Назначение высоковольтных выключателей: Выключатели постоянного и переменного тока свыше 1000 вольт

Содержание

Прибор контроля высоковольтных выключателей ПКВ/У3.0

Назначение ПКВ/У3.0

Проверка технического состояния масляных, вакуумных, элегазовых и воздушных выключателей на все классы напряжения от 10 кв до 1150 кв

Проверка технического состояния масляных, вакуумных, элегазовых и воздушных выключателей на все классы напряжения от 10 кв до 1150 кв

  • Контроль параметров скорости и хода масляных, вакуумных, элегазовых и воздушных выключателей имеющих до 20-ти разрывов на полюс;
  • Контроль временных характеристик высоковольтных выключателей, отделителей и короткозамыкателей;
  • Измерение токов и напряжений электромагнитов, больших токов соленоидов токовыми клещами;
  • Встроенный пульт для задания простых операций и сложных циклов выключателей на ток до 35А, как для приводов постоянного, так и переменного тока;
  • Широкие возможности программного обеспечения.

Диагностика отечественных и зарубежных выключателей

Прибор ПКВ/У3. 0 может быть укомплектован крепежными приспособлениями для установки измерительного датчика на все типы российских и зарубежных высоковольтных выключателей (Siemens, Areva, ABB и др.).

Если на высоковольтном оборудовании не предусмотрено крепление для датчика линейных перемещений, воспользуйтесь угловым. Прибор автоматически проведет перерасчет показаний датчика углового перемещения в ход контактов.

Комплект для зарубежных высоковольтных выключателей (Siemens, ABB, Areva и др.) поставляется по заказу.

Контроль воздушных выключателей с помощью уникального кабеля на 10 реостатных датчиков

При контроле характеристик воздушных выключателей (ВО-750, ВО-1150, ВНВ-1150, ВНВ-500-40, ВНВ-500-65 и др.) одним их основных объектов диагностики является измерение параметров движения привода сопел (ход сопел, время начала и окончания движения и др.).

Для контроля этих параметров в специальное отверстие привода вворачивается реостат, у которого подвижная часть жестко связана с подвижной частью привода. При движении привода изменяется сопротивление реостата, которое и фиксируется прибором ПКВ/У3.0.

Кабель на 10 реостатных датчиков поставляется в стандартной комплектации к прибору.

Проверка параметров хода и скорости одновременно по трем фазам

Для получения полной и объективной информации о техническом состоянии высоковольтного выключателя, параметры хода и скорости должны быть сняты по каждому из его полюсов.

При проведении измерений с одним датчиком, параметры хода для каждого полюса приходится замерять, переставляя его с одного полюса на другое, при этом нужно выполнить 3 операции ВКЛ/ОТКЛ. Однако если применять три датчика одновременно, что позволяет сделать ПКВ/У3.0, подобное измерение можно провести быстрее, т.к. потребуется произвести только 1 операцию ВКЛ/ОТКЛ.

В стандартную комплектацию прибора ПКВ/У3.0 входят датчики линейного ДП12 (1шт.) и углового ДП21 (1шт.) перемещения. Для проведения одновременной проверки по трем фазам по дополнительному заказу поставляется еще одна группа датчиков ДП12 (2шт. ) и/или ДП21 (2шт.) и соответствующий комплект инструмента и принадлежностей к ним.

Большие диапазоны измерений интервалов времени, скорости и хода, перекрывающие потребности контроля всех существующих выключателей

Большие диапазоны измерения по времени (до 8,1 с), скорости (до 20 м/с) и ходу (до 900 мм.), перекрывающие потребности контроля всех существующих высоковольтных выключателей. Например, в аналогичных приборах меньший диапазон времени, не позволяет проверять выключатели в сложных циклах.

При этом существует множество нюансов при проведении измерений, так если временные характеристики зарегистрировать достаточно просто для любого вида высоковольтного выключателя, то для получения характеристик хода и скорости требуются специальные датчики линейного или углового перемещения.

Поэтому, если в рекламе прибора указывается возможность контролировать, например, вакуумные или масляные выключатели, а в комплекте прибора отсутствуют датчики, то значит, речь идет только о контроле временных характеристик.

Совместно с прибором ПКВ/У3.0 поставляются датчики инкрементного (дискретного) типа для измерения скоростных характеристик и параметров хода, которые не требуют подстройки или корректировки коэффициентов пересчета, к тому же датчики отличаются точностью и удобством эксплуатации.

Например, приборы с датчиками тросового типа, имеют ограничение по верхнему значению скорости. В этих датчиках возвратная пружина не успевает доматывать трос на барабан при быстрых изменениях скорости и погрешность ее измерения увеличивается. Применение лазерных датчиков перемещения не желательно из-за опасности поражения глаза лучом лазера при неосторожном обращении. Кроме того, установка лазерного датчика производится без фиксаторов и «на глаз», что соответственно сказывается на высокой погрешности проведенных измерений.

Автоматические расчеты технических характеристик высоковольтных выключателей

ПКВ/У3.0 – это измерительный «мозг», который выполняет все расчеты. Для представления результатов диагностики к прибору необходим персональный компьютер типа ноутбук (ПК) со специализированным программным обеспечением, которое и позволяет увидеть и проанализировать полученные результаты.

Расширенный набор характеристик времени, хода и скорости, как для вала привода, так и для контактов, а также напряжений и токов электромагнитов и соленоида привода: разновременность, длительность дребезга, задержки, отскок и перелет, средние скорости на различных участках хода и др.

Помимо числовых данных прибор выдает информацию в графическом виде, что позволяет обнаружить зарождающиеся дефекты.

Кроме таблиц цифровых значений параметров, более подробную информацию о состоянии выключателей можно извлечь из следующих регистрируемых графиков процессов:

  • зависимости скорости от времени и от хода;
  • зависимости токов и напряжений электромагнитов от времени и хода;
  • диаграммы процессов замыкания-размыкания контактов.

Автоматическое наложение графиков движения траверс фаз выключателя даёт возможность совершенно точно распознать такие серьезные неисправности, как люфты механизмов полюсов. Это особенно важно для выключателей с одним приводом на три фазы. Такую неисправность невозможно заметить, оперируя лишь числовыми данными. Состояние направляющей системы тоже невозможно оценить, не имея перед глазами графиков процессов перемещения подвижных частей. Кроме того по числовым данным сложно определить, какой узел является причиной затягивания времени отключения, например. График зависимости скорости от времени процесса отключения в этом случае тоже даёт исчерпывающую информацию, т.к. на нём чётко можно разделить время работы самого привода от времени работы механизмов самого выключателя.

Проверка высоковольтных выключателей в простых и сложных циклах

Прибор ПКВ/У3.0 оборудован силовым коммутатором для управления приводами коммутационных аппаратов на токах электромагнитов до 35А, как постоянного, так и переменного тока и позволяет выполнять как простые операции включения (В) или отключения (О), так и сложные циклы «О-В», «В-О», «О-В-О».

По заказу прибор ПКВ/У3.0 может дополнительно может комплектоваться:

  • Пультом управления выключателем ПУВ-50, который предназначен для управления электромагнитами приводов постоянного тока всех типов высоковольтных выключателей, при проверке временных и скоростных характеристик выключателей. Рабочий ток 50А.
  • Прибором ПУВ-регулятор, который необходим для проведения испытаний выключателей при пониженном напряжении в сложных циклах и простых операциях с определением величины минимального напряжения срабатывания и с определением времени включения/отключения полюса коммутационных аппаратов. Рабочий ток 35А.

Согласно РД 34.45-51.300-97 «Объемы и нормы испытаний электрооборудования» проверка минимального напряжения (давления) срабатывания выключателей является обязательной, и для каждого типа высоковольтного выключателя определены свои показатели напряжения при срабатывании:

Диапазон
ПУВ-регулятора
Положения РД 34.45-51.300-97
9.10. П, С. 9.10. П, С. 12.4. П, С. 13.3. П, С.
Масляные и электромагнитные выключатели Выключатели
нагрузки
Элегазовые выключатели Вакуумные выключатели
0,2 ÷ 0,95 Uном 0,65 ÷ 0,85 Uном 0,65 ÷ 0,85 Uном 0,65 ÷ 0,7 Uном 0,7 ÷ 0,85 Uном

 

Прибор ПКВ/У3 представлен в двух модификациях

Одна из особенностей ПКВ/У3 заключается в том, что прибор выпускается в двух модификациях, отличающихся количеством каналов датчиков перемещения (1 или 3) и количеством каналов контроля резистивных датчиков (2 или 12): ПКВ/У3. 1 и ПКВ/У3.0, соответственно.

При этом, ПКВ/У3.1 позволяет контролировать все типы воздушных выключателей, но исключает марки ВО-750, ВО-1150, ВНВ-1150, что предусмотрено в другой версии прибора.

  ПКВ/У3.0 ПКВ/У3.1
Количество каналов резистивных датчиков 12 2
Количество каналов датчиков перемещения 3 1
Количество датчиков перемещения в комплекте ДП21 (до 3 шт.) и ДП12 (до 3 шт.) ДП21 (1 шт.) и ДП12 (1шт.)
Какие выключатели проверяет все все, исключая воздушные ВО-750, ВО-1150, ВНВ-1150
Одновременное измерение угла поворота основного вала и угла поворота рычага привода полюс позволяет не позволяет

Высоковольтные выключатели — презентация онлайн

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Владивосток 2012 г.

2. Выключатели

Выключателем  называется  коммутационный 
аппарат, предназначенный для включения и 
отключения электроустановок под нагрузкой 
вплоть до токов короткого замыкания.  
При совместном действии с релейной защитой 
выключатели являются защитными 
аппаратами, на которые возлагается защита 
электроприемников и электроустановок от КЗ, 
которые могут привести к аварийным режимам 
и выходу из строя электрооборудования.

3. Выключатели

Выключатели, используемые в подстанциях, 
называются «LOAD BREAK FAULT МАКЕ». Они 
обеспечивают передачу и разрыв не только 
номинального тока, но и анормального тока в 
течение заданного времени, такого как ток КЗ, 
который они неспособны ограничить.
В распределительных сетях выключатели могут 
быть объединены с заземляющими 
выключателями отходящих цепей. Обычно, в 
таком же корпусе заземляющие выключатели 
способны проводить и выдерживать определенный 
период времени токи КЗ, однако они редко 
предназначаются для разрыва тока.

4. Выключатели

Выключатели характеризуются номинальным током и 
номинальным напряжением, током включения и 
током отключения, термической и 
электродинамической стойкостью, временем 
включения и отключения.
Номинальным током включения является ток КЗ, 
который выключатель может включить без 
приваривания контактов и других повреждений при 
номинальном напряжении и заданном цикле. 
Номинальный ток включения определяется 
действующим значением I вкл.ном и его амплитудным 
значением.

5. Выключатели

Номинальным током отключения 
является наибольшее действующее 
значение тока КЗ, который выключатель 
способен отключить при номинальном 
напряжении без приваривания 
контактов. 
Номинальный ток отключения 
определяется действующим значением 
периодической составляющей в момент 
размыкания контактов.

6. Выключатели

Для выключателей устанавливается коммутационный 
цикл – последовательность коммутационных 
операций с определенными интервалами между ними. 
Обычно задаются циклы:
О – 180 – ВО – 180 – ВО 
О – tбт – ВО – 180 – ВО,
где 
О – операция отключения; 
ВО – операция включения и немедленного отключения; 
180 – промежуток времени в с; 
tбт – бестоковая пауза при автоматическом повторном 
включении (АПВ), обычно 0,3 – 1,2 с.

7. Выключатели

Выключатели имеют ручные, пружинные, грузовые, 
электромагнитные, пневматические приводы.
Ручные приводы применяются для маломощных 
выключателей, когда мускульная сила обеспечивает 
включение и отключение выключателя. 
Отключение выключателя может выполняться с 
помощью электромагнитов отключения. Если 
дистанционное отключение не предусматривается, то 
привод применяется без электромагнитов отключения.
Пружинные приводы. Включение выключателя 
производится благодаря запасенной энергии в мощной 
пружине. Пружинный привод является приводом 
косвенного действия. Завод пружины осуществляется 
электродвигателем.

8. Выключатели

Термическая стойкость выключателя характеризуется наибольшим 
действующим значением тока (I тер.)
Электродинамическая стойкость характеризуется наибольшим 
амплитудным значением тока КЗ, (I дин.)
По конструктивным особенностям и 
способу гашения электрической дуги 
выключатели делят на 
воздушные, 
масляные, 
элегазовые, 
вакуумные, 
электромагнитные.

