Interruptor de buit: dispositiu i principi de funcionament + matisos de selecció i connexió
Un dispositiu elèctric, un interruptor de circuit de buit, és un dispositiu destinat a funcionar com a part de xarxes elèctriques d'alta tensió.Va rebre el seu nom d'una característica de disseny: una cambra de buit, gràcies a la qual s'aconsegueix l'extinció instantània de l'arc elèctric.
El dispositiu s'utilitza com a interruptors dissenyats per apagar l'equip en cas de situacions d'emergència o com a part de l'operació rutinària. Vegem més de prop què és un commutador de buit i per què es necessita.
El contingut de l'article:
Com funciona un interruptor de buit d'alta tensió?
La base de la funcionalitat de les cambres de buit utilitzades en el disseny dels interruptors són les propietats físiques del gas en estat de descàrrega. En aquestes condicions, la propietat del gas, caracteritzada com a força elèctrica, canvia significativament cap a un augment.
Aquest efecte d'un entorn altament enrarit (interval des de 10-6 a 10-8 N/cm2) s'utilitza amb èxit en dissenys d'interruptors complementats amb cambres de buit de gas per les quals passen grups de contacte elèctric.
El corrent que flueix pels grups de contactes (en el moment en què es desconnecta el contacte) forma una descàrrega elèctrica: un arc.La combustió d'arc es produeix a causa de la ionització parcial dels vapors metàl·lics, inevitablement formats a partir d'alta temperatura. El pas de corrent entre els contactes a través del plasma format es manté fins que el corrent passa al bus zero.
Tan bon punt arriba el moment de transició pel "zero", l'arc elèctric s'apaga. El procés global no triga més de 7-10 microsegons.
Disseny de vacuostats
La varietat d'interruptors de buit, tenint en compte el seu disseny, és bastant gran. Per tant, és difícil donar les característiques d'aquests dispositius en conjunt. Mentrestant, independentment de les diferències de disseny, el principi de funcionament es manté sense canvis.
Considerem per obtenir informació general interruptor de buit de tres pols, equipat amb un motor de molla. Aquest dispositiu està dissenyat per a instal·lació interior o exterior. En qualsevol cas, la seva instal·lació es realitza dins de caixes metàl·liques especials de distribució.
Els dispositius es poden utilitzar en diverses àrees de l'economia nacional. Tanmateix, hi ha algunes limitacions.
Per tant, els interruptors de circuit de buit no estan destinats a la instal·lació i al funcionament posterior en les condicions següents:
- habitacions on hi hagi foc o atmosfera explosiva;
- instal·lacions dissenyades per proporcionar canvis freqüents;
- instal·lacions de tipus mòbil (mòbil);
- sistemes energètics dels vaixells marítims i fluvials.
Els interruptors automàtics de tipus buit solen tenir dos tipus de disseny:
- Per a instal·lació permanent.
- Per a la instal·lació amb un carro de maquinari.
Independentment del disseny, la zona del cos del dispositiu conté tres pals equipats amb cambres d'extinció d'arcs.
Dins de les cambres de buit hi ha contactors mòbils accionats per un mecanisme de molla-motor. El cos del dispositiu es complementa amb un panell frontal, que conté elements de visualització i dispositius de control.
Els tres pols del circuit principal estan fets en forma de columnes. La ubicació dels pals sol ser a la part posterior del xassís d'accionament del motor de molla. Cada pal està equipat amb una cambra d'extinció d'arc, que està tancada dins d'un aïllant de polímer. Per tal de millorar la força elèctrica, el cos aïllant té una forma acanalada.
Dins de cada cambra de buit, hi ha un grup de contacte de dos elements: mòbil i fix. L'element de contacte mòbil està connectat al mecanisme de commutació mitjançant un aïllant de tracció. El següent és la connexió amb el pin de contacte inferior. I el contacte fix es connecta mitjançant un ajust cònic al terminal de contacte superior del dispositiu.
Com funciona l'accionament de l'interruptor?
Els contactes mòbils de les cambres de buit estan connectats mecànicament a l'eix de l'accionament del motor de molla. A causa del moll de potència, que està pre-armat (establert a l'estat de tensió), l'accionament es pot activar fàcilment amb només prémer un botó de control o un altre mecanisme.
La molla (normalment dues molles) es carrega mitjançant una cadena. El mode de funcionament normal de l'equip consisteix a carregar la molla mitjançant un motor elèctric equipat amb una caixa de canvis. Al mateix temps, hi ha un mànec d'armament manual, que s'utilitza en cas d'accident o pèrdua de potència.
