Методичнівказівки до лабораторної роботи
"Високовольтнівимикачі "
ChiЕџinДѓu2005
Зміст
1. Метароботи
2. Основнівідомості
2.1Коротка теорія
2.2Конструкція вимикача ВВ/TEL
2.3Конструкція полюса
2.4Конструкція вакуумної дугогасильні камери
3. Принципдії модуля
3.1Включення
3.2Відключення
3.3Блоки управління
4. Технічніхарактеристики ВВ/TEL
5. Областьзастосування та умови вибору вимикачів
6. Програмароботи
7. Структуразвіту
Література
1. Мета роботи
Вивчення конструкції, принципу дії та області применияваккумних вимикачів.
2. Основні відомості
2.1 Коротка теорія
Електрична міцність вакууму (10-6 мм. рт. ст.)значно вище міцності інших середовищ, що застосовуються у вимикачах, Пояснюєтьсяце збільшенням довжини середнього вільного пробігу електронів, атомів, іонів імолекул у міру зменшення тиску. У вакуумі довжина вільного пробігу частинокперевищує розміри вакуумної камери. У цих умовах удари частинок об стінкикамери відбуваються значно частіше, ніж зіткнення між частинками. При високійелектричної міцності вакууму (≈ 30 кВ/мм) відстань між контактамиможе бути дуже малим (від 2 Г· 2,5 см), тому розміри дугогасительнойкамери можуть бути також відносно невеликими. Процес відновленняелектричної міцності проміжку між контактами при відключенні струмупротікає у вакуумі значно швидше, ніж в газах.
Для надійності роботи вакуумного вимикача і збільшеннятерміну його служби досить важливу роль відіграє зносостійкість контактів, якірапиліваются під час горіння дуги. Метали, використовувані для контактів, повинніволодіти механічною міцністю, високою провідністю, стійкістющодо ерозії і зварювання. Застосування отримали Біпарние сплави: Cu-Bi,Cu-Te, Ag-Bi, та ін
У лабораторії представлені вакуумні вимикачіпромислової групи В«Таврида-ЕлектрикВ» (BB/TEL), призначені для роботи взакритих розподільних пристроях 6-10-20 кВ з осередками КСВ (камерастаціонарна одностороннього обслуговування) або КРУ (комплекснерозподільний пристрій).
2.2 Конструкція BB/TEL
Рис. 2.1. Конструкція BB/TEL
У отлічіe від більшості існуючих вимикачів, воснову пристрою BB/TEL закладений принцип роздільного управління контактами вакуумнихдугогасильних камер фаз апарату. Даний принцип дозволив істотнозменшити кількість рухомих частин привода.
Вакуумні дугогасильні камери встановлені усередині порожнистихопорних ізоляторів, закріплених на загальній підставі. Рухливі контактидугогасильних камер жорстко соеденіни зі своїми приводами за допомогоюізоляційних тяг, які також розташовуються усередині опорних ізоляторів. Такимчином, всі елементи конструкції полюса мають спільну вісь симетрії, уздовжякої деталі механізму здійснюють зворотно-поступальний рух. Цедозволяє істотно спростити кінематичну схему BB/TEL, відмовитися відзастосування навантажених шарнірних і важільних ланок, що, в свою чергу,робить можливим створення комутаційного апарата з високим механічнимресурсом, який не потребує обслуговування і регулювання в перебігу всього терміну слижби.Так ресурс по комутаційної стійкості при номінальному Iном, операцій ВО(Включення - відключення) становить - 50000, при струмах короткого замикання IOНОМ, операцій ВО становить - 100. Термін служби до списання - 25 років.
Приводи фаз розташовуються усередині підстави вимикача.Вони механічно з'єднані між собою за допомогою загального валу, якийвиконує три функції:
забезпечує синхронізацію фаз, оберігаючи від неповнофазнихрежимів роботи;
приводить в дію допоміжні контакти вимикача;
забезпечує механічне блокування роботи РУ, в якомувстановлений BB/TEL і управляє візуальними індикаторами положення BB/TEL.
2.3 Конструкція полюса вимикача
Рис. 2.2. Електромагнітний привід з магнітною засувкою.
Електромагнітний привід може знаходитися в двохстійких положеннях - відключено і включено.
Фіксація якоря в цих положеннях проводиться беззастосування механічних засувок і забезпечується:
- силою пружності відключаючої пружини в положеннівідключено;
- силою, створюваною залишковим магнітним потокомкільцевого постійного магніту, в положенні включено.
Операція включення і відключення проводиться шляхом подачікеруючих імпульсів напруги різної полярності на однообмоточнуй котушкуелектромагнітного приводу.
2.4 Конструкція вакуумної дугогасильні камери
У момент розмикання контактів у вакуумному проміжкукомутований струм ініціює виникнення електричного розряду, званогоВ«Вакуумна дугаВ». Існування вакуумної дуги підтримується за рахунок металу,паркого з поверхні контактів у вакуумний проміжок. Плазма,утворена іонізованими парами металу, є провідником струму іпідтримує його протікання між контактами до моменту переходу струму черезнуль. У цей момент дуга гасне, а що залишилися пари металу миттєво (за 7-10мікросекунд) конденсуються на поверхні контактів та інших деталейдугогасильні камери, відновлюючи електропрочность вакуумного проміжку.В цей же час на розведених контактах відновлюється прикладене до нихнапруга. Якщо при відновленні напруги на поверхні контакту (якправило, анода) залишаються перегріті ділянки, вони можуть служити джереломемісії заряджених часток, що викликають пробій вакуумного проміжку, зподальшим протіканням струму через нього. Для уникнення подібних відмовнеобхідно управляти вакуумної дугою, рівномірно розподіляючи тепловий потік повсій поверхні контактів. Найбільш ефективним способом управління дугоює накладення на неї поздовжнього (сонаправленностью з напрямком струму)магнітного поля, яке індукується самим струмом. Даний спосіб застосований ввакуумних дугогасі-тільних камерах, які розроблені та виготовленіпідприємством В«Таврида ЕлектрикВ». Ця конструкція має явні переваги: ​​
- висока відключаюча здатність;
- мінімальні габарити і вага;
- мала величина струму зрізу (4-5 ампер), що обмежуєкомутаційні перенапруги до безпечних величин Поздовжнє магнітне поле мінімізуєкомутаційний знос контактів (ерозію) і забезпечує значнийкомутаційний ресурс.
а) Вакуумні дугогасильні камери
б) Поздовжнє магнітне поле рівномірно розподіляєвакуумну дугу по поверхні контактів
Рис. 2.3.
3. Принцип дії модуля.
3.1 Включення
У відключеному положенні вимикача контакти вакуумноїкамери (ВДК) утримуються в розімкнутому стані дією відключаючоїпружини, яке передається на рухомий контакт ВДК допомогою тяговогоізолятора. Для включення модуля на обмотку електромагнітного приводурозряджається попередньо заряджений включає конденсатор блоку управління.Імпульс струму, що протікає по обмотці електромагнітного приводу в результатірозряду конденсатора, створює магнітне поле в зазорі між якорем і плоскиммагнітопроводом.
Рис. 3.1.
У міру зростання струму в обмотці електромагнітного приводусила електромагнітного тяжіння між якорем і плоским магнітопроводомзростає до величини, що перевищує силу утримання, створювану пружиноювідключення. У цей момент якір приводу починає рухатися у напрямку домагнітопроводу, штовхаючи тяговий ізолятор і рухливий контакт ВДК (лінія 1 намалюнку).
У процесі руху якоря у напрямку до магнітопроводуповітряний зазор зменшується, завдяки чому сила притягання якоря збільшується.Швидко зростаюча електромагнітна сила стрімко прискорює рухомі частинимодуля до швидкості приблизно 1 м/с. Така швидкість є оптимальною дляпроцесу включення і дозволяє уникнути брязкоту контактів при їх зіткненні,істотно знижуючи при цьо...
