Ledgroup72.ru

Лед Групп
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коммутационные аппараты до 1 кВ

Коммутационные аппараты до 1 кВ

Неавтоматические выключатели предназначены для отсоединения отдельных обесточенных частей от напряжения или включения и отключения электрической цепи в нормальных режимах при токах, не превышающих 0,2 — 1 номинального тока выключателя. К ним относятся неавтоматические выключатели рубящего типа (рубильники) и пакетные выключатели и переключатели.

Переключатель — контактный коммутационный аппарат, предназначенный для переключений электрических цепей. Пакетные переключатели и выключатели выпускаются одно-, двух- и трехполюсными на номинальные токи 20 — 400 А постоянного тока при напряжении 220 В и на 63 — 250 А переменного тока при напряжении 380 В. Наибольшая частота переключении — 300 в час.

Рубильник — предназначен для ручного включения и отключения цепей постоянного и переменного тока, обеспечивают видимый разрыв цепи.

Гашение дуги переменного тока осуществляется за счет около катодной электрической прочности (150—250 В), имеющей место при переходетока через нуль. Длина ножа в рубильниках переменного тока выбирается по механическим условиям.

Применение дугогасительных камер обеспечивает гашение дуги при отключении номинальных токов рубильниками постоянного тока 220 В и переменного тока 380 В. При напряжении 440 и 500 В отключаемые токи составляют 0,5 номинального. Дугогасительные камеры предотвращают выброс ионизированных газов, поэтому перекрытий на корпус или между токоведущими частями не происходит.

Предохранитель — это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.

Основными элементами предохранителя являются корпус, плавкая вставка (плавкий элемент), контактная часть, дугогасительное устройство и дугогасительная среда.

Предохранители изготовляются на напряжение переменного тока 36, 220, 380, 660 В и постоянного тока 24, 110, 220, 440 В.

Предохранители характеризуются номинальным током плавкой вставки, т. е. током, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы. Сам предохранитель характеризуется номинальным током предохранителя (основания), который равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данной конструкции предохранителя.

Предохранители до 1 кВ изготовляются на номинальные токи до 1000 А. Чем больше протекающий ток, тем меньше время плавления. Эта зависимость называется защитной (время-токовой) характеристикой предохранителя (Рисунок 1)

Рисунок 1 — Схема и характеристики предохранителей.

Предохранители не должны отключать электрическую цепь при протекании условного тока неплавления и должны отключать цепь при протекании условного тока плавления в течение определенного времени, зависящего от номинального тока (ГОСТ 17242—79 Е). Например при номинальных токах 10—25 А плавкая вставка не должна расплавляться в течение 1 ч при токах 130% номинального и должна расплавляться в течение того же времени при токах 175% номинального.

Чтобы уменьшить время срабатывания предохранителя, применяются:

плавкие вставки из разного материала, специальной формы, а также используется металлургический эффект.

Наиболее распространенными материалами плавких вставок являются медь, цинк, алюминий, свинец и серебро. При больших номинальных токах плавкая вставка выполняется из параллельных проволок или тонких медных полос. Ускорение плавления вставки достигается также применением плавкой вставки специальной формы. При токах КЗ узкие участки нагреваются настолько быстро, что отвод тепла почти не происходит. Вставка перегорает одновременно в нескольких суженных местах, прежде чем ток КЗ достигнет своего установившегося значения в цепи постоянного тока или ударного тока в цепи переменного тока. Ток КЗ при этом ограничивается до значения iогр (в 2 — 5 раз). Такое явление называется токоограничивающим действием предохранителя. Электродинамические силы в цепи, защищенной таким предохранителем, настолько уменьшаются, что в некоторых случаях токоведущие части и аппараты не требуют проверки по электродинамической стойкости [2].

Гашение электрической дуги, возникающей после перегорания плавкой вставки, должно осуществляться в возможно короткое время. Время гашения дуги зависит от конструкции предохранителя.

Наибольший ток, который плавкий предохранитель может отключить без каких-либо повреждений или деформаций, называется предельным током отключения.

Автоматический выключатель предназначен для коммутации цепей при аварийных режимах, а также нечастых (от 6 до 30 в сутки) оперативных включений и отключений электрических цепей (ГОСТ 9098—78Е).

Автоматические выключатели изготовляют для цепей переменного до 1000 В и постоянного тока до 440 В одно-, двух-, трех- и четырехполюсные на поминальные токи от 6,3 до 6300 А.

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями, которые обеспечивают отключение при перегрузках, КЗ, снижении напряжения. Отключение может происходить без видержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения tс.о(промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошел установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (tс.о = 0,02 — 1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (tc < 0,005 с).

Нормальные и селективные автоматические выключатели токоограничивающим действием не обладают. Быстродействующие выключатели, так же как предохранители, обладают токоограничивающим действием, так как отключают цепь до того, как ток в ней достигнет значния ty.

Автоматические выключатели изготовляют с ручным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении.

Выключатель рассчитан на коммутацию предельно отключаемых и включаемых токов в цикле операций0 — П — ВО — П — ВО при номинальном напряжении. Здесь О — отключение, П — пауза (до 180 с),ВО — включение, отключение.

В современных выключателях применяются полупроводниковые расцепители, которые обеспечивают более высокую точность срабатывания по току и времени.

Контактор — это двухпозиционный коммутационный аппарат с самовозвратом, предназначенный для частых коммутаций токов, не превышающих токи перегрузки, и приводимых в действие приводом.

Контакторы изготовляют на токи 4 — 4000 А и напряжения: до 750 В постоянного тока и 660 (1140) В переменного. Допускают 600 — 1500 переключений в час, а специальные до 14000 включений в час. В зависимости от категории могут быть рассчитаны на коммутацию до 10 номинальных токов.

Контакторы рассчитаны на работу в прерывисто-продолжительном, продолжительном, повторно-кратковременном или кратковременном режимах.

Читайте так же:
Выключатель ручного тормоза рено логан

Они не имеют устройств, реагирующих на перегрузки или КЗ. Основными элементами контакторов являются главные контакты, дугогасительное устройство, электромагнитная система и вспомогательные контакты.

Пускатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для пуска, останова и защиты электродвигателя. Магнитные пускатели состоят из электромагнитного контактора, встроенных тепловых реле и вспомогательных контактов. Пускатели могут быть реверсивными и нереверсивными, в открытом, защищенным и пылебрызгонепроницаемом исполнении, с тепловым реле или без них. Магнитные пускатели применяются для управления электродвигателями переменного тока напряжением до 660 В, мощностью до 75 кВт.

Дата добавления: 2016-07-22 ; просмотров: 5610 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Технические характеристики

Выключатели предназначены для защиты от токов КЗ и недопустимых перегрузок установок постоянного тока, в первую очередь для тяговых подстанций, пунктов параллельного соединения и постов секционирования электрифицированных железных дорог. Выключатели имеют высокую электрическую износостойкость, отличаются простотой конструкции и малой массой самого выключателя и дугогасительной камеры.

Структура условного обозначения

ВАБ-49/Х-Х/30-Х-УХЛ4:
ВА — выключатель автоматический;
Б — быстродействующий;
49 — порядковый номер конструкции;
Х — номер модификации;
Х — номинальный ток, А (3200, 4000, 5000);
30 — номинальное напряжение, В (3300);
Х — Л — линейный выключатель (выключатель максимального тока;
К — катодный выключатель (выключатель обратного тока);
УХЛ4 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ
15150-69.

Условия эксплуатации

Температура окружающего воздуха от 1 до 40°С. Относительная влажность воздуха до 80% при температуре 25°С. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая газов и паров, вызывающих коррозию металлов и разрушающих изоляцию. В закрытых помещениях в шкафу или вне шкафа. При установке выключателя в шкафу превышение температуры воздуха в шкафу над температурой воздуха вне шкафа не должно быть более 10°С. Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.0-75, класс защиты 01. При установке выключателя запрещается размещать заземленные и разнопотенциальные конструкции в зоне выброса ионизированных газов из дугогасительной камеры. Выключатели ВАБ-49-3200/30-Л-УХЛ4 и ВАБ-49/1-3200/30-Л-УХЛ4 соответствуют ТУ 16-97 2БП.274.102 ТУ, выключатели ВАБ-49-4000/30-К-УХЛ4 и ВАБ-49-5000/30-Л-УХЛ4 соответствуют ТУ 16-98 2БП.274.104 ТУ. ТУ 16-97 2БП.274.102 ТУ;ТУ 16-98 2БП.274.104 ТУ

Технические характеристики

Основные технические данные представлены в таблице.

Наименование параметраЗначение параметра для типоисполнений
ВАБ-49-3200/30-ЛВАБ-49/1-3200/30-ЛВАБ-49-5000/30-ЛВАБ-49-4000-30-К
Назначение выключателяЗащита питающих линий (фидеров)Защита преобразователей от токов обратного направления
Применение выключателейПо два последоваательно для 3300 В; одинарный выключатель для 1650 ВОдинарный выключатель для 3300 ВПо два последовательно для 3300 В; одинарный выключатель для 1650 ВОдинарный выключатель для 3300 В
Номинальный ток, А
Номинальное напряжение, В3300/16503300/1650
Токи уставки, А2000–40002000–40002000–7000До 2000
Отключающая способность, А50 00025 00050 000250 000
Собственное время отключения, с0,006–0,008
Номинальное напряжение цепей управления, В110; 220
Ток катушки управления, А: кратковременно длительно40 0,7
Ресурс по механической износоустойчивости без тока в главной цепи, циклов50 000
Масса выключателя, кг
Масса съемной дугогасительной камеры, кг

Гарантийный срок — 2 года со дня ввода выключателя в эксплуатацию.

