Διακόπτης κενού: συσκευή και αρχή λειτουργίας + αποχρώσεις επιλογής και σύνδεσης

ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΚΑΙ ΟΡΙΑ ΓΙΑ ΜΙΑ ΑΣΦΑΛΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ

Κλιματική έκδοση και κατηγορία τοποθέτησης U2 σύμφωνα με το GOST 1550, συνθήκες λειτουργίας σε αυτήν την περίπτωση:

• το υψηλότερο υψόμετρο πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας έως 3000 m.
• Η ανώτερη τιμή λειτουργίας της θερμοκρασίας του αέρα περιβάλλοντος στον εξοπλισμό διανομής (KSO) θεωρείται συν 55°C, η πραγματική τιμή της θερμοκρασίας περιβάλλοντος αέρα του εξοπλισμού διανομής και του KSO είναι συν 40°C.
• η χαμηλότερη τιμή λειτουργίας της θερμοκρασίας του αέρα περιβάλλοντος είναι μείον 40°С.
• ανώτερη τιμή σχετικής υγρασίας αέρα 100% στους συν 25°С.
• το περιβάλλον είναι μη εκρηκτικό, δεν περιέχει αέρια και ατμούς επιβλαβείς για τη μόνωση, δεν είναι κορεσμένο με αγώγιμη σκόνη σε συγκεντρώσεις που μειώνουν τις παραμέτρους ηλεκτρικής αντοχής της μόνωσης του διακόπτη.

Θέση εργασίας στο χώρο - οποιαδήποτε. Για τις εκδόσεις 59, 60, 70, 71 - βάση προς τα κάτω ή επάνω. Οι διακόπτες έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν στις λειτουργίες "O" και "B" και σε κύκλους O - 0,3 s - VO - 15 s - VO. O - 0,3 s - VO - 180 s - VO.
Οι παράμετροι των βοηθητικών επαφών του διακόπτη κυκλώματος δίνονται στον Πίνακα 3.1.
Όσον αφορά την αντίσταση σε εξωτερικούς μηχανικούς παράγοντες, ο διακόπτης κυκλώματος αντιστοιχεί στην ομάδα M 7 σύμφωνα με το GOST 17516.1-90, ενώ ο διακόπτης κυκλώματος λειτουργεί όταν εκτίθεται σε ημιτονοειδείς κραδασμούς στην περιοχή συχνοτήτων (0,5 * 100) Hz με μέγιστο πλάτος επιτάχυνσης 10 m/s2 (1 q) και πολλαπλές κρούσεις με επιτάχυνση 30 m/s2 (3 q).

Πίνακας 3.1 - Παράμετροι βοηθητικών επαφών του διακόπτη κυκλώματος

Εικόνα 3.1

Οι διακόπτες πληρούν τις απαιτήσεις του GOST687, IEC-56 και των προδιαγραφών TU U 25123867.002-2000 (καθώς και ITEA 674152.002 TU; TU U 13795314.001-95).
Η εξάρτηση της ζωής μεταγωγής των αυτόματων διακοπτών από το μέγεθος του ρεύματος που έχει διακοπεί φαίνεται στο σχ. 3.1.

Οι διακόπτες πληρούν τις απαιτήσεις του GOST 687, IEC-56 και των προδιαγραφών TU U 25123867.002-2000 (καθώς και ITEA 674152.002 TU; TU U 13795314.001-95).
Η εξάρτηση της ζωής μεταγωγής των αυτόματων διακοπτών από το μέγεθος του ρεύματος που έχει διακοπεί φαίνεται στο σχ. 3.1.

Τεχνολογία διακόπτη κενού.

Η κύρια οριζόντια γραμμή κάλυψης στο «καθαρό δωμάτιο». VIL, Finchley, 1978.

Η παραγωγή αγωγών τόξου κενού πραγματοποιείται σε ειδικές εγκαταστάσεις με χρήση σύγχρονων τεχνολογιών - «καθαρό δωμάτιο», φούρνοι κενού κ.λπ.

Εργαστήριο διακόπτη κενού στη Νότια Αφρική, 1990

Η κατασκευή ενός θαλάμου κενού είναι μια διαδικασία κατασκευής υψηλής τεχνολογίας. Μετά τη συναρμολόγηση, οι θάλαμοι του διακόπτη κυκλώματος τοποθετούνται σε φούρνο κενού, όπου σφραγίζονται ερμητικά.

Τέσσερα βασικά σημεία στην παραγωγή ενός αγωγού τόξου κενού:

1. πλήρες κενό
2. λεπτομερής υπολογισμός ηλεκτρικών παραμέτρων.
3. σύστημα ελέγχου τόξου
4. υλικό ομάδας επαφής

Τέσσερα βασικά σημεία στην παραγωγή αυτόματων διακοπτών κενού:

1. τέλεια συνολική ποιότητα κατασκευής της συσκευής.
2. ακριβής υπολογισμός των ηλεκτρομαγνητικών παραμέτρων της συσκευής. Σε περίπτωση σφαλμάτων στο σχεδιασμό της συσκευής, είναι δυνατή η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή μεταξύ των αποζεύξεων.
3. μηχανισμός. Είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί μια σύντομη διαδρομή του μηχανισμού και ένα χαμηλό επίπεδο κατανάλωσης ενέργειας. Για παράδειγμα, κατά τη μετάβαση σε 38 kV, η απαιτούμενη διαδρομή του μηχανισμού είναι 1/2″ και, ταυτόχρονα, η κατανάλωση ενέργειας δεν υπερβαίνει τα 150 J.
4. Τέλεια σφραγισμένες ραφές συγκόλλησης.

