Конструкція та принцип дії вакуумного

Вимикача ВВВ-10

 

Мета роботи: вивчення принципу дії та конструкції вакуумного вимикача напругою 10кВ.

Порядок виконання роботи

1. Вивчити відомості про вимикачі в електромережах: призначення, основні елементи, класифікація.

2. Вивчити особливості роботи та конструкцій вакуумних вимикачів, переваги цих апаратів перед масляними вимикачами.

3. Ознайомитися з конструкцією вакуумного вимикача ВВВ-10-2/320.

4. Провести включення та відключення ВВВ-10-2/320:

а) вручну, за допомогою важеля;

б) кнопками управління на панелі вимикача.

Теоретичні відомості

Вимикачі – основні комутаційні апарати в електричних установках, призначені для включення та відключення струму в різних режимах:

- нормальному: без навантаження (холостий хід) обладнання, з навантаженням обладнання;

- при перевантаженні;

- аварійному – коротких замиканнях.

Останній режим є найбільш важким для вимикача.

Основні елементи вимикача:

- контактна система з дугогасильними пристроями;

- струмоведучі деталі;

- корпус;

- ізоляційні конструкції;

- привідний механізм.

За конструктивними особливостями та способами гасіння дуги вимикачі розрізняють:

- масляні великооб’ємні (бакові);

- масляні малооб’ємні (горшкові);

- вимикачі з газогенеруючим матеріалом;

- повітряні;

- електромагнітні;

- елегазові;

- вакуумні.

Основним елементом вакуумного вимикача є запаяна вакуумна камера з щільного діелектричного матеріалу – скла, фарфору, або спеціально виготовленої міцної суміші. В середині камери розташовані нерухомий та рухомий контакти. Останні виготовляються з тугоплавких металів (вольфраму) або (частіше) з металокераміки. Металокераміка є спресованою під великим тиском та високою температурою сумішшю різних металевих порошків та зв’язуючих компонентів. Такі контакти добре протистоять розплавленню від високої температури дуги, внаслідок чого не потребують ревізії та заміни.

На рухомий контакт вимикача діють через сільфон, який герметично закріплений на камері. Повний хід рухомого контакту на напрузі 10кВ дорівнює 4-5мм. В камері створюється глибокий вакуум (10^-6…10^-7мм рт.ст.), який дозволяє при такому невеликому зазорі між контактами витримувати напругу 100кВ та вище.

Використання вакууму замість гасіння дуги дає такі переваги:

1) швидке відновлювання діелектричної міцності проміжка після відключення струму при невеликому розходженні контактів;

2) невелика потужність, потрібна для включення вимикача;

3) малий час роботи вимикача завдяки невеликому ходу та масі контактів;

4) повна пожежо- та вибухобезпечність;

5) великий термін експлуатації та відсутність необхідності в систематичному обслуговуванні;

6) можливість роботи без підігріву при низьких температурах.

Якщо розміщені в вакуумі деталі ретельно вичищені та дегазовані, то вони діють як газопоглиначі. Тому в щільно закритих балонах вакуум зберігається або навіть покращується впродовж усього терміну експлуатації.

Більш детально конструкція вакуумного вимикача буде розглянута на прикладі вимикача типу ВВВ-10-2-/320, який широко розповсюджений у вітчизняних електромережах (рисунок 4.1).

Конструкція вакуумного вимикача ВВВ-10-2/320

Вимикач високовольтний вакуумний ВВВ-10-2/320 – це швидкодіючий трьохполюсний вимикач внутрішньої установки з електромагнітним приводом прямої дії. Він забезпечує багаторазове швидкодіюче автоматичне повторне включення (БАПВ) та дистанційне управління від релейного захисту та кіл оперативного управління.

Вимикач призначений для комутації трифазних кіл напругою до 10кВ промислової частоти та для розташування в комплекті розподільчі пристрої.

Основні технічні дані приведені в таблиці 4.1.

Основні параметри вимикача визначаються технічними характеристиками дугогасильних камер КДВ-21-1, які використані як комутаційні елементи.

Вимикач ВВВ-10-2/320 складається з власне вимикача та приводу, які зв’язані тягою. На рамі монтуються опорні ізолятори, на яких закріплюється вакуумні дугогасильні камери. За допомогою підпор на рамі кріпляться вали, до яких закріплюються важіль – ізолятори відповідних дугогасильних камер.

1-опорний ізолятор

2-привід

3-рама

4-шини

5-ізоляційна перегородка

6-вакуумна дугогасильна камера КВД-21

7-шини

8-важель-ізолятор

9-вали

Рисунок 4.1 – Вакуумний вимикач ВВВ-10-2/320

 

Таблиця 4.1 – Технічні характеристики вакуумного вимикача ВВВ-10

Номінальна напруга, кВ
Номінальний струм, А
Стійкість при прохідних струмах короткого замикання: – струм динамічної стійкості, кА – струм термічної стійкості (4сек.), кА
Комутаційна здатність: – номінальний струм включення, кА – мінімальна безструмова пауза, с, не більше	0,4
Електрична міцність основної ізоляції (50Гц), кВ.
Час відключення з приводом, с, не більше	0,05
Хід контактів вакуумних камер, мм	4-5
Напруга в колах оперативного включення–відключення, В	220
Інтервал робочих температур, °С	–40...+40
Маса, кг не більше: – вимикача – приводу

 

Фази вимикача відокремлені одна від одної ізоляційними перегородками.

Привод вимикача складається із звареного корпусу, який одночасно є магнітопроводом вмикаючого магніту. На корпусі розміщено котушку та гільзу вмикаючого електромагніту, всередині якої переміщується якір із товкачем; механізм вільного розчеплення, який під впливом зовнішніх сил займає два фіксованих положення. З одною із лапок механізму з’єднана тяга, пов’язана з вимикачем.

Електрична схема вимикача складається з (рисунок 4.2):

- кола включення, яке містить електромагніт, що живиться через випрямляч на діодах;

- трьох кіл відключення: два кола – від релейного захисту, третє – оперативне відключення.

 

Рекомендована література

 

1. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства.- М.: Агропромиздат, 1990. – 496с.
2. Гессен В.Ю., Григорьев Ю.О. Електричні станції і підстанції. – К.: Вища школа, 1970 – 479с.

 

Контрольні запитання

 

1. Призначення та принципи дії вимикачів
2. Основні елементи вимикачів
3. Класифікація вимикачів
4. Основні переваги вакуумних вимикачів
5. Склад вакуумної камери
6. Конструктивні особливості вакуумного вимикача

7. Основні технічні характеристики вакуумного вимикача

8. Робота приводу вакуумного вимикача.

 

Лабораторна робота №5