Выключатель имеет электромагнитный привод, контактное и дугогасительное устройства. Электромагнитный привод выполнен с удерживающим электромагнитом во включенном положении. Контакты выключателя удерживаются с помощью этого электромагнита. Главные контакты выключателя имеют напайки из серебра и защищены от обгара дугогасительным контактом. Дугогасительная камера-пластинчатого типа, имеет малую массу, малую зону выхлопа ионизированных газов и стабильный уровень напряжения на дуге. Сигнал на отключение выключателя дает реле РДШ. В зависимости от типоисполнения выключателя и требуемого тока уставки применяется реле РДШ-3000 или РДШ-6000. Выключатель ВАБ-49-40 000/30-Л-УХЛ4 не требует реле РДШ. Для управления выключателями имеется станция управления. Привод выключателя с включающей (держащей) катушкой и вспомогательными контактами расположен на потенциале земли и изолирован от главных токоведущих частей на испытательное напряжение 24 кВ переменного тока 50 Гц. Условия хранения выключателей по группе 1 ГОСТ 15150-69. Габаритные размеры выключателей и комплектующей аппаратуры приведены на рисунке.

Общий вид, габаритные и установочные размеры выключателей серии ВАБ-49 Рразмер в скобках — для выключателя ВАБ-49-5000/30-Л-УХЛ4

В комплект поставки входят: выключатель, реле РДШ, станция управления, паспорт, руководство по эксплуатации, запасные части.

Выключатель ВАБ-49 разработан на основе выключателей ВАБ-28 и ВАБ-43, хотя имеет значительные конструктивные отличия. Выпускаются четыре модификации выключателя: ВАБ-49- 3200/30-Л-УХЛ4 на 3200 А и ВАБ-49-5000/30-Л-УХЛ4 на 5000А применяются только по два, соединенные последовательно; ВАБ- 49/1-3200/30-Л-УХЛ4 и ВАБ-49-4000/30-К-УХЛ4 на 4000 А применяются в одиночном исполнении. Буква Л обозначает, что выключатель устанавливается на линиях постоянного тока для защиты их от токов КЗ и недопустимых перегрузок. Буква К обозначает, что выключатель устанавливается в качестве катодного на преобразователях переменного тока в постоянный для защиты от обратных токов. Все выключатели выпускаются на номинальное напряжение 3300 В, а наибольшее рабочее — 4100 В, предназначены для работы в районах с умеренным и холодным климатом, в закрытых отапливаемых помещениях.
На рис. 1 изображен полюс выключателя ВАБ-49 во включенном положении, который состоит из контактного блока и привода, изолированных друг от друга изоляторами 2, установленными на скобе 1, изолятора 24 и изолирующей тягой 25. Корпус при вода заземляется.

Рис. 1. Выключатель ВАБ-49
Привод включает в себя электромагнит, состоящий из магнитопровода 44, катушки 43, расположенной на среднем стержне магнитопровода, к которому крепятся главный якорь 45 и якорь механизма свободного расцепления 36, вращающиеся на одной оси 42, промежуточного трехплечного рычага 41, установленного на главном якоре 45 и соединенного с ним осью 34, контактной пружины 27, отключающих пружин 47 и упора 46 главного якоря. Электромагнит закреплен в корпусе 32 шпильками 40. С двух сторон корпуса установлены блокировочные контакты 28. Механический указатель положения выключателя 35 расположен с торца привода.
Контактный блок выключателя состоит из катушки магнитного дутья 11 с неподвижным контактом 10, магнитопровода магнитно го дутья 12, дугогасительного рога 15 неподвижного контакта, подшипника 13 для установки дугогасительной камеры, объединенных в единый узел и установленных на панели 9. Узел неподвижного контакта изолирован от узла подвижного контакта изолятором 7, установленном на скобе 22 и контактной шине 5. Контактный блок включает в себя главный подвижный контакт 8 закрепленный через ось 4 на скобе 22 и соединенный с шиной 5 гибкими связями 6. Дугогасительный рог 18 подвижного контакта закреплен на скобах 19 и 22. На главном подвижном контакте установлен дугогасительный контакт 16 с пружиной дожатая 27, закрепленный болтом 17. Нажатие пружины 21 регулируется гайкой 23. Подвижный контакт связан тягой 25, к которой крепится осью 48, с промежуточным рычагом 41 регулировочной втулкой 31 с осью 30. Соединение контактного блока с дугогасительной камерой осуществляется гибкими связями 14 и 20.
Привод выключателя защищен от возможного переброса дуги изоляционными экранами 26 и 29. Для регулирования зазора между рогом 15 и контактом 16 в предвключенном состоянии используется винт 38, который закрепляется контрогайкой 39 на якоре 36 механизма свободного расцепления и связывается с серьгой 33 осью 37.
Окно 49 в дополнительном магнитопроводе катодного выключателя служит для пропуска шины размагничивающего витка, необходимого для автоматического отключения выключателя.
Дугогасительная камера (рис. 2) М-образной формы состоит из асбоцементных наружных щитов 13 и 14 и внутренних перегородок 16, отделенных от наружных щитов брусками 15. Между внутренними перегородками установлены рога 1 и 11. С двух торцов камеры между щитами 13 и 14 установлены дугогасительные блоки 7 и пламягасительные жалюзи 8. Сверху и снизу камера закрыта крышками 3 и 9. Дугогасительные блоки 7, размещенные с обеих сторон камеры, состоят из набора стальных медненых пластин 20, разделенных изоляционными пластинами 18 и 19 и собранных на изоляционных стержнях 10. Пламягасительные жалюзи состоят из тонких стальных пластин 17, разделенных изоляционными шайбами и собранных на изоляционных стержнях. С помощью пластин 2, расположенных с двух сторон камеры, она устанавливается на контактный блок, где имеется специальный подшипник для поворота камеры при осмотре и ремонте.

Рис. 2. Дугогасительная камера выключателя ВАБ-49
На рис. 1 ВАБ-49 показан во включенном положении. В отключенном положении выключатель находится на рис. 3, а. Главный якорь 2 под действием пружин оттянут от левого стержня 1 магнитопровода, тяга удерживает подвижный контакт 5 в отключенном состоянии. Упор 4 ограничивает поворот подвижного контакта, который нормально не должен касаться упора. Гибкая связь 3 соединяет подвижный контакт с шиной контактного вывода (на рис. 3, а связь показана частично).
Для включения выключателя необходимо нажать кнопку включения (рис. 4). Контакт кнопки SBC замыкает цепь 3-6. Контактор КМ получает питание и замыкает свои контакты КМ" /> и ATM, в цепи 1-2 катушки выключателя У А, ток возрастает до 40 А. Главный якорь 2 (рис. 3, б) притягивается к левому стержню сердечника, преодолевая усилия пружин. Якорь 9 механизма свободного расцепления притягивается к правому сердечнику магнитопровода, удерживая подвижный контакт 5 и дугогасительный 6 в пред- включенном состоянии через тягу 7. Якорь 9 ограничивает перемещение тяги 7 рычагом 8, с которым он связан серьгой. В результате притяжения главного якоря переключаются блок-контакты (рис. 81). Контакт QFt замыкает цепь 5-6, блокировочное реле КВ получает питание и своим контактом KB1 размыкает цепь 3-6 контактора КМ. Контактор размыкает контакты КМх и КМ2 в цепи 1-2. Ток в катушке YA (цепь 1-4) уменьшается резистором R2 до 0,6 А. Это приводит к резкому снижению магнитного потока в магнитопроводе, якорь 9 (рис. 3, б) отрывается от правого стержня под действием сжатой пружины, поворачивающей трехплечный рычаг вокруг оси против часовой стрелки. Тяга 7 при этом перемещается, выключатель переходит во включенное состояние, контакты замыкаются.

Читайте так же:
Выключатель legrand с шнуром


Рис. 3. Привод выключателя ВАБ-49: а — в отключенном состоянии; б — в предвключенном состоянии

Рис. 4. Принципиальная схема управления выключателем ВАБ-49
Реле блокировки КВ (рис. 4) замыкает свой контакт КВ2 в цепи 5-6, становится на самоподпитку и удерживает цепь 3-6 разомкнутой. Блокировочное реле КВ служит для предотвращения многократных включений и отключений выключателя в том случае, когда аварийный ток возникает в защищаемой цепи в момент включения выключателя при нажатой кнопке SBC. Для повторного оперативного включения выключателя необходимо отпустить кнопку SBC и вновь нажать ее. После включения выключателя его блок-контакт QF2 разомкнет цепь 7-8 зеленой лампы HLG, а контакт QF3 замкнет цепь 9-10 красной лампы HLG, сигнализирующей о включенном положении выключателя.
Отключение выключателя происходит при размыкании цепи 1-4 катушки YA выключателя кнопкой SB Г оперативного отключения или контактом дифференциального шунтового реле KAD при КЗ или перегрузке в защищаемой цепи. Реле KAD показано на рис. При размыкании цепи 1-4 катушка выключателя теряет питание. Параллельно контактам SBT и KAD включены конденсаторы С, и С2, которые вместе с катушкой создают колебательный контур, и возникает колебательный процесс спадания тока. За счет его отрицательной полуволны уничтожается намагниченность магнитопровода, что обеспечивает быстродействие выключателя при отключении, блок-контакты переключаются: QF2 замыкает цепь 7-8 зеленой лампы HLG, сигнализирующей об отключенном положении выключателя QF3 размыкает цепь 9-10 красной лампы HLG.
Технические данные автоматических быстродействующих выключателей ВАБ-49

ВАКУУМНАЯ ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА КДВ-10-1600-20

Категория: Выключатели вакуум


Вакуумная дугогасительная камера КДВ-10-1600-20: 1 — торцевые контакты; 2 — дугогасительные камеры; 3 — зазор; 4,5 — медные стержни для отвода тока к контактам; 6 — подвижный контакт; 7 — сильфон; 8 и 9 — металлические экраны; 10 — керамика; 11 — кольцо для крепления экрана 8; 12 — направляющий корпус
Параметры устройства КДВ-10-1600-20- номинальное напряжение — 10 кВ; номинальный ток — 1600 А; сопротивление камеры — 16 мкОм при дополнительном поджатии 1600 Н; номинальный ток отключения — 20 кА; номинальное относительное содержание апериодической составляющей 0,35; длительность дуги — не более 0,02 с; предельный ток включения: а) амплитуда — 51 кА, б) начальное действующее значение периодической составляющей — 20 кА; предельный четырехсекундный ток термической стойкости — 20 кА; амплитуда предельного сквозного тока — 70 кА; средний ток среза — не более 10 А; электрическая износостойкость — 10000 циклов «ВО» при номинальном токе 1600 А и 25 — при номинальном токе отключения; механическая износостойкость 20000 циклов «ВО»; допустимый износ контактов — не более 4 мм; ход подвижного контакта — 12 мм; скорости подвижного контакта: 1,7. 2,3 м/с при отключении и 0,6. 0,9 м/с при включении; камера обеспечивает работу в циклах по ГОСТ 687-78; минимальная бестоковая пауза — 0,3 с; средний срок службы камеры — 25 лет.

Читайте так же:
Кэаз автоматические выключатели с электронным расцепителем

На рис. представлено дугогасительное устройство КДВ-10-1600-20, разработанное ВЭИ. Номинальный ток проходит через торцевые контакты 1 в виде колец. Под действием магнитного поля дуга перебрасывается через зазор 3 на дугогасительные контакты (в виде спиралей) 2 и перемещается по ним с большой скоростью, благодаря чему уменьшается температура опорной точки дуги. Подвод тока к контактам осуществляется с помощью медных стержней 4 и 5. Подвижный контакт крепится к фланцу 6 с помощью сильфона 7 из нержавеющей стали толщиной 0,12 мм для передачи поступательного движения привода на подвижный контакт КДВ. Металлические экраны 8 и 9 служат для защиты керамики 10 от напыления паров металла, образующихся при гашении дуги. Экран 8 крепится к корпусу с помощью кольца 11.

Автоматический быстродействующий выключатель постоянного тока

Быстродействующие выключатели независимо от принципа действия и конструктивного оформления делятся на две группы в зависимости от направленности действия:

Группа поляризованных выключателей;

Группа неполяризованных выключателей.

Поляризованными называются выключатели, реагирующие только на постоянные токи одного направления. К поляризованным относятся как выключатели прямого тока, осуществляющие защиту при коротких замыканиях и перегрузках в линии, так и выключатели обратного тока, применяемые для защиты при обратных зажиганиях.

Неполяризованными называются быстродействующие выключатели, автоматическое отключение которых обуславливается только величиной тока в защищаемой цепи независимо от его направления.

Поляризованные быстродействующие выключатели могут быть разделены на две подгруппы:

Поляризованные быстродействующие выключатели с удерживающим электромагнитом;

Поляризованные быстродействующие выключатели с притягивающим электромагнитом.

Характерная особенность выключателей первой подгруппы состоит в том, что каждый из них имеет удерживающую катушку, питаемую от источника постоянного тока, за счет намагничивающей силы (н.с.) которой якорь выключателя удерживается во включенном положении.

Типичным представителем этой подгруппы может служить быстродействующий выключатель типа БВП.

Поляризованные быстродействующие выключатели с притягивающими электромагнитами, объединенные во второй подгруппе, характерны тем, что они все имеют размыкающие контакты. Поляризация выключателей осуществляется за счет подмагничивающей катушки.

Якорь жестко связан с подвижным контактом, что сокращает время отключения по сравнению с выключателями, где связь якоря и контактного рычага шарнирная. Скорость действия выключателей, входящих в эту подгруппу, в сильной степени зависит от крутизны нарастания тока в защищаемой цепи, так как сила, притягивающая якорь, растет пропорционально квадрату этого тока. Из выключателей этой группы можно указать на ВАБ-10 и ВАБ-22-6П.

Неполяризованные быстродействующие выключатели представляется возможным также разделить на две подгруппы:

Неполяризованные быстродействующие выключатели с удерживающим электромагнитом;

Неполяризованные быстродействующие выключатели с притягивающим электромагнитом.

Неполяризованный быстродействующий выключатель с удерживающим электромагнитом, так же как и поляризованный этой подгруппы, имеет катушку, за счет н.с. которой якорь выключателя удерживается во включенном положении и осуществляется необходимое давление между контактами.

У быстродействующих выключателей второй подгруппы главные контакты размыкающие. Нажатие главных контактов обеспечивается мощной пружиной.

При малых скоростях нарастания тока выключатель отключается электромагнитом или соленоидным приводом, которыми управляет реле перегрузки, не встроенное в конструкцию выключателя.

При коротком замыкании подвижной контакт приходит в движение под действием электромагнитных сил главного тока настолько быстро, что реле перегрузки не успевает срабатывать. Скорость отключения выключателя в сильной степени зависит от величины тока и от крутизны его нарастания.

К описанной группе относится выключатель типа ВАБ-20.

е) Наличие органов избирательности или селективности действия

Как указывалось выше, основным и главным достоинством быстродействующего автоматического выключателя являются его малое собственное время отключения и большая ограничивающая способность дугогасительного устройства, что в совокупности позволяет снизить электродинамические усилия между токоведущими частями при коротком замыкании и защитить агрегаты от разрушения. Однако от быстродействующего автоматического выключателя можно получить и другой важный эффект.

Если параллельно катушке главного тока выключателя присоединить индуктивный шунт, то такой выключатель приобретает свойство менять свою уставку в зависимости от крутизны нарастания тока в защищаемой цепи.

Используя такое свойство быстродействующего автомата, представляется в ряде случаев возможным осуществить защиту отходящих линий, где токи перегрузок и короткого замыкания вдали от подстанции мало отличаются по абсолютной величине, но имеют разную крутизну нарастания

При трогании подвижного состава возможен и такой случай, когда кривая изменения тока в цепи имеет крутизну нарастания на каждой ступени пускового устройства даже большую, чем начальная крутизна кривой непрерывного роста при коротком замыкании в удаленной от подстанции точке сети. В этом случае также возможно отличить пуск двигателя от короткого замыкания, так как прирост тока на любой из ступеней реостата в отключающем витке будет меньше той величины тока, по которой он может вырасти в том же витке при непрерывном росте вплоть до величины установившегося тока короткого замыкания.

Конструкция любого автоматического выключателя состоит из следующих основных частей: камеры, контактного блока, блока сигнализации, блока быстродействующего привода, рамы. Быстродействие рассматриваемых аппаратов во многом определяется применением специальных электромагнитных систем.

Рассмотрим конструкцию выключателя автоматического быстродействующего типа ВБ-3/2-400/6-1-У2 и ВБ-3/2-400/6-2-У2.

Эти выключатели предназначены для защиты силовых цепей и электрооборудования троллейбуса от токов короткого замыкания и перегрузок. Выключатели предназначены для работы в следующих условиях:

Читайте так же:
Как подключить сенсорный выключатель с пультом sesoo

климатическое исполнение У, категория размещения 2 по ГОСТ15150-69;

высота над уровнем моря – до 1400 м;

температура окружающего воздуха от -50 до +45 С;

окружающая среда невзрывоопасная.

Выключатель устанавливается на крыше троллейбуса. Полюсы выключателя устанавливаются последовательно.

Общий вид выключателя показан на рисунке 1 в Приложении.

Выключатель показан во включенном положении. Элементы выключателя показаны на рисунке 2, 3, 4, 5. Принципиальная электрическая схема показана на рисунке 6. Габаритно-установочные чертежи показаны на рисунке 7, 8. Все элементы выключателя крепятся на изоляционной панели 1 (рис 1). Изоляционная панель крепится к корпусу 2. Быстродействующий привод (рис2) состоит из электромагнита с магнитопроводом 1, главным якорем 2, якорем свободного расцепления 3.На средний сердечник магнитопровода установлена включающая (она же держащая) катушка 4. На оси 5 установлен главный якорь 2, якорь свободного расцепления 3, а также рычаг свободного расцепления 6 с изоляционной траверсой 7, на которой закреплены подвижные контакты 8. Контактное давление создается пружиной 19. Провал главного контакта (3мм) обеспечивается регулировочным болтом 18 (рис 2).

Одно плечо рычага свободного расцепления 6 связано с главным якорем 2 через пружины 9 с помощью тяг 10. второе – с якорем свободного расцепления 3 гайками 11, 12. На якоре свободного расцепления установлен упор 13. Между якорем свободного расцепления и упором установлен буфер 14. В отключенном положении выключателя в упор 13 упирается регулировочный болт 15, установленный на рычаге свободного расцепления 6.

Главный якорь отключается с помощью отключающих пружин 16. На главном якоре установлен изоляционный рычаг 17, переключающий блок-контакт выключателя, установленного на станции управления 10 (рис 1).

Выключатель имеет два неподвижных главных контакта (рис 3). Неподвижный контакт состоит из выводной шины 1, катушки главного тока 4, закрепленной на магнитопроводе магнитного дутья 2, неподвижного контакта 5, дугогасительного рога 3. Магнитопроводе 2 закреплен на изоляционной панели 1 (рис 1).

Быстродействующий привод и неподвижные контакты разделены изоляционными перегородками. На силовые контакты установлены дугогасительные камеры (рис 4). Дугогасительная камера построена по принципу деионной решетки: камера состоит из набора стальных пластин 3, изолированных друг от друга с помощью изоляционных пластин 4, 5 и пламягасительных жалюзи 9, изолированных друг от друга набором изоляционных шайб 8.

Камеры устанавливаются на изоляционной панели и прижимаются гайками 10, 12 к панели выключателя. Подвижный контакт электрически связан кабелем 11 с рогом камеры.

На выключателе над одним неподвижным контактом установлен электромагнитный датчик тока (КА1), над другим герконовый датчик (КА2) (рис 5). Магнитопроводом реле максимального тока, а также и герконового датчика служат магнитопроводы магнитного дутья 3. Реле максимального тока и герконовый датчик отделены от магнитопроводов 3 изоляционной панелью 1. На панели 1 установлен подшипник 10 электромагнитного датчика. В подшипнике установлен якорь 2, вращающийся на оси 4, регулировочный винт 11, шкала 5.

При срабатывании якорь 2 своим изоляционным рычагом 14 воздействует на контактную систему 15. Уставка датчика регулируется зазором 1 (2-5 мм) болтом 13 и натяжением пружины 12. Зазор 2 (1мм) устанавливается между изоляционным рычагом 15 якоря и контактной системой 15 с помощью регулировочных гаек 16. Геркон 8 установлен в изоляционном корпусе, который поворачивается на угол от 10 до 80 градусов, имеет стрелку и шкалу 7.Фиксация герконового датчика осуществляется гайкой 9.