La molla amartillada es fixa mitjançant el mecanisme de disparador. Aquest mecanisme es controla mitjançant un accionament electromagnètic o mitjançant un botó d'encesa. Tan bon punt s'activa el mode d'activació, el bloqueig s'allibera, la força de tracció de la molla activa el mecanisme de lleves. Aquest, al seu torn, actua sobre l'eix, que està connectat mecànicament al mecanisme de commutació dels contactes mòbils de les cambres de buit.
L'operació per apagar l'interruptor al buit es realitza activant el mode "Apagat" amb un electroimant o un botó. La seqüència d'accions és gairebé la mateixa que la del primer mode. Aquí també hi intervenen els ressorts de potència de desplaçament, l'estat dels quals el defineix el disparador.
El tauler de control proporciona la comoditat de funcionament i el control del funcionament del dispositiu. A la part frontal del panell hi ha elements: un comptador de cicles, un indicador d'estat de la molla de càrrega i un indicador d'estat de l'interruptor de buit.
Característiques de les estructures extraïbles
L'equip extraïble es munta sobre la base d'un carro d'equip especial. Amb aquest accessori, l'interruptor s'insereix dins o fora de l'armari.
El carro de maquinari no només actua com a transport per al dispositiu, sinó que també actua com a controlador per canviar el dispositiu al mode de prova o al mode de funcionament tan bon punt l'interruptor s'empeny a l'armari.
L'interruptor de buit està connectat directament a la part mòbil del carro. La fixació es realitza mitjançant connexions cargolades. Mentrestant, el carro de ferreteria també té una part estacionària, on es fixa l'accionament de la part mòbil. El moviment del mòdul mòbil respecte a l'estacionari es realitza mitjançant el cargol del mànec de control del carro.
La part mòbil és una base metàl·lica sobre quatre rodes, tractada amb recobriment galvànic. Hi ha un bloqueig mecànic extern (barra de pressió) de l'elèctrode de terra, un bloqueig de cargol d'accionament, contactes de bloc, un mecanisme de bloqueig de l'interruptor i altres elements que garanteixen el moviment o la fixació.
Instal·lació i connexió del dispositiu
Abans de començar a instal·lar un interruptor de buit, cal inspeccionar tots els elements accessibles des de l'exterior per assegurar-se que no hi ha danys o defectes. A continuació, es netegen les superfícies aïllants dels pals amb un drap sec i sense pelusa.
No està permès introduir equips al sistema si hi ha estelles, esquerdes o zones deformades a les superfícies aïllants. S'ha de comprovar el circuit dels circuits secundaris, així com la connexió del bus del xassís.
Abans de la instal·lació, la funcionalitat de l'interruptor s'ha de comprovar mitjançant l'encesa manual (inactiu sense alimentació) i assegureu-vos que els indicadors del tauler de control estiguin en la posició correcta. A continuació, heu de comprovar la presència de les cobertes dels pals. Si s'utilitzen equips amb una classificació de 1600 A o superior, s'han de treure les cobertes de protecció abans de la instal·lació.
Connecteu-vos directament a la xarxa
Els terminals de les puntes de contacte dels conductors del cable d'alimentació s'han de netejar abans de connectar-los als terminals de l'interruptor.
El procediment de desmuntatge varia segons el material terminal utilitzat:
- Per a terminals de coure i alumini sense recobriment addicional, la neteja es realitza amb paper de vidre de gra M20 o inferior, i després es desgreixa la superfície metàl·lica.
- Si els terminals de coure o d'alumini estan recoberts amb una capa de plata, n'hi ha prou amb netejar-los amb un drap sense pelusa.
És inacceptable utilitzar cables el recobriment de plata dels terminals està danyat en una àrea superior al 5%. En aquest cas, cal substituir l'element danyat. Podeu trobar més informació sobre els terminals per connectar els cables a aquest material.
Els conductors externs es connecten als terminals de l'interruptor de buit de manera que no es creïn forces mecàniques als terminals del dispositiu a partir dels conductors externs. Les connexions es realitzen mitjançant un acoblament per cargol mitjançant volanderes metàl·liques elàstiques planes.
Com es fa la posada a terra?
Els dispositius estacionaris es connecten a la plataforma de "terra" mitjançant una connexió cargolada (M12) directament al punt marcat com a "Connexió a terra".
L'àrea del punt de contacte "Colla a terra" s'ha de desengreixar abans de la connexió. El conductor de terra ha de ser un bus de secció transversal suficient (Normes d'instal·lació elèctrica), un cable flexible o un conductor trenat. Abans de col·locar el conductor al coixinet de contacte, lubriqueu les superfícies de contacte amb un lubricant especial (CIATIM-203).