9. Выключатели нагрузки

В отдельную группу выделяются:
Выключатели нагрузки (ВН), предназначенные для отключения токов
нормального режима.
Выключатели 6-10 кВ выполняются стационарными и на выкатных тележках.
ВН– это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и
отключения рабочих токов в нормальном режиме вплоть до номинального
значения.
В эксплуатации находятся выключатели нагрузки с номинальным током до
630 А, на напряжение 6 – 10 кВ.
ВН  снабжаются автогазовой дугогасительной камерой.
ВН созданы на базе разъединителя врубного типа.
а – общий вид
в – выключатель нагрузки с 
предохранителями:
1– рама; 
2 – изолятор; 
3 – контактная стойка; 
4 – главный подвижный контакт; 
5 – дугогасительная камера; 
6 – главный неподвижный контакт; 
7 – изоляционная тяга; 
8, 12 – рычаг; 
9 – гибкая связь;  
10 – заземляющий нож; 
11, 15 – вал; 
13 – пружина; 
14 – амортизирующая шайба; 
16 – неподвижный дугогасительный контакт; 
17 – подвижный дугогасительный контакт; 
б – дугогасительная камера
18 – газогенерирующая вставка;
19, 22 – приводы заземляющих ножей и выключателя нагрузки; 
20, 21 – тяги приводов заземляющих ножей и выключателя 
нагрузки; 
23 – предохранители

11.

Масляные выключатели

12. Масляные выключатели

Гашение дуги в масляных выключателях
осуществляется путем интенсивного ее охлаждения в
потоке газопаровой смеси, которая образуется в
результате разложения и испарения масла под
действием электрической дуги.
В составе газопаровой смеси, возникающей в
результате разложения масла под действием дуги,
находится до 70% водорода (h3), обладающего по
сравнению с воздухом в 8 раз более высокой 
теплопроводностью, но меньшей предельной
электрической прочностью. Поток газопаровой
смеси в зоне горения дуги обладает высокой
температурой от 800 до 2500 К. При этом давление
может достигать до 10 МПа
В зависимости от назначения масла можно
выделить две основные группы масляных
выключателей:
баковые (многообъёмные) масляные выключатели,
в которых масло используется для гашения и
изоляции токоведущих частей от заземленного бака;
маломасляные (малообъемные) масляные
выключатели, в которых масло используется только
для гашения дуги и изоляции между разомкнутыми
контактами одного полюса.
Дугогасительные камеры в масляных 
выключателях по принципу действия можно 
разделить на три группы:
с автодутьем, когда высокое давление и большая
скорость движения газа в зоне дуги создаются за
счет выделяющейся в дуге энергии;
с принудительным масляным дутьем, когда
масло в зону гашения дуги подается с помощью
специальных устройств;
с магнитным гашением в масле, когда дуга под
действием магнитного поля перемещается в узкие
щели и каналы.
масляный баковый выключатель
1 – бак выключателя;
2 – трансформаторное масло;
3 – крышка;
4 – изолятор;
5 – отключающая пружина;
6 – вал;
7 – неподвижный главный
контакт;
8 – подвижный контакт;
9 – внутрибаковая изоляция
Гашение дуги в масле позволяет создавать серии 
выключателей на разные напряжения с 
использованием унифицированных узлов.

16. Элегазовые выключатели

Элегазовые выключатели
Гашение дуги в элегазовых выключателях 
осуществляется в среде элегаза – шестифтористой 
серы SF6.  
Элегаз обладает высокими дугогасящими 
свойствами – низкой теплоемкостью в канале 
столба дуги и повышенной теплопроводностью 
горячих газов, окружающих столб дуги (2000 К). 
Это характеризует элегаз как среду с высокими 
теплопроводящими свойствами. 
К недостаткам элегаза следует отнести его низкую 
температуру сжижения (– 64°С) при 0,1 МПа, 
которая с повышением давления тоже 
повышается. 
Элегазовые выключатели
Чистый элегаз не горюч, инертен, устойчив к 
нагреву до 800°С.
Под влиянием электрической дуги происходит 
разложение элегаза с образованием химически 
активных соединений, которые могут вызвать 
разрушение изоляционных и конструкционных 
материалов. 
Кроме активных газов во время горения дуги в 
результате реакции с парами материалов 
дугогасительных контактов образуются 
металлические фториды в виде тонкого слоя 
порошка. Этот порошок обладает низкой 
электропроводностью, поэтому не снижает 
электрическую прочность изоляции аппарата.
По способу гашения дуги в элегазе различают
следующие дугогасительные камеры:
камера продольного дутья, в которую поступает
предварительно сжатый газ из резервуара с
относительно высоким давлением элегаза;
камера с автокомпрессионным дутьем в элегазе,
создаваемом посредством встроенного
компрессионного устройства;
камера с электромагнитным дутьем, в которой гашение
дуги обеспечивается в результате ее перемещения под
воздействием радиального магнитного поля,
создаваемого отключаемым током;
Элегазовый выключатель
Элегазовый автокомпрессионный выключатель:
1, 2 – рычаги;
3 – корпус;
4 – поршень;
5 – подвижный контакт;
6 – неподвижный контакт;
7 – дугогасительная камера;
8, 9 – дугогасительные контакты
Элегазовые выключатели обеспечивают пожаро- и 
взрывобезопасность, быстродействие. Они обладают 
высокой отключающей способностью и высокой  
износостойкостью. Они  допускают  установку  для  
наружной  (КРУН)  и внутренней (КРУ) эксплуатации.

В зарубежных сетях доля элегазовых выключателей составляет 
56% от общего количества установленных выключателей. 
При этом, среди выключателей, установленных за последние 10 
лет, доля элегазовых выключателей составляет – 100%. 
Доля элегазовых и воздушных выключателей от общего количества
 установленных за последние 30 лет.
%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
93
65,5
18,9
воздушные
элегазовые
25,7
5,5
1990-2000 гг
2000-2010 гг
0
2010-2020 гг
В зарубежных сетях доля элегазовых выключателей 
составляет 56% от общего количества установленных 
выключателей. 
воздушные
7,2 тыс. шт.
 Выборка из 42240 выключателей
(рабочая группа 13.08  СИГРЕ)
17%
масляные  
баковые
5,06 тыс. шт.
элегазовые
12%
23,654 тыс. шт.
маломасляные
56%
6,33тыс. шт.
15%
Среди выключателей, установленных за последние 10 
лет, доля элегазовых выключателей составляет – 100%.

23. Вакуумные выключатели

Вакуумные выключатели
В вакуумных выключателях гашение 
электрической дуги осуществляется в вакууме.
 Выключатели снабжаются камерами с глубоким (– 
Па) вакуумом. 
Использование вакуума в дугогасительных 
устройствах обусловлено тем, что электрическая 
прочность вакуумного межконтактного 
промежутка во много раз больше, чем воздушного 
промежутка при атмосферном давлении. Это 
позволяет иметь расстояние между контактами 
при напряжениях до 35 кВ не более 10 мм.
Вакуумные выключатели находят применение при 
напряжениях 10–110 кВ.
Выкуумный выключатель
Вакуумная дугогасительная камера ВДК-10-31:
1, 2 – составные части корпуса;
3, 9, 10, 14 – экран;
4, 15 – фланец;
5 – сильфон;
6 – уплотнение;
7 – медный стержень;
8 – крышка;
11 – подвижный контакт;
12 – неподвижный контакт;
13 – токоввод
Применение вакуумных выключателей постоянно 
расширяется.  Этому способствует  простота  
конструкции,  высокая  надежность  и 
коммутационная
износостойкость, пожаро- и взрывобезопасность.
Электромагнитные выключатели
Гашение электрической дуги в электромагнитных 
выключателях 
осуществляется в узкощелевых камерах при 
воздействии на нее электромагнитного поля. 
Принцип действия электромагнитного 
выключателя заключается в том, что при 
воздействии магнитного поля на дугу она 
удлиняется и загоняется в дугогасительную камеру 
с узкой щелью, где она соприкасается со стенками 
камеры и интенсивно охлаждается.
Полюс электромагнитного выключателя ВЭМ-6 с узкоще- левой 
дугогасительной камерой: 
1 – опорный изолятор;
2 – подвижный контакт;
3 – неподвижный контакт;
4 – трубка автопневматического устройства;
5, 6 – дугогасительные контакты;
7 – изоляционный промежуток;
8, 16 – токоведущая связь;
9, 15 – дугогасительный рог;
10 – катушка магнитного дутья;
11 – магнитный полюс;
12 – изолятор;
13 – рама;
14 – дугогасительная камера;
17 – автопневматическое устройство;
18 – изоляционная тяга
Электромагнитные выключатели обеспечивают
взрыво- и пожаробезопасность. Обладают
высокой износостойкостью, высокой
отключающей способностью. Выключатели
допускают частые включения и отключения, что
позволяет применять их в качестве
высоковольтных контакторов.
К недостаткам электромагнитных выключателей
можно отнести ограниченный предел
номинального напряжения (до 20кВ) и
ограниченную пригодность для наружной
установки.
Основные причины повреждаемости 
отечественных выключателей:
¨недостатки конструкции, несоответствие климатическим
условиям эксплуатации;
¨ дефекты, обусловленные низким 
качеством материалов;
¨ дефекты изготовления;
¨ нарушения нормативных и директивных документов
 по ремонту и эксплуатации;
¨ установка в цепях шунтирующих реакторов и конденсаторных  батарей,  для коммутации которых выключатели 
не предназначены;
¨ установка в цепях, где токи КЗ и восстанавливающиеся
напряжения  превышают нормированные параметры 
выключателя.  
Проблемы снижения надежности выключателей
1. Блокировка цепей управления элегазовых
баковых выключателей при отрицательных
температурах окружающего воздуха по причинам:
— несовершенства конструкции, недостаточной
мощности и низкой надежности обогревающих
устройств баков,
— недостатки системы контроля давления
(плотности) элегаза.
2. Утечки сжатого воздуха из воздушных
выключателей с исключением возможности
нормального оперирования.
Слайд 6
Мероприятия по предотвращению отказов
выключателей
Элегазовых:
— учет влияния ветра при низких температурах,
— увеличение мощности подогревателей,
— установка дополнительной теплоизоляции баков,
— дополнительный обогрев импульсных газовых
трубок.
Воздушных:
— применение высококачественных уплотняющих
резино-технических изделий,
— внесение необходимых изменений в конструкцию
оперативных клапанов для снижения утечек при
низкой температуре.
Слайд 7

Научная статья на тему «сравнительный анализ высоковольтных выключателей»

Выключатели, которые используются на электрических подстанциях, должны обладать очень большим номинальным напряжением (6—1150 кВ) и очень большим током отключения (до 50 кА). Данные выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружин­ными, гидравлическими или пневматическими приводами [2].

В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают несколько видов выключателей [3, с. 11].

Первый тип выключателей — масляные. В данном виде выключателей дуга гасится парами масла, при этом контакты находятся в емкости с маслом. Масляные выключатели отличаются простотой изготовления, сравнительно низкой стоимостью, высокой отключающей способностью.

Существует две разновидности масляных выключателей — маломасляные и баковые. В настоящее время баковые выключатели не производятся, в связи с тем, что обладают рядом недостатков, таких как: взрыво- и пожароопасность, необходимость больших запасов масла, непригодность для установки внутри помещений, необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке.

Маломасляные выключатели широко используются в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном выполняет функцию дугогасящей среды и только частично является изоляцией между разомкнутыми контактами.

Нужна помощь в написании статьи?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Второй тип выключателей — воздушные. В данных выключателях гашение дуги производится сжатым воздухом при давлении 2—4 МПа, осуществление изоляции токоведущих частей и дугогасительного устройства производится фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.

Недостатками воздушных выключателей являются: увеличение подачи воздуха на вентиляцию в период дождей и необходимость дополнительного электрического обогрева в распределительном шкафу и в шкафах управления полюсов при понижении темпера­туры ниже 5°С.

К достоинствам воздушных выключателей по сравнению с масляными относится их быстродействие, однако воздушные выключатели значительно сложнее масляных и обладают высо­кой стоимостью.

Следующий вид выключателей — вакуумные, в них дугогашение происходит в вакуумной дугогасительное камере (ВДК). Электрическая прочность вакуума значительно превышает прочность других сред, которые применяют в выключателях. Среди достоинств вакуумных выключателей следует отметить такие как: простота конструкции, надежность, высокая коммутационная износостойкость, малые размеры, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие шума при  операциях, отсутствие загрязнения окружающей среды, удобство эксплуатации и малые эксплуатационные расходы [4, с. 68].

К недостаткам вакуумных выключателей относятся: сравни­тельно небольшие номинальные токи и токи отключения, возможность коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных токов, небольшой ресурс дугогасительного устройства по отключению токов короткого замыкания.

Последний тип выключателей, которые мы рассмотрим, — элегазовые выключатели. В данных выключателях используется электропрочный газ SF6, так называемый «элегаз», представляющий собой инертный газ, плотность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая прочность элегаза в 2—3 раза выше прочности воздуха, при давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравнима с прочностью масла [1, с. 36].

Нужна помощь в написании статьи?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Элегазовые автоматические выключатели нашли успешное применение благодаря таким характеристикам как: простота дугогасительной камеры, которая не нуждается во вспомогательных камерах; высокая сопротивляемость воздействиям электрического тока; надёжность при сравнительно невысокой стоимости; пониженный уровень шума.

Наряду со множеством достоинств существуют и проблемы, связанные с элегазовыми выключателями: гексафторид серы — это газ, который вызывает «парниковый эффект»; в случае создания электрической дуги в среде с небольшим количеством SF6, происходит образование газов низшего порядка. Некоторые из этих побочных продуктов являются токсичными и могут вызвать болезненное раздражение глаз и дыхательной системы.

Выключатели должны отвечать следующим требованиям [5, c. 48]:

·безопасность для окружающих и надежность в работе;

·быстродействие;

·удобство в обслуживании;

Нужна помощь в написании статьи?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Цена статьи

·простота монтажа;

·бесшумность работы;

·сравнительно невысокая стоимость.

В табл. 1 приведена сравнительная характеристика различных видов выключателей.

Таблица 1.

Сравнительная характеристика масляного, воздушного, вакуумного и элегазового выключателей

Вид выключателя Безопасность при эксплуатации Безопасность по отношению к окружающей среде Обслуживание Чувствительность к воздействию окружающей среды Износостойкость Размеры
Масляный Риск возникновения пожара или взрыва Экологически не безопасен Периодическая замена масла (необратимая деструкция масла при каждом отключении) Свойства среды отключения могут ухудшаться под воздействием факторов окружающей среды (влажность, пыль и т. д.) Посредственная Относительно большие размеры устройства
Воздушный Взрыво- и пожаробезопасен Безопасный Частая замена дугогасительных контактов, периоди­ческое техническое обслуживание механизма управления Влияние температуры окружающей среды, необходимость в дополнительных установках Средняя Установка, требующая больших расстояний
Вакуумный Нет риска возник­новения взрыва или внешний проявлений Отсутствие загрязнения окружающей среды Смазка механизмов управления в минимальном объеме Нечувствительны: полностью запаянная герметичная камера Высокая Не габаритные
Элегазовый Нет риска возник­новения взрыва или внешний проявлений При утилизации или утечке экологически не безопасен Смазка механизмов управления в минимальном объеме Нечувствительны: полностью запаянная герметичная камера Высокая Небольшие

Многолетний опыт показывает, что два типа выключателей — маломасляные и воздушные — являются пригодными для всего диапазона напряжений и мощностей короткого замыкания. Каждый из этих типов выключателей внутри определенного диапазона напряжений имеет свои преимущества, которые вытекают из техни­ческих и экономических аспектов.

При сравнении элегазовых и вакуумных выключателей следует отметить, что элегаз обладает лучшими свойствами электрической прочности, чем вакуум. В связи с этим элегаз используется в качестве изоляционного материала и дугогасительной среды. Также одним из преимуществ элегазовых выключалей является то, что номинальные токи и токи отключения у данных выключателей выше, чем у вакуумных. Использование элегаза позволяет делать электро­оборудование более компактного размера и предоставляет больше пространства для его устройства.

Нужна помощь в написании статьи?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Заказать статью

В заключении хотелось бы отметить, что выбор того или иного выключателя зависит от ряда факторов, таких как: необходимое номинальное напряжение, номинальные токи отключения, влияние на окружающую среду, стоимость электрического аппарата, его габариты и т.  д.

Список литературы:

Агафонов Г.Е., Бабкин И.В., Берлин Б.Е. Электрические аппараты высокого напряжения с элегазовой изоляцией. — СПб.: Энергоатомиздат, 2002. — 727 с.

ГОСТ Р 52565-2006. Выключатели переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.

Кравченко А.Н., Метельский В.П., Рассальский А.Н. Высоковольтные выключатели // Электрик. — 2006. — № 9. — С. 11—12.

Соколов Б.А., Соколова Н.Б. Монтаж электрических установок, — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 592 с.

Нужна помощь в написании статьи?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Цена статьи

Федоров А.А. Справочник по электроснабжению и электрообору­дованию. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 592 с.

Статья интересная

Полюс-1 прибор для испытания высоковольтных выключателей

Приборы серии Полюс-1 предназначены для проверки характеристик работы механизма высоковольтных масляных, элегазовых и вакуумных выключателей 6 (10), 35, 110, 220 кВ при проведении исследовательских, приёмо-сдаточных, квалификационных, типовых и периодических испытаний, а также для проведения технического обслуживания, испытаний и измерений устройств релейной защиты, автоматики и телемеханики.

Прибор позволяет производить управление высоковольтными выключателями и выполняет следующие функции:

С помощью программного обеспечения прибор производит проверку характеристик работы механизма высоковольтного выключателя и контролирует электро-механические параметры при проведении операций включения и отключения:

Новые возможности приборов позволяют быстро производить проверку скоростей движения главных контактов с помощью лазерного датчика перемещения без механической связи с траверсой, а также производить точную настройку работы блок-контактов, микровыключателей, силовых полупроводниковых элементов в электрической схеме высоковольтного выключателя, контролируя состояние их контактов (ключей) при поданном напряжении.

Силовая схема организована для управления электромагнитными выключателями с большим током потребления: до 400А. Для проведения проверки характеристик выключателей достаточно подключить вводной силовой кабель к клеммам комплектно распределительного устройства ШП (для электромагнитных) или ШУ (для пружинно-моторных выключателей) и подключить силовой кабель управления к выключателю.

Программное обеспечение «Polus» имеет удобный интерфейс, позволяющий управлять командами и детально регистрировать все процессы в диаграмме, а также выполнять высоковольтным выключателем последовательность коммутационных операций включения и отключения с заданными интервалами. Подключение к компьютеру производится через шину USB.

Приборы имеют современный дизайн. В конструкции используются высококачественные комплектующие: корпус «Sсhroff», разъёмы «Harting» и «Lemo», соединительные кабели «Lappkabel».

Технические характеристики прибора для испытания высоковольтных выключателей Полюс-1
Основная спецификация Назначение и измерение Погрешность измерения Диапазон измерения
Измерение и управление временными параметрами, мс Собственное время включения/отключения. Разновременность замыкания и размыкания контактов. Время дребезга контактов. ± 0,08 0,4 — 5 000
Измерение напряжения, В Канал TU Измерение переменного/постоянного напряжения на выключателе. 0 — 300/450
Измерение тока, А Канал TA1 Измерение переменного/постоянного тока электромагнита включения (в программном режиме испытаний электромагнитных выключателей). 0 — 70/100
0 — 110/160
Измерение переменного/постоянного тока двигателя механизма взвода пружины (в программном режиме испытаний выключателей с пружинно-моторным приводом). 0 — 280/400
Канал TA2 Измерение переменного/постоянного тока цепей управления высоковольтным выключателем. 0 — 1.7/25
Силовые ключи управления выключателем: ключ включения, ключ отключения. Максимальное переменное/постоянное напряжение на входе, В 300/450
Максимальный коммутируемый переменный/ постоянный ток, А 17/25
Дискретные входы: 3 канала типа «универсальный контакт». Определение состояния контактов под напряжением. Максимальное переменное/постоянное напряжение на входе, В 400/600
Порог сопротивления, определение состояния контакта замкнуто/разомкнуто, Ом 1000±5%
Время неопределенности считывания состояния контактов, мс 0,04
Максимальная разрешающая способность определения изменения состояния контактов, м 0,04
Дискретные входы типа «сухой контакт». Контроль фаз А, В и С. Время неопределенности считывания состояния контактов главных цепей выключателя (фаз А, В и С), мс 0,04
Максимальная разрешающая способность определения изменения состояния контактов главной цепи, мс 0,04
Общие технические характеристики приборов серии «Полюс»
Параметр Значение
Источник питания прибора, В 90 — 240
Частота питающей сети, Гц 50 / 60
Гальваническая изоляция источника питания относительно корпуса прибора, В 1 500
Гальваническая изоляция дискретных входов типа «универсальный контакт» друг от друга и относительно корпуса прибора, В 2 200
Гальваническая изоляция силовых входов/выходов относительно корпуса прибора, В 2 200
Гальваническая изоляция выходов источника переменного тока относительно корпуса прибора, В (Полюс-5) 1 000
Номинальная потребляемая мощность, Вт 200
Степень защиты оболочки (ГОСТ 14254) IP20
Требования безопасности (ГОСТ Р51350) Класс I
Габаритные размеры прибора (без ручки), мм 471х147х363
Масса прибора, кг (Полюс-1/3/5) 6. 7/7.4/10.5
Климатические условия эксплуатации и хранения приборов серии «Полюс»
Параметр Значение
Диапазон рабочих температур, ºС -20…+50
Диапазон рабочих температур линейного лазерного датчика, ºС -10…+50
Диапазон рабочих температур датчика угловых перемещений, ºС -20…+50
Диапазон температуры хранения, ºС -35…+55
Относительная влажнос …

Выключатель нагрузки: устройство, принцип действия, назначение

Какими характеристиками обладает устройство

Выключатели нагрузки характеристики технические имеют следующие:

  • Номинальное значение напряжения. Оно является рабочим напряжением электротехнического устройства, на величину которого оно рассчитано производителем.
  • Наибольшее значение рабочего напряжения. Допустимо высокое напряжение, которое не вредит работоспособности выключателя. Оно заложено в пределах от 5% до 20% выше, чем номинальное.
  • Номинальное значение тока. Ток, при прохождении которого степень нагревания частей токопровода и покрытия изоляционного не нарушает работоспособности и который может быть выдержан сколь угодно долго.
  • Сквозной ток допустимых пределов. Ток, протекающий в режиме короткого замыкания, величину которого способны выдержать выключатели нагрузок.
  • Ток стойкости электродинамической. Такой ток к. з., воздействие нескольких первых периодов которого механически не повреждает прибор.
  • Ток стойкости термической. Предельный ток, нагревающее действие которого в течение определенного времени не приводит к выходу из строя выключателя.
  • Физические параметры, касающиеся размеров и массы.
  • Техническое исполнение привода.

Разновидности высоковольтных выключателей нагрузки

Выключатели нагрузки типы имеют следующие.

Автогазовые:

BHA-10/630. Такой тип выключателя обеспечивает коммутацию электрических трехфазных цепей на напряжение в 6000 и 10000 В, частота которых равна 50 Гц, находящихся под нагрузкой. Предусматривается автоматическое заземление выключенных линий специальными заземляющими ножами. Эти модели устройств устанавливают в основном на трансформаторных подстанциях, в устройствах распределительных и в боксах обслуживания. Тип дугогасителя – автогазовый, привод может быть как ручного управления, так и электрического. Рассчитаны агрегаты на двадцатипятилетний срок работы с промежуточными капитальными ремонтами через каждые две тысячи операций.

  • ВНБ-10/630. Выключатель нагрузки 10 кв повышенной скорости отключения используют в нагруженных цепях с силой тока до 630A. У него нейтральный провод заземлен либо изолирован. Узлы применения – это одностороннего обслуживания камеры стационарные, подстанции трансформаторных устройств, шкафы распределителей комплектных, также ими проводят замену старых модификаций выключателей. Система гашения дуги при помощи выделения газа.
  • BHP-10/630. Работает по аналогии с выключателем BHA-10/630, но привод имеет только ручное исполнение. Может быть укомплектован заземляющими контактами и дополнительными предохранителями.

Вакуумные:

  • ВБСК-10-20/1000. Выключатели нагрузок, рассчитанные на напряжение до 12000 В, которые способны коммутировать цепи электрические (трехфазные с нейтралью изолированной) в режимах нормальной работы и в аварийных ситуациях. Устройства применяют во всех вышеперечисленных системах, а также когда проводят замену выключателей маломасляных. Выключатели этого типа имеют малые габариты, поэтому удобны для монтажа в разных типах распредкоробок.
  • BB\TEL. Универсальный разъединительный прибор, система гашения дуги которого основана на затухании ее в глубоком вакууме. Фиксирует контакты дугогашения при замыкании электромагнитный механизм. Отличаются эти системы большим ресурсом и высокой износостойкостью. Они малогабаритны и не требуют ремонта.
  • BBT-10-20. Вакуумный тип выключателя с моторно-пружинным приводом, который предназначен для тех же целей, что и ВБСК-10-20/1000, но этот выключатель нагрузки 10 кв выдерживает только.

Устройства разъединители:

  • РВЗ-10/630 разработаны для коммутационных целей при работе с высоким напряжением, но отсутствием нагрузочных токов. При помощи их можно проводить переподключение и изменение схем, осуществляются ремонтные работы в безопасном режиме (обесточенные линии). Имеют конструкцию привода рычажного принципа действия.
  • РЛНД — выполняют те же функции, но допустимы для установки вне помещения.

Выключатели вакуумного типа

Вакуум обладает электрической прочностью, многократно превышающей этот показатель у масла, элегаза и других сред, используемых в высоковольтных выключателях. Здесь увеличивается средний свободный пробег электронов, молекул, атомов и ионов при снижении давления.

Вакуумная камера включает в себя подвижный и неподвижный контакты, помещенные в плотную оболочку из керамического или стеклянного изоляционного материала. Сверху и снизу установлены металлические крышки и общий металлический экран. Подвижный контакт перемещается относительно неподвижного контакта с помощью специального сильфона. К выводам камеры подключается главная токоведущая цепь выключателя.

Вакуумный выключатель работает в следующем порядке.

  • В исходном положении контакты находятся разомкнутыми, поскольку на них через тяговый изолятор воздействует отключающая пружина.
  • Под действием приложенного к катушке электромагнита напряжения со знаком «плюс», в зазоре магнитной системы происходит нарастание магнитного потока.
  • Поток воздействует на якорь с силой, превышающей усилие отключающей пружины, после чего начинается движение якоря вверх совместно с тяговым изолятором и подвижным контактом вакуумной камеры.
  • Пружина отключения сжимается, в катушке возникает противо-ЭДС, снижающая ток и препятствующая его дальнейшему нарастанию.

Высокая скорость движения якоря исключает появление пробоев и шума работы контактов. Когда контакты замыкаются, якорь резко замедляет движение, поскольку на него начинает действовать пружина дополнительного поджатия контактов. Однако, по инерции он все равно двигается вверх, сжимая пружины отключения и дополнительного поджатия контактов. Чтобы отключить устройство к выводам катушки прикладывается напряжение с отрицательной полярностью.

Выключатель нагрузки: виды и применение

Элегазовые выключатели

Ремонт предохранителей в высоковольтных сетях

Устройство вакуумного выключателя

Высоковольтные линии электропередач

Силовые предохранители для высоковольтных сетей

Баковые и маломасляные выключатели

Оба устройства представляют собой масляные типы высоковольтных выключателей. Деионизация дуговых промежутков в каждом из них осуществляется одними и теми же методами. Они отличаются друг от друга лишь количеством используемого масла, а также способами, с помощью которых контактная система изолируется от заземленного основания.

Баковые устройства в настоящее время сняты с производства, поскольку у них имелись серьезные недостатки. Уровень масла в баке требовалось постоянно контролировать. Оно использовалось в большом объеме, из-за чего замена масла отнимала много времени. Эти приборы относились к категории взрыво- и пожароопасных и не могли устанавливаться внутри помещений.

На смену им пришли маломасляные или горшковые выключатели, рассчитанные на все виды напряжений. Они могут устанавливаться в любые распределительные устройства, как закрытого, так и открытого типа. Масло в данном случае выступает прежде всего в качестве дугогасящей среды и лишь частично выполняет функции изоляции между разомкнутыми контактами.

Токоведущие части изолируются между собой с помощью фарфора и других твердых изолирующих материалов. Выключатели для внутренней установки оборудованы контактами, помещенными в стальной бачок или горшок. Эта конструктивная особенность дала название всему устройству. В зависимости от модели, приводы высоковольтных выключателей могут различаться между собой.

Приборы, рассчитанные на работу при напряжении 35 кВ, помещаются в фарфоровом корпусе. Наибольшее распространение получили подвесные устройства ВМГ-10 и ВМП-10 на 6-10 кВ. У них крепление корпуса осуществляется с помощью фарфоровых изоляторов к основанию, общему для всех полюсов. В свою очередь, каждый полюс оборудуется одним разрывом контактов и камерой для гашения дуги.

При работе с большими номинальными токами недостаточно одной пары контактов, которые одновременно являются рабочими и дугогасительными. Поэтому снаружи выключателя отдельно устанавливаются рабочие контакты, а внутри металлического бачка – дугогасительные.

Маломасляные выключатели используются в закрытых распределительных устройствах на подстанциях и электростанциях напряжением 6, 10, 20, 35 и 110 кВ. Кроме того, они устанавливаются в комплектных и открытых распределительных устройствах.

Назначение выключателя нагрузки

При обращении внимания на название — коммутирующее устройство — уже ясно, что это устройство способно производить соединение, чем оно и занимается. Токи, протекающие в сети, могут быть довольно большими, назначение выключателя нагрузки в этом и заключается, чтобы можно было отключать работающие электроприборы.

Для предприятий выпускают выключатели нагрузок разного назначения. У населения нет таких мощных потребителей, поэтому выключатель нагрузки рассчитан на активную нагрузку. Если в доме используется мощный двигатель его, возможно, нельзя отключать таким мини рубильником.

Обычно выключатели нагрузки стоят гораздо меньше автоматов, и некоторые устанавливают их во вводном щитке и вот почему. Опасаясь за безопасность своего жилья из-за неисправности в электропроводке, они обесточивают свою квартиру, отключая автомат. Как уже было сказано, этого делать не стоит, даже если отключение производится без подключённой нагрузки.

Установив модульный выключатель нагрузки, можно производить такие отключения множество раз. Для того чтобы понять отличие выключателя нагрузки от автомата, необходимо узнать его устройство.

Принцип действия автоматического выключателя

Мы рассмотрим принцип действия автоматического выключателя на примере автомата максимального тока. Его схема показана ниже:

Где: 1 – электромагнит, 2 – якорь, 3, 7 – пружины, 4 – ось, по которой движется якорь, 5 – защелка, 6 – рычаг, 8 – силовой контакт.

При протекании  номинального тока система работает нормально. Как только ток превысит допустимое значение уставки, последовательно включенный в цепь электромагнит 1, преодолеет усилие сдерживающей пружины 3 и втянет якорь 2, и провернувшись через ось 4 защелка 5 освободит рычаг 6. Тогда отключающая пружина 7 разомкнет силовые контакты 8. Такой автомат включается вручную.

В настоящее время созданы автоматы, которые имеют время отключения от 0,02 – 0,007 с на токи отключения 3000 – 5000 А.

Основные виды

По маркировке рубильника в щитке можно узнать его тип, устройство и потенциальные возможности.

Установлена такая расшифровка:

  • Р — рубильник;
  • П — переключатель;
  • П — переднее присоединение проводов;
  • Б — боковая рукоятка;
  • Ц — центральный рычаг;
  • цифры — первые (1-3) число полюсов, (4-6) сила тока (1 – 100 А, 2 – 250 А, 4 – 400 А и 6 – 600 А).

Различные типы рубильников классифицируются по таким направлениям:

Выбор выключателя нагрузки

Необходимо помнить, что все автоматические выключатели нагрузок призваны защищать проводку от перегрева, возгорания и перегорания, а не электрические приборы. Поэтому, чтобы правильно выбрать входной разъединитель, нужно знать, на какой ток рассчитан кабель или его сечение. Ток срабатывания автомата должен быть чуть меньшим, чем предельно допустимый для провода.

В том случае, когда пропускная способность кабеля гораздо больше, чем ток потребления нагрузки, то можно подобрать автомат под нагрузку. Для этого суммируют мощность всех электрических приборов, добавляя процент запаса, и находят суммарный ток потребления, исходя из закона Ома. Далее выбирают автомат, ток срабатывания которого будет ближайшим большим от расчетного.

Требования, предъявляемые к выключателям

Требования, предъявляемые к выключателям, заключаются в следующем:

  • надежность в работе и безопасность для окружающих;
  • возможно малое время отключения;
  • по возможности малые габариты и масса;
  • простота монтажа;
  • бесшумность работы;
  • сравнительно невысокая стоимость.

Применяемые в настоящее время выключатели отвечают перечисленным требованиям в большей или меньшей степени. Однако конструкторы выключателей стремятся к более полному соответствию характеристик выключателей выдвинутым выше требованиям.

Требование надежности является одним из важнейших требований, поскольку от надежности выключателей зависит надежность работы энергосистемы, следовательно, и надежность электроснабжения потребителей. Срок службы выключателя составляет не менее 20 лет.

Требование быстродействия следует понимать как возможно малое время отключения цепи при КЗ. Время отключения исчисляется от момента подачи команды на отключение до погасания дуги во всех полюсах. Приблизительно до 1940г. время отключения выключателей напряжением 110 кВ и выше составляло 8-10 периодов. Позднее это время было уменьшено до 6 и 4 периодов. В настоящее время большая часть выключателей 110 кВ и выше имеют время отключения 2 периода. За рубежом построены однопериодные выключатели (20 мс).

Уменьшение времени отключения КЗ (например, от 4 до 2 периодов) весьма желательно по следующим соображениям:

  • увеличивается запас устойчивости параллельной работы станций системы, следовательно, увеличивается пропускная способность линий передачи;
  • уменьшаются повреждения изоляторов и проводов линий электрической дугой;
  • уменьшается опасность прикосновения к заземленным частям РУ;
  • уменьшаются механические напряжения в элементах оборудования, вызванные электродинамическими силами.

Стоимость однопериодных выключателей значительно выше стоимости двухпериодных, однако дополнительные капиталовложения компенсируются увеличением передаваемой мощности по линии. Однопериодные выключатели необходимы также для токоограничивающих устройств, получивших применение в последнее время.

Устройство выключателя нагрузки фирмы IEK

Модульный выключатель нагрузки получил своё название из-за корпуса. Выполненный из несгораемого пластика, он имеет специальное устройство для крепления на DIN-рейку.

Рейки выпускаются по стандарту и, чтобы заранее определить, сколько приборов может войти на одну рейку, необходимо чтобы каждый прибор имел одинаковую ширину. Снизу прибора имеется паз, в который входит один край рейки и защёлка, она удерживает устройство на месте.

 

Конструктивно модульный выключатель нагрузки может быть одно-, двух-, трех- и четырехполюсным. Полюс – это контактная система, предназначенная для одного проводника. Для трёхфазной сети можно использовать трёхполюсные, если отключаться будут только фазные провода и четырехполюсные для обесточивания всей сети. Провода вставляются в зажимы на корпусе и крепятся болтами.

Внутри находятся контакты и механизм переключения. Подвижные и неподвижные контакты образуют контактную группу. В более мощных мини рубильниках контакты могут быть двойными. В этом случае на противоположных краях контактной планки располагаются два контакта. При включении рубильника они замыкаются с неподвижными.

 

Чтобы защитить контакты от выгорания, их делают большими по площади и покрывают серебросодержащим материалом. В некоторых моделях используют дугогасительную камеру.

Во время возникновения дуги температура плазменного шнура может достигать несколько тысяч градусов по Цельсию. Выдержать такую температуру не сможет никакой материал, поэтому время жизни дуги стараются минимизировать. Этого можно достичь, увеличив скорость движения подвижных контактов. Вот почему выключатель нагрузки имеет контакты с мощной пружиной.

Похожие:

Где отображены вопросы: Назначение цеха и выпускаемая продукцияНазначение, устройство, кинематика и принцип действия гильотинных ножниц с нижним резом Методические указания к практическому занятию по теме: «Средства…«Средства индивидуальной защиты. Устройство. Принцип действия. Расчет потребности и обеспечение»
Тема Стрелковое оружие и ручные противотанковые гранатометы Занятие 1Назначение и боевые свойства ак-74,рпк-74, общее устройство, принцип работы. Назначение частей и механизмов 1. Назначение, устройство, принцип работы НазначениеКоленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, который затем через маховик…
Устройство и принцип действияЛампа, излучающая длинные ультрафиолетовые волны, привлекает насекомых, которые погиба 1 общие положенияЦель работы: Изучить физический принцип действия, устройство и характеристики полупроводникового свч диода
4. Устройство аппарата и принцип его работыНазначение аппарата 5. Устройство и принцип действия расходомераНастоящее руководство по эксплуатации предназначено для изучения принципа действия и устройства ультразвукового расходомера с накладными…
3 30 мм автоматическая пушка 2А-42. Назначение, боевые возможности,…А-42 предназначена для поражения наземных (легкобронированные средства, живая сила противника и т д. ) и воздушных целей Инструкция по монтажу. Гарантийные обязательстваНастоящее руководство описывает принцип действия, устройство, подготовку к монтажу и эксплуатации, правила обслуживания кондиционера…
Инструкция по монтажу, пуску и наладке. Гарантийные обязательстваНастоящее руководство описывает принцип действия, устройство, подготовку к монтажу и эксплуатации, правила обслуживания шкафа расстоечного… На выполнение замена высоковольтных выключателей нагрузки типа внп…«российский федеральный ядерный центр всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики»
План урока по трудовому обучению Тема урокаТема урока: Назначение, принцип дейст­вия и устройство сверлильного станка. Правила безопасной работы. От Руководство по эксплуатации. Уважаемый покупатель!Вы приобрели ведущий шкив вариатора, который предназначен для установки на снегоход «Буран». Технические данные, устройство и принцип…
Учебный курс. Содержание Тема № Материальная часть парашютов Тема…Назначение, ттд, принцип действия и конструкция тренировочного, запасного и спасательного парашютов. Взаимодействие частей парашюта… Инструкция по монтажу, пуску и наладке. Меры безопасностиНастоящее руководство описывает принцип действия, устройство, подготовку к монтажу и эксплуатации, правила обслуживания ротационной…
Руководство, инструкция по применению

Инструкция, руководство по применению

Тема: Проводники и электрические аппараты

ПРОВОДНИКИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

ШИНЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Соединение аппаратов электрической установки между собой осуществляется неизолированными проводниками — шинами и изолированными проводниками — кабелями. В РУ наибольшее распространение получили шины благодаря простоте монтажа и эксплуатации, высокой экономичности и надежности.

В установках генераторного напряжения применяются жесткие алюминиевые шины. При токе до 2000 А применя­ются однополосные шины, при токах 2000— 3000 А — двухполосные шины, при токах до 4000 А — трехполосные шины.

Для установок с током более 2000 А применяются шины коробчатого сечения. В этих шинах лучше про­исходит охлаждение, меньшее влияние оказывают поверхностный эффект и эффект близости.

В открытых распределительных устройствах применя­ются гибкие шины, выполненные из алюминиевых и сталеалюминиевых проводов. В установках 330 кВ и выше каж­дая фаза состоит из двух-трех проводов.

Жесткие шины окрашиваются: фаза А — в желтый цвет; фаза В — в зеленый цвет; фаза С — в красный цвет.

ЗАКРЫТЫЕ ТОКОПРОВОДЫ

Экран выполнен из алюминия во избежание сильного на­грева токами, которые возникают при воздействии магнит­ного потока, созданного токами нагрузки.

Закрытое исполнение токопроводов каждой фазы обес­печивает высокую надежность, так как практически исклю­чаются междуфазные КЗ на участке от генератора до по­вышающего трансформатора.

Закрытые токопроводы состоят из отдельных блоков (секций), куда входят прямолинейные, угловые и ответвительные секции, блоки с трансформаторами тока и напря­жения, с заземлителями и разрядниками, блоки нулевых выводов генераторов, блоки выключателей и разъедини­телей, узлы примыкания к генераторам, трансформаторам и аппаратам, узлы компенсации температурных изменений и др. Все элементы приходят на место монтажа в гото­вом виде, где собираются по схеме, шины свариваются, а экраны соединяются между собой и уплотняются резино­выми прокладками. Чем меньше разъемов в экране, тем меньше загрязнение и увлажнение и тем надежнее работа токопровода.

Рисунок 1. Закрытый токопровод

1 – экран; 2 – токоведущая часть; 3 – изолятор; 4 – станина

ИЗОЛЯТОРЫ

Для крепления шин и изоляции их от заземленных час­тей в распределительном устройстве применяются опорные, проходные и подвесные изоляторы (рис. 2). Жесткие ши­ны в ЗРУ 6—35 кВ крепятся на опорных изоляторах типа ОФ.

Изоляторы для наружной установки имеют ребристую поверхность, благодаря чему сохраняется не­обходимая электрическая прочность в условиях атмосфер­ных осадков и тумана.

Для крепления гибкой ошиновки в ОРУ применяются гирлянды изоляторов, собранные из подвесных фарфоровых, или стеклянных изоляторов. Количество изоляторов в гирляндах для крепления шин в распределительных устройствах: 110 кВ— 8; 220 кВ16; 330 кВ —22; 500 кВ—32; 750 кВ — 48 шт.

Проходные изоляторы необходимы при прокладке шин через стены, перекрытия и перегородки. Они изготовляются как для внутренней, так и для наружной установки. Проходные изоляторы до 2000 А снабжа­ются токоведущим стержнем; на большие номинальные токи изготовляют шинные изоляторы, через которые при монтаже пропускают шины РУ.

Изоляторы должны выдерживать механические нагруз­ки, возникающие при электродинамическом взаимодейст­вии шин, поэтому выбор изоляторов производится по на­пряжению и допустимой механической нагрузке. Проход­ные изоляторы, кроме того, выбираются потоку нагрузки.

Рисунок 2. Изоляторы

Отличие от прочих коммутационных устройств

Может возникнуть вопрос, в чём заключается отличие автоматического выключателя от других коммутационных аппаратов, не способных коммутировать значительные токи. Дело в том, что коммутация токовых нагрузок, а именно их отключение, сопровождается возникновением электрической дуги. Причём, чем больше значение тока, тем сильнее дуговой разряд при отключении контактов. Горение дуги происходит в ионизированном воздушном пространстве, то есть, воздух становится электропроводящим. В зависимости от разрываемого тока и напряжения сети, дуговой разряд в промежутке определённой величины может вообще не погаснуть после отключения контактов.

Но это относится только к разъединителям. Автоматический выключатель оборудован специальными дугогасительными камерами, типовая конструкция которых содержит ряд параллельно расположенных пластин, они разделяют дугу на отдельные участки, где та и затухает. Также предусмотрен путь отвода образующихся при горении дуги газов. Персональной дугогасительной камерой оборудован каждый полюс автомата, что препятствует распространению ЭД на контакты соседних фаз.

Короткозамыкатели

Что такое короткозамыкатель?

Короткозамыкатель — электрический аппарат, предназначенный для создания искусственного короткого замыкания на землю в сетях электроснабжения, в случае внутреннего повреждения силового трансформатора в цепи которого по стороне высшего напряжения от установлен в паре с отделителем. При таком КЗ, действием линейных защит на питающих подстанциях ВЛ обесточивается, поврежденный трансформатор отсоединяется от сети отключением отделителя, а линия включается в работу действием АПВ.

В сетях 110-220 кВ короткозамыкатели имеют один полюс, в сетях 35 кВ — два. Подвижный нож включается действием взведенных включающих пружин короткозамыкателя.

Устройство

Конструктивно короткозамыкатель аналогичен заземлителю, но за счёт мощной контактной системы может включаться на короткое замыкание.

Короткозамыкатели представляют собой аппараты вертикально-рубящего типа, состоящие из основания, изоляционной колонки, неподвижного контакта с выводом для присоединения к линии электропередачи и заземляющего ножа, на конце которого укреплена съемная контактная пластинка. В основании короткозамыкатели размещен вал, установленный в подшипниках, две включающие пружины с регулировкой натяжения, соединенные с основанием и рычагами вала короткозамыкатели, а также гидравлический буфер.

Нормальное положение короткозамыкателя отключенное. При этом нож отведен от неподвижного контакта на разрядное расстояние, а его включающие пружины растянуты. Это положение ножа фиксируется приводом. При подаче сигнала на привод короткозамыкателя привод освобождает нож короткозамыкателя, который под действием пружины входит в неподвижный контакт, создавая короткое замыкание на землю.

Применение

Короткозамыкатели совместно с отделителями применяются в упрощённых схемах подстанций вместо более дорогих силовых выключателей. Подобная замена позволяет экономить значительные денежные средства, так как стоимость силовых выключателей довольно высока. Чем больше присоединений на подстанции и выше напряжение высокой стороны, тем более заметной становится выгода от использования упрощённых схем. В основном упрощённые схемы получили распространение на напряжении 35, 110 кВ. Устанавливаются короткозамыкатели: в сетях с заземлённой нейтралью — на одну фазу, в сетях с изолированной нейтралью — на две. Включение короткозамыкателя происходит автоматически, отключение производят вручную.

В настоящее время применение короткозамыкателей ограничено теми подстанциями где они установлены, короткозамыкатели больше не производятся, так как схемы ПС где они применяются имеют меньшую надежность и большую вероятность повреждения дорогостоящего оборудования подстанции (силового трансформатора), чем схемы с применением выключателей.

Элегазовые выключатели

Рисунок 1 – Конструкция элегазового выключателя

Элегазовый выключатель работает за счет изоляции фаз между собой с помощью газа(обычно используется электропроточный газ SF6 – так называемый «элегаз»). При поступлении сигнала отключения оборудования контакты камер размыкаются. Они создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде. Дуга разделяет газ на отдельные компоненты, а высокое давление в резервуаре способствует ее гашению.

Преимущества:

  • Многофункциональность(может использоваться при любом напряжении)
  • Высокая скорость срабатывания
  • Возможность использования в критических ситуациях(пожар, землетрясение)
  • Большой срок службы

Недостатки:

  • Большая цена конструкцииНевозможность работы при низких температурах
  • Сложность обслуживания
  • Необходимость установки специального фундамента для такой конструкции

Масляный выключатель — Что такое Масляный выключатель?

Коммутационное устройство, предназначенное для включения и отключения силовых высоковольтных цепей и электрооборудования

Масляный выключатель — это коммутационное устройство, предназначенное для включения и отключения силовых высоковольтных цепей и электрооборудования как под нагрузкой, так и без нее.

Этот процесс разрыва электрической цепи выполняется выключателем за счет размыкания силовых контактов, погруженных в трансформаторное масло — из-за этого происходит гашение электрической дуги между ними.

То есть масло служит дугогасительной средой и справляется со своей задачей весьма эффективно.

Устанавливаются они почти всегда в ячейках КРУ (комплектное распределительное устройство) или КСО (камера сборная односторонняя), а также в ОРУ (открытых распределительных устройствах).

После размыкания контактов выключателя масло служит для гашения дуги и как изолирующий материал между высоковольтными контактами.

Только выключатели маломасляные устроены таким образом, что масло в них служит исключительно для дугогашения и лишь частично для изоляции.

Во время процесса отключения в масле, при возникновении дуги в области контакта достигается очень высокая температура, порядка 6 тыс. градусов.

Однако, за счет свойств масла и химической реакции с парами, возникающими во время этого процесса, выделение теплоты при горении дуги не наносит вреда этому электрическому коммутационному устройству.

Все масляные выключатели конструктивно состоят из:

  • силовой контактной группы — в неё входит подвижный (свеча) и неподвижный контакт (розетка), между которым и возникает дуга, гасящаяся в масле;

  • изоляторы, которые обеспечивают надёжную изоляцию токопроводящих частей от корпуса, и друг от друга;

  • 1го или 3х баков с трансформаторным маслом;

  • группы блок-контактов, выполняющих контролирующую и управляющую роль;

  • приводы к масляным выключателям, собраны на довольно мощной включающей катушке, называющейся соленоидом или катушкой соленоида;

  • отключающая катушка выполняет роль ударного механизма, сбивающего с защёлки включенное устройство выключателя. Также привод может быть ручной;

  • специальные отключающие пружины, которые размыкают силовую часть при отключении. За счёт них зависит скорость расхождения контактов.

При подаче питания на катушку соленоида включения его массивный сердечник втягивается, тем самым приводя в движение рычажный механизм, который, в свою очередь, направляет подвижные контакты, то есть свечи, в направлении розеток.

Также механизм включения может быть выполнен и на ручном приводе, тогда работу соленоида должен будет выполнять человек с помощью специального рычага, разумеется, в диэлектрических перчатках.

После тока как свечи вошли в розетку на 20-25 мм, механизм масляного выключателя встает на защелку.

Во время работы, в ячейках где установлены высоковольтные выключатели, должны быть изготовлены блокирующие устройства, которые не позволят механически, включенный высоковольтный аппарат выкатить из ячейки КРУ.

Масляные выключатели, установленные в ячейках должны быть оснащены системами защиты.

Таким образом, он работает в автоматическом режиме.

Его работа и назначение схожи с обычным низковольтным автоматическим выключателем.

При подаче отключающего сигнала или нажатия на механическую кнопку происходит сбивание устройства с защелки и за счет пружин, электрическая цепь разрывается, и он переходит в отключенное состояние.

Отключающие сигналы, которые управляют выключателем, приходят от релейной защиты и автоматики.

Конструкция масляных выключателей выполняется 2х основных типов:

  • баковые — обладают большим объемом масла, оснащены одним большим баком сразу для 3х контактов трехфазного напряжения;

  • горшковые (маломасляные) — с меньшим объемом масла, но и с дополнительной системой дугогашения, и 3мя раздельными баками. В них на каждой фазе присутствует отдельный металлический цилиндр, заполненный маслом, в каком и происходит разрыв контактов и подавление электрической дуги.

Техническое описание высоковольтных выключателей ВМП-10

1.1 Общие сведения

Высоковольтные выключатели служат для отключения и включения электрических цепей под нагрузкой, а также отключения токов к. з. и выпускаются для наружной и внутренней установки на различные номинальные токи и напряжения. В зависимости от среды, в которой осуществляется процесс гашения электрической дуги, выключатели разделяют на жидкостные, газовые и вакуумные. Из жидкостных наиболее распространены масляные выключатели, а из газовых — воздушные. Вакуумные выключатели будут использоваться в новой серии КРУ.
Масляные выключатели бывают многообъемные и малообъемные. В многообъемных все токоведущие части, кроме выводов, помещены в бак, заполненный минеральным (трансформаторным) маслом, которое служит для гашения дуга и изоляции токоведущих частей. На напряжение до 10 кВ включительно изготовляют однобаковые выключатели (все три фазы размещены в одном баке), а на напряжение 35 кВ и выше — трехбаковые (каждая фаза размещена в отдельном баке). В простейших выключателях использован способ гашения дуги при ее свободном горении в масле.
Процесс гашения дуги при отключении тока нагрузки или к. з. происходит следующим образом. Электрическая дуга, обладая высокой температурой, разлагает и превращает окружающий ее слой масла в газ, давление которого достигает 0,5—1 МПа. Отдавая теплоту на испарение и разложение масла, ствол дуги интенсивно охлаждается. Охлаждение дуги, циркуляция масла, возникающая в зоне ее горения, и повышенное давление газа способствуют деионизации и гашению дуги. Для удаления газа и снижения давления внутри бака выключателя предусматривается газоотвод.
Многообъемные выключатели в РУ на напряжение до 10 кВ из-за возможности их разрушения (взрыва), сопровождаемого выбросом большого количества масла, и необходимости специальных помещений (камер) для установки применяют редко. Такие выключатели, снабженные дугогасительными камерами, широко применяются в открытых РУ на напряжение 35 кВ и выше.
В малообъемных выключателях на каждый полюс имеется отдельный бачок, в котором размещены контакты и дугогасительная камера. Так как бачки установлены на изоляторах, масло служит только для гашения дуги. Малообъемные масляные выключатели используются преимущественно в электроустановках напряжением до 10 кВ. Из-за малого объема масла и применения специальных дугогасительных камер они не могут быть повреждены при отключении токов к. з. вследствие взрыва и поэтому могут устанавливаться в любом помещении, без специальных камер и в ячейках КРУ.

1.2 Технические характеристики

Предназначены для коммутации цепей номинальным напряжением 10 кВ трехфазного переменного тока промышленной частоты в нормальном режиме работы установки, а также для автоматического отключения этих цепей при токах короткого замыкания и перегрузках. Используются для комплектации шкафов КРУ и КСО в электроустановках общепромышленного назначения. По роду установки выключатели разделяются на две группы: – для обычных распределительных устройств (например, ячеек типа КСО) – для комплектных распределительных устройств (КРУ) с ячейками выкатного типа. В этом случае к обозначению типа выключателя добавляется буква ‘К’. Технические характеристики представлены в таблице 1.

Структура условного обозначения:
– В выключатель
– М маломаслянный
– П подвесное исполнение полюсов
– Номинальное напряжение, кВ
– номинальный ток, А
– номинальный ток, отключения, кА
– К для КРУ

Таблица 1 – Технические характеристики

Параметр

Значение

Напряжение, кВ

 

номинальное

10

наибольшее

11,5

Номинальный ток, А

630

Предельный ток отключения, кА

20

Предельный сквозной ток, кА

 

амплитуда

52

эффективное значение периодической составляющей

20

Ток термической устойчивости, 4-х секций

20

Ток включения, кА, амплитуда

52

эффективное значение периодической составляющей

20

Собственное время отключения выключателя с приводом, в секундах

0,1

Собственное время включения выключателя с приводом, в секундах

0,3

Время отключения до погасания дуги, в секундах

0,12

Масса выключателя без масла, кг

137

Применяются приводы электромагнитные постоянного тока типа ПЭ11 или пружинные приводы типа ПП67 (для ВПМ10), привод пружинный типа ППВ10 (для ВПМП 10).

1.3 Устройство и принцип действия ВМП-10

Малообъемный масляный подвесной выключатель ВМП-10 показан на рисунке 1, а. На лицевой стороне стальной рамы 1 установлены фарфоровые изоляторы 5, на которых подвешены полюса 6 выключателя. Главный вал 4 связан с подвижными контактами через тяги 3, выполненные из влагостойкого изоляционного материала, и рычаг 9. Внутри рамы размещена отключающая пружина 2. Полюс выключателя (рисунок 1, б) с выводами 18 и 22 состоит из прочного влагостойкого изоляционного цилиндра 21, на концах которого имеются металлические фланцы 11 и 20.

Рисунок 1 – Масляный выключатель ВМП-10: а — общий вид, б — полюс
На верхнем фланце 11 укреплен корпус 24 из алюминиевого сплава с расположенными внутри него выпрямляющим механизмом 8, стержневым контактом 12, роликовым токосъемом 10 в направляющих 23 и маслоотделителем 25. Корпус закрывается крышкой 26, в которую ввинчена пробка 7 маслоналивного отверстия. Нижний фланец 20 закрывается крышкой 15, на которой расположен розеточный контакт 19. В крышку ввинчена пробка 17 маслосливного отверстия 16. Внутри цилиндра над розеточным контактом установлена дугогасительная камера 13 поперечного дутья. Цилиндр снабжен указателем уровня масла 14.
Дугогасительная камера состоит из пакета изоляционных пластин, стянутых изоляционными шпильками. В нижней части камеры расположены один над другим поперечные дутьевые каналы, а в верхней — масляные «карманы». Поперечные дутьевые каналы имеют раздельные выходы, направленные кверху. Дуга при больших значениях отключаемого тока гасится дутьем в поперечных каналах, а при малых (если не будет погашена в каналах) — с помощью дутья в масляных карманах.

Высоковольтные переключатели — Pulse Power & Measurement Ltd

Благодаря достижениям в полупроводниковых технологиях твердотельные высоковольтные переключатели теперь могут заменять тиратроны, игнитроны, искровые разрядники и электромеханические реле высокого напряжения. Доступны четыре основных технологии (SiC, MOSFET, SCR и IGBT) в диапазоне от 1 кВ до 140 кВ и от 15 до 16 кА: Управляющий вход

TTL и электроника с низким энергопотреблением заменяют дорогостоящие расходные материалы для нагревателей и драйверы, используемые в решениях на основе электронных ламп. PPM поставляет 300 стандартных устройств производства Behlke, а также устройства нестандартной конструкции.

Найдите нужный компонент в таблице ниже или позвоните нам по телефону +44 (0) 1793 784389 и поговорите с одним из наших технических специалистов по продажам.

Максимальное время нарастания и спада

Твердотельные переключатели Behlke имеют очень большое время нарастания и спада. Если ваше приложение не требует полной скорости переключения, мы рекомендуем вам использовать опцию ограничения скорости S-TT (время нарастания и спада меньше прибл.50%) в сочетании с опцией входного фильтра нижних частот LP. Опции ограничения скорости помогают минимизировать высокочастотные трудности, типичные для цепей быстрых импульсов высокого напряжения, например автоколебательный, самовозгорающийся, вызывной сигнал и упрощение конструкции ЭМС в целом.

Использование схемы безынерционных диодов для предотвращения обратных токов

Быстродействующие твердотельные переключатели чувствительны к обратным токам от незажатых индуктивных нагрузок. Обратные токи могут включать медленные собственные (паразитные) диоды на полевых транзисторах неопределенным образом и могут привести к катастрофическому отказу переключателя.В частности, в режиме выключения, в сочетании с высокими токами выключения, должна быть реализована схема с быстрым обратным ходом диодов (быстрый последовательный блокирующий диод + параллельный быстродействующий диод). Его можно интегрировать с модулем коммутации в качестве опции I-FWDN. Пожалуйста, обсудите с формой технической поддержки PPM Power дополнительную информацию.

Дополнительную информацию о переключателях высокого напряжения см. В разделе «Выбор переключателя высокого напряжения».

Фиксированные выключатели


Переключатели с регулируемым включением


Импульсные переключатели мощности в сборе

Описание рабочего времени Максимальное напряжение Максимальный ток Скорость нарастания тока
Импульсные силовые стеки Переменная 30 кВ 20-50 кА 10-30 кА / мкс

Твердотельные выключатели

Отображение результатов 1–12 из 17

Выбор высоковольтного выключателя

Благодаря достижениям в полупроводниковых технологиях твердотельные переключатели теперь могут заменять тиратроны, игнитроны, искровые разрядники и электромеханические реле высокого напряжения. Управляющий вход TTL и электроника с низким энергопотреблением заменяют дорогостоящие расходные материалы для нагревателей и драйверы, имеющиеся в старых системах. Можно выбрать высоковольтный выключатель, который отвечает критериям типа приложения, системы или нагрузки, таким как напряжение, ток, частота и время включения. Однако для обеспечения оптимальной производительности коммутатора в приложении требуется дополнительная работа.

Высоковольтные переключатели состоят из массива полупроводников, управляемых сложным пусковым механизмом. Перенапряжения и высокие пиковые токи могут иметь разрушительные последствия, поэтому при выборе переключателя необходимо соблюдать осторожность, чтобы гарантировать, что пределы спецификации никогда не превышаются.Кроме того, высокие значения dV / dt и dI / dt, создаваемые событиями переключения, требуют осторожности при компоновке схемы, проводке, экранировании и заземлении, чтобы свести к минимуму перекрестные помехи и перенапряжения.

Как рассеивается мощность?

Уравнения ниже показывают, как мощность, рассеиваемая в переключателе, пропорциональна сопротивлению R, емкости CL и частоте f в каждом случае. Обычно мало что можно сделать, чтобы избежать воздействия напряжения, но сопротивление, емкость и частоту можно минимизировать, чтобы ограничить потери мощности.

Мощность, рассеиваемая внутри переключателя высокого напряжения для частот <100 Гц (слева) и> 100 Гц (справа)

Статическое сопротивление в открытом состоянии R будет указано в таблице данных для каждого переключателя, а емкость нагрузки CL должна быть известна или оценена консервативно. Затем значение PD следует сравнить со значением, указанным в таблице данных.

Если значение рассеиваемой мощности больше, чем указано в таблице данных, тогда могут потребоваться дополнительные варианты охлаждения.Рассеиваемая мощность для различных вариантов охлаждения обычно указывается, чтобы помочь выбрать правильное решение.

Переключатели различных типов

Различные технологии коммутации подходят для разных приложений. В высоковольтных переключателях, поставляемых PPM, используются четыре основных технологии для защиты от 1 кВ — 140 кВ и 15 А — 16 кА:

  • MOSFET — (Металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор)
  • IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором
  • MCT (тиристор с МОП-управлением)
  • SCR (выпрямитель с кремниевым управлением)

В приложениях с критически важной низкочастотной или резистивной нагрузкой можно использовать переключатель с низким сопротивлением в открытом состоянии, чтобы снизить омические потери. Двухтактные типы имеют два переключателя в полумостовой конфигурации. Это позволяет активно разряжать нагрузку, обеспечивая очень быстрый спад.

Анализ и моделирование системы

Окончательный выбор может сводиться к факторам, которые становятся очевидными только при анализе всей системы. Моделирование всей системы с использованием программного обеспечения, такого как PLECS или SPICE, позволит вам оптимизировать параметры и завершить выбор переключателя. Например, индуктивные нагрузки или большая паразитная индуктивность будут генерировать обратные напряжения, которые могут повредить переключатель.Использование свободно вращающихся диодов может защитить полупроводники внутри переключателя от этих событий.

Как избежать повреждения коммутатора

Значения, указанные производителем, не должны превышаться, так как это может привести к повреждению внутренних полевых МОП-транзисторов или схемы запуска. Особое внимание следует уделять прокладке и экранированию кабелей, поскольку большие переходные процессы напряжения и тока в цепи высокого напряжения могут вызвать значительные мгновенные напряжения на линиях управления низкого уровня. Незначительные события перегрузки по току и перенапряжения должны быть изначально идентифицированы при низких напряжениях, чтобы не создавать долгосрочных проблем с надежностью всей системы при полной нагрузке.Первоначальное тестирование системы следует проводить при низком напряжении, чтобы убедиться в отсутствии очевидных проблем. Перенапряжения будут масштабироваться вместе с напряжением — необходимо проверить, чтобы сигналы низкого и высокого напряжения оставались в правильных пределах, определяемых переключателем или другими компонентами. Перед повышением до максимального значения высокого напряжения сначала следует провести испытания при низких рабочих напряжениях.

PPM поставляет фиксированные переключатели времени включения, переключатели переменного времени и блоки импульсных переключателей мощности. Полный ассортимент PPM можно найти в разделе высоковольтных выключателей.

Фиксированные выключатели

Переключатели с регулируемым включением

Импульсные переключатели мощности в сборе

Описание рабочего времени Максимальное напряжение Максимальный ток Скорость нарастания тока
Импульсные силовые стеки Переменная 30 кВ 20-50 кА 10-30 кА / мкс

Фиксированные переключатели времени

Фиксированные тиристорные / тиристорные переключатели

Фиксированные переключатели MOSFET общего назначения

Переключатели MOSFET с низким сопротивлением

Сверхбыстрые переключатели MOSFET

Переключатели на фиксированных полевых МОП-транзисторах с низким сопротивлением

Переключатели с регулируемым включением

Переключатели на полевых МОП-транзисторах общего назначения

Переключатели MOSFET с высоким di / dt

Переключатели MOSFET с малой емкостью

Переключатели на регулируемых полевых МОП-транзисторах с низким сопротивлением

Переключатели MOSFET переменного тока

IGBT-переключатели общего назначения

Переменные тиристорные переключатели / переключатели MCT

Двухтактные переключатели MOSFET

Импульсные переключатели

Импульсные переключатели мощности в сборе

Импульсные силовые стеки

Высоковольтные переключатели США | Бельке | Выключатель высокого напряжения

Выключатели высокого напряжения

Высоковольтные твердотельные реле Behlke можно приобрести в компании High Voltage Connection, U.S. дистрибьютор Behlke.

Описание Технологии Контакты
Постоянное включение, общего назначения МОП-транзистор SPST
Фиксированное время включения, высокое di / dt МОП-транзистор SPST
Фиксированное время включения, высокое di / dt, сверхбыстрое МОП-транзистор SPST
Постоянное включение, низкое сопротивление МОП-транзистор SPST
Переменное время включения, общего назначения МОП-транзистор SPST
Переменное время включения, высокое di / dt МОП-транзистор SPST
Переменное время включения, низкая емкость связи МОП-транзистор SPST
Переменное время включения, низкое сопротивление МОП-транзистор SPST
Переменное время включения, напряжение переменного тока МОП-транзистор SPST
Переменное время включения, общего назначения IGBT SPST
Переменное время включения, общего назначения Тиристор / MCT SPST
Переменное время включения, Push-Pull МОП-транзистор SPDT
Ток в зависимости от времени SCR SPST

Запрос цитаты.

Выключатели высокого напряжения Behlke

Behlke быстрые, высоковольтные, твердотельные переключатели доступны в США у нас. Это стандарт в отрасли, доступно более 300 стандартных моделей. Эти быстродействующие высоковольтные переключатели находятся в диапазоне от 500 В до 120 кВ со временем нарастания до 1 нс.

Диапазон токов от микроампер до килоампер с ди / дт до 32 кА / мкс. Гальваническая развязка с управляющим входом TTL делает эти плавающие высоковольтные полупроводниковые стеки простыми в использовании.Технологии MOSFET, IGBT, SCR и MCT (MOS-управляемый тиристор) помогают сделать Behlke лучшим выбором для высоковольтного твердотельного переключателя.

Эти универсальные переключающие элементы имеют настоящие релейные характеристики и действуют как твердотельные реле. Ассортимент продукции Behlke включает выключатели с фиксированным и регулируемым включением. Это универсальные переключающие элементы с истинно релейным характером. Время включения контролируется сигналом TTL. Потери при динамическом переключении незначительны из-за малого времени перехода.Выключатели Behlke защищены от перегрузки и переключения напряжения. Они демонстрируют отличную устойчивость к переходным процессам высокого напряжения.

HV Switch Technologies

MOSFET, IGBT, SCR и тиристорные технологии помогают сделать Behlke мировым лидером в производстве высокоскоростных реле высокого напряжения.

Дистрибьютор Behlke

В США, пожалуйста, свяжитесь с нами или запросите расценки. Мы также можем оказать помощь в подаче заявки и подборе.

Информация для заказа

Чтобы заказать высокоскоростные высоковольтные выключатели Behlke, свяжитесь с нами.

Дополнительные продукты Behlke

Выключатель высокого напряжения

Выключатель высокого напряжения — это электрические выключатели для напряжений выше 1 киловольта (кВ). Выключатели на напряжение ниже 1 кВ называются выключателями низковольтными. Выключатели высокого напряжения делятся на автоматические выключатели, выключатели нагрузки, выключатели нагрузки и разъединители.Высоковольтные выключатели используются на подстанциях, установках распределения нагрузки или в районе электростанций и управляются дистанционно из центров управления. Они могут быть оснащены моторным, подпружиненным или пневматическим приводом. Компактные конструкции можно найти в распределительных устройствах с элегазовой изоляцией.

Три поршневых выключателя на 400 кВ с газом SF 6 в качестве изолирующей и огнегасящей среды в Т-образном исполнении, каждый из которых состоит из двух горизонтальных переключающих элементов.

Автоматический выключатель

Автоматические выключатели с низким содержанием масла в ОРУ типовой Y-образной формы.Модель высоковольтного выключателя с низким содержанием масла в разрезе.

Коммутационная способность, то есть возможность отключения существующего электрического соединения, является наибольшей у автоматических выключателей и выражается в форме мощности короткого замыкания. Автоматические выключатели могут переключать токи нагрузки до нескольких килоампер (кА) в случае короткого замыкания.

Общие критерии выбора автоматических выключателей:

  • номинальное рабочее напряжение и уровень напряжения
  • номинальный рабочий ток (несколько кА)
  • ток короткого замыкания.

Автоматические выключатели обычно доступны для токов короткого замыкания 30 кА, 40 кА, 50 кА и 63 кА. Следует отметить, что каждое удаленное короткое замыкание вызывает значительно более сильный ожог на перегоревшем тюльпанах и перегоревшем штыре, чем нормальные рабочие токи.

Номинальная отключающая способность этих выключателей находится в диапазоне от нескольких 100 МВт и выше. Из-за большой коммутационной способности фактический процесс переключения теперь происходит в защитной среде, такой как вакуум или защитные газы, такие как гексафторид серы (SF 6 ).Старые автоматические выключатели с приводами сжатого воздуха часто проектируются без защитного газа или вакуума: дуга, возникающая, особенно при выключении, гасится сжатым воздухом. Автоматические выключатели с низким содержанием масла также распространены в старых системах, где дуга гасится маслом. В самой старой конструкции выключателя — выключателях котельного масла, которые сегодня используются редко, — процесс переключения происходит в котле, заполненном маслом. Существует опасность взрыва масляного переключателя из-за газообразования в масле из-за переключающей дуги.

В случае автоматических выключателей, поскольку они всегда должны быть изолированы в открытом распределительном устройстве, не всегда возможно определить снаружи, разомкнут ли переключатель или замкнут.

Для более высоких напряжений переменного тока, например, на уровне 400 кВ, два или более переключателя мощности обычно подключаются последовательно. Фактические переключатели расположены в двух горизонтальных керамических корпусах в Т-образном исполнении и в двух наклонных керамических изоляторах в V-образном исполнении. Чтобы равномерно разделить переменное напряжение между двумя переключателями и избежать повреждений, вызванных чрезмерно высокими напряжениями на переключателе, два высоковольтных конденсатора соединены последовательно и действуют как емкостной делитель напряжения.Реактивный ток, возникающий при отключенном выключателе, прерывается последовательно включенным разъединителем.

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель представляет собой комбинацию автоматического выключателя и разъединителя. Он может включать и выключать рабочий ток и ток холостого хода. Автоматический выключатель также обеспечивает изолирующее расстояние, предписанное DIN / VDE 0105. Тем не менее, выключатель можно найти только до 40 кВ. Автоматические выключатели примерно на 1/3 дешевле автоматических выключателей, но имеют гораздо меньшее количество циклов переключения.

  • Пример: выключатель 22 × 16 кА; Автоматический выключатель 100 × 16 кА.

Реле нагрузки

Реле нагрузки переключают нагрузку или токи холостого хода в системах до 30 кВ. Они могут включать и выключать свой номинальный ток. Выключатель нагрузки также может включаться до номинального тока короткого замыкания даже в случае неисправности. Однако он не может выключиться в случае неисправности (короткого замыкания).

Выключатели-разъединители

Выключатель-разъединитель на 12 кВ с предохранителями HH.

Как и выключатель нагрузки, этот высоковольтный выключатель может выключать и включать рабочие токи, а также включать токи короткого замыкания. Однако выключатель-разъединитель также обеспечивает заданное изолирующее расстояние согласно DIN / VDE 0105. Он в основном используется в диапазоне среднего напряжения (от 10 до 30 кВ). Его коммутационная способность составляет примерно от 40 до 63 кА.

Trenner

Разъединитель не имеет устройства гашения дуги и поэтому может отделять электрические цепи друг от друга только при отсутствии тока нагрузки.В энергетике этот процесс обозначается как отключение , а не переключение . Изоляторы в распределительных устройствах наружной установки должны визуально разделять электрические соединения в соответствии с VDE 105, коммутационная способность может быть ограничена емкостными реактивными токами в несколько 100 мА, вызванными участками линии.

Разъединители обычно подключаются последовательно с силовыми цепями в случае сетевых розеток, поскольку изолятор может быть отключен или замкнут только тогда, когда соответствующий автоматический выключатель разомкнут, и, таким образом, через изолятор не протекает значительный ток.Фактический процесс отключения может занять до нескольких секунд из-за сравнительно больших расстояний с более крупными разъединителями, такими как разъединитель с пантографом, в то время как процесс переключения автоматического выключателя занимает несколько 10 мс.

  • Группа из трех изоляторов (пантографного или ножничного типа, открытый) в ОРУ на 380 кВ

  • Сдвиговый сепаратор на 220 кВ, закрытый

Заземлитель

Заземлитель создает проводящий и соединение с защитой от короткого замыкания между проводником и землей.Часто встречается комбинация разъединителя и заземлителя.

Устройство короткого замыкания или устройство быстрого заземления

Устройства короткого замыкания и электроды быстрого заземления замыкаются с усилием пружины. Они используются, среди прочего, в распределительных устройствах с высокопроизводительными высоковольтными предохранителями (плавкие предохранители HH, т. Е. Предохранители) для предотвращения перегрузки z. B. может быть быстро прекращен удаленным дуговым замыканием, вызывающим локальное короткое замыкание и заземление. Короткозамыкатели запускаются трансформаторами тока и имеют подпружиненное запоминающее устройство, которое срабатывает с помощью небольшого тянущего магнита, замыкает выключатель за очень короткое время и срабатывает предохранитель или защитное устройство через короткое замыкание.

Короткозамыкатели имеют воздушную изоляцию и очень простую конструкцию, так как они должны только включать ток короткого замыкания, но не выключать. Короткие замыкатели часто приходится открывать или снова натягивать вручную.

литература

  • Рене Флосдорф, Гюнтер Хильгарт: Распределение электроэнергии. 4-е издание, Verlag BG Teubner, 1982, ISBN 3-519-36411-5
  • Вилфрид Книс, Клаус Ширак: Инженерия электрических систем. 5-е издание, Carl Hanser Verlag, Мюнхен и Вена, 2006 г., ISBN 3-446-40574-7
  • Гюнтер Шпрингер: Электротехника. 18-е издание, Verlag Europa-Lehrmittel, Вупперталь, 1989, ISBN 3-8085-3018-9

Веб-ссылки

Высоковольтные переключатели BEHLKE + высоковольтные импульсные генераторы на основе кремния и карбида кремния кремния + Диэлектрическое жидкостное охлаждение для высоковольтных приложений

Высокоскоростные высоковольтные переключатели: Мы быстро проектируем и производим модули полупроводниковой коммутации высокого напряжения в одно- и двухтактном исполнении. конфигурация переключателя, в MOSFET, SiC, IGBT, MCT и тиристорная технология, для переменного и постоянного тока, для напряжения до 200 кВ.Твердотельный переключить программу делится на две основные категории: Выключатели с фиксированным временем включения. (группы продуктов от A до B4) и переключатели с регулируемым временем включения (группы продуктов от C1 до C8). Выключатели с фиксированным временем включения очень экономичны и используются в основном в простых схемах зарядки или разрядки. Благодаря отличным характеристикам ЭМС они являются идеальными переключающими элементами в цепях генератора для затухающих колебаний, особенно в сочетании с быстродействующими диодами серии FDA.Коммутаторы с фиксированным временем включения также являются первым выбором, если приложение требует экстремальных di / dt, очень быстро время нарастания напряжения или очень короткие импульсы. В отличие от переключателей с фиксированным временем включения, переключатели с регулируемым временем включения имеют истинное релейное поведение и, следовательно, более универсальны. Они идеально подходят для приложений с переменной шириной импульса, переменной продолжительностью включения. или в случаях, когда требуется бесконечное время. Двухтактные переключатели предпочтительно используются для генерации истинно симметричных прямоугольных импульсов с быстрым нарастанием и спада, часто в связи с емкостной нагрузкой.В отличие от установки с одним переключателем, Двухтактная схема не требует рабочего резистора и, следовательно, намного более эффективна в отношении потребления энергии высокого напряжения при более высокой рабочей частоте. Из-за отсутствия рабочего резистора размер входного накопительного конденсатора можно уменьшить до минимальные без отрицательного влияния на плоскостность вершины генерируемых импульсов. Таким образом, двухтактные переключатели являются идеальным выбором для приложений с прямоугольными импульсами с высокими требованиями к форме импульсов.Коммутационные модули BEHLKE всегда гальванически изолированы. Их можно использовать в качестве переключателей на стороне высокого напряжения как для положительного, так и для отрицательного напряжения. Если полярность напряжения должна измениться во время работы (например, в масс-спектрометрах TOF с ускорением положительных и отрицательных ионов), то следует учитывать технологию переключения переменного тока. Выключатели переменного тока доступны как одинарные, так и двухтактные. Управление переключателями BEHLKE всегда осуществляется простым сигналом TTL. Внутренняя цепь управления и безопасности обеспечивает формирование управляющих импульсов, защиту от превышения частоты и температуры.В переключатели не могут управляться неправильно. Они всегда находятся в полностью открытом или выключенном состоянии и никогда не находятся в промежуточном состоянии, даже при наихудших условиях эксплуатации. Также на время нарастания включения или выключения не могут повлиять никакие внешние воздействия, что гарантирует очень высокую воспроизводимость переключения и очень хорошая долговременная надежность всей схемы приложения. Цепь управления переключателями с регулируемым временем включения имеет дополнительный вход запрета, который позволяет подключать внешние датчики сверхтока, внешние термотриггеры. или другие внешние цепи безопасности.Все переключатели доступны с дополнительными функциями охлаждения, такими как улучшенная теплопроводность (опция ITC), непроводящие керамические охлаждающие поверхности (опция CCS), изолированные медные охлаждающие фланцы (опция GCF), непроводящая керамика. охлаждающие фланцы (опция GCF-CER) или неизолированные охлаждающие ребра из меди (опция CF) или легкого графита (опция CF-GRA). Для применений, критичных к коронному разряду, охлаждающие ребра также могут быть изготовлены из непроводящей керамики с высокими характеристиками (опция CF-CER).Если воздушное охлаждение доходит до предела, применяется жидкостное охлаждение. Существует два способа жидкостного охлаждения: непрямое жидкостное охлаждение (опция ILC) и прямое жидкостное охлаждение (опция DLC). Непрямое жидкостное охлаждение имеет среднюю эффективность охлаждения и предназначено для простых проводящие и непроводящие охлаждающие жидкости, такие как водопроводная вода или деионизированная вода. Более эффективным и более подходящим для работы на высоких частотах является прямое жидкостное охлаждение (опция DLC), в котором используется перфторированный полиэфир (PFPE), перфторуглерод (PFC) или гидрофторэфир (HFE). как непроводящий хладагент.Индивидуальные переключатели с индивидуальными электрическими и механическими модификациями доступны по запросу. Проконсультируйтесь с BEHLKE или отправьте технический запрос.

Высокоскоростные генераторы высокого напряжения: Стандартная программа генераторов высокого напряжения основана на твердотельных переключателях BEHLKE HV серии HTS. Программа включает драйверы быстрых ячеек Поккеля для Q-переключателя и других лазерных приложений, а также прецизионные прямоугольные импульсы для сетки отклонения и ускорения. драйверы, драйверы кикерного магнита, ионные ловушки, модуляторы TWR и Klystron и многие другие аналитические, измерительные и испытательные устройства.Серии моделей FQD, GHTS, FHPP и FSWP являются стандартной линейкой продуктов для решений «plug and play». Все импульсные генераторы BEHLKE спроектирован для системной интеграции, это означает, что импульсным генераторам для работы необходим источник высокого напряжения и источник управляющих сигналов. В зависимости от дополнительных функций охлаждения (охлаждающие ребра, охлаждающий фланец или жидкостное охлаждение) вышеупомянутые насосы могут работать в непрерывном режиме. частота повторения до 3 МГц (группа продуктов D). Здесь необходимо упомянуть, что каждый переключатель BEHLKE также может быть преобразован в генератор импульсов путем комбинации с дополнительными пассивными и активными компоненты, которые объединены и скреплены вместе с переключателем в одном корпусе.Такими дополнительными компонентами могут быть демпфирующие резисторы, рабочие резисторы, демпферы RC, буферные конденсаторы, обратные диоды и высоковольтные розетки и т. Д. Решение с импульсным генератором — это меньше электромагнитных помех, меньше коронного разряда, меньший объем сборки, улучшенные электрические характеристики, идеальная изоляция, упрощенная проводка высокого напряжения и меньшие затраты на сборку. Пожалуйста, проконсультируйтесь с BEHLKE по поводу решений для генераторов OEM.

Быстрые высоковольтные диоды: Быстродействующие высоковольтные диодные сборки для безнапорный режим с временем восстановления 80 нс для напряжений до 200 кВ и пиковых токов до 10 кА (модельный ряд FDA).Диодные сборки FDA доступны в виде одиночного диода, двойного диода или в виде диодной сети с последовательный блокирующий диод для использования с переключателями MOSFET или IGBT. Все высоковольтные диоды BEHLKE доступны в недорогих пластиковых корпусах или с вариантами охлаждения, упомянутыми выше. Пожалуйста, обратитесь к группа продуктов E. Индивидуальные высоковольтные диоды доступны по запросу.
Диэлектрическое жидкостное охлаждение: Мы поставляем все компоненты для прямого жидкостного охлаждения DLC на основе диэлектрических охлаждающих жидкостей (PFPE, PFC, HFE), включая интеллектуальные насосные агрегаты, теплообменники, охлаждающие пластины, охлаждающие камеры, активные и пассивные радиаторы, датчики потока, быстроразъемные соединения, адаптеры, трубки и охлаждающие жидкости. (продукт группа F).
Компоненты высоковольтной части: Высоковольтные пленочные резисторы, высоковольтные массовые резисторы, высоковольтные керамические конденсаторы, высоковольтные зонды, высоковольтные кабели (группа продуктов G).
Примечание для наших клиентов: В настоящее время, есть некоторые подражание BEHLKE® продукты на рынке, которые гордо рекламируются как «запатентованная технология» на определенном сайте. Рентгенологические исследования показали что в этих сомнительных продуктах используются упрощенные и устаревшая схема старого патента BEHLKE.Уточним, что подобные архаичные и примитивные схемотехнические решения небезопасны и ненадежны. и никоим образом не сравнимо с сегодняшними очень сложными Продукция BEHLKE. Подробнее

Отключение высоковольтного выключателя: EngineeringPorn

Объяснение события для тех, кто в нем нуждается:

Это неисправная работа воздушного выключателя на Подстанция 500 кВ Эльдорадо недалеко от Боулдер-Сити, Невада .

На видео показано отключение сетевых дросселей (для компенсации емкостной VAR линии) с правой стороны возле этого грузовика. Реакторы рассчитаны на 33 МВАр при линейном напряжении 290 кВ. Поскольку энергокомпания ранее сталкивалась с трудностями при прерывании одной из трех фаз при попытке отключить этот линейный реактор, бригада технического обслуживания подстанции организовала специальный тест, чтобы они могли записать на видео событие переключения, а также приняли меры, чтобы «убить» неисправность. при необходимости, поэкспериментируйте, отключив выключатели на входе.

———————————————— ——————

В этом конкретном разъединителе используются переключающие элементы, заполненные газом, называемые прерывателями « газовый насос ». Они расположены справа от поворотных выключателей воздушного выключателя. Фактические переключающие элементы этих прерывателей скрыты внутри серых горизонтальных изоляторов (проходных изоляторов).

Переключающие элементы размещены в герметичных «баллонах», заполненных специальным изолирующим газом (гексафторид серы или SF6) под высоким давлением.SF6 необходим для быстрого гашения дуги, возникающей при разрыве цепи высокого напряжения.

Во время нормальной работы коммутатор сначала откроет прерыватели SF6. Это отключает цепь высокого напряжения, так что воздушные выключатели могут повернуться в «разомкнутое» положение без протекания тока. Как только воздушные выключатели полностью разомкнуты, элегазовые прерыватели снова замыкаются. Эта последовательность обычно гарантирует, что воздушные выключатели сработают только в обесточенном состоянии и без дуги.

—————— Рабочий механизм ———————

  • Каждый газ Пульсирующий прерыватель использует две камеры SF6, которые соединены последовательно, так как требуется два переключателя, объединенные для того, чтобы выдержать воздействие высокого напряжения.

  • На этом видео один был неисправен и не открывался. Это привело к полной нагрузке напряжения на оставшуюся исправную. Когда исправная камера пыталась открыть индуктивную нагрузку, это создавало скачок высокого напряжения, из-за которого втулка исправного прерывателя перекрывалась.

  • Первоначальный пробой можно увидеть, пробегая дугу через горизонтальную втулку прерывателя в самом начале видеоклипа. Поскольку затронутая фаза оставалась под напряжением (из-за пробоя дуги), воздушный прерыватель начинает размыкаться, пока еще находится под напряжением. Он продолжает образовывать дугу, когда переключатель поворачивается на 90 градусов до полностью открытого положения.

  • Когда разъединитель достигает полностью разомкнутого положения, элегазовые прерыватели снова замыкаются.Хотя это погасило горизонтальную дугу на втулке исправного прерывателя, дуга на воздушном выключателе сохраняется, продолжая нарастать и создавая потенциально опасную ситуацию.

————————- Ионизация ——————- ———

Когда контакты начинают разъединяться, из-за высокой напряженности электрического поля в зазоре (напряжение / расстояние между контактами = E) начинается полевая эмиссия и высвобождаются электроны, которые затем сталкиваются с молекулы воздуха, вызывающие вторичную ионизацию.По мере увеличения количества электронов будет увеличиваться и проводимость среды (Воздуха).

С увеличением проводимости начинает течь больше тока. Таким образом, рассеиваемая температура также повышается, вызывая образование плазмы в дуговом промежутке. Это приводит к термоэлектронной эмиссии, которая дополнительно ионизирует воздух.

По мере того, как нагретый воздух движется вверх, путь дуги также поднимается, поскольку нагретые ионы (воздух) движутся вверх. Можно сказать, что это крупномасштабный эксперимент Джейкоба с лестницей.

По мере экспоненциального увеличения тока будет обнаружен аномальный ток , в результате чего сработает автоматический выключатель на входе, отключив неисправную цепь. Но это займет немного времени, так как тогда нагрузка составляла всего 100 А.

———————————————— ————————

Чтобы избежать риска дальнейшего повреждения оборудования, диспетчер энергокомпании вручную приказал выключателям на входе отключиться, внезапно отключив дуга.

Камеры SF6 были сильно повреждены после этой неисправности, и их пришлось заменить.

———————————————— ————————

Редактировать: Поскольку некоторые спрашивали о токе нагрузки:

Как бы впечатляюще ни была эта огромная дуга, воздушный разрыв переключатель НЕ отключал реальную нагрузку.

Эта дуга «только» несла относительно низкий (около 100 ампер) ток намагничивания, связанный с линейным реактором.

Линия электропередачи длиной 94 мили, связанная с вышеуказанной цепью, обычно передает более 1000 мегаватт (МВт) электроэнергии между Боулдер-Сити, штат Невада (от массивных генераторов на плотине Гувера) до подстанции Луго недалеко от Лос-Анджелеса, Калифорния.

Разрыв при нормальной нагрузке (~ 2000 ампер) вызвал бы НАМНОГО более горячую и чрезвычайно разрушительную дугу. Представьте себе толстую, ослепительно бело-голубую сварочную дугу длиной 100 футов, которая испаряет контакты на выключателе воздушного прерывателя, а затем возвращается обратно вдоль питателей, плавя и испаряя их по пути.

===========================================

Переключатели верхнего уровня — Infineon Technologies

PROFET (Защищенные полевые транзисторы) — это наша марка интеллектуальных переключателей питания High-Side. Он состоит из полевого МОП-транзистора, драйвера затвора с подкачкой заряда и множества функций защиты и диагностики.

Кроме того, интегрированы несколько функций защиты. Например, защита от короткого замыкания может защитить полевой МОП-транзистор в случае короткого замыкания на землю / аккумулятор.

Защита от перенапряжения гарантирует, что полевой МОП-транзистор не будет поврежден во время переходных процессов сброса нагрузки или других событий высокого напряжения (при условии, что энергия переходного импульса находится в указанных пределах). Защита аккумулятора от обратной полярности обеспечивает безопасность интеллектуального переключателя при обратной полярности аккумулятора (ток может течь, но устройство не будет

).

поврежден). Функция ограничения тока ограничивает максимальный ток, который может подавать переключатель MOSFET. Это снова помогает защитить коммутатор от короткого замыкания на землю / аккумулятор.Защита от перегрева —

активируется, если температура перехода MOSFET достигает небезопасного уровня: переключатель выключается, полностью останавливая прохождение тока.

Наконец, включена диагностика, поэтому интеллектуальный переключатель может обеспечивать обратную связь с микроконтроллером при обнаружении неисправности.

Защита от перегрева и перегрузки по току

Обычно защита от перегрева включается, если температура соединения достигает небезопасного уровня, например.грамм. где ток нагрузки может быть недостаточно высоким для обнаружения диагностикой. Однако поддерживаемый в течение некоторого времени ток нагрузки фактически нагревает устройство и срабатывает защиту от перегрева. Для этого все PROFET имеют встроенный датчик температуры.

Чтобы понять защиту от перегрева и перегрузки по току, давайте взглянем на этот график.

Когда PROFET включен (IN = 1) и разрешена диагностика (DEN = 1), он будет отслеживать точность измерения тока (I IS ).Как видно на графике, в случае, когда ток нагрузки I L ниже предельного значения тока, неисправность не будет обнаружена. При длительной эксплуатации I L доводит температуру перехода T J до абсолютного предела. Обнаружена неисправность и срабатывает защита от перегрева.

Для некоторых PROFET (например, PROFET + 2 (ссылка)) существует также динамическая защита от перегрева, которая отслеживает динамическое изменение температуры перехода для обнаружения неисправности.

В отличие от защиты от перегрева, максимальная токовая защита срабатывает мгновенно, как только ток нагрузки достигает тока отключения.

После срабатывания защиты

В зависимости от устройства, защита, будь то температура, напряжение или ток, может быть выполнена:
— ограничением (максимальный ток, который может выдавать переключатель верхней стороны полевого МОП-транзистора, ограничен)
— отключением (канал закрыт вниз).

Есть два способа зарегистрировать состояние неисправности:

После срабатывания защиты есть два способа активировать устройство:
— защелкой (устройство остается выключенным и может быть повторно активировано только микроконтроллером)
— перезапуском (когда температура ниже определенного порога, без необходимость микроконтроллера).

Более свежие семейства продуктов, такие как PROFET + 2 EPA (ссылка), интегрировали интеллектуальную функцию автоматического перезапуска, при которой каналу разрешается несколько раз включаться перед окончательным отключением, если условия для включения не были выполнены.

Прочие защиты

Для большинства коммутаторов PROFET Smart также предусмотрены другие средства защиты:

  • Потеря защиты от земли
  • Защита от обратной полярности
  • Защита от пониженного напряжения.

Для получения дополнительной информации обратитесь к таблицам данных.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *