2259556.ru

Журнал Мастера
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вакуумный выключатель шнейдер электрик

ВАКУУМНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ – ЭФФЕКТИВНАЯ ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОСЕТЕЙ

Олег Трифонов, менеджер по продукции ЗАО «Шнейдер Электрик»

«Шнейдер Электрик» – один из признанных лидеров в разработке и производстве электротехнического оборудования для распределения электроэнергии на напряжение от 6 до 35 кВ.

Компания предлагает не только готовые решения в виде распределительных пунктов и комплектных трансформаторных подстанций, но и компоненты для построения распределительных сетей любой сложности. Одним из таких компонентов является выключатель.

Надежность и безопасность функционирования любой электрической сети складывается из двух составляющих: своевременной корректной идентификации аварийной ситуации и быстрого эффективного отключения аварийного участка цепи. Для решения второй задачи в 2000 г. «Шнейдер Электрик» был разработан вакуумный выключатель EVOLIS, который и по сей день успешно применяется по всему миру в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и номинальным напряжением 6, 10, 20 кВ.

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ

При коммутации электрических цепей при аварийных режимах (КЗ) основная задача любого выключателя – быстро и эффективно погасить электрическую дугу, возникающую между контактами выключателя в момент их расхождения. Эффективному гашению дуги и безопасному управлению способствуют конструктивные особенности вакуумного выключателя EVOLIS (рис. 1) и использованные в нем передовые технологии.

Рис. 1. Конструкция выключателя EVOLIS

Среда гашения дуги. В качестве среды гашения дуги используется глубокий вакуум. Благодаря использованию современных металлокерамических материалов, передовых высокоточных технологий производства (специальных химических процессов очистки материалов, процессов дегазации, высокотемпературной пайки в вакууме, вакуумной сушки и др.) и производственного оборудования, а также специальных чистых комнат остаточное давление в дугогасительной камере составляет менее 10–2 Па на протяжении всего срока службы выключателя в течение 30 лет. Такое давление способно обеспечить электрическую прочность порядка 200 кВ при расстоянии между контактами около 8 мм.

Аксиальное (осевое) магнитное поле. При возникновении электрической дуги в процессе отключения токов КЗ свыше 10 кА по мере увеличения тока вакуум фактически становится газообразной средой. Дуга за счет определенных физических процессов, протекающих в плазме, переходит в сфокусированный режим. При этом энергия дуги концентрируется на меньшей поверхности электрода, что вызывает сильный местный нагрев. Это явление становится причиной повышенной эрозии контактов дугогасительной камеры и снижает их ресурс.

Известно, что проблему повышенной эрозии контактов можно решить, если поддерживать дугу в диффузионном состоянии, когда энергия дуги распределяется равномерно по всей площади контактов, ограничивая при этом нагрев.

Изыскания инженеров компании «Шнейдер Электрик» привели к разработке технологии аксиального магнитного поля (АМП), создаваемого вокруг области расхождения контактов (фактически вокруг плазмы электрической дуги). За счет этого поля электрическая дуга поддерживается в диффузионном состоянии и ее гашение происходит при более щадящем воздействии на контакты выключателя.

В выключателях EVOLIS используются два типа конструкции вакуумных дугогасительных камер (рис. 2). Первая конструкция используется в выключателях, рассчитанных на номинальные напряжения до 6–10 кВ, вторая – в выключателях, рассчитанных на номинальное напряжение 20 кВ. Главное отличие этих конструкций заключается в методе создания АМП. В первой конструкции (рис. 2а) поле создается с помощью витков токопровода, расположенных с внешней стороны колбы выключателя и охватывающих зону между контактами. Внешние витки представляют собой две металлические пластины, соединенные между собой и с главным неподвижным контактом так, что ток, протекающий через них, создает магнитное поле требуемой напряженности.

Читать еще:  Схема подключения двухклавишного выключателя sedna

Во втором случае (рис. 2б) АМП создается при протекании тока через витки токопровода, которые интегрированы непосредственно в структуру главных контактов.

Рис. 2. Вакуумная дугогасительная камера

а) Конструкция вакуумной дугогасительной камеры выключателя на напряжения до 10 кВ – используются внешние витки токопроводаб) Конструкция вакуумной дугогасительной камеры выключателя на напряжение 20 кВ – витки токопровода интегрированы в структуру контактов

Материал контактов. В качестве материала главных контактов используется композитный медно-хромовый сплав CuCr с содержанием хрома от 25 до 30%. Высокое содержание меди гарантирует низкое переходное сопротивление контакта и хороший отвод энергии дуги. Высокое содержание хрома придает контакту стойкость к образованию твердых сварных соединений в случае включения под нагрузкой или при КЗ. Кроме того, хром, конденсируясь на стенках колбы, играет роль газопоглощающего материала и способствует более быстрому восстановлению электрической прочности промежутка между контактами.

Сплав CuCr обеспечивает также высокую механическую стойкость к повторяющимся ударам, которые испытывают контакты при замыкании.

Кроме того, использование CuCr позволяет снизить величину тока среза до приемлемого уровня. Это явление, наиболее известное и наиболее распространенное, встречается во всех технологиях отключения: преждевременное прерывание переменного тока перед его естественным прохождением через нуль. При использовании CuCr величина тока среза находится в пределах от 2 до 5 А.

Пружинно-моторный привод. Вакуумный выключатель EVOLIS имеет простой и надежный пружинно-моторный привод (рис. 3), обеспечивающий:

  • независимость скорости вкл./откл. от оператора;
  • включение при отсутствии оперативного питания;
  • возможность дистанционного управления включением/отключением. Привод комплектуется мотор-редуктором и всеми необходимыми расцепителями, выбор и комбинацию которых определяет заказчик. Мотор-редуктор автоматически взводит пружины с момента включения выключателя, что позволяет мгновенно включать устройство после отключения. Мотор-редуктор в стандартном исполнении оснащается концевым контактом, который сигнализирует о взведенном положении механизма (время взвода пружин – не более 6 с);
  • автоматическое поддержание запаса энергии привода для полного цикла АПВ (в сочетании с мотор-редуктором);
  • необслуживаемость и отсутствие необходимости каких-либо регулировок в течение 30 лет благодаря простой и надежной кинематической схеме.

Рис. 3. Привод

СТАЦИОНАРНЫЙ ИЛИ ВЫКАТНОЙ

Вакуумный выключатель может поставляться как в стационарной версии, так и в выкатном варианте. Стационарная версия используется в ячейках КСО или КРУ, при этом производитель электрощитового оборудования самостоятельно разрабатывает выкатной элемент и кассету в соответствии с конструкцией своей ячейки КРУ.

Базовая стационарная версия выключателя содержит: базовый блок выключателя EVOLIS c пружинным приводом, один блок из четырех блок-контактов, счетчик операций. Остальные элементы (расцепители, контактные площадки, мотор-редуктор, низковольтные разъемы и клеммы, механические блокировки и др.) заказчик выбирает, исходя из требований проекта.

Для тех производителей электрощитового оборудования, которые не готовы разрабатывать самостоятельно выкатной элемент и кассету, компания «Шнейдер Электрик» предлагает выкатной вариант выключателя EVOLIS, который поставляется заказчику в собранном виде.

Читать еще:  Выключатель стоп сигнала renault symbol

Базовая выкатная версия выключателя содержит: базовый блок c пружинным приводом, один блок из четырех блок-контактов, счетчик операций, шесть переходных шин, шесть групп втычных контактов типа «тюльпан», выкатную тележку с механизмом блокировки, устройство для открывания защитных шторок на кассете.

Кассету, которая является неподвижной частью ячейки и предназначена для приема выкатного выключателя, производитель электрощитового оборудования может приобрести отдельно. Остальные элементы выключателя заказчик выбирает, исходя из требований проекта.

Базовая стационарная версия выключателя может быть легко трансформирована в выкатную. Для этого есть все необходимые элементы: переходные шины, втычные контакты, контактные пальцы и др.

Таким образом, вакуумный выключатель EVOLIS обладает модульной конструкцией и позволяет формировать именно ту конфигурацию, которая удобна и необходима заказчику в каждом конкретном случае.

ЛИНЕЙКА ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ EVOLIS

Вакуумные выключатели EVOLIS рассчитаны на номинальные напряжения от 6 до 20 кВ, номинальные рабочие токи от 630 до 2500 А и способны отключать токи короткого замыкания от 12,5 до 40 кА.

Вся линейка вакуумных выключателей EVOLIS (рис. 4) соответствует требованиям МЭК 62271-100 и ГОСТ Р 52565-2006.

Рис. 4. Линейка выключателей EVOLIS

абв
где

С точки зрения конструктивного исполнения линейка выключателей EVOLIS предоставляет заказчику широкий выбор и позволяет установить выключатель в новую ячейку или использовать его для модернизации (ретрофита) уже имеющегося распредустройства. Вакуумные выключатели EVOLIS предлагаются в следующих исполнениях:

  • на номинальные напряжения 6/10 кВ в стационарном исполнении с фронтальным расположением фаз (рис. 4а);
  • на номинальные напряжения 6/10 кВ в выкатном исполнении с фронтальным расположением фаз и кассетой типа NEX (рис. 4б);
  • на номинальное напряжение 20 кВ в стационарном исполнении с фронтальным расположением фаз (рис. 4в);
  • на номинальное напряжение 20 кВ в выкатном исполнении с фронтальным расположением фаз и кассетой типа NEX (рис. 4г);
  • на номинальное напряжение 20 кВ с продольным расположением фаз, при этом фазы могут располагаться как слева, так и справа (рис. 4д);
  • модель EVOset на номинальное напряжение 20 кВ с продольным расположением фаз (рис. 4е), со встроенным блоком РЗА типа VIP30, VIP35, VIP300 или VIP300LL, трансформаторами тока типа CEc, CEa или CEb, а также расцепителем прямого действия MITOP. Таким образом, вакуумный выключатель EVOset – это законченное решение для защиты сети, независимое от оперативного питания.

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

1. ОПИСАНИЕ И РАБОТА.

1.1 Описание и работа выключателя.

1.1.1 Назначение выключателя.

Выключатели вакуумные серии ЭВОЛИС предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц номинального напряжения 6 и 10 кВ с изолированной или заземленной через высокоомный резистор или дугогасительный реактор нейтралью.

Выключатели вакуумные серии ЭВОЛИС предназначены для установки в новых и реконструируемых комплектных распределительных устройствах станций и подстанций, осуществляющих производство, распределение и потребление электрической энергии.

Читать еще:  Выключатель optidin вм63 трехполюсные

1.1.1.1 Структура условного обозначения выключателей

В маркировке выключателя вакуумного серии ЭВОЛИС даны следующие номинальные характеристики:

  1. Номинальные напряжения: 6 кВ (индекс 7), 10 кВ (индекс 12);
  2. Номинальные токи отключения: 25 кА (индекс Р1), 31,5 кА (индекс Р2), 40 кА (индекс Р3);
  3. Номинальные токи: 630, 1250, 2500 А.

Цвет таблички с техническими данными на передней панели выключателя вакуумного указывает на номинальные токи отключения:

  • Желтый: 25 кА;
  • Синий: 31,5 кА;
  • Красный: 40 кА.

Пример обозначения выключателя вакуумного серии ЭВОЛИС на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток отключения 31,5 кА, номинальный ток 1250 А:

1.1.1.2 Область применения выключателя.

  1. Вид климатического исполнения ТУ и категория размещения 3 по ГОСТ 15150-69.
  2. Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15543.1-89 и ГОСТ 15150-69, при этом:
  • высота над уровнем моря до 1000 м. При установке выключателя на высотах более 1000 м испытательные напряжения электрической прочности внешней изоляции на данной высоте и токовая нагрузка должны быть снижены на 1,25% на каждые 100 м в соответствии с ГОСТ 15150-69;
  • верхнее рабочее и эффективное значение температуры воздуха, равно 40°С.
  • нижнее рабочее значение температуры, окружающего выключатель воздуха — минус 25°С.
  • относительная влажность не более 80% при температуре 15°С и верхнее значение 98% при 25°С и при более низких температурах без конденсации влаги.
  • окружающая среда взрывобезопасная, тип атмосферы II по ГОСТ 15150-69;
  1. Выключатели вакуумные серии ЭВОЛИС реализуются в двух исполнениях: для эксплуатации в стационарном исполнении (отдельно стоящий) и на выкатной тележке в составе кассеты. В настоящих РЭ нашли отражения сведения о принципе устройстве, режимах работы изделия, взаимодействии составных частей выключателя серии ЭВОЛИС на выкатной тележке в составе кассеты.
  2. Выключатели предназначены для выполнения следующих операций:
    1. дистанционное оперативное включение и отключение цепей с параметрами, указанными в таблице 1;
    2. ручное неоперативное включение и отключение;
    3. автоматическое повторное включение (выполнение нормированных циклов: «О-0,3с-ВО», «О-0,3-ВО-180с-ВО» и «О-0,3-ВО-15с-ВО»;
    4. отключение и включение номинальных токов с параметрами, указанными в таблице 1;
    5. в аварийном режиме — автоматическое отключение и включение токов короткого замыкания с параметрами, указанными в таблице 1.
  3. Включение и отключение выключателя осуществляется за счет запасенной энергии включающей и отключающей пружины соответственно.
  4. При однократном заводе пружины привода выключатель выполняет цикл операций «ВО». После включения выключателя и повторном взводе пружины привода выключатель выполняет цикл операций «О-В-О».
  5. Для защиты оборудования от перенапряжений при коммутации выключателем индуктивной нагрузки необходимость применения защитных устройств (ограничители перенапряжений) определяется условиями конкретного применения выключателя, учитывая при этом, что ток среза вакуумной дугогасительной камеры перед естественным переходом тока через ноль не превышает 2-3А.
  6. Выключатель сохраняет свои параметры в пределах норм и требований, установленных в настоящем руководстве в процессе и после воздействия следующих внешних факторов:
    1. синусоидальная вибрация в диапазоне частот 0,5-100Гц с максимальной амплитудой ускорения до 0,12g;
    2. условия транспортирования и хранения в соответствии с разделом 10 ГОСТ 15150­69.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector