Vakuuma slēdzis: ierīce un darbības princips + izvēles un savienojuma nianses

Elektroierīce, vakuuma slēdzis, ir ierīce, kas paredzēta darbībai elektrisko augstsprieguma tīklu sastāvā.Savu nosaukumu tas ieguvis no dizaina iezīmes - vakuuma kameras, pateicoties kurai tiek panākta tūlītēja elektriskā loka izdzišana.

Ierīci izmanto kā slēdžus, kas paredzēti iekārtu izslēgšanai avārijas situācijās vai kā daļu no ikdienas darbības. Sīkāk apskatīsim, kas ir vakuuma komutators un kāpēc tas ir vajadzīgs.

Kā darbojas augstsprieguma vakuuma slēdzis?

Slēdžu projektēšanā izmantoto vakuumkameru funkcionalitātes pamats ir gāzes fizikālās īpašības izlādētā stāvoklī. Šādos apstākļos gāzes īpašība, kas raksturota kā elektriskā izturība, ievērojami mainās, palielinoties.

Šis ļoti retas vides efekts (diapazons no 10^-6 līdz 10^-8 N/cm²) tiek veiksmīgi izmantots slēdžu konstrukcijās, kas papildinātas ar gāzes vakuuma kamerām, caur kurām iziet elektriskās kontaktu grupas.

Viens no vakuuma slēdža modeļiem ir ierīce, kas tiek izmantota elektrotīklu darbībā. Ierīce tiek uzskatīta par modernāku un uzticamāku salīdzinājumā ar līdzīgām ierīcēm, bet cita veida.

Caur kontaktu grupām plūstošā strāva (kontakta atvienošanas brīdī) veido elektrisko izlādi - loku.Loka sadegšana notiek metāla tvaiku daļējas jonizācijas dēļ, kas neizbēgami veidojas no augstas temperatūras. Strāvas pāreja starp kontaktiem caur izveidoto plazmu tiek uzturēta līdz strāvas pārejai uz nulles kopni.

Tiklīdz iestājas pārejas brīdis caur “nulle”, elektriskā loka nodziest. Kopējais process ilgst ne vairāk kā 7-10 mikrosekundes.

Vakuuma slēdžu projektēšana

Vakuuma slēdžu daudzveidība, ņemot vērā to konstrukciju, ir diezgan liela. Tāpēc ir grūti sniegt šo ierīču īpašības kopumā. Tikmēr neatkarīgi no dizaina atšķirībām darbības princips paliek nemainīgs.

Sprāgstvielas blokshēma: 1 – augšējā spaile; 2 – vakuuma kamera; 3 – polimēru izolators; 4 – zemāka jauda; 5 – sloksnes kontakts; 6 – spēka atspere; 7 – vilces stienis; 8 – atsperu atspere; 9 – pārnesumu svira; 10 – piedziņas vārpsta; 11 – atbrīvošana; 12 - ķermenis

Apskatīsim vispārīgu informāciju trīspolu vakuuma slēdzis, aprīkots ar atspermotora piedziņu. Šī ierīce ir paredzēta uzstādīšanai iekštelpās vai ārā. Jebkurā gadījumā tā uzstādīšana tiek veikta īpašās sadales metāla kastēs.

Ierīces var izmantot dažādās tautsaimniecības jomās. Tomēr ir daži ierobežojumi.

Tādējādi vakuuma automātiskie slēdži nav paredzēti uzstādīšanai un turpmākai darbībai šādos apstākļos:

• telpas, kurās ir ugunsgrēks vai sprādzienbīstama vide;
• iekārtas, kas paredzētas biežai pārslēgšanai;
• mobilās (mobilās) tipa iekārtas;
• jūras un upju kuģu enerģijas sistēmas.

Vakuuma tipa slēdžiem parasti ir divu veidu konstrukcija:

1. Pastāvīgai uzstādīšanai.
2. Uzstādīšanai ar aparatūras ratiņiem.

Neatkarīgi no konstrukcijas ierīces korpusa zonā ir trīs stabi, kas aprīkoti ar loka dzēšanas kamerām.

Vakuuma kameru iekšpusē ir kustīgi kontaktori, kurus darbina atspermotora mehānisms. Ierīces korpusu papildina priekšējais panelis, kurā atrodas displeja elementi un vadības ierīces.

Slēdža ārējie galvenie elementi: 1 – ierīces stabi; 2 – aktivizēšanas bloķēšanas mehānisms; 3 – logs pacelšanai; 4 – mehānikas rokturis, kas bloķē ārējās ķēdes

Galvenās ķēdes trīs stabi ir izgatavoti kolonnu veidā. Stabu atrašanās vieta parasti atrodas atsperu motora piedziņas šasijas aizmugurē. Katrs stabs ir aprīkots ar loka dzēšanas kameru, kas ir ietverta polimēru izolatorā. Lai palielinātu elektrisko izturību, izolatora korpusam ir rievota forma.

Katras vakuuma kameras iekšpusē ir uzstādīta divu elementu kontaktgrupa - kustīga un fiksēta. Kustīgais kontakta elements ir savienots ar pārslēgšanas mehānismu caur vilces izolatoru. Nākamais ir savienojums ar apakšējo kontakta tapu. Un fiksētais kontakts ir savienots ar konusveida savienojumu ar ierīces augšējo kontaktu spaili.

Kā darbojas slēdža piedziņa?

Vakuuma kameru kustīgie kontakti ir mehāniski savienoti ar atsperes-motora piedziņas vārpstu. Pateicoties jaudas atsperei, kas ir iepriekš pievilkta (noregulēta spriegojuma stāvoklī), piedziņu var viegli aktivizēt, vienkārši nospiežot vadības pogu vai citu mehānismu.

Vakuuma kameras blokshēma: 1 – fiksēto kontaktu spaiļu bloks; 2 – fiksēts kontakts; 3 – kustīgs kontakts; 4 – metāla ekrāns; 5 – keramikas (polimēru) izolators; 6 – plēšas; 7 – kustīgo kontaktu spaiļu bloks

Atsperi (parasti divas atsperes) uzlādē ķēdes piedziņa. Iekārtas parastais darbības režīms ietver atsperes uzlādi, izmantojot elektromotoru, kas aprīkots ar pārnesumkārbu. Tajā pašā laikā ir manuāls pagriešanas rokturis, kas tiek izmantots negadījumu vai strāvas zuduma gadījumā.

Izliektā atspere ir fiksēta ar sprūda mehānismu. Šo mehānismu kontrolē, izmantojot elektromagnētisko piedziņu vai barošanas pogu. Tiklīdz tiek aktivizēts aktivizācijas režīms, bloķēšana tiek atbrīvota, atsperes stiepes spēks aktivizē izciļņa mehānismu. Tas savukārt iedarbojas uz vārpstu, kas ir mehāniski savienota ar vakuuma kameru kustīgo kontaktu pārslēgšanas mehānismu.

Vakuuma slēdža izslēgšanas darbība tiek veikta, aktivizējot režīmu “Izslēgts” - ar elektromagnētu vai pogu. Darbību secība ir gandrīz tāda pati kā pirmajā režīmā. Šeit ir iesaistītas arī atsperes spēka atsperes, kuru stāvokli iestata palaišanas sprūda.

Vadības panelis un indikācijas elementi: 1 – “ieslēgts” režīms; 2 – “izslēgts” režīms; 3 – atsperes saliekts stāvoklis; 4 - atbrīvotas atsperes stāvoklis

Darbības ērtības un ierīces darbības kontroli nodrošina vadības panelis. Paneļa priekšpusē ir elementi: cikla skaitītājs, uzlādes atsperes stāvokļa indikators un vakuuma slēdža statusa indikators.

Izvelkamo konstrukciju iezīmes

Izvelkamais aprīkojums tiek montēts uz speciāla aprīkojuma ratiņu bāzes. Izmantojot šo piederumu, slēdzis tiek ievietots skapī vai izņemts no tā.

Aparatūras ratiņi darbojas ne tikai kā ierīces transports, bet arī darbojas kā kontrolieris ierīces pārslēgšanai testa režīmā vai darba režīmā, tiklīdz slēdzis tiek iespiests skapī.

