Меню

Электромагнитных выключателей их назначение

Что такое высоковольтный выключатель

Высоковольтными выключателями – называют коммутационные аппараты, производящие оперативное включение или отключение отдельных линий и электрического оборудования при нормальном или аварийном режиме, управляемых вручную, дистанционно или автоматически. Рассмотрим конструктивные особенности данных устройств, выпускаемые разновидности, порядок проверки и технического обслуживания.

Элегазовый колонковый выключатель 110 кВ(слева) и Вакуумный выключатель 10 кВ(справа)

Производится несколько разновидностей выключателей, отличающихся конструктивным устройством и характеристиками. Далее – детальнее о различных видах данного оборудования. Каждый вид выключателя отличается по величине напряжения, номинальному току и току отключения(Iкз).

По способу гашения дуги:

  • Элегазовые выключатели (баковые и колонковые),
  • Вакуумные выключатели,
  • Масляные выключатели (баковые и маломасляные),
  • Воздушные выключатели,
  • Автогазовые выключатели,
  • Электромагнитные выключатели,
  • Автопневматические выключатели.
  1. Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания.
  2. Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. Отличаются, как правило, большими значениями номинального тока (до 10000 А) и тока отключения.
  3. Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
  4. Выключатели нагрузки – выключатели, предназначенные для коммутаций под номинальным током, но не рассчитанные на разрыв сверхтоков. Применяются в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью для коммутации небольших нагрузок — до нескольких мегавольт-ампер.
  5. Реклоузеры – подвесные секционирующие дистанционно управляемые выключатели, снабжённые защитой и устанавливаемые на опорах воздушных ЛЭП.
  6. Выключатели специального назначения.

По виду установки:

  1. Опорные – то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
  2. Подвесные – то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
  3. Настенные – то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
  4. Выкатные – то есть имеющие приспособления для выкатывания из ячеек распредустройств (для обслуживания, ремонта и для создания т.н. “видимого разрыва” при работах на линиях).
  5. Встраиваемые в комплектные распределительные устройства(КРУ).

По категориям размещения и климатическому исполнению:

  • пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции),
  • десять климатических исполнений (У, ХЛ, УХЛ, ТВ, ТС, Т, М, ОМ, В и О) в зависимости от географического места установки.

Ниже представлены конструкции выключателей, каждая схема кликабельна и её можно увеличить кликнув по ней.

Элегазовый

Изолирует фазы газовой средой, чем и объясняется принцип действия элемента. При поступлении сигнала на отключение, происходит замыкание контакта камер с созданием электрической дуги в газовой среде. От воздействия дуги, газ разделяется на составляющие. Дуга гасится за счёт резкого повышения давления газа.

Конструктивно такой элемент состоит из следующих частей:

Конструкция элегазового выключателя

  • фарфорового корпуса;
  • подвижного и неподвижного контактов;
  • среднего контакта;
  • сопла;
  • тяги.

Данные устройства отличаются следующими преимуществами:

  • многофункциональностью;
  • высокой скоростью срабатывания;
  • пригодностью для применения в экстренных случаях;
  • продолжительностью эксплуатации.

Среди недостатков – высокая стоимость в производстве и продаже, трудности в уходе, устройство специального основания для монтажа.

Указанные элементы отличаются следующими техническими характеристиками:

  • номинальным напряжением;
  • номинальным током;
  • аварийным током(током короткого замыкания).

В зависимости от характеристик и расценок производителя, данные устройства могут стоить от 6000 рублей и на порядок выше.

Вакуумный

Состоит из следующих элементов:

Конструкция вакуумного выключателя

  • подвижного и неподвижного контактов;
  • дугогасительной камеры;
  • гибкого токосъёма;
  • тягового изолятора;
  • отключающей и дожимной пружин;
  • включающего электромагнита;
  • якоря.

Изделие работает за счёт изолирующих свойств вакуума, обеспечивающих гашение возникающей дуги.

Достоинства такого устройства в следующем:

  • конструктивной простоте, облегчающей ремонт и эксплуатацию;
  • возможности различного расположения (вертикально или горизонтально);
  • надёжности и длительности работы;
  • компактным размерам;
  • пожарной безопасности.

К недостаткам причисляют малый ресурс в случае короткого замыкания, большую цену и возможность образования перенапряжения в процессе коммутации.

Устройства подбираются с учётом следующих технических характеристик:

  • номинального напряжения;
  • номинального тока;
  • отключающего тока – в пределах 25 кА.

Цена может колебаться в пределах от 12 до 240 тысяч рублей.

Читайте также:  Как снять подрулевой выключатель

Масляный

Конструкция масляного выключателя

  • металлического бака, заполненного маслом;
  • крышки;
  • проходного изолятора;
  • отключающей пружины;
  • вала выключателя;
  • подвижных и неподвижных контактов;
  • изоляции стенок бака.

Дуга охлаждается потоком газа и пара от испаряемого масла.

Отличаются надёжностью, простотой в использовании и прочностью конструкции. Из минусов следует отметить большие габаритные размеры, пожарную опасность и сложность монтажа.

Технические характеристики отличаются следующими значениями показателей:

  • номинальным напряжением;
  • номинальным током;
  • предельным током.

Стоимость – от 15 до 400 тысяч рублей за единицу.

Воздушный

Конструкция данного устройства предусматривает наличие следующих составных частей:

Конструкция воздушного выключателя

  • резервуара, наполненного сжатым воздухом;
  • дугогасительной камеры;
  • шунтирующего резистора;
  • главных контактов;
  • отделителя;
  • делителя напряжения.

Дуга в данных элементах гасится сжатым воздухом, с выводом через дутьевые каналы и окончательным гашением.

Из преимуществ указанных устройств:

  • быстрое срабатывание;
  • высокие свойства пожаробезопасности;
  • продолжительность эксплуатации.

В числе недостатков большая цена на оборудование и необходимость регулярного обслуживания.

Из технических характеристик следует отметить величины:

  • номинального напряжения – от 3 до 1150 кВ;
  • номинального тока – от 200 до 2500 А;
  • максимального тока – от 26 до 32 кА.

Стоимость данных установок – от 100 до 800 тысяч рублей и выше.

Выключатель нагрузки

Это высоковольтное коммутационное устройство с промежуточными характеристикам, если сравнивать разъединители и выключатели. Бывают автогазовыми, вакуумными, элегазовыми, воздушными и электромагнитными.

Конструкция выключателя нагрузки

Контакты замыкаются ножами. В рабочем состоянии происходит замыкание контактов разъединителей и дугогасительных камер. Размыкание происходит последовательно, начиная с разъединителей и оканчивая вспомогательными ножами. Зажигаемая дуга гасится газовым потоком.

В отключённом положении надёжность изоляционных разрывов обеспечивается внешним расположением ножей относительно дугогасительных камер.

Отличаются следующими техническими характеристиками:

  • номинальным напряжением – от 3 до 10 кВ;
  • номинальным током – от 32 до 200 А;
  • максимальным током – от 12 до 32 А.

Цена данной продукции – в пределах от 300 до 30 000 рублей.

Требования к эксплуатации

При эксплуатации данного оборудования должны соблюдаться следующие требования:

  • правильный выбор элемента с учётом технических характеристик;
  • надлежащее техническое обслуживание, согласно требованиям, предусмотренным заводом-изготовителем;
  • соблюдение условий эксплуатации, допустимых для конкретного устройства;
  • наличие обученного и аттестованного персонала, допускаемого к обслуживанию оборудования.

Установленные устройства должны надлежащим образом проходить регулярные проверки, испытания и другие необходимые виды работ.

Выбор выключателя

Испытания и проверки, какими приборами ведётся контроль

Эксплуатация высоковольтных выключателей предусматривает проведение следующих проверок:

  • визуального осмотра на предмет наличия внешних дефектов;
  • замеров сопротивления изолирующего покрытия;
  • проверок сопротивления обмоток и контактов, при сравнении полученного значения с нормируемыми показателями;
  • времени срабатывания;
  • температуры контактов и другие.

Инструментальные измерения выполняются мегомметром, термометром и секундомером. Также для проверки устройств могут использоваться специальные стенды, предназначенные для выполнения данных видов работ.

Техническое обслуживание выключателей

Выключатели должны регулярно осматриваться для определения наличия повреждений, которые можно выявить по внешнему виду устройства. При остановках оборудования в рамках технического обслуживания должна проводиться его очистка, настройка, удаление нагара с контактов, другие необходимые операции, предусмотренные технической документацией изготовителя.

Каждые 4 года устройства подвергаются регламентированному текущему, а 8 лет – капитальному ремонту. Необходимость проведения текущего ремонта может быть обусловлена:

  • нарушением целостности элементов;
  • шумом и треском в ходе срабатывания выключателя;
  • перегревом контактов;
  • повышенным расходом масла.

Работы обычно выполняются по месту эксплуатации устройств, к их выполнению привлекается обученный персонал в составе специализированной организации.

Высоковольтные выключатели – важные устройства, от исправности которых зависит правильность выполнения коммутационных операций.

Более подробно можете прочитать в учебнике(начиная со страницы 237, а про выбор выключателя со страницы 268): Открыть и читать книгу

Источник

Электромагнитные выключатели

Электромагнитные выключатели занимают особое место среди других выключателей переменного тока. Область их применения ограничена напряжением 10-15 кВ. Действие выключателя основано не на газовом дутье. Дуга, образующаяся на контактах, втягивается магнитным полем в гасительную камеру. Последняя состоит из ряда керамических дугостойких, инертных (в отношении выделения газа) пластин с V-образными вырезами, разделенных небольшими воздушными промежутками. Благодаря этому длина дуги значительно увеличивается (до 1-2 м), а сечение ее в узких вырезах пластин вынужденно уменьшается.

Дуга приходит в тесное соприкосновение с холодными поверхностями пластин, обладающих высокой теплопроводностью. Это ведет к увеличению потерь энергии и градиента напряжения. Сопротивление дуги быстро увеличивается, а ток уменьшается до тех пор, пока дуга не погаснет. Типичная осциллограмма тока и напряжения при отключении короткозамкнутой цепи электромагнитным выключателем приведена на рис.1,а. Она существенно отличается от соответствующих диаграмм для масляных и воздушных выключателей.

Читайте также:  Ремонт автоматических выключателей реферат

Рис.1. Принцип действия электромагнитного выключателя:
а — изменение тока и напряжения в процессе отключения;
б — движение электронов в электрическом и магнитном полях

Падение напряжения в дуге здесь значительно больше. В масляных и воздушных выключателях сопротивление дугового промежутка и его влияние на ток проявляются лишь в течение последних нескольких десятков микросекунд, предшествующих угасанию дуги. В электромагнитных выключателях резкое увеличение сопротивления дуги вследствие ее значительной длины является основным условием успешного отключения. Ток стремится к нулю. При этом сдвиг фазы тока по отношению к напряжению уменьшается.

Движение дуги в электромагнитном выключателе и ее удлинение происходят под действием магнитного ноля, направленного перпендикулярно направлению тока. Это явление принято объяснять упрощенно, рассматривая дуговой столб как металлический проводник с током. Направление электродинамической силы определяют, руководствуясь правилом левой руки. Однако дуга не является металлическим проводником, а представляет собой плазму, т.е. раскаленный, ионизованный газ, и для объяснения движения дугового столба в магнитном поле необходимо более детально рассмотреть физику процесса.

Под действием магнитного поля, направленного перпендикулярно электрическому полю (рис.1,б), электроны и ионы несколько отклоняются от своего основного направления в зависимости от магнитной индукции и длины свободного пробега заряженных частиц. В слабом магнитном поле угол отклонения невелик. Все же ионы и электроны, движущиеся в направлении электрического поля, получают составляющую скорости в направлении, перпендикулярном В и Е, и при столкновении передают это движение нейтральным молекулам газа. Под действием этой объемной силы газ движется в направлении, перпендикулярном дуге. Газ с высокой температурой выбрасывается из дугового столба вперед по движению, а холодный газ подсасывается в дуговой столб с противоположной стороны. Ионизация происходит легче с фронта, так как температура здесь выше.