Η συσκευή ενός κλασικού αγωγού τόξου κενού.
αλεξίπτωτο τόξου V8 15 kV (4 1/2″ διάμετρος). Αρχές δεκαετίας 70.

Η φωτογραφία δείχνει τα κύρια στοιχεία του σχεδιασμού του αγωγού τόξου κενού.

Έλεγχος ηλεκτρικού τόξου: ακτινικό μαγνητικό πεδίο.

Καρέ λήψης υψηλής ταχύτητας (5000 καρέ ανά δευτερόλεπτο).
τακάκι διακόπτη. διάμετρος 2”.
Ακτινικό μαγνητικό πεδίο
31,5kArms 12kVrms.
Αυτή η διαδικασία συμβαίνει λόγω της αυτο-επαγωγής του ακτινικού μαγνητικού πεδίου (το διάνυσμα πεδίου κατευθύνεται κατά μήκος της ακτινικής κατεύθυνσης), το οποίο δημιουργεί μια κίνηση τόξου πάνω από την ηλεκτρική επαφή, ενώ μειώνει την τοπική θέρμανση του μαξιλαριού επαφής.Το υλικό των επαφών πρέπει να είναι τέτοιο ώστε το ηλεκτρικό τόξο να κινείται ελεύθερα πάνω στην επιφάνεια. Όλα αυτά καθιστούν δυνατή την υλοποίηση ρευμάτων μεταγωγής έως 63 kA.

Έλεγχος τόξου: αξονικό μαγνητικό πεδίο.

Καρέ λήψης υψηλής ταχύτητας (9000 καρέ ανά δευτερόλεπτο).
Εικόνα του αξονικού μαγνητικού πεδίου
40kArms 12kVrms

Η διαδικασία που χρησιμοποιεί αυτο-επαγωγή του μαγνητικού πεδίου κατά μήκος του άξονα του ηλεκτρικού τόξου δεν επιτρέπει στο τόξο να συρρικνωθεί και προστατεύει το μαξιλάρι επαφής από υπερθέρμανση, αφαιρώντας την περίσσεια ενέργειας. Σε αυτή την περίπτωση, το υλικό της περιοχής επαφής δεν πρέπει να συμβάλλει στην κίνηση του τόξου κατά μήκος της επιφάνειας επαφής. Υπάρχει η δυνατότητα σε βιομηχανικές συνθήκες να πραγματοποιηθεί μεταγωγή ρευμάτων άνω των 100 kA.

Ένα ηλεκτρικό τόξο στο κενό είναι το υλικό των ομάδων επαφής.
Καρέ λήψης υψηλής ταχύτητας (5000 καρέ ανά δευτερόλεπτο).
Εικόνα μαξιλαριού με διάμετρο 35mm.
Ακτινικό μαγνητικό πεδίο.
20kArms 12kVrms

Όταν οι επαφές ανοίγουν σε κενό, το μέταλλο εξατμίζεται από τις επιφάνειες επαφής, το οποίο σχηματίζει ένα ηλεκτρικό τόξο. Σε αυτή την περίπτωση, οι ιδιότητες του τόξου αλλάζουν ανάλογα με το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται οι επαφές.

Συνιστώμενες παράμετροι πλακών επαφής:

υλικά

Μικρογραφία.

Αρχικά, ένα κράμα χαλκού και χρωμίου χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή πλακών επαφής. Αυτό το υλικό αναπτύχθηκε και κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από την English Electric τη δεκαετία του 1960. Σήμερα, είναι το μέταλλο που χρησιμοποιείται περισσότερο στην παραγωγή αγωγών τόξου κενού.

Η αρχή λειτουργίας του μηχανισμού.

Ο μηχανισμός των αυτόματων διακοπτών κενού είναι σχεδιασμένος με τέτοιο τρόπο ώστε η ποσότητα ενέργειας που δαπανάται για την εναλλαγή να μην παίζει κανένα ρόλο - υπάρχει μια απλή κίνηση των επαφών. Ένα τυπικό αυτόματο κλείσιμο απαιτεί 150-200 Joules ενέργειας για έλεγχο, σε αντίθεση με έναν διακόπτη κορμού με μόνωση αερίου που χρειάζεται 18.000-24.000 Joule για να πραγματοποιήσει μία αλλαγή. Αυτό το γεγονός επέτρεψε τη χρήση μόνιμων μαγνητών στην εργασία.

Μαγνητική κίνηση.

Η αρχή της λειτουργίας της μαγνητικής κίνησης

Στάδιο ανάπαυσης Το στάδιο κίνησης είναι ένα μοντέλο κίνησης.

Ιστορία των αυτόματων διακοπτών κενού

Δεκαετία 50. Ιστορία ανάπτυξης: πώς ξεκίνησαν όλα ...
Ένας από τους πρώτους διακόπτες υψηλής τάσης του κεντρικού ηλεκτρικού δικτύου. Η φωτογραφία δείχνει ένα AEI 132 kV, διακόπτη κενού σε λειτουργία στο West Ham του Λονδίνου από το 1967. Αυτό, όπως και οι περισσότερες παρόμοιες συσκευές, λειτουργούσε μέχρι τη δεκαετία του 1990.

Ιστορικό ανάπτυξης: Διακόπτης κενού 132kV VGL8.
- το αποτέλεσμα μιας κοινής ανάπτυξης της CEGB (Central Power Board - ο κύριος προμηθευτής ηλεκτρικής ενέργειας στην Αγγλία) και της General Electric Company.
- οι πρώτες έξι συσκευές τέθηκαν σε λειτουργία την περίοδο 1967 - 1968.
- η τάση κατανέμεται χρησιμοποιώντας παράλληλα συνδεδεμένους πυκνωτές και έναν πολύπλοκο κινητό μηχανισμό.
- κάθε ομάδα προστατεύεται από μονωτή πορσελάνης και είναι υπό πίεση σε αέριο SF6.

Διαμόρφωση διακόπτη κενού "T" με τέσσερις αγωγούς τόξου κενού σε κάθε ομάδα - αντίστοιχα, μια σειρά από 8 αγωγούς τόξου κενού συνδέεται ανά φάση.

Ιστορικό λειτουργίας αυτού του μηχανήματος:
— αδιάλειπτη λειτουργία στο Λονδίνο για 30 χρόνια. Στη δεκαετία του 1990 αποσύρθηκε από την υπηρεσία ως περιττό και διαλύθηκε.
- οι διακόπτες κενού αυτού του τύπου χρησιμοποιήθηκαν μέχρι τη δεκαετία του 1980 στο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας Tir John (Ουαλία), μετά το οποίο, ως αποτέλεσμα της ανακατασκευής του δικτύου, αποσυναρμολογήθηκαν στο Ντέβον.

Ιστορία ανάπτυξης: προβλήματα της δεκαετίας του '60.

Ταυτόχρονα, μαζί με την ανάπτυξη διακοπτών κενού υψηλής τάσης, οι κατασκευαστικές εταιρείες άλλαξαν τους διακόπτες κυκλώματος λαδιού και αέρα σε διακόπτες κυκλώματος SF6. Οι διακόπτες SF6 ήταν απλούστεροι και φθηνότεροι στη λειτουργία τους για τους ακόλουθους λόγους:
- η χρήση 8 αυτόματων διακοπτών κενού ανά φάση σε διακόπτες κυκλώματος κενού υψηλής τάσης απαιτεί έναν περίπλοκο μηχανισμό για τη διασφάλιση της ταυτόχρονης λειτουργίας 24 επαφών σε μια ομάδα.
- η χρήση των υφιστάμενων διακοπτών λαδιού δεν ήταν οικονομικά εφικτή.

Διακόπτης κενού.

Οι διακόπτες κενού χρησιμοποίησαν αρχικά διακόπτες κενού σειράς V3 και αργότερα σειρά V4.
Οι αγωγοί τόξου κενού της σειράς V3 αναπτύχθηκαν αρχικά για χρήση σε δίκτυα διανομής τριών φάσεων, με τάση 12 kV. Παρόλα αυτά, χρησιμοποιήθηκαν με επιτυχία σε κυκλώματα ηλεκτρικής έλξης ηλεκτρικών μηχανών και συνδέσεων στο "σωστό δρόμο" - σε μονοφασικά δίκτυα, με τάση 25 kV.

Συσκευή διακόπτη κενού:

Ο διακόπτης κενού αποτελείται από έναν κύριο θάλαμο 7/8″ (22,2 mm) και έναν επιπλέον θάλαμο 3/8″ (9,5 mm) για τη λειτουργία των ελατηρίων επαφής.
— η μέση ταχύτητα κλεισίματος του θαλάμου είναι 1-2 m/sec.
– μέση ταχύτητα ανοίγματος θαλάμου – 2-3 m/sec.

Ποια θέματα λοιπόν αντιμετώπιζαν οι κατασκευαστές αυτόματων διακοπτών υψηλής τάσης κενού στη δεκαετία του '60;

Πρώτον, η τάση μεταγωγής των πρώτων διακοπτών κενού περιορίζεται στα 17,5 ή 24 kV.
Δεύτερον, η τεχνολογία εκείνης της εποχής απαιτούσε μεγάλο αριθμό αγωγών τόξου κενού σε σειρά. Αυτό, με τη σειρά του, συνεπαγόταν τη χρήση πολύπλοκων μηχανισμών.
Ένα άλλο πρόβλημα ήταν ότι η παραγωγή πυροσβεστήρων τόξου κενού εκείνης της εποχής σχεδιάστηκε για μεγάλους όγκους πωλήσεων. Η ανάπτυξη εξαιρετικά εξειδικευμένων συσκευών δεν ήταν οικονομικά εφικτή.

Τα πιο κοινά μοντέλα

Ακολουθούν μερικά από τα πιο κοινά μοντέλα VVE-M-10-20, VVE-M-10-40, VVTE-M-10-20 και η εικόνα δείχνει πώς να τα αποκρυπτογραφήσετε και δομή του μύθου, καθώς τα μοντέλα μπορούν να περιέχουν έως και 10–12 γράμματα και αριθμούς στο όνομά τους. Σχεδόν όλα είναι αντικαταστάσεις για απαρχαιωμένους διακόπτες κυκλώματος λαδιού και μπορούν να λειτουργήσουν τόσο για μεταγωγή κυκλωμάτων AC και DC.

Η εγκατάσταση, η εγκατάσταση και η θέση σε λειτουργία των αυτόματων διακοπτών κενού υψηλής τάσης είναι μια επίπονη διαδικασία, από την οποία εξαρτάται άμεσα όλη η περαιτέρω λειτουργία του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και όλα τα στοιχεία και ο εξοπλισμός που συνδέονται με αυτά, επομένως είναι καλύτερο να τοποθετήσετε όλα τα εργασία στους ώμους ειδικευμένου προσωπικού ηλεκτρολόγων μηχανικών.Ο έλεγχος του διακόπτη κενού πρέπει να πραγματοποιείται με σαφήνεια και σύμφωνα με ορισμένες εντολές, η ζωή και η υγεία των ατόμων που εργάζονται σε ηλεκτρικό εξοπλισμό εξαρτάται από αυτό.

Άνοιγμα του διακόπτη

Η αρχική ανοιχτή κατάσταση των επαφών 1, 3 του αγωγού τόξου κενού του διακόπτη κυκλώματος διασφαλίζεται με την ενεργοποίηση της κινητής επαφής 3 του ελατηρίου ανοίγματος 8 μέσω του μονωτήρα έλξης 4. Όταν εφαρμόζεται το σήμα "ON", το κύκλωμα Η μονάδα ελέγχου διακόπτη παράγει έναν παλμό τάσης θετικής πολικότητας, ο οποίος εφαρμόζεται στα πηνία 9 των ηλεκτρομαγνητών. Ταυτόχρονα, εμφανίζεται μια ηλεκτρομαγνητική δύναμη έλξης στο διάκενο του μαγνητικού συστήματος, η οποία, καθώς αυξάνεται, υπερνικά τη δύναμη των ελατηρίων αποσύνδεσης 8 και προφόρτισης 5, με αποτέλεσμα, υπό την επίδραση της διαφοράς Σε αυτές τις δυνάμεις, ο οπλισμός του ηλεκτρομαγνήτη 7 μαζί με τους μονωτές έλξης 4 και 2 τη χρονική στιγμή 1 αρχίζουν να κινούνται προς την κατεύθυνση σταθερή επαφή 1, ενώ συμπιέζεται το ελατήριο ανοίγματος 8.

Μετά το κλείσιμο των κύριων επαφών (χρόνος 2 στους παλμογράφους), ο ηλεκτρομαγνητικός οπλισμός συνεχίζει να κινείται προς τα πάνω, συμπιέζοντας επιπλέον το ελατήριο προφόρτισης 5. Η κίνηση του οπλισμού συνεχίζεται έως ότου το κενό εργασίας στο ηλεκτρομαγνητικό σύστημα γίνει ίσο με μηδέν (χρόνος 2a στους παλμογράφους). Περαιτέρω, ο δακτυλιοειδής μαγνήτης 6 συνεχίζει να αποθηκεύει τη μαγνητική ενέργεια που είναι απαραίτητη για τη συγκράτηση του διακόπτη κυκλώματος στην κλειστή θέση, και το πηνίο 9, όταν φτάσει στο χρόνο 3, αρχίζει να απενεργοποιείται, μετά από το οποίο η κίνηση προετοιμάζεται για τη λειτουργία ανοίγματος. Έτσι, ο διακόπτης γίνεται σε μαγνητικό μάνδαλο, δηλ. Η ισχύς ελέγχου για τη συγκράτηση των επαφών 1 και 3 στην κλειστή θέση δεν καταναλώνεται.

Κατά τη διαδικασία ενεργοποίησης του διακόπτη, η πλάκα 11, η οποία περιλαμβάνεται στη σχισμή του άξονα 10, περιστρέφει αυτόν τον άξονα, μετακινώντας τον μόνιμο μαγνήτη 12 που είναι εγκατεστημένος σε αυτόν και διασφαλίζοντας τη λειτουργία των διακοπτών καλαμιού 13, οι οποίοι μετακινούν το εξωτερικό βοηθητικά κυκλώματα.

Ιστορία της δημιουργίας

Η πρώτη ανάπτυξη των αυτόματων διακοπτών κενού ξεκίνησε τη δεκαετία του '30 του XX αιώνα, τα υπάρχοντα μοντέλα μπορούσαν να κόψουν μικρά ρεύματα σε τάσεις έως και 40 kV. Επαρκώς ισχυροί διακόπτες κενού δεν δημιουργήθηκαν εκείνα τα χρόνια λόγω της ατέλειας της τεχνολογίας για την κατασκευή εξοπλισμού κενού και, κυρίως, λόγω των τεχνικών δυσκολιών που προέκυψαν εκείνη την εποχή στη διατήρηση βαθύ κενού σε σφραγισμένο θάλαμο.

Έπρεπε να πραγματοποιηθεί ένα εκτεταμένο ερευνητικό πρόγραμμα προκειμένου να δημιουργηθούν αξιόπιστοι αγωγοί τόξου κενού, ικανοί να διακόψουν υψηλά ρεύματα σε υψηλή τάση του ηλεκτρικού δικτύου. Κατά τη διάρκεια αυτών των εργασιών, περίπου μέχρι το 1957, εντοπίστηκαν και εξηγήθηκαν επιστημονικά οι κύριες φυσικές διεργασίες που συμβαίνουν κατά την καύση του τόξου στο κενό.

Η μετάβαση από μεμονωμένα πρωτότυπα διακόπτες κενού στη σειριακή βιομηχανική παραγωγή τους διήρκεσε άλλες δύο δεκαετίες, καθώς χρειάστηκε πρόσθετη εντατική έρευνα και ανάπτυξη με στόχο, ειδικότερα, την εύρεση ενός αποτελεσματικού τρόπου αποτροπής επικίνδυνων υπερτάσεων μεταγωγής που προέκυψαν λόγω της πρόωρης διακοπής της ρεύμα στο φυσικό του μηδενικό πέρασμα, στην επίλυση πολύπλοκων προβλημάτων που σχετίζονται με την κατανομή τάσης και τη μόλυνση των εσωτερικών επιφανειών των μονωτικών μερών με μεταλλικούς ατμούς που εναποτίθενται πάνω τους, τα προβλήματα θωράκισης και τη δημιουργία νέων υψηλής αξιόπιστης φυσούνας κ.λπ.

Επί του παρόντος, έχει δρομολογηθεί στον κόσμο η βιομηχανική παραγωγή εξαιρετικά αξιόπιστων διακοπτών κενού υψηλής ταχύτητας ικανών να διακόψουν υψηλά ρεύματα σε ηλεκτρικά δίκτυα μέσης (6, 10, 35 kV) και υψηλής τάσης (μέχρι 220 kV συμπεριλαμβανομένων).

Η συσκευή και ο σχεδιασμός του διακόπτη κυκλώματος αέρα

Εξετάστε πώς είναι διατεταγμένος ο διακόπτης κυκλώματος αέρα χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός διακόπτη ισχύος VVB, το απλοποιημένο δομικό του διάγραμμα παρουσιάζεται παρακάτω.

Τυπικός σχεδιασμός διακοπτών αέρα σειράς VVB

Ονομασίες:

• Α - Δέκτης, μια δεξαμενή στην οποία αντλείται αέρας μέχρι να σχηματιστεί ένα επίπεδο πίεσης που αντιστοιχεί στην ονομαστική.
• Β - Μεταλλική δεξαμενή του αγωγού τόξου.
• C - Τελική φλάντζα.
• D - Πυκνωτής διαιρέτη τάσης (δεν χρησιμοποιείται σε μοντέρνα σχέδια διακοπτών).
• E - Ράβδος στερέωσης της κινητής ομάδας επαφής.
• F - Μονωτικό πορσελάνης.
• G - Πρόσθετη επαφή τόξου για διακλάδωση.
• H - Αντίσταση διακλάδωσης.
• I - Βαλβίδα εκτόξευσης αέρα.
• J - Σωλήνας αγωγού ώθησης.
• K - Κύρια παροχή μείγματος αέρα.
• L - Ομάδα βαλβίδων.

Όπως μπορείτε να δείτε, σε αυτή τη σειρά, η ομάδα επαφής (E, G), ο μηχανισμός ενεργοποίησης / απενεργοποίησης και η βαλβίδα ανεμιστήρα (I) είναι κλεισμένα σε ένα μεταλλικό δοχείο (Β). Η ίδια η δεξαμενή είναι γεμάτη με ένα μείγμα πεπιεσμένου αέρα. Οι πόλοι του διακόπτη χωρίζονται από έναν ενδιάμεσο μονωτή. Δεδομένου ότι υπάρχει υψηλή τάση στο δοχείο, η προστασία της στήλης στήριξης έχει ιδιαίτερη σημασία. Κατασκευάζεται με τη βοήθεια μονωτικών πορσελάνινων «πουκάμισων».

Το μείγμα αέρα τροφοδοτείται μέσω δύο αεραγωγών K και J. Ο πρώτος κύριος χρησιμοποιείται για την άντληση αέρα στη δεξαμενή, ο δεύτερος λειτουργεί σε παλμική λειτουργία (τροφοδοτεί το μείγμα αέρα όταν αλλάξτε τις επαφές και επαναφέρετε όταν κλείσιμο).

Ποια είναι η κατάσταση σήμερα;

Τα επιστημονικά επιτεύγματα που επιτεύχθηκαν τα τελευταία σαράντα χρόνια κατέστησαν δυνατό να συνδυαστούν, στην παραγωγή ενός αποζεύκτη κενού, θαλάμων για 38 kV και 72/84 kV σε έναν. Η μέγιστη δυνατή τάση σε έναν αποζεύκτη σήμερα φτάνει τα 145 kV - έτσι, το υψηλό επίπεδο τάσης μεταγωγής και η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας επιτρέπουν τη χρήση αξιόπιστων και φθηνών συσκευών.

Ο διακόπτης στη φωτογραφία στα αριστερά έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί υπό τάση 95 kV και στη φωτογραφία στα δεξιά έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί κάτω από τάση 250 kV. Και οι δύο συσκευές έχουν το ίδιο μήκος. Μια τέτοια πρόοδος κατέστη δυνατή λόγω της βελτίωσης των υλικών από τα οποία κατασκευάζονται οι επιφάνειες ηλεκτρικής επαφής.

Προβλήματα που εμφανίζονται όταν χρησιμοποιείτε διακόπτες κενού σε δίκτυα με υψηλότερη τάση:
Η λειτουργία απαιτεί φυσικά μεγάλες διαστάσεις του θαλάμου κενού, γεγονός που συνεπάγεται μείωση της παραγωγικότητας και υποβάθμιση της ποιότητας επεξεργασίας των ίδιων των θαλάμων.
Η αύξηση των φυσικών διαστάσεων της συσκευής αυξάνει τις απαιτήσεις για τη διασφάλιση της σφράγισης της ίδιας της συσκευής και για τον έλεγχο της διαδικασίας παραγωγής.
Ένα μεγάλο διάκενο (μεγαλύτερο από 24 mm) μεταξύ των επαφών επηρεάζει την ικανότητα ελέγχου του τόξου με ακτινικό και αξονικό μαγνητικό πεδίο και μειώνει την απόδοση της συσκευής.
Τα υλικά που χρησιμοποιούνται σήμερα για την κατασκευή επαφών είναι σχεδιασμένα για μεσαίες τάσεις. Για να εργαστείτε σε τόσο μεγάλα κενά μεταξύ των επαφών, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν νέα υλικά.
Πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η παρουσία ακτινογραφιών.

Σε σχέση με το τελευταίο σημείο, πρέπει να σημειωθούν μερικά ακόμη στοιχεία:

Όταν ο επαφέας είναι απενεργοποιημένος, δεν υπάρχει εκπομπή ακτίνων Χ.
Σε μεσαίες τάσεις (έως 38 kV), η ακτινοβολία ακτίνων Χ είναι μηδενική ή αμελητέα. Κατά κανόνα, σε διακόπτες τάσης έως 38 kV, η ακτινοβολία ακτίνων Χ εμφανίζεται μόνο σε τάσεις δοκιμής.
Μόλις η τάση στο σύστημα ανέλθει στα 145 kV, η ισχύς της ακτινοβολίας ακτίνων Χ αυξάνεται και εδώ είναι ήδη απαραίτητο να λυθούν προβλήματα ασφάλειας.
Το ερώτημα που αντιμετωπίζουν τώρα οι σχεδιαστές διακοπτών κενού είναι πόση θα είναι η έκθεση στον περιβάλλοντα χώρο και πώς αυτό θα επηρεάσει τα πολυμερή και τα ηλεκτρονικά που είναι τοποθετημένα απευθείας στον ίδιο τον διακόπτη.

Σημερινή εποχή.
Κενό ασφαλειοδιακόπτης υψηλής τάσης, σχεδιασμένο για λειτουργία 145 kV.

Μοντέρνος αγωγός τόξου κενού.

Η παραγωγή ενός διακόπτη κενού που έχει σχεδιαστεί για λειτουργία σε δίκτυα 145 kV απλοποιεί σημαντικά την παραγωγή ενός διακόπτη κενού 300 kV. με δύο ασυνέχειες ανά φάση.Ωστόσο, τέτοιες τιμές υψηλής τάσης επιβάλλουν τις δικές τους απαιτήσεις στο υλικό των επαφών και στις μεθόδους ελέγχου του ηλεκτρικού τόξου. Συμπεράσματα:
Τεχνολογικά είναι δυνατή η βιομηχανική παραγωγή και λειτουργία αυτόματων διακοπτών κενού σε δίκτυα με τάση έως 145 kV.
Χρησιμοποιώντας μόνο τεχνολογίες που είναι γνωστές σήμερα, είναι δυνατό να λειτουργούν διακόπτες κενού σε δίκτυα έως 300-400 kV.
Σήμερα, υπάρχουν σοβαρά τεχνικά προβλήματα που δεν επιτρέπουν τη χρήση διακοπτών κενού σε δίκτυα άνω των 400 kV στο άμεσο μέλλον. Ωστόσο, οι εργασίες προς αυτή την κατεύθυνση βρίσκονται σε εξέλιξη, σκοπός τέτοιων εργασιών είναι η παραγωγή αγωγών τόξου κενού για λειτουργία σε δίκτυα έως 750 kV.
Μέχρι σήμερα, δεν υπάρχουν μεγάλα προβλήματα κατά τη χρήση αγωγών τόξου κενού στις κύριες γραμμές. Οι διακόπτες κενού, εδώ και 30 χρόνια, χρησιμοποιούνται με επιτυχία σε μετάδοση ρεύματος στα δίκτυα τάσης έως 132 kV.

Θερμοστατικές παγίδες ατμού (κάψουλες)

Η αρχή λειτουργίας μιας θερμοστατικής παγίδας ατμού βασίζεται στη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ ατμού και συμπυκνώματος.

Το στοιχείο εργασίας μιας θερμοστατικής παγίδας ατμού είναι μια κάψουλα με ένα κάθισμα που βρίσκεται στο κάτω μέρος, το οποίο λειτουργεί ως μηχανισμός ασφάλισης. Η κάψουλα είναι στερεωμένη στο σώμα της παγίδας ατμού, με τον δίσκο να βρίσκεται ακριβώς πάνω από το κάθισμα, στην έξοδο της παγίδας ατμού. Όταν είναι κρύο, υπάρχει ένα κενό μεταξύ του δίσκου της κάψουλας και του καθίσματος για να επιτρέψει στο συμπύκνωμα, τον αέρα και άλλα μη συμπυκνώσιμα αέρια να εξέλθουν ανεμπόδιστα από την παγίδα.

Όταν θερμαίνεται, η ειδική σύνθεση στην κάψουλα διαστέλλεται, δρώντας στον δίσκο, ο οποίος όταν διογκωθεί πέφτει στη σέλα, εμποδίζοντας τη διαφυγή ατμού. Αυτός ο τύπος παγίδας ατμού, εκτός από την αφαίρεση συμπυκνώματος, σας επιτρέπει επίσης να αφαιρείτε αέρα και αέρια από το σύστημα, δηλαδή να χρησιμοποιείται ως εξαερισμός για συστήματα ατμού. Υπάρχουν τρεις τροποποιήσεις των θερμοστατικών καψουλών που σας επιτρέπουν να αφαιρέσετε το συμπύκνωμα σε θερμοκρασία 5°C, 10°C ή 30°C κάτω από τη θερμοκρασία εξάτμισης.

Κύρια μοντέλα θερμοστατικών παγίδων ατμού: TH13A, TH21, TH32Y, TSS22, TSW22, TH35/2, TH36, TSS6, TSS7.

Πεδίο εφαρμογής

Εάν τα πρώτα μοντέλα, που κυκλοφόρησαν πίσω στην ΕΣΣΔ, παρείχαν απενεργοποίηση σχετικά μικρών φορτίων λόγω της ατέλειας σχεδιασμού του θαλάμου κενού και των τεχνικών χαρακτηριστικών των επαφών, τότε τα σύγχρονα μοντέλα μπορούν να καυχηθούν για ένα πολύ πιο ανθεκτικό στη θερμότητα και ανθεκτικό υλικό επιφάνειας . Αυτό καθιστά δυνατή την εγκατάσταση τέτοιων μονάδων μεταγωγής σε όλους σχεδόν τους κλάδους της βιομηχανίας και της εθνικής οικονομίας. Σήμερα οι διακόπτες κενού χρησιμοποιούνται στους ακόλουθους τομείς:

• Σε εγκαταστάσεις ηλεκτρικής διανομής τόσο των σταθμών παραγωγής ενέργειας όσο και των υποσταθμών διανομής.
• Στη μεταλλουργία για την τροφοδοσία μετασχηματιστών κλιβάνων που προμηθεύουν εξοπλισμό χαλυβουργίας.
• Στις βιομηχανίες πετρελαίου και φυσικού αερίου και χημικών σε σημεία άντλησης, σημεία μεταγωγής και υποσταθμούς μετασχηματιστών.
• Για τη λειτουργία πρωτογενών και δευτερευόντων κυκλωμάτων υποσταθμών έλξης στις σιδηροδρομικές μεταφορές, παρέχει ισχύ σε βοηθητικό εξοπλισμό και καταναλωτές μη έλξης.
• Σε μεταλλευτικές επιχειρήσεις για την τροφοδοσία συνδυαζόμενων, εκσκαφέων και άλλου τύπου βαρέως εξοπλισμού από πλήρεις υποσταθμούς μετασχηματιστών.

Σε οποιονδήποτε από τους παραπάνω τομείς της οικονομίας, οι διακόπτες κενού αντικαθιστούν παντού παρωχημένα μοντέλα λαδιού και αέρα.

Αρχή λειτουργίας

Ο διακόπτης κενού (10 kV, 6 kV, 35 kV - δεν έχει σημασία) έχει μια συγκεκριμένη αρχή λειτουργίας. Όταν οι επαφές ανοίγουν, στο κενό (στο κενό) το ρεύμα μεταγωγής δημιουργεί ηλεκτρική εκκένωση - τόξο. Η ύπαρξή του υποστηρίζεται από το εξατμιζόμενο μέταλλο από την επιφάνεια των ίδιων των επαφών στο κενό με το κενό. Το πλάσμα που σχηματίζεται από ατμούς ιονισμένου μετάλλου είναι ένα αγώγιμο στοιχείο. Διατηρεί τις συνθήκες για τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Τη στιγμή που η καμπύλη εναλλασσόμενου ρεύματος διέρχεται από το μηδέν, το ηλεκτρικό τόξο αρχίζει να σβήνει και ο μεταλλικός ατμός ουσιαστικά αμέσως (σε δέκα μικροδευτερόλεπτα) αποκαθιστά την ηλεκτρική αντοχή του κενού, συμπυκνώνοντας στις επιφάνειες επαφής και στο εσωτερικό του τόξου αλεξίπτωτο. Αυτή τη στιγμή, η τάση αποκαθίσταται στις επαφές, οι οποίες μέχρι εκείνη τη στιγμή είχαν ήδη διαζευχθεί. Εάν παραμείνουν υπερθερμασμένες τοπικές περιοχές μετά την αποκατάσταση της τάσης, μπορούν να γίνουν πηγές εκπομπής φορτισμένων σωματιδίων, που θα προκαλέσουν διάσπαση του κενού και ροή ρεύματος. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιείται έλεγχος τόξου, η ροή θερμότητας κατανέμεται ομοιόμορφα στις επαφές.

Ένας διακόπτης κενού, η τιμή του οποίου εξαρτάται από τον κατασκευαστή, λόγω των ιδιοτήτων απόδοσης του, μπορεί να εξοικονομήσει σημαντικό ποσό πόρων. Ανάλογα με την τάση, τον κατασκευαστή, τη μόνωση, οι τιμές μπορεί να κυμαίνονται από 1500 c.u. έως 10000 c.u.

Προδιαγραφές συσκευής

Οι συσκευές που απενεργοποιούν το φορτίο ανοίγοντας το ηλεκτρικό κύκλωμα έχουν διαφορετικά τεχνικά χαρακτηριστικά

Όλα αυτά είναι σημαντικά και καθίστανται καθοριστικά κατά την επιλογή μιας μονάδας κατάλληλης για αγορά και την επακόλουθη εγκατάστασή της.

Ο δείκτης ονομαστικής τάσης αντικατοπτρίζει την τάση λειτουργίας της ηλεκτρικής συσκευής, για την οποία σχεδιάστηκε αρχικά από τον κατασκευαστή.

Η μέγιστη τιμή της τάσης λειτουργίας υποδεικνύει την υψηλότερη δυνατή επιτρεπόμενη υψηλή τάση στην οποία ο διακόπτης κυκλώματος μπορεί να λειτουργεί σε κανονική λειτουργία χωρίς να διακυβεύεται η απόδοσή του. Συνήθως αυτός ο αριθμός υπερβαίνει το μέγεθος της ονομαστικής τάσης κατά 5-20%.

Η ροή ηλεκτρικού ρεύματος, κατά τη διέλευση του οποίου το επίπεδο θέρμανσης της μονωτικής επίστρωσης και των τμημάτων του αγωγού δεν παρεμβαίνει στην κανονική λειτουργία του συστήματος και μπορεί να διατηρηθεί από όλα τα στοιχεία για απεριόριστο χρόνο, ονομάζεται ονομαστική ρεύμα. Η αξία του πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή και την αγορά ενός διακόπτη φορτίου.

Η τιμή του διαμπερούς ρεύματος των αποδεκτών ορίων δείχνει πόσο ρεύμα διαρρέει το δίκτυο σε λειτουργία βραχυκυκλώματος, μπορεί να αντέξει ο διακόπτης φορτίου που είναι εγκατεστημένος στο σύστημα.

Το ρεύμα ηλεκτροδυναμικής αντίστασης αντανακλά το μέγεθος του ρεύματος βραχυκυκλώματος, το οποίο, ενεργώντας στη συσκευή κατά τις πρώτες περιόδους, δεν έχει καμία αρνητική επίδραση σε αυτήν και δεν την καταστρέφει με κανέναν τρόπο μηχανικά.

Το ρεύμα θερμικής αντοχής καθορίζει το οριακό επίπεδο ρεύματος του οποίου η δράση θέρμανσης για ορισμένο χρονικό διάστημα δεν απενεργοποιεί τον αποζεύκτη διακόπτη.

Επίσης πολύ σημαντική είναι η τεχνική υλοποίηση του δίσκου και οι φυσικές παράμετροι των συσκευών, που καθορίζουν το συνολικό μέγεθος και το βάρος της συσκευής. Εστιάζοντας σε αυτά, μπορείτε να καταλάβετε πού θα είναι πιο βολικό να τοποθετήσετε τις συσκευές έτσι ώστε να λειτουργούν σωστά και να εκτελούν με σαφήνεια τις εργασίες τους.

Μεταξύ των άνευ όρων θετικών ιδιοτήτων των συσκευών που είναι υπεύθυνες για την αποσύνδεση του φορτίου είναι οι ακόλουθες θέσεις:

• απλότητα και διαθεσιμότητα στην κατασκευή·
• στοιχειώδης τρόπος λειτουργίας?
• πολύ χαμηλό κόστος του τελικού προϊόντος σε σύγκριση με άλλους τύπους διακοπτών.
• δυνατότητα άνετης ενεργοποίησης/απενεργοποίησης των ονομαστικών ρευμάτων φορτίου.
• κενό μεταξύ των επαφών ορατό στο μάτι, διασφαλίζοντας την πλήρη ασφάλεια οποιασδήποτε εργασίας σε εξερχόμενες γραμμές (δεν απαιτείται εγκατάσταση πρόσθετου αποζεύκτη).
• προστασία χαμηλού κόστους έναντι υπερέντασης από ασφάλειες, συνήθως γεμάτες με χαλαζιακή άμμο (τύπου PKT, PK, PT).

Από τα μειονεκτήματα των διακοπτών όλων των τύπων, αναφέρεται συχνότερα η δυνατότητα αλλαγής μόνο ονομαστικής ισχύος χωρίς να λειτουργεί με ρεύματα έκτακτης ανάγκης.

Παρά το χαμηλό κόστος και τη συντήρηση, οι μονάδες αυτοαερίου θεωρούνται απαρχαιωμένες και κατά την προγραμματισμένη συντήρηση ή κατά την ανακατασκευή δικτύων και υποσταθμών αντικαθίστανται σκόπιμα με πιο σύγχρονα στοιχεία κενού.

Οι μονάδες αυτοαερίου συνήθως κατηγορούνται για περιορισμένη διάρκεια ζωής λόγω της σταδιακής καύσης των εσωτερικών μερών που παράγουν αέριο στον αγωγό τόξου.

Ωστόσο, αυτή η στιγμή μπορεί να λυθεί πλήρως και με λίγα χρήματα, καθώς τα στοιχεία παραγωγής αερίου και οι ζευγαρωμένες επαφές που έχουν σχεδιαστεί για απορρόφηση τόξου είναι πολύ φθηνές και μπορούν εύκολα να αντικατασταθούν, όχι μόνο από επαγγελματίες, αλλά και από εργαζόμενους με χαμηλά προσόντα.