Accumulator-shop.ru

Аккумулятор Шоп
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электрика в доме

Принцип работы вакуумного выключателя

В современной электротехнике для нормальной работы электрических сетей необходимо специальное оборудование, способное производить в них коммутацию. Одним из таких приспособлений является вакуумный выключатель.

Областью применения данного электрооборудования представляются электрические цепи от 6 -35 кВ и реже 110-220В. Вакуумный выключатель способен оградить электрическую сеть от высокого напряжения в процессе коммутации. Одним из плюсов данного оборудования является долгий срок службы, производители заявляют около 25 лет. Профессионалы в данной области прогнозируют вытеснение многих видов выключателей вакуумными заменителями.

Назначение

«Вакуумники» используются в ячейках КРУ (комплектных распределительных устройствах) и для коммутации асинхронных двигателей. Наиболее целесообразно использование в сетях 6, 10, 35 кВ. Аппараты подходят для открытых распределительных устройств напряжением 110 кВ, комплектных трансформаторных подстанций, модернизации уже существующих линий, как альтернатива устаревшим воздушным и масляным устройствам.

Вакуумный выключатель выполняет те же функции, что и его аналоги. Аппарат обеспечивает:

1. Гарантированную коммутацию оборудования персоналом в ручном и автоматическом режиме.

2. Отключение при возникновении аварийной ситуации за короткий срок.

3. Надежное прохождение электрических нагрузок.

Отличие только в способе гашения дуги, возникающей при разрыве силовых контактов в момент срабатывания. У «воздушника» разряд буквально сдувается мощнейшим потоком воздуха, в масляных – создается диэлектрическая среда. А здесь в ход идет вакуум.

Особенности применения и эксплуатации

По своей конструкции на начальном этапе этот тип выключателей разрабатывался как прибор, предназначенный для установки в шкафах КРУ (в комплексных устройствах). В настоящее время они монтируются и в открытых распределительных конструкциях (ОРУ). Современный вакуумный выключатель – это быстродействующий коммутационный аппарат, рассчитанный на длительные сроки службы в сравнении со своими предшественниками, располагающими масляной и газовой средами.

Читайте так же:
Акустического выключателя простые схем

Большинство современных энергетических хозяйств отказались от устаревших конструкций и окончательно перешли на достаточно компактные и не нуждающиеся в профилактике новые выключатели. Это объясняется следующими причинами:

  • вакуумный прибор неприхотлив и не нуждается в регулярной чистке контактов или обновлении среды;
  • при эксплуатации масляного устройства наполнитель постоянно протекает;
  • согласно данным паспорта срок эксплуатации вакуумных устройств достигает 20 лет, что намного выше того же показателя для других типов выключателей.

В процессе эксплуатации приводной механизм нередко выходит из строя в самый неподходящий для этого момент. Для поддержания его в работоспособном состоянии в приборе предусмотрен особый узел ручного взвода пружины. Обязательным для этих устройств является и наличие аварийной кнопки, позволяющей отключать механизм блокировки выкатывания модулей КРУ при включенном состоянии шкафа. Указанный момент касается безопасности обслуживающего оборудование персонала и требует к себе пристального внимания.

Технические характеристики и маркировка

Параметры и технические характеристики вакуумных контакторов отображаются в их маркировке. В качестве наглядного примера можно взять прибор КВТ-1,18 – 3,8/115-У4-1-РГ:

  • КВТ – означает вакуумный контактор с тремя полюсами.
  • 1,18 – соответствует номинальному напряжению в числовом виде (кВ).
  • 3,8 – номинальный отключающий ток в числовом выражении (кА).
  • 115 – значение номинального переменного тока в главной цепи (А).
  • У4 – категория использования в определенных климатических условиях.
  • 1 – порядковый номер привода в дополнительном варианте.
  • РГ – буквенное обозначение данного варианта в конкретном конструктивном исполнении.

Приборы для измерения давлений ниже атмосферного называются вакуумметрами. Вакуумная техника охватывает весьма широкий диапазон давлений, при которых эксплуатируются оборудование и приборы, — от атмосферного до 10 -12 Па. Измерение давлений каким-либо одним вакуумметром в таком огромном диапазо­не невозможно. Поэтому разработано и эксплуатируется большое количество ва­куумметров, различающихся по принципу действия: жидкостные, компрессионные, деформационные, тепловые (термопарные и сопротивления), ионизационные (элек­тронные и магнитные электроразрядные).

Читайте так же:
Трехфазный провод как подключить выключатель

Жидкостные U-образные вакуум­метры. Диапазон давлений, измеряемых U-образными вакуумметрами, лежит в пределах 10 . 10 4 Па. Конструктивно вакуумметр выполнен в виде изогнутой стеклянной трубки U-образной формы. В трубку заливают рабочую жидкость (ртуть или вакуумное масло) так, чтобы уровень в обоих коленах дохо­дил до начального уровня измерительной части, нанесенной на корпус вакуумметра. Через открытый кран, смонтированный на входе, откачиваются оба колена вакуум­метра, после чего они изолируются одно от другого. При изменении давления в системе уровни жидкости смещаются. Разность уровней жидкости в коленах ха­рактеризует измеряемое давление:

Жидкостные, компрессионные и де­формационные вакуумметры относятся к приборам прямого действия. Их показания не зависят от рода газа, т.е. они измеряют непосредственно давление газа, поэтому их часто называют абсолютными. Осталь­ные типы вакуумметров относительные, так как в их работе используется зависи­мость параметров физических процессов от давления в вакуумной системе. Неабсо­лютные вакуумметры обычно состоят из вакуумметрического преобразователя и измерительного блока. Они подвергаются периодической градуировке по компрес­сионному вакуумметру или на специаль­ной градуировочной установке.

p=A-B=∆Hg

где А и В — отсчеты в коленах трубок; ∆Нg — разность уровней.

При заполнении трубки ртутью результат измерения давления выражается в мм рт.ст. При заполнении трубок маслом для выражения давления в мм рт.ст. раз­ность уровней необходимо умножить на отношение удельного веса масла (0,8 г/см3) к удельному весу ртути (13,6 г/см3), т.е.


Рис. 4.2. Деформационный вакуумметр

Деформационные вакуумметры

Принцип действия деформационных (ме­ханических) вакуумметров (рис. 4.2) ос­нован на деформации гибких элементов под действием разности давлений. В каче­стве деформационных элементов исполь­зуются изогнутая полая и закрытая с одно­го конца пружина (трубка Бурдона), мем­браны, сильфоны и т.п. Вакуумметр через трубку 4 подсоединяется к вакуумной сис­теме. Наружная поверхность трубки Бур­дона 2 всегда подвергается действию атмосферного давления. Если внутри трубки также атмосферное давление, то стрелка манометра 1, прикрепленная через механизм поворота 3 к трубке, стоит на нуле шкалы. При понижении давления в вакуумной системе с подсоединенным вакуумметром под действием разности давлений, действующих на наружную и внутреннюю поверхности, трубка сжимается и подвижной конец пружины перемещается, заставляя перемещаться стрелку. Показание шкалы n, против которого остановилась стрелка, определяет разность давлений атмосферного ра и внутри трубки р. Следовательно, давление в вакуумной системе.

Читайте так же:
Принципиальная электрическая схема вакуумного выключателя

Аналогично работают вакуумметры с другими деформационными элементами с разницей лишь в механическом устройстве перемещения стрелки.
Деформационные вакуумметры менее точны по сравнению с жидкостными, но они находят большее применение в производстве благодаря своей прочности, малым габаритным размерам и удобству в эксплуатации. Выпускаются такие вакуумметры как для измерения вакуума, так и для измерения избыточных давлений.

Компрессионный вакуумметр

Принцип работы компрессионного вакуумметра основан на применении закона Бойля-Мариотта. Вакуумметр относится к числу абсолютных, но из-за неудобства в эксплуатации его применение ограничено чтением лабораторных задач, в частности градуировкой относительных вакуумметров.
Вакуумметр (рис. 4.3) состоит из стеклянного баллона 3 с измерительным капилляром 2, верхний конец которого запаян. К нижней части баллона припаяна трубка, через которую вакуумметр подсоединяется к вакуумной системе. Трубка имеет ответвление — сравнительный капилляр 1, внутренний диаметр которого одинаков с измерительным.

К нижнему концу трубки присоеди­няется приспособление 4, содержащее ртуть и обеспечивающее ее поднятие в процессе измерения давления.
При измерении давления осуществ­ляется подъем ртути в измерительном ка­пилляре до определенного уровня. Зная объем измерительной полости (градуиру­ется при изготовлении манометра) и, изме­ряя объем сжатого газа, по закону Бойля-Мариотта определяется давление в ваку­умной системе:

pV1=(h1-h2)V2 или p= V2/ V1(h1-h2)

При градуировке выбирают метку 1 на измерительном капилляре, до которой поднимают ртуть, и определяют постоян­ную вакуумметра

с=V2/ V1=(d4/4)l/V1 тогда р = с (h1-h2).

Тепловые вакуумметры

Тепловые вакуумметры состоят из измерительного блока и преобразователя.
Принцип действия тепловых преоб­разователей основан на зависимости теп­лопередачи через разреженный газ от давления. Передача теплоты происходит от тонкой металлической нити к баллону, в котором расположена электродная систе­ма преобразователя. Металлическая нить нагревается в вакууме путем пропускания тока.

К тепловым относятся термопарный преобразователь и преобразователь сопро­тивления. Схемы их включения показаны на рис. 4.4.
Термопарный преобразователь пред­ставляет собой стеклянный или металли­ческий баллон, в котором на вводах смон­тированы подогреватель и приваренная к нему термопара. Подогреватель нагрева­ется током, регулируемым переменным сопротивлением и измеряемым миллиам­перметром.
Температура нагреваемой нити изме­ряется термопарой 3. При неизменном токе накала нити вследствие изменения давления в баллоне 1 преобразователя, присоединенном к вакуумной системе, изменяется температура нити и, соответ­ственно, термо-ЭДС, по величине которой определяют давление.

Читайте так же:
Регулировка параметров выключателя вт 35

Преобразователь сопротивления вы­полнен в виде стальной трубки, внутри которой натянута нить накала. Пропус­каемый через нить ток регулируется пере­менным сопротивлением и измеряется миллиамперметром.

Рис. 4.4. Электрические схемы питания
термопарного (а) и терморезисторного (б) преобразователей:
1, 4 — термопарный и терморезисторный преобразователи

В преобразователе сопротивления используется зависимость сопротивления нити от температуры, а, следовательно, от давления. Ток накала нити измеряется миллиамперметром, включенным после­довательно с ней в мостовую схему изме­рения. При неизменном токе накала нити вследствие изменения давления в баллоне преобразователя изменяется ее температу­ра и, соответственно, сопротивление, вы­зывающее разбаланс моста, по величине которого определяют давление.

Тепловые преобразователи градуи­руют по компрессионному вакуумметру или на специальной градуировочной уста­новке по сухому воздуху или азоту. Теп­ловые преобразователи могут работать в режиме как постоянного тока, так и посто­янной температуры нити.

Показания тепловых преобразовате­лей зависят от рода газа. Для регистрации давлений чистых газов, отличных от воз­духа, можно пользоваться типовой гра­дуировочной кривой (приводится в пас­порте преобразователя) для сухого возду­ха, умножая полученные по этой кривой величины давления на соответствующие коэффициенты, приведенные в табл. 4.1.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector