Διακόπτης κενού: δομή και αρχή λειτουρίας + λεπτομέρειες επιογής και σύνδεσης

Η ηλεκτρική συσκευή διακόπτης κενού – είναι μια διάταξη που προορίζεται για λειτουργία σε ηλεκτρικά δίκτυα υψηλής τάσης. Το όνομά του το πήρε από το χαρακτηριστικό της κατασκευής – το θάλαμο κενού, χάρη στο οποίο επιτυγχάνεται η στιγμιαία κατάσβεση του ηλεκτρικού τόξου.

Η συσκευή χρησιμοποιείται ως διακόπτες, που προορίζονται να εκτελούν αποσύνδεση εξοπλισμού σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης ή στα πλαίσια της τρέχουσας λειτουργίας. Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα τι είναι ένας διακόπτης κενού και σε τι χρειάζεται.

Πώς λειτουργεί ένας διακόπτης κενού υψηλής τάσης;

Η βάση της λειτουργικότητας των θαλάμων κενού που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή των διακοπτών είναι οι φυσικές ιδιότητες του αερίου που βρίσκεται σε αραιωμένη κατάσταση. Υπό τέτοιες συνθήκες, η ιδιότητα του αερίου που χαρακτηρίζεται ως ηλεκτρική αντοχή, μεταβάλλεται σημαντικά προς αύξηση.

Αυτό το φαινόμενο του υψηλού αραιωμένου περιβάλλοντος (εύρος από 10^-6 έως 10^-8 N/cm²) χρησιμοποιείται επιτυχώς σε κατασκευές διακοπτών, συμπληρωμένες με θαλάμους κενού αερίου, μέσω των οποίων διέρχονται οι ηλεκτρικές ομάδες επαφών.

Ένα από τα μοντέλα διακόπτη κενού – συσκευής που χρησιμοποιείται στη λειτουργία ηλεκτρικών δικτύων ισχύος. Η διάταξη θεωρείται πιο σύγχρονη και αξιόπιστη σε σύγκριση με παρόμοιες συσκευές, αλλά άλλου τύπου κατασκευής.

Το ρεύμα που διέρχεται από τις ομάδες επαφών (κατά τη στιγμή του ανοίγματος της επαφής) σχηματίζει μια ηλεκτρική εκκένωση – τόξο. Η καύση του τόξου γίνεται λόγω μερικού ιονισμού των ατμών μετάλλου, που αναπόφευκτα δημιουργούνται από την υψηλή θερμοκρασία. Η διέλευση του ρεύματος μεταξύ των επαφών μέσω του σχηματισμένου πλάσματος διατηρείται μέχρι τη στιγμή της μετάβασης του ρεύματος στο μηδενικό δίαυλο.

Μόλις έρθει η στιγμή της διέλευσης από το «μηδέν», το ηλεκτρικό τόξο σβήνει. Ο χρόνος της συνολικής διαδικασίας δεν υπερβαίνει τα 7-10 μικροδευτερόλεπτα.

Δομή των διακοπτών κενού

Η ποικιλία των διακοπτών κενού, λαμβάνοντας υπόψη την κατασκευαστική τους διαμόρφωση, είναι αρκετά μεγάλη. Επομένως, είναι δύσκολο να δοθεί ένας γενικός χαρακτηρισμός αυτών των συσκευών. Ωστόσο, ανεξάρτητα από τις κατασκευαστικές διαφορές, η αρχή λειτουργίας παραμένει αμετάβλητη.

Δομικό διάγραμμα διακόπτη κενού: 1 – άνω ακροδέκτης; 2 – θάλαμος κενού; 3 – πολυμερής μονωτήρας; 4 – κάτω ακροδέκτης; 5 – επαφή ταινίας; 6 – ελατήριο ισχύος; 7 – ράβδος έλξης; 8 – ελατήριο απενεργοποίησης; 9 – μοχλός μετάδοσης; 10 – άξονας κίνησης; 11 – απελευθερωτής; 12 – περίβλημα

Ας εξετάσουμε για γενική ενημέρωση έναν τριπολικό διακόπτη κενού, εφοδιασμένο με μηχανισμό ελατηρίου-κινητήρα. Αυτή η συσκευή είναι σχεδιασμένη για εσωτερική εγκατάσταση ή για εγκατάσταση σε εξωτερικό χώρο. Σε κάθε περίπτωση, η τοποθέτησή της γίνεται εντός ειδικών μεταλλικών κιβωτίων διανομή.

Οι συσκευές μπορούν να λετουργούν σε διάφορους τομείς τη εθνική οικονομία. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένοι περίορισμοί.

Έτσι, οι διακόπτες κενού δεν προορίζονται για εγκατάσταση με επακόλουθη λειτουργία υπό τις ακόλουθες συνθήκες:

• χώροι όπου υπάρχει ατμόσφαιρα εππρπής σε πυρκαγιά ή έκρηξη;
• εγκαταστάσεις που σχεδιαστικά προβλέπουν συχνές μεταγωγές;
• εγκαταστάσεις κινητού (μεταφερόμενου) τύπου;
• ενεργειακά συστήματα θάλασσιων και ποταμίων πλοίων.

Οι διακόπτες τυπου κενού συνήθως έχουν δύο τυπους διαμόρφωσης κατασκευής:

1. Για σταθερή εγκατάσταση.
2. Για εγκατάσταση με φορητό τροχιδάτη φορείο.

Ανεξάρτητα από τη διαμόρφωση, η περίοχή του περίβλήματς της συσκευής περίέχει τρις πολους, εφοδιασμένους με θαλάμους απόσβεσης τόξου.

Μέσα στους θαλάμους κενου λειτουργούν κινούμενες επαφές, οι οποίοι τίθενται σε κίνηση από έναν μηχανισμό ελατηρίου-κινητήρα. Το περίβλημα της συσκευής συμπληρώνεται με ένα μπροστινό πίνακα, όπου περιέχονται στοιχεία ένδειξης και διατάξης ελέγχου.

Εξωτερικά κύπια στοιχεία τού διακόπτη: 1 – πόλοι της συσκευής; 2 – μηχανισμός κλειδώματς ενεργοποίησης; 3 – πάραθυρο ανύψωσης; 4 – λαβή μηχανισμού, που μπλοκάρει τα εξωτερικά κυκλώματα

Οι τρεις πόλοι του κύριο κυκλώματος είναι κατασκευασμένοι σε μορφή στύλων. Η θέση τω πόλων είναι, κατά κανόνα, στ πίσ μέρτς του πλαισίου του μηχανισμού ελατηρίου-κινητήρα. Κάθς πόλος είνα εφοδιασμένος με θάλμο απόσβσης τοξου, ο οπίος περιλκλεται μέα σε πλυμρή μονωτηρα. Για την ενίσχυση τη ηλκτρική αντοχής, τ περίλημα τυ μντηρα έχι νευρδη μρφή.

Μέσ σ κάθ θάμ κινίίίμω μοντημίμω ομδ μών πύ σχί – ίύ, νύ. Τ ίί ύη μνώ μη μζ νί μν μχμσ μγσ. Ση μί μ ώ κκ μφ. Ε ύ μφή μ μζ ωή μρμγή μ ά κκτή φή ήσ.

Πώς λειτουργεί το σύστημα κίνησης του διακόπτη;

Οι κινύμενς επφές ν θάμν νύ νίντ μχικά τν άο μχμσ τή-τήρ Χρϋ ετήρ χύς , πίν ύ (τύ σσ τάυς), εύ νβύύ νθύ μ μή ύ ηύ μχμύ μ λλ μχμ.

Δομικό διάγραμμα του θαλάμου κενού: 1 – ακροδέκτης της σταθερής επαφής· 2 – σταθερή επαφή· 3 – κινητή επαφή· 4 – μεταλλική θωράκιση· 5 – κεραμικός (πολυμερής) μονωτήρας· 6 – φυσούνα· 7 – ακροδέκτης της κινητής επαφής

Το ελατήριο (συνήθως δύο ελατήρια) τεντώνεται μέσω αλυσιδωτής μετάδοσης. Η κανονική λειτουργία του εξοπλισμού προβλέπει το τέντωμα του ελατηρίου με τη βοήθεια ηλεκτροκινητήρα εξοπλισμένου με μειωτήρα. Ταυτόχρονα, υπάρχει μια λαβή χειροκίνητου τεντώματος, την οποία χρησιμοποιούν σε περίπτωση βλάβης ή διακοπής ρεύματος.

Το τεντωμένο ελατήριο ασφαλίζεται από τον μηχανισμό σκανδάλης. Αυτός ο μηχανισμός ελέγχεται μέσω ηλεκτρομαγνητικής κίνησης ή μέσω κουμπιού ενεργοποίησης. Μόλις ενεργοποιηθεί η λειτουργία ενεργοποίησης, η ασφάλιση αφαιρείται και η δύναμη τάνυσης του ελατηρίου θέτει σε κίνηση τον μηχανισμό εκκεντροφόρου. Αυτός, με τη σειρά του, δρα στον άξονα, ο οποίος συνδέεται μηχανικά με τον μηχανισμό μεταγωγής των κινητών επαφών των θαλάμων κενού.

Η λειτουργία απενεργοποίησης του διακόπτη κενού εκτελείται με ενεργοποίηση της λειτουργίας «Απενεργοποιημένο» – με ηλεκτρομαγνήτη ή κουμπί. Η ακολουθία ενεργειών είναι σχεδόν ίδια με την πρώτη λειτουργία. Εδώ επίσης χρησιμοποιούνται τα ελατήρια ισχύος απενεργοποίησης, η κατάσταση των οποίων καθορίζεται από τον μηχανισμό σκανδάλης απενεργοποίησης.

Πίνακας ελέγχου και ενδείξεις: 1 – λειτουργία «ενεργοποιημένο»· 2 – λειτουργία «απενεργοποιημένο»· 3 – τεντωμένη κατάσταση ελατηρίου· 4 – κατάσταση ελεύθερου ελατηρίου

Η ευκολία λειτουργίας και ο έλεγχος της συσκευής διασφαλίζονται από τον πίνακα ελέγχου. Στην πρόσοψη του πίνακα βρίσκονται τα εξής στοιχεία: μετρητής αριθμού κύκλων, ενδείκτης κατάστασης ελατηρίου τεντώματος, ενδείκτης κατάστασης διακόπτη κενού.

Χαρακτηριστικά των ανασυρόμενων κατασκευών

Ο εξοπλισμός συρόμενης εκτέλεσης είναι συναρμολογημένος πάνω σε ειδικό τηλεφερόμενο καρότσι. Με τη βοήθεια αυτού του εξαρτήματος, ο διακόπτης εισάγεται μέσα στο ντουλάπι ή εξάγεται από αυτό.

Το τηλεφερόμενο καρότσι δεν λειτουργεί μόνο ως μεταφορικό μέσο της συσκευής, αλλά εκτελεί επίσης τη λειτουργία ελεγκτή ενεργοποίησης της συσκευής σε λειτουργία δοκιμής ή σε λειτουργία λειτουργίας, μόλις ο διακόπτης εισαχθεί στο ντουλάπι.

Τηλεφερόμενο καρότσι: 1 – κύλινδρος (4 τεμ.)· 2 – βάση· 3, Α – κινητή βάση· 4 – λαβή (2 τεμ.)· 5 – υποδοχή περιστροφής· 6 – ράβδος ασφάλισης· 7 – στοιχείο στερέωσης· 8 – υποδοχή για δευτερεύον κύκλωμα· 9 – μηχανισμός ασφάλισης της συσκευής· 10 – επαφές ασφάλισης· 11 – ράβδος στερέωσης βίδας· Β – ακίνητο τμήμα

Ο διακόπτης κενού στερεώνεται απευθείας στο κινητό τμήμα του καροτσιού. Η στερέωση γίνεται με κοχλιωτές συνδέσεις. Εν τω μεταξύ, το τηλεφερόμενο καρότσι έχει επίσης ένα ακίνητο τμήμα, όπου είναι στερεωμένη η κίνηση του κινητού τμήματος. Η κίνηση της κινητής μονάδας σε σχέση με την ακίνητη πραγματοποιείται μέσω της βίδας της λαβής χειρισμού του καροτσιού.

Κινητό μέρος – μεταλλική βάση σε τέσσερις τροχούς, επεξεργασμένη με γαλβανική επικάλυψη. Εδώ υπάρχει εξωτερικό μηχανικό μπλοκάρισμα (ράβδος πίεσης) του γειωτή, μπλοκάρισμα της βίδας μετάδοσης κίνησης, βοηθητικές επαφές, μηχανισμός μπλοκαρίσματος του διακόπτη και άλλα στοιχεία που εξασφαλίζουν την κίνηση ή τη στερέωση.

Εγκατάσταση και σύνδεση της συσκευής

Πριν ξεκινήσετε την εγκατάσταση του κενού διακόπτη, είναι απαραίτητο να επιθεωρήσετε όλα τα εξωτερικώς προσβάσιμα στοιχεία, για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν ζημιές και ελαττώματα. Στη συνέχεια, καθαρίζονται οι μονωτικές επιφάνειες των πόλων με ένα στεγνό πανί χωρίς χνούδι.

Δεν επιτρέπεται η εγκατάσταση του εξοπλισμού στο σύστημα, εάν οι μονωτικές επιφάνειες έχουν θραύσματα, ρωγμές ή παραμορφωμένες περιοχές. Υποχρεωτικά πρέπει να ελέγχεται το κύκλωμα των δευτερευόντων κυκλωμάτων, καθώς και η σύνδεση της γείωσης του περιβλήματος.

Έλεγχος της εγκατεστημένης συσκευής. Εδώ είναι σημαντικό να ελέγξετε προσεκτικά κάθε λεπτομέρεια, κάθε στοιχείο στερέωσης. Οι συσκευές υψηλής τάσης δεν συγχωρούν ούτε το παραμικρό λάθος.

Πριν από την εγκατάσταση, η λειτουργικότητα του διακόπτη πρέπει να ελεγχθεί με χειροκίνητη ενεργοποίηση (χωρίς τροφοδοσία) και να βεβαιωθείτε για τη σωστή θέση των ενδείξεων του πίνακα ελέγχου. Στη συνέχεια, πρέπει να ελέγξετε την ύπαρξη των καλυμμάτων των πόλων. Εάν χρησιμοποιείται εξοπλισμός για ονομαστική τιμή 1600Α και άνω, τα προστατευτικά καλύμματα πρέπει να αφαιρεθούν πριν από την τοποθέτηση.

Απευθείας σύνδεση στο δίκτυο

Οι ακρόδέκτες των επαφών των αγωγών των καλωδίων ισχύος πρέπει να καθαριστούν πριν από τη σύνδεση με τις εξόδους του διακόπτη.

Η διαδικασία καθαρισμού διαφέρει ανάλογα με το υλικό των ακροδεκτών:

• Για χάλκινους και αλουμινένιους ακροδέκτες χωρίς πρόσθετη επικάλυψη, ο καθαρισμός γίνεται με γυαλόχαρτο κοκκομετρίας Μ20 ή μικρότερης, ακολουθούμενο από απολίπανση της μεταλλικής επιφάνειας.
• Εάν οι χάλκίνούς ή αλούμίνένιοί ακρόδέκτες είναι επικαλυμμένοι με στρώμα αργύρου, αρκεί να τους καθαρίσετε με ένα πανί χωρίς χνούδί.

Δεν επίτρέπται η χρήση καλωδίων των οποίων η επικάλυψη αργύρου των ακροδέκτών έχευποστεί ζημιά σε επιφάνεια άνω τού 5%. Σε αυτή την περίπτωση, το κατεστραμμένο στοιχείο πρέπει να αντακαταστθεί. Περισσότερες πληροφορίαίζετικά με τούς ακροδέκτες σύνδεσης καλωδίων μπορείτε να δίαβάσετε στο. αυτό το υλικό.

Οι εξωτερικοί αγωγοί συνδέονται με τις εξόδους του κενού διακόπτη με τέτοιο τρόπο ώστε να μην δημιουργούνται μηχανικές δυνάμεις στις εξόδους της συσκευής από την πλευρά των εξωτερικών αγωγών. Οι σύνδέςις γίνναν μέςω βιδωτής σύζευξης με τη χρήση επίπεδων ελαστικών μεταλλικών ροδελών.

Πώς γίνεται η γείωση;

Οι συσκευές σταθερής εγκατάστης συνδέονται με την «εδαφική» πλατφόρμα μέσω βιδωτής σύνδεσης (Μ12) απευθείας στο σημέίο που σημέώνεταί με την ένδέίζη «Γείωση».

Τα στοιχεία της κατασκευής του τροχήλατου φορείου και του σασί του διακόπτη, μέσω των οποίων εκτελείται η γείωση της συσκευής. Κατά κανόνα, αυτά τα σημεία σημειώνονται με το αντίστοιχο σύμβολο που εφαρμόζεται δίπλα στο στοιχείο.

Η περιοχή του σημείου επαφής «Γείωση» πριν από τη σύνδεση πρέπει να απολιπανθεί. Ως αγωγός γείωσης πρέπει να επιλεγεί ράβδος επαρκούς διατομής (Κανόνες Εγκατάστασης Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων - ΠΕΥ), εύκαμπτο καλώδιο ή αγωγός συνεστραμμένος σε δέσμη. Πριν από την εφαρμογή του αγωγού στο σημείο επαφής, οι επιφάνειες επαφής πρέπει να λιπαίνονται με ειδικό λιπαντικό (ΤΣΙΑΤΙΜ-203).

Η κατασκευή τύπου roll-out γειώνεται με τη βοήθεια στοιχείων του τροχήλατου φορείου. Η γείωση του διακόπτη κενού πραγματοποιείται μέσω της κατασκευής του τροχήλατου φορείου, για το οποίο υπάρχουν επίσης στοιχεία στερέωσης.

Θέση της συσκευής σε λειτουργία

Η έναρξη λειτουργίας της συσκευής πραγματοποιείται μετά από πρόσθετο έλεγχο του εγκατεστημένου και προετοιμασμένου εξοπλισμού. Συγκεκριμένα, ελέγχεται η αξιοπιστία της γείωσης, η κατάσταση των στερεώσεων των συναρμολογημένων εξαρτημάτων, η πρόσβαση του ψυκτικού μέσου σε στοιχεία που ενδέχεται να θερμανθούν.

Οι επιφάνειες των αγώγιμων ράβδων που έρχονται σε επαφή με τα ελάσματα των ομάδων επαφών υποδοχής πρέπει να υποβληθούν σε επεξεργασία με μικρή ποσότητα λιπαντικού ΤΣΙΑΤΙΜ. Γενικά, πρέπει να εκτελεστούν όλες οι διαδικασίες που προβλέπονται από τους Κανόνες Εγκατάστασης Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων (ΠΕΥ) για την περίπτωση των δοκιμών παράδοσης-παραλαβής και να διασφαλιστεί ότι η τάση λειτουργίας βρίσκεται εντός των επιτρεπτών ορίων.

Εγκατάσταση του διακόπτη κενού. Οι εργασίες εγκατάστασης εκτελούνται μόνο από εξειδικευμένο προσωπικό. Οι ίδιες απαιτήσεις ισχύουν και για το προσωπικό που επιλέγεται για τη συντήρηση του εξοπλισμού υψηλής τάσης.

Επιτρέπεται ο χειρισμός του διακόπτη κενού μόνο από προσωπικό που διαθέτει άδεια συντήρησης ηλεκτρικών εγκαταστάσεων που λειτουργούν υπό τάση άνω των 1000 βολτ. Η εγκεκριμένη ομάδα πρόσβασης για τα άτομα συντήρησης πρέπει να είναι τουλάχιστον τρίτου επιπέδου. Πριν από την έναρξη εργασιών με τον εξοπλισμό, το προσωπικό παρακολουθεί τεχνικό σεμινάριο με σκοπό τη μελέτη των λεπτομερειών του συγκεκριμένου μοντέλου εξοπλισμού.

Πώς να επιλέξετε έναν διακόπτη κενού;

Η συσκευή επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη τις ονομαστικές παραμέτρους της, οι οποίες εξετάζονται σε σχέση με τις παραμέτρους του υπάρχοντος δικτύου στο σημείο εγκατάστασης. Η επιλογή γίνεται με κριτήριο τις πιο φοριτισμένες λειτουργικές καταστάσεις που αναμένονται για τις συνθύκες λειτουργίας.

Η ονομαστική τάση του διακόπτη κενού μπορεί να είναί ίση (ή μεγαλύτερη) από την ονομαστική τάση του συστήματος που τροφοδοτείται μέσω του διακόπτη.

Η παράμετρος του ονομαστικού διαρκούς ρεύματος επιλέγεται υψηλότερη από την ονομαστική τιμή ρεύματος του τροφοδοτούμενου συστήματος. Η παράμετρος του ονομαστικού ρεύματος διακοπής επιλέγεται υψηλότερη από τη μέγιστη τιμή του υπολογιζόμενου ρεύματος βραχυκυκλώματος (λαμβάνεται υπόψη η στιγμή απόκλισης των επαφών).

Η πινακίδα με τα τεχνικά χαρακτηριστικά είναι το πρώτο πράγμα που προσέχει κανείς όταν επιλέγει έναν διακόπτη. Βάσει των τιμών των παραμέτρων, μπορεί ήδη να καθοριστεί εάν η συσκευή είναι κατάλληλη για μια συγκεκριμένη εγκατάσταση ή όχι.

Από την άποψη των πιθανών συνθηκών βραχυκυκλώματος, η επιλογή γίνεται λαμβάνοντας υπόψη τις πιο δύσκολες καταστάσεις.

Το απεριοδικό συστατικό μέγεθος υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη τις συνθήκες βραχυκυκλώματος με μηδενική τάση σε οποιαδήποτε από τις γραμμές φάσης. Πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η παράμετρος του απεριοδικού ρεύματος που έχει οριστεί από τον κατασκευαστή του εξοπλισμού.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Ακόμη περισσότερο υλικό σχετικά με τη δομή, την αρχή λειτουργίας και τις συνθήκες εγκατάστασης του κενού διακόπτη μπορείτε να μάθετε από το ακόλουθο βίντεο:

Οι διακόπτες κενού διαφέρουν από άλλους τύπους συσκευών λόγω της σχετικά απλής και αξιόπιστης δομής τους. Επομένως, αυτός ο τύπος εξοπλισμού λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς ιδιαίτερα παράπονα. Η διάρκεια ζωής λόγω φυσικής φθοράς καθορίζεται από τον αριθμό των λειτουργιών, που είναι τουλάχιστον 20.000. Εφόσον η συντήρηση πραγματοποιείται έγκαιρα, αυτή η διάρκεια ζωής αυξάνεται κατά 5-10%. Εν τω μεταξύ, η συντήρηση των διακοπτών κενού περιορίζεται σε μικρό αριθμό ελαφρών εργασιών.

Εάν κατά την ενημέρωση προκύψουν ερωτήσεις σχετικά με το θέμα του άρθρου ή έχετε πολύτιμες πληροφορίες που μπορείτε να μοιραστείτε με τους αναγνώστες μας, παρακαλούμε αφήστε τα σχόλιά σας, μοιραστείτε την εμπειρία σας και κάντε ερωτήσεις στο πλαίσιο κάτω από το άρθρο.