Повітряний вимикач: принцип роботи та переваги

Повітряний вимикач представляє собою комутаційне механічний пристрій, що забезпечує гасіння дуги за допомогою стиснутого повітря, і відключення, проведення, включення струмів при встановленому стані ланцюга. Він використовується для попередження коротких замикань

і перевантажень на електричних установках, а також в управлінні електричними ланцюгами. Деякі агрегати оснащуються додатковою функцією захисту від критичного падіння напруги та інших ситуацій.

опис

До пристроїв подібного виду пред`являються певні вимоги, серед них забезпечення безпечного тривалого використання і надійний захист від перевантажень і замикань в мережі. Якість виконання приладу має особливу роль, так як експлуатація повітряних вимикачів може відбуватися в різних температурних і вологісних умовах, при наявності вібронагрузок і частого перемикання. Електроприймачі знаходяться під електродинамічним і тепловим впливом від вимикачів, завдяки цьому мінімізуються технологічні втрати і збільшується термін експлуатації.

Автоматичні повітряні вимикачі одночасно керують мережею і захищають її. Вони класифікуються на кілька видів за часом реагування, яке відводиться на розмикання контактів з моменту сигналу:

• селективні;
• стандартні;
• швидкодіючі (мають струмообмежувального функцію).

масляні пристрої

Такі вироби виконуються у вигляді резервуара прямокутної, овальної або круглої форми. Масляні повітряні вимикачі були винайдені в кінці минулого століття і виступали в якості вимикача в ланцюгах, що характеризуються високою напругою. Через їх кришку пропускаються ізолятори з нерухомими контактами, що фіксуються на обох кінцях. За допомогою ізоляційної тяги приводний пристрій з`єднується з рухомим контактом, який, в свою чергу, знаходиться між двома однополюсними нерухомими контактами. Вони повністю покриті трансформаторним маслом, яке заповнює резервуар до певного рівня. Повітряна подушка займає простір між кришкою і масляної поверхнею.

кріплення

Конструкція апарату полягає в діелектричному корпусі. Автоматичні повітряні вимикачі, які використовуються для невеликого напруги, фіксуються на установчому місці за допомогою DIN-рейки. До гвинтовим елементів підключається проводка, а за допомогою важеля проводиться відключення і включення приладу. Корпус тримається на рейці за рахунок спеціальної засувки - так пристрій можна швидко зняти, попередньо відсунувши її. Нерухомий і рухомий контакти необхідні для процесу комутації ланцюга. У рухомому елементі використовується пружина для забезпечення можливості роз`єднання контактів. Дана дія може виконуватися магнітним або тепловим расщепителем.

тепловий расщепитель

Біметалічна пластина, з якої складається расщепитель теплового виду, нагрівається протікає напругою. Механізм розщеплення відбувається після згинання пластини, викликаного проходженням струму з напругою, вище встановленого значення. Властивості струму безпосередньо впливають на період реагування, який може знаходитися в межах години. Елемент спрацьовує на напругу, встановлене в ході виробництва. Повітряний вимикач ВНВ може використовуватися відразу після того, як пластина досягне нормальної температури, що нехарактерно для поплавкового запобіжника.

магнітний расщепитель

Механізм дії магнітного пристрою наводиться в дію рухомим сердечником. Расщепитель даного виду є соленоїдом, через обмотку якого проходить струм, що йде через вимикач, при перевищенні номінального значення сердечник починає втягуватися. Магнітний вид має властивість моментального спрацьовування, чим не може похвалитися теплової, але реакція відбувається тільки в разі істотного перевищення встановленого порогу. Використовується кілька різновидів, які мають різний ступінь чутливості.

В процесі розщеплення виникає ймовірність появи електричної дуги. Для запобігання цьому поруч з контактами розміщується дугогасительная решітка, а самі елементи виконуються в особливій формі.

види

Повітряний вимикач може мати різні характеристики і особливості, за якими проводиться поділ на певні типи:

• з можливістю струмообмеження і без неї;
• полюсність приладу залежить від кількості наявних полюсів;
• з нульовим, незалежним або максимальним расщепителем напруги;
• без контактів і з наявними вільними контактами для вторинних мереж;
• властивості витримки періоду расщепителя струму можуть бути різними: так, пристрої можуть мати витримку, що має зворотну залежність від напруги, незалежну від напруги або вона може отсутствовать- також можливий варіант, що сполучає в собі всі властивості;
• повітряні вимикачі, пристрій яких має універсальне, поєднане (нижні затискачі з заднім приєднанням, а верхні з переднім) і переднє приєднання;
• з пружинним приводом, руховим або ручним.

дугогашенія

Конструкція може мати від одного до чотирьох полюсів, при цьому в будь-якому варіанті присутні допоміжні контакти, расщепитель, пристрій для розщеплення, система гасіння електричної дуги і основна система контактів. Вона може бути одноступеневою (в разі застосування металокерамічних елементів), двоступеневої (дугогасительниє і основні контакти) і триступеневої (крім дугогасильних і основних, додаються проміжні контакти).

Система для гасіння дуги може виконуватися зі спеціальними дугогасильними гратами в камерах або мати камери з невеликими просвітами. Для експлуатації при високій напрузі використовуються комбіновані види, які об`єднують в собі два варіанти гасіння дуги.

Особливості

Будь-повітряний вимикач ВВБ має встановлене граничне значення напруги короткого замикання, при наявності струму вище наявного параметра присутній ймовірність зварювання або підгоряння контактів, і як наслідок, поломки пристрою. Воно може виконуватися в висувному або стаціонарному варіанті, і мати привід рухового або ручного виду. Привід може володіти пневматичним, дистанційним, електромагнітним і іншим дією і призначається для відключення і включення пристрою.

Як расщепителя виступає реле з прямим механізмом дії. Термобиметаллический або електромагнітні деталі в цьому випадку забезпечують відключення, якщо первинна мережа характеризується відсутністю струму, а також при перевантаженні і короткому замиканні. У конструкцію розщеплення входять відключають пружини, коромисла, засувки і важелі. Крім відключення вимикача він використовується для запобігання можливості включення на замикання.

Витримка

Процес відключення може характеризуватися наявністю витримки або її відсутністю. Різновид вимикача, зокрема швидкість його реагування, залежить від тимчасового інтервалу, протягом якого відбувається перевищення існуючого значення і розбіжність контактів. Так, набули розповсюдження швидкодіючі, селективні і стандартні вимикачі. У двох останніх варіантів відсутня можливість струмообмеження. У селективних пристроях захист мереж проводиться за допомогою встановлених вимикачів, що мають різну швидкість спрацьовування: мінімальне значення має споживач, поступово до джерела живлення даний параметр збільшується.

Вимикач і запобіжник

Перевантаження в мережі здатні призвести до займання або як мінімум до псування встановленого електроустаткування. Для запобігання таких ситуацій використовується повітряний вимикач для STP 100 і запобіжник, механізм дії яких полягає в перериванні струму, але при цьому кожен з них має свої особливості. Основна частина запобіжника представлена металевим елементом, розплавляється при надмірному нагріванні. Повітряний вимикач використовує спеціальний механізм, який спрацьовує на критичне напруження, також пристрій після реагування досить привести в дію, в той час як запобіжники часто доводиться замінювати на нові, але їх головною перевагою є швидка швидкість спрацьовування.

Також варто відзначити, що в залежності від умов експлуатації кожен з варіантів є кращим. Запобіжники реалізуються у всіх магазинах супутніх товарів і відрізняються невисокою вартістю. Швидке реагування на перевищення напруги дозволяє забезпечити надійний захист для пристроїв, що відрізняються високою чутливістю.

Крім можливості скидання, повітряний вимикач 110 кВ має безліч інших позитивних сторін. Наприклад, можна відразу визначити зреагувати пристрій і швидко привести його в роботу.

Негативні сторони

Головним недоліком є дорогий монтаж і подальший ремонт повітряних вимикачів. Також вони відрізняються меншою швидкістю спрацьовування на перевищення номінального струму, через це є ймовірність пошкодження електронних пристроїв. Крім цього, вони відрізняються чутливістю до механічних впливів і вібрацій.

Відео: Принцип роботи пневматичного гайковерта

З урахуванням того, що повітряний вимикач і запобіжник призначаються для різних функцій, вони не можуть заміняти один одного. Для того щоб визначитися з тим, який пристрій необхідно, варто звернутися до професіоналів, вони допоможуть підібрати оптимальний варіант для наявної електричної мережі.

додатковий захист

Для запобігання пошкодження пристроїв, викликаного стрибками напруги, використовується мережева захист від піків напруги. Можливо два варіанти монтажу таких апаратів: на спеціальну рейку в електричній шафі при використанні для групи енергоспоживачів або локально у певного приладу.

Такі пристосування дозволяють виробляти фільтрацію аварійних стрибків напруги в зовнішній мережі і блокувати високопотужні потоки. Незважаючи на те що до енергоспоживачів піки напруги не доходять, протягом струму залишається на колишньому рівні. Новітні електронні схеми забезпечують тривалий період роботи і швидку швидкість спрацьовування. Захист мережі за рахунок електронних процесорів реагує на перевищення параметрів в тисячні частки секунди.

ефективність

Сьогодні різні типи повітряних вимикачів стали більш досконалими і функціональними, це було досягнуто внесенням наступних доповнень:

Відео: Принцип роботи турбокомпресора (турбіни)

• У генераторних пристроях використовується примусова схема охолодження.
• Якісні матеріали і ретельне виконання конструктивних елементів забезпечили більшу надійність і тривалий термін використання до виникнення необхідності в ремонті.
• Комутаційні перенапруги придбали обмеження, наявність якого грає особливу роль для пристроїв високої напруги.
• Модульна схема розміщення серій забезпечує можливість створювати з ідентичних модулів декількох серій, що характеризуються широким діапазоном напруги, виробляти випробування і реалізувати пристрої, які відрізняються простим виготовленням, встановленням і подальшою експлуатацією.
• Використання схем управління з швидким реагуванням і мінімальним тимчасовим розкидом. Їх головним завданням є забезпечення спрацьовування пристроїв на істотне перевищення напруги і відключення протягом напівперіоду. Також за рахунок них функціонують прилади з синхронним включенням і відключенням.
• Елементи для гасіння дуги поміщаються в стиснене повітря. Так досягаються високі пропускні характеристики по номінальній напрузі, надійність ізоляції проміжків між контактами, швидке реагування та комутаційні властивості. Найчастіше тиск повітря знаходиться в межах 6-8 МПа.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!