El disseny del tipus extret es connecta a terra mitjançant els elements del carro d'equips. La connexió a terra de l'interruptor de buit es realitza a través de l'estructura del carro de ferreteria, per a la qual també hi ha elements de fixació.
Posada en funcionament del dispositiu
El dispositiu es posa en funcionament després d'una comprovació addicional de l'equip instal·lat i preparat. En particular, es comprova la fiabilitat de la connexió a terra, l'estat de fixació dels components del muntatge i l'accés del medi de refrigeració als elements potencialment escalfadors.
Les superfícies de les barres de corrent en contacte amb les làmines dels grups de contacte de roseta s'han de tractar amb una petita quantitat de lubricant CIATIM. En general, cal realitzar tots els tràmits previstos pel PES en cas de proves d'acceptació i assegurar-se que la tensió de funcionament correspon als límits admissibles.
El personal que tingui permís per fer servei a instal·lacions elèctriques que funcionin a tensions superiors a 1.000 volts pot accionar l'interruptor de buit. El grup d'accés aprovat per al personal de servei no ha de ser inferior al terç. Abans de començar a treballar amb equips, el personal es sotmet a un mínim tècnic per tal d'estudiar les complexitats d'un model d'equip específic.
Com triar un interruptor de circuit de buit?
El dispositiu es selecciona tenint en compte els seus paràmetres nominals, que es consideren en relació amb els paràmetres de la xarxa existent al lloc d'instal·lació. L'elecció es fa d'acord amb el criteri dels modes de funcionament amb càrrega màxima esperats per a les condicions de funcionament.
Es permet que la tensió nominal de l'interruptor al buit sigui igual (o augmentada) en relació a la tensió nominal del sistema alimentat a través de l'interruptor.
El paràmetre de corrent nominal a llarg termini es selecciona més alt que el corrent nominal del sistema subministrat. El paràmetre de corrent de tall nominal es selecciona per sobre del valor màxim corrent nominal Curtcircuit (es té en compte el moment de divergència del contacte).
Des del punt de vista de les possibles condicions de curtcircuit, l'elecció es fa tenint en compte les condicions més severes.
El valor de la component aperiòdica es calcula tenint en compte les condicions de curtcircuit amb tensió zero en qualsevol de les línies de fase. En aquest cas, s'ha de tenir en compte el paràmetre de corrent aperiòdic establert pel fabricant de l'equip.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Podeu obtenir encara més material sobre el disseny, el principi de funcionament i les condicions d'instal·lació d'un interruptor de buit al vídeo següent:
Els interruptors de buit es diferencien d'altres tipus de dispositius per la seva estructura relativament senzilla i fiable. Per tant, aquest tipus d'equips serveix durant molt de temps sense cap queixa. La vida del desgast natural ve determinada pel nombre d'operacions igual a almenys 20.000. Sempre que el manteniment es faci de manera oportuna, aquesta vida augmenta en un 5-10%.Mentrestant, el manteniment d'explosius es limita a un nombre reduït d'operacions lleugeres.
Si, mentre llegiu la informació, teniu preguntes sobre el tema de l'article o teniu informació valuosa que podeu compartir amb els nostres lectors, deixeu els vostres comentaris, compartiu la vostra experiència i feu preguntes al bloc de sota de l'article.
Podeu esbrinar amb més detall per què es necessita aquesta connexió a terra de l'interruptor?
Bona tarda, Artem. L'objectiu principal d'aquesta connexió a terra és garantir la seguretat del treball.
La primera imatge és un fragment d'un diagrama d'un aparell de commutació exterior. El que sembla que es mostra (les lletres no són clares) és un interruptor de buit i transformadors de corrent. Aquests últims estan relacionats tecnològicament amb explosius. Aquestes àrees d'aparells de commutació s'han de "tancar" amb fulles de connexió a terra estacionàries, que garanteixin la seguretat del treball del personal de reparació, servei d'explosius, transformadors i altres elements de la secció del circuit. Aquests interruptors de posada a terra estan regulats per la clàusula 4.2.28. PUE. Captura de pantalla adjunta.
La segona imatge és un fragment d'un aparell tancat complet de 10 kV. La finalitat d'aquests ganivets és similar. Durant el treball, el personal utilitza seccionadors per aïllar l'àrea de treball (talla l'alimentació de tots els costats d'un possible subministrament de tensió errònia) i utilitza ganivets de connexió a terra per connectar l'equip extret per a la reparació al "terra".