Aparatūras ratiņi: 1 – rullītis (4 gab.); 2 – bāze; 3, A – kustīga pamatne; 4 – rokturis (2 gab.); 5 – kloķa ligzda; 6 – bloķēšanas stienis; 7 – fiksācijas elements; 8 – savienotājs sekundārajai ķēdei; 9 – ierīču bloķēšanas mehānika; 10 – bloķējošie kontakti; 11 – skrūvju stiprinājuma stienis; B – fiksētā daļa

Vakuuma slēdzis ir piestiprināts tieši pie ratiņu kustīgās daļas. Stiprināšana tiek veikta, izmantojot skrūvju savienojumus. Tikmēr aparatūras ratiņiem ir arī stacionāra daļa, kur ir fiksēta kustīgās daļas piedziņa. Kustīgā moduļa kustība attiecībā pret stacionāro tiek veikta ar ratiņu vadības roktura skrūvi.

Kustīgā daļa ir metāla pamatne uz četriem riteņiem, apstrādāta ar galvanisku pārklājumu. Ir iezemējuma elektroda ārējā mehāniskā bloķēšana (spiediena stienis), piedziņas skrūvju fiksators, bloka kontakti, slēdža bloķēšanas mehānisms un citi elementi, kas nodrošina kustību vai fiksāciju.

Ierīces uzstādīšana un pievienošana

Pirms vakuuma slēdža uzstādīšanas ir jāpārbauda visi ārēji pieejamie elementi, lai pārliecinātos, ka nav bojājumu vai defektu. Pēc tam stabu izolācijas virsmas notīra ar sausu, neplūksnu drānu.

Sistēmā nav atļauts ievietot iekārtas, ja uz izolācijas virsmām ir skaidas, plaisas vai deformētas vietas. Jāpārbauda sekundāro ķēžu ķēde, kā arī šasijas kopnes savienojums.

Pārbauda instalēto ierīci. Šeit ir svarīgi rūpīgi pārbaudīt katru detaļu, katru stiprinājuma elementu. Augstsprieguma ierīces nepiedod pat mazāko kļūdu

Pirms uzstādīšanas ir jāpārbauda slēdža funkcionalitāte, manuāli ieslēdzot (dīkstāve bez strāvas) un jāpārliecinās, vai vadības paneļa indikatori atrodas pareizā stāvoklī. Pēc tam jums jāpārbauda stabu pārsegu klātbūtne. Ja tiek izmantots aprīkojums, kura jauda ir 1600 A un augstāka, pirms uzstādīšanas ir jānoņem aizsargpārsegi.

Izveidojiet savienojumu tieši ar tīklu

Strāvas kabeļa vadītāju kontaktu galu spailes ir jānotīra pirms pievienošanas slēdža spailēm.

Noņemšanas procedūra atšķiras atkarībā no izmantotā gala materiāla:

• Vara un alumīnija spailēm bez papildu pārklājuma tīrīšanu veic ar smilšpapīru ar M20 vai mazāku smilšpapīru, kam seko metāla virsmas attaukošana.
• Ja vara vai alumīnija spailes ir pārklātas ar sudraba kārtu, pietiek ar to notīrīšanu ar drānu bez plūksnām.

Nav pieļaujams izmantot kabeļus, kuru spaiļu sudraba pārklājums ir bojāts vairāk nekā 5% apmērā. Šajā gadījumā bojātais elements ir jānomaina. Plašāku informāciju par spailēm vadu savienošanai var atrast šo materiālu.

Ārējie vadītāji ir savienoti ar vakuuma slēdža spailēm tā, lai no ārējiem vadītājiem uz ierīces spailēm neveidotos mehāniski spēki. Savienojumi tiek veikti ar skrūvju savienojumu, izmantojot plakanas elastīgās metāla paplāksnes.

Kā notiek zemējums?

Stacionārās ierīces tiek savienotas ar “zemes” platformu, izmantojot skrūvju savienojumu (M12) tieši punktā, kas apzīmēts ar “Zemējums”.

Iekārtas ratiņu un slēdžu šasijas konstrukcijas elementi, caur kuriem ierīce ir iezemēta. Parasti šie punkti ir atzīmēti ar atbilstošu zīmi blakus elementam

Pirms pieslēgšanas kontaktpunkta “Zemējums” zona ir jāattauko. Zemējuma vadītājam jābūt pietiekama šķērsgriezuma kopnei (Elektriskās instalācijas noteikumi), elastīgam vadam vai pītam vadītājam. Pirms vadītāja novietošanas uz kontakta paliktņa, ieeļļojiet kontaktvirsmas ar speciālu smērvielu (CIATIM-203).

Izvelkamā tipa konstrukcija ir iezemēta, izmantojot aprīkojuma ratiņu elementus. Vakuuma slēdža zemējums tiek veikts caur aparatūras ratiņu konstrukciju, kurai ir arī stiprinājuma elementi.

Ierīces nodošana ekspluatācijā

Ierīce tiek nodota ekspluatācijā pēc uzstādītās un sagatavotās iekārtas papildu pārbaudes. Jo īpaši tiek pārbaudīta zemējuma uzticamība, montāžas komponentu stiprinājuma stāvoklis un dzesēšanas vides piekļuve potenciāliem sildelementiem.

Strāvu nesošo stieņu virsmas, kas saskaras ar rozešu kontaktgrupu lamelēm, jāapstrādā ar nelielu daudzumu CIATIM smērvielas. Kopumā pieņemšanas pārbaužu gadījumā ir jāveic visas PES paredzētās procedūras un jānodrošina, lai darba spriegums atbilstu pieļaujamajām robežām.

Vakuuma slēdža uzstādīšana. Uzstādīšanas darbus veic tikai kvalificēts personāls. Tādas pašas prasības attiecas uz personālu, kas ir izvēlēts augstsprieguma iekārtu apkalpošanai.

Personālam, kuram ir atļauja apkalpot elektroinstalācijas, kas darbojas ar spriegumu virs 1000 voltiem, ir atļauts darbināt vakuuma slēdžus. Apstiprinātā piekļuves grupa apkalpojošajam personālam nedrīkst būt zemāka par trešo daļu. Pirms darba uzsākšanas ar aprīkojumu personāls iziet tehnisko minimumu, lai izpētītu konkrēta aprīkojuma modeļa smalkumus.

Kā izvēlēties vakuuma automātisko slēdzi?

Ierīce tiek izvēlēta, ņemot vērā tās nominālos parametrus, kas tiek ņemti vērā saistībā ar esošā tīkla parametriem uzstādīšanas vietā. Izvēle tiek veikta saskaņā ar maksimālo noslogoto darbības režīmu kritēriju, kas paredzēts ekspluatācijas apstākļiem.

Vakuuma slēdža nominālajam spriegumam ir atļauts būt vienāds ar (vai palielināts) attiecībā pret sistēmas nominālo spriegumu, kas tiek darbināts caur ķēdes pārtraucēju.

Nominālās ilgtermiņa strāvas parametrs ir izvēlēts augstāks par piegādātās sistēmas nominālo strāvu. Nominālās atslēgšanas strāvas parametrs ir izvēlēts virs maksimālās vērtības nominālā strāva Īssavienojums (tiek ņemts vērā kontakta novirzes moments).

Tehniskās specifikācijas plāksnīte ir pirmā lieta, kurai jāpievērš uzmanība, izvēloties slēdzi. Pamatojoties uz parametru vērtībām, jūs jau varat noteikt, vai ierīce ir piemērota konkrētai instalācijai vai nē

No iespējamo īssavienojuma apstākļu viedokļa izvēle tiek veikta, ņemot vērā vissmagākos apstākļus.

Aperiodiskā komponenta vērtība tiek aprēķināta, ņemot vērā īssavienojuma apstākļus ar nulles spriegumu jebkurā no fāzes līnijām. Šajā gadījumā jāņem vērā iekārtas ražotāja noteiktais periodiskās strāvas parametrs.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Vēl vairāk materiālu par vakuuma slēdža ierīci, darbības principu un uzstādīšanas nosacījumiem varat uzzināt no šī video:

Vakuuma slēdži atšķiras no cita veida ierīcēm ar to salīdzinoši vienkāršās un uzticamas struktūras. Tāpēc šāda veida iekārtas kalpo ilgu laiku bez sūdzībām. Dabisko nodiluma ilgumu nosaka darbību skaits, kas vienāds ar vismaz 20 000. Ja apkope tiek veikta savlaicīgi, šis mūžs palielinās par 5-10%.Tikmēr sprādzienbīstama apkope ir ierobežota ar nelielu skaitu vieglu darbību.

Ja, lasot informāciju, jums rodas jautājumi par raksta tēmu vai jums ir vērtīga informācija, ar kuru varat dalīties ar mūsu lasītājiem, lūdzu, atstājiet savus komentārus, dalieties pieredzē un uzdodiet jautājumus blokā zem raksta.