Плотность тока с этой стороны увеличивается, а с противоположной — уменьшается. В результате дуговой столб приходит в движение вместе с газом.

Рис.2. Гасительная камера электромагнитного выключателя

Устройство гасительной камеры электромагнитного выключателя конструкции ВЭИ показано на рис.2. В процессе отключения сначала размыкаются главные контакты 1, после этого размыкаются дугогасительные контакты 2 и 3. Возникшая дуга растягивается и перебрасывается на передний рог 4, а потом на задний рог 7, соединенный с подвижным контактом 2 (положения Б и В). В цепь вводятся витки электромагнита 5 и между полюсными наконечниками 6 создается магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости чертежа. Силы взаимодействия тока в дуге и магнитного поля направлены вверх и втягивают дугу в вырезы пластин (положение Д). Число пластин определяется номинальным напряжением и номинальным током отключения. При напряжении 10 кВ число пластин значительно больше, чем при напряжении 6 кВ.

Рис.3. Электромагнитный выключатель типа ВЭМ-10Э-100/12,5УЗ

Отечественные заводы строят электромагнитные выключатели серии ВЭМ с номинальным током отключения до 40 кА при напряжении 6,9 кВ и до 20 кА при напряжении 11,5 кВ (рис.3). Они получили применение в системах собственных нужд мощных электростанций, а также в промышленных установках, где необходимы частые операции включения и отключения. Стоимость их относительно высока.

Источник



Электромагнитные выключатели

Электромагнитные выключатели для гашения дуги не требуют ни масла, ни сжатого воздуха, что является большим преимуще­ством их перед другими типами выключателей. Выключатели это­го типа выпускают на напряжение 6—10 кВ, номинальный ток до 3600 А и ток отключения до 40 кА.

На рис. 43, а показан выключатель ВЭ-10-40, установленный на тележке и предназначенный для ячейки КРУ. На сварном основании /, установленном на катках, крепятся привод 13, три полюса 5, состоящих из двух изоляционных стоек, на которых крепятся два проходных эпоксидных изолятора 6 с розеточными контактами. На верхнем изоляторе смонтированы неподвижные контакты 7, на нижнем — подвижные контакты 4, связанные изоляционной тягой 10 с валом выключателя 12. Последний соединен с приводом 13 с помощью рычагов 11 и тяг.

Дугогасительные камеры 8 крепятся на неподвижном контакте и специальных стойках. Каждый полюс изолирован кожухом. Передняя часть кожуха обшита металлическим листом, надежно заземленным вместе с рамой выдвижного элемента КРУ. Цепи вторичной коммутации заключены в металлический шланг и за­канчиваются штепсельным разъемом 9.

Рис. 43. Выключатель электромагнитный ВЭ-10-40

а – общий вид; 1 – основание; 2 – электромагнит; 3 – медный рог; 4 – подвижные контакты; 5 – полюс выключателя; 6 – проходной изолятор; 7 – неподвижные контакты; 8 – дугогасительная камера; 9 – штепсельный разъем; 10 – изоляционная тяга; 11 – рычаги связи свалом выключателя; 12,13 – привод; б – дугогасительная камера: 1 – дугогасительные контакты; 2 – электромагнит; 3,5 – медные рога; 4 – гасительная камера; 6 – обмотка второго электромагнита; А, Б, В, Г, Д – положение дуги в процессе гашения.

Читайте также:  Делаем выключатель по датчику

При отключении выключателя размыкаются главные контакты, а затем дугогасительные 1 (рис.43, б). Возникшая дуга А действием электродинамических сил токоведущего контура и воздушных потоков выдувается вверх в дугогасительную камеру (положение дуги Б), при этом в цепь между медным рогом 3 и контактом включается обмотка электромагнита 2. Созданное поперечное магнитное поле перемещает дугу в положение В – между левым 3 и правым 5 медными рогами. Включенная вторая обмотка 6 усиливает магнитное поле, дуга втягивается внутрь гасительной камеры 4 с керамическими пластинами, растягивается, попадает в узкую щель и гаснет при очередном переходе тока через нуль. При отключении малых токов (до 1000А) напряженность магнитного поля невелика и не может обеспечить быстрое втягивание дуги в камеру. Гашение дуги в этом случае обеспечивается дутьевым устройством 2 с трубкой поддува 3, через которую по­дастся поток воздуха на дугу (рис. 43, б).

Выключатели серии ВЭ-10 на различные токи отключения отличаются размерами дугогасительных камер. При номинальных токах 1600 А и выше рабочие контакты имеют серебряные напайки. Выводные контакты у выключателей до 2500 А розеточного типа, у выключателей на 3600 А — пальцевые, без проходных изоляторов.

Приводы выключателей ВЭ-10 — пружинные, выключателей НЭЭ-6 — электромагнитные.

Достоинства электромагнитных выключателей:полная взрыво-и пожаробезопасность, малый износ дугогасительных контактов, пригодность для работы в условиях частых включений и отключений, относительно высокая отключающая способность (20 — 40 кА).

Недостатки:сложность конструкции дугогасительной камеры с системой магнитного дутья, ограниченный верхний предел но­минального напряжения (15 — 20 кВ), ограниченная пригодность для наружной установки.

Источник

Электромагнитный выключатель

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Электромагнитный выключатель» в других словарях:

электромагнитный выключатель — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN electromagnetic switch … Справочник технического переводчика

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ — электрич. выключатель высокого напряжения (3 10 кВ), в к ром электрич. дуга гасится т. н. магнитным дутьём в дугогасительном устройстве. Дуга затягивается в камеру дугогасит. устройства (где она остывает и гаснет) мощным магн. полем, создаваемым… … Большой энциклопедический политехнический словарь

выключатель электромагнитный — Выключатель, в котором гашение дуги осуществляется за счет ее охлаждения при перемещении под действием электромагнитного поля. [ГОСТ Р 52565 2006] На напряжение 6 и 10 кВ наиболее распространены электромагнитные выключатели, в которых дуга горит… … Справочник технического переводчика

Выключатель электрический — аппарат для включения и отключения электрических устройств: светильников, двигателей, нагревательных печей, трансформаторов, линий электропередачи и т.д. Делятся на В. э. низкого (до 1 кв) и высокого (свыше 1 кв) напряжения. Основные… … Большая советская энциклопедия

электромагнитный расцепитель с гидравлическим замедлением срабатывания — В чем отличие электромагнитного расцепителя с гидравлическим замедлением срабатывания от электромагнитного? Электромагнитный расцепитель с гидравлическим замедлением срабатывания сочетает в себе функции двух классических расцепителей:… … Справочник технического переводчика

электромагнитный расцепитель — Расцепитель, срабатывание которого зависит от усилия, создаваемого током главной цепи автоматического выключателя в катушке электромагнита. [ГОСТ 17703 72] EN magnetic overload release overload release depending for its operation on the force… … Справочник технического переводчика

электромагнитный пускатель — Пускатель, у которого сила, необходимая для замыкания главных контактов, обеспечивается электромагнитом. [ГОСТ Р 50030.4.1 2002 (МЭК 60947 4 1 2000)] пускатель магнитный Электрический выключатель переменного тока с магнитным приводом,… … Справочник технического переводчика

ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ — электрический аппарат для включения и отключения электрич. оборудования и устройств. Различают В. низкого (до 1 кВ) и высокого (св. 1 кВ) напряжения. Осн. конструктивные элементы В.: контактная система, состоящая из подвижных и неподвижных… … Большой энциклопедический политехнический словарь

автоматический выключатель — Предохранитель автоматический резьбовой. Предохранитель автоматический резьбовой (ПАР): 1 кнопка включить (жёлтая); 2 кнопка отключить (красная). автоматический выключатель — устройство для защиты электрической сети от перегрузок и короткого … Энциклопедия «Жилище»

Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном дистанционном или автоматическом управлении. Высоковольтный… … Википедия

Источник