На панели станции управления установлены плата, разъемы цепей управления, конденсаторы, резисторы, предохранитель, блокконтакты, контактор на рис 1 не показаны (см. Схему рис 6). Габаритно-установочный чертеж выключателя ВБ-3/1-400/6-2-У2 показан на рисунке 8.

Твердотельные выключатели постоянного тока средних напряжений

Твердотельные выключатели постоянного тока средних напряжений

Как удовлетворить большие потребности будущих силовых электрических судовых установок, радаров, вооружений, учитывая размеры и вес требуемых стандартных генераторов переменного тока и трансформаторов? Решением задачи видится применение систем — эффективные компактные твердотельные выключатели среднего напряжения (10-20 кВ) постоянного тока. Рассмотрим архитектуру устройства оглядкой на информацию «Diversified Technologies, Inc».

Первопричины внимания к твердотельным выключателям

Прибор класса 10 — 20 кВ видится технологичным прорывом в области цепей питания напряжением средней величины. Устройство обеспечивает чрезвычайно быструю блокировку повреждения, низкие токовые пики, гибкую программируемую координацию, механическую изоляцию. Это ключ надежной и безопасной эксплуатации электрических систем.

Распределение мощности по линиям СНПТ активно исследуется разработчиками энергосистем по нескольким причинам. Во-первых, военно-морские и гражданские суда приводятся в действие:

  • силовыми,
  • радиолокационными,
  • оружейными системами,

требующими питания постоянным напряжением. При этом совокупные габариты и вес всех рабочих стандартных генераторов переменного тока и трансформаторов явно ограничены.

Во-вторых, ожидается, что электропитание в перспективе обеспечат преобразователи энергии, способные интегрировать ряд альтернативных источников и систем хранения, включая:

  • энергию ветра;
  • солнечную энергию;
  • аккумуляторы и маховики, с диапазоном напряжений, частот и уровней мощности.

Каналы постоянного тока идеально подходят для такого рода интеграции, но эти каналы нельзя безопасно развернуть без эффективных твердотельных автоматических выключателей.

В конечном счёте, гибкость систем распределения электроэнергии постоянного тока обещает расширить возможности коммерческих и военно-морских энергетических систем.

Твердотельные автоматические выключатели рассматриваются ключевой технологией для распределения питания. Эти устройства способны блокировать систему при полной нагрузке в микросекундных временных масштабах. В результате токовая составляющая короткого замыкания лишь в несколько раз превышают номинальный параметр нагрузки.

Прежде использование питания постоянным напряжением отмечалось сложностями по причине отсутствия подходящих высоковольтных автоматических выключателей постоянного тока. Теперь требованиям электроустановок доступно соответствие, если использовать быстродействующие твердотельные высоковольтные выключатели.

Конструкция: твердотельный выключатель постоянного тока в сетях средних напряжений

Концептуальная конструкция прибора с двумя прерывателями: 1, 7 – прерыватели IGBT на 8 МВт (10 кВ); 2 – драйвер затвора IGBT; 3 – резервуар; 4 – деионизированный водяной насос; 5 – реечный привод; 6 – разъёмы шины

Твердотельные выключатели — высоковольтные переключатели

Высоковольтные твердотельные переключатели из серии разработок «Diversified Technologies, Inc» представляют собой последовательные массивы полупроводниковых устройств, работающих как один переключатель.

Читайте так же:
Выключатели для наружных проводок

Концепция достаточно проста, но выполнение требует тщательной синхронизации элементов управления затвором и отведения паразитной энергии, чтобы обеспечивались надежная работа и продолжительный срок службы коммутатора.

Такие массивы могут выстраиваться из нескольких типов полупроводниковых приборов. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT — Insulated Gate Bipolar Transistor) часто рассматривается предпочтительным выбором по причинам:

  • широкой коммерческой доступности;
  • механической прочности; ;
  • низкого энергопотребления для работы привода затвора.

Однако для практических применений с очень высокой мощностью (> 10 МВт), вместо транзистора желательно использовать тиристор с интегрированным затвором (IGCT — Integrated Gate Commutated Thyristor). Причины — низкие потери на проводимость.

На будущее эту же технологию высокого напряжения планируется использовать с устройствами на SiC (карборунд) или GaN (нитрид галлия) по мере доступности элементов.

Такое применение обеспечивает большее снижение потерь проводимости и более широкий диапазон рабочих температур, устраняя необходимость активного охлаждения.

Твердотельные выключатели: мгновенная блокировка неисправности

Полупроводниковое высоковольтное переключение обеспечивает существенный прогресс в работе выключателя, повышая надежность и безопасность энергетической системы.

Поскольку твердотельный коммутатор способен прерывать полный ток в микросекундных временных интервалах, локальная защита от неисправностей полностью обеспечена. Реализуется защита через систему управления непосредственно выключателя, без необходимости внешнего обнаружения неисправности.

Быстродействующие полупроводниковые твердотельные размыкающие выключатели представлены технологией, позволяющей распределять мощность постоянного тока, поскольку эти устройства прерывают ток без образования дуги.

Следовательно, не требуется изменение напряжения. Различия между твердотельным выключателем и механическим выключателем отмечаются сравнением соответствующих графиков времени / тока.

Горизонтальные асимптоты кривых обратного времени графиков наглядно показывают — механические переключатели не способны размыкаться менее чем за несколько миллисекунд. То есть ток при коротком замыкании возрастет до крайне высоких значений (10 кА для системы 10 кВ с общей индуктивностью системы 1 мГн).

Между тем повышение тока для полупроводникового твердотельного переключателя на эту же нагрузку составит всего 10А при времени размыкания 1 мкс. Малый ток короткого замыкания и быстрое время размыкания для твердотельного переключателя не позволят достичь разрушительных уровней энергии.

Xraydisk Sata3 SSDСмартфон Xiaomi POCO M3 RUАвтомобильное пусковое устройство Baseus

Разработка схем твердотельных выключателей

Упрощенная структурная схема твердотельного автоматического выключателя показана на картинке ниже. Твердотельный автоматический выключатель содержит последовательный ряд твердотельных компонентов, безопасно обрабатывающих напряжения шины постоянного тока.

Быстро скоординированное контроллером обратное время обеспечивает сигнал возбуждения затвора для переключения твердотельного выключателя, синхронное открывание / закрывание.

Быстродействующий контроллер обратного времени получает команды либо от других твердотельных автоматических выключателей сети, либо от быстродействующих датчиков обнаружения токов локальных повреждений.

Структурная схема твердотельного выключателя постоянного тока

Структурная схема: 1 – медленный коммутатор системы; 2 – быстродействующий контроллер обратного времени; 3, 4 – модули защиты; 5 – сенсор (датчик) тока; А – другие твердотельные выключатели; B – фаза линии; C – нейтраль линии; D – цепи системы; E – контроль тока; F – серия разрядников

Контроллер обратного времени обеспечивает управление временем обратного отключения для состояний максимального тока и быстрое мгновенное отключение при достижении предела максимального тока.

Эти рабочие параметры допустимо регулировать для каждого твердотельного выключателя, в зависимости от положения в сети, обеспечивая упорядоченную, последовательную реакцию на неисправные состояния.

Функции твердотельного прерывателя (выключателя)

Полупроводниковый твердотельный прерыватель обеспечивает основную функциональность всей сборки автоматического выключателя: быструю защиту от замыканий и надёжную изоляцию.

Полная сборка автоматического твердотельного выключателя также должна обеспечивать безопасное отключение прерывателя от электросети, когда требуется техническое обслуживание или сервис.

Выбранная концепция конструкции для прерывателя среднего напряжения постоянного тока представляет собой устройство нагрузки на основе IGBT компонента, который выдерживает ток до 800А при напряжении 10 кВ.

Используются последовательные комбинации силовых устройств управления напряжением шины СНПТ. Параллельные массивы этих сборок используются для удовлетворения общих требований к току нагрузки.

Предварительная схема твердотельного прерывателя (выключателя) цепи уровня нагрузки 8 МВт показана на картинке ниже. Твердотельный прерыватель содержит шесть элементов IGBT 4500В (CM900HB-66H), соединенных последовательно.

Прерыватель твердотельный мощностью 8 МВт имеет размеры ширины-высоты-глубины: 58х22х27 см и весит около 27 кг. Элементы IGBT установлены на алюминиевых плитах с водяным охлаждением, которые, в свою очередь, установлены на механически изолированной раме.

Твердотельный переключатель - концепция исполнения

Концепция на схему твердотельного прерывателя IGBT 10 кВ, 8 МВт (800 А). Элементы IGBT устанавливаются на охлаждаемые водой пластины. Неметаллические водяные линии между соседними пластинами рассчитаны выдерживать полное напряжение выключателя

Неметаллические водопроводы достаточно резистивные, чтобы ограничивать утечку тока по линиям. Поэтому требуется небольшая замкнутая система охлаждения и долговечный ионообменный картридж для поддержания удельного сопротивления охлаждающей воды.

Твердотельные выключатели + топология распределения тока

Как при традиционном распределении переменного тока, автоматический твердотельный выключатель постоянного тока допустимо использовать в простой системе радиального распределения. Электроэнергия подключается к центральной линии распределительного устройства, а затем распределяется по различным нагрузкам.

В схеме распределения постоянного тока каждая нагрузка изолируется от центральной шины диодами, так как твердотельные автоматические выключатели требуют однонаправленной проводимости.

Например, предполагается, что корабли ВМФ следующего поколения станут использовать комбинацию радиального и кольцевого распределения электрических шин. Порты и шины правого борта предполагают радиальное распределение.

Однако связь с носовой частью и кормой корабля предполагается осуществлять при помощи автоматических твердотельных выключателей. Исполнение твердотельных автоматических выключателей рассчитано на проводимость в обоих направлениях.

Заключительный штрих

Наличие высоковольтных выключателей обеспечивает возможность передачи распределения энергии корабельных систем на бортовые энергосистемы СНПТ. При этом отмечаются существенные преимущества.

Способность систем СНПТ прерывать мощность полной нагрузки в микросекундных временных интервалах обеспечивает явный прогресс в работе автоматического выключателя. Повышается надёжность и безопасность энергосистемы.

Технология также позволяет использовать высокочастотные высоковольтные импульсные преобразователи мощности, которые отличаются прочностью, эффективностью и компактностью.

При помощи информации: DivTecs

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector