Электромагнитные выключатели 2 глава

1.5. ВИДЫ ВАКУУМНЫХ ДУГОГАСИТЕЛЬНЫХ КАМЕР

Активный объём вакуумной дугогасительной камеры, наиболее способствующий успешному отключению тока, это, во- первых, объём межконтактного промежутка, а во-вторых, – пространство, ограниченное с одной стороны этими контактами, а с другой – защитным экраном. Исключительно высокие диэлектрические свойства вакуума позволяют придать дугогасительной камере очень небольшие габариты. Однако необходимость в надлежащей изоляции камеры снаружи не позволяет сделать это. Иногда вакуумные камеры для повышения их внешней электрической прочности погружают в сосуд с изолирующей жидкостью, что позволяет намного сократить их габаритные размеры. В своё время было предложено множество различных конструкций камер, из которых наибольшее распространение получили три конструкции, показанные схематически на рис. 1.8. Из них наиболее распространена камера, изображённая на рис. 1.8, а. Здесь контакты окружены главным электростатическим экраном, который служит для охлаждения и конденсации на нём паров металла, образующихся в камере при коммутации выключателя. Помимо центрального экрана, на обоих фланцах предусмотрены концевые экраны, защищающие от попадания на поверхность изоляционной обечайки паров металла, доходящих в процессе коммутации до торцевых фланцев камеры и отражающихся от них назад. Изоляционная обечайка может выполняться практически из любого газонепроницаемого электроизоляционного материала неорганического происхождения. В середине, изнутри к ней, крепится главный экран. Герметизация подвижного контакта камеры выполняется с помощью сильфона, помещаемого также внутрь камеры, что предохраняет его от внешних повреждений. В зависимости от конструкции, в камере могут быть, а могут и не быть направляющие втулки, служащие для ориентации подвижного контакта. Длина камеры лишь ненамного больше её диаметра, и поэтому контакты такой камеры оказываются относительно короткими. Последний фактор немаловажен, так как упрощает обеспечение высокой механической прочности и надлежащего теплового режима контактной системы. Несколько иная конструкция дугогасительной камеры показана на рис. 1.8, б. Диаметр обечайки этой камеры меньше, чем у предыдущей, но достигнуто это за счёт значительного увеличения её длины. Главный электростатический экран становится здесь как бы частью обечайки, а изоляция последней обеспечивается двумя изоляционными цилиндрами, по одному с каждой стороны экрана. Конструкция вакуумной камеры на рис. 1.8, в, хотя и предлагалась к внедрению, но по ряду причин так и не была применена на вакуумных выключателях. Обечайка на этой камере выполнена металлической, а изоляция её осуществляется посредством торцевых фланцев из электроизоляционного материала, на которых монтируются контакты камеры. Сильфон и внутренняя поверхность фланцев защищены системой электростатических экранов. Одним из достоинств этой конструкции является простота и дешевизна герметизации уплотнительного узла на стыке металлической обечайки и изоляционных фланцев, осуществляемой благодаря эластичным уплотнениям, работающим на сжатие. Основной недостаток такой камеры – сложность создания для неё изоляции, обладающей достаточно высокой электрической прочностью, ибо в данном случае изоляция работает в радиальном направлении, и потому проблема заключается в выдерживании не только надлежащих разрядных расстояний, но и соответствующих длин путей утечки. По этой причине подобные камеры находят применение лишь для вакуумных выключателей на напряжения не свыше 3 кВ. а) б) в) Рис. 1.8 Помимо здесь распространённых, предлагалось много других конструктивных решений камеры вакуумного выключателя, многие из них прошли экспериментальную проверку, однако в подавляющем большинстве случаев современные вакуумные дугогасительные камеры выпускаются в виде, показанном на рис. 1.8, а и б.

Конфигурация и размеры контактной системы дугогасительных устройств зависят как от требуемой пропускной способности по номинальному току, так и от токов короткого замыкания. Суммарная площадь поверхности контактных элементов, подверженная воздействию электрической дуги, должна быть достаточно большой, чтобы эти контакты были в состоянии поглотить выделяемую в процессе дугогашения энергию, не подвергаясь при этом чрезмерному перегреву. С другой стороны, во избежание недопустимого превышения температуры токоведущих деталей при длительном протекании нагрузочного тока контакты камеры во включённом положении должны образовывать достаточно много контактных площадок с большой суммарной площадью соприкосновения (последняя зависит от твёрдости материала контактов и сжимающего усилия), что необходимо для эффективного теплоотвода от этих площадок в подобном режиме. При конструировании вакуумных камер следует учитывать возможность некоторого размягчения металлических деталей в процессе их нагрева при изготовлении камеры, в частности для термообработки, дегазации и т.п. Конструкция дугогасительной камеры и технологический режим её сборки должны быть таковы, чтобы при её изготовлении исключалось попадание загрязнений внутрь камеры. Технические характеристики современных дугогасительных камер представлены в табл. 1.1.

1.6. КОНСТРУКЦИИ ВАКУУМНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ Дугогасительная камера может быть закреплена либо за конец токоведущего стержня её неподвижного контакта, либо посредством шпилек или иных крепёжных элементов на фланце подвижного контакта. Большинство камер разрешается монтировать в любом произвольно ориентированном положении. Если камера закреплена за конец стержня неподвижного контакта, то при включении ударные нагрузки через неподвижный контакт передаются непосредственно несущим опорным конструкциям аппарата. Механические нагрузки на изоляционную обечайку в этом случае будут относительно небольшими, и главным образом вибрационного характера, в виде упругих колебаний они распространяются от зафиксированного контактного стержня по сопряжённому с ним фланцу камеры и передаются от последнего на обечайку. Если же, наоборот, камера закреплена посредством монтажных элементов, связанных с фланцем подвижного контакта, то ударные воздействия при включении аппарата передаются его несущим опорным конструкциям через изоляционную обечайку, которая, равно как и места её спая с армирующими фланцами, должна быть теперь рассчитана на многократные подобные нагрузки. Из сказанного следует, что если принято решение о креплении дугогасительной камеры со стороны её подвижного контакта, то следует позаботиться о том, чтобы изоляционная обечайка была изготовлена из высокопрочного электроизоляционного материала, способного выносить повышенные механические нагрузки. Ни в коем случае нельзя жёстко закреплять камеру с обоих концов, так как при этом из-за любой неточности монтажа либо вследствие изгиба опорной конструкции выключателя в обечайке могут возникать чрезмерно высокие напряжения, опасные для данного изоляционного материала. Если камера крепится за стержень неподвижного контакта и вместе с тем на ней предусмотрены монтажные шпильки или иные элементы у противоположного фланца, они могут быть использованы для установки боковых распорок, помогающих выдерживать резкие боковые нагрузки механического или электродинамического происхождения на неподвижный контакт. Для вакуумных выключателей сравнительно небольшого напряжения, на которых достаточно применить всего одну дугогасительную камеру на полюс, может быть предусмотрена самая простая связь приводного механизма с контактным устройством посредством изоляционной тяги, на конце которой монтируются специальные развязывающие устройства, обеспечивающие необходимый провал контактов и переход передвижной системы за мёртвую точку, о чём подробнее будет сказано несколько позже. В вакуумных выключателях с двумя разрывами на полюс камеры зачастую монтируют горизонтально, располагая симметрично по разные стороны центральной колонки с механизмом управления. Внешне полюс такого выключателя принимает Т-образную форму, причём камеры в этом случае устанавливаются подвижными контактами навстречу друг другу, а оперирование ими осуществляется посредством проходящей внутри колонки изоляционной тяги, сочленённой наверху с контактами промежуточной рычажной передачей. В тех случаях, когда необходимо иметь на выключателе три или ещё больше камер на полюс, их, как правило, располагают в ряд, одну за другой. Оперирование подвижными контактами здесь производится обычно с помощью пространственной изоляционной конструкции, напоминающей лестницу, проходящей вдоль всего дугогасительного устройства полюса и состоящей из двух продольных изолирующих стержней, связанных поперечными планками, посредством которых эта система сочленяется с подвижными контактами отдельных камер. При Т-образной компоновке здесь, как и раньше, камеры монтируются горизонтально, располагаясь симметрично по обе стороны центральной опорной колонки с установленным на ней механизмом управления. Однако теперь в каждом плече полюса помещается уже не одна, а целая группа из двух или более последовательно соединённых дугогасительных камер. Одновременное оперирование обеими группами камер осуществляется с помощью общей вертикальной тяги управления. Последняя выполняется из электроизоляционного материала и, пройдя внутри полой опорной колонки, соединяется с распределительным рычажным механизмом управления, связанным, в свою очередь, с подвижными контактами камер изоляционными деталями. В качестве варианта приводного механизма для вакуумного выключателя высокого напряжения зачастую рассматривается гидравлическая система управления, особая привлекательность которой заключается в малом ходе подвижных контактов в таком аппарате. В некоторых камерах токоведущий стержень подвижного контакта ориентирован в продольном направлении специальной направляющей, предусмотренной на фланце камеры в месте выхода стержня наружу. Для уменьшения трения скольжения и обеспечения оперирования во внутреннем канале направляющей желательно устанавливать гильзу из изоляционного материала, коэффициент трения которого при работе в паре с данным стержнем был бы относительно небольшим. В иных камерах встроенные направляющие для ориентирования подвижного контактного стержня вообще отсутствуют, и эта функция перекладывается на механизм управления выключателем. Конструкция камер и способ их подключения в цепь должны быть таковы, чтобы ни при сборке выключателя в заводских условиях, ни при монтаже либо замене отдельных камер в условиях эксплуатации подвижные контакты не оказались подверженными воздействию чрезмерных скручивающих или изгибающих усилий, которые в состоянии привести к повреждению сильфона. При монтаже дугогасительных камер с помощью монтажных шпилек, ввёрнутых во фланец подвижного контакта, необходимо предусмотреть меры, чтобы ток к подвижному контакту подводился только посредством его держателя и не мог протекать через монтажные шпильки фланца. Дело в том, что монтажные шпильки в этом случае оказываются электрически связанными с подвижным контактом, причём эта связь существует даже тогда, когда в камере предусмотрена изоляционная направляющая контактного стержня. При этом путь тока к подвижному контакту может пролегать не только по основному токоведущему контуру выключателя, но и в обход, через металлические конструктивные элементы, поддерживающие камеру в заданном положении, монтажные шпильки, фланец подвижного контакта и, наконец, через металлический сильфон, прикрепляемый одним концом к фланцу, а другим – к стержню подвижного контакта. Длительное протекание заметной части тока по обходному контуру может привести в результате к недопустимо большому нагреву сильфона, выполняемого обычно из тонкого листового металла, и к его повреждению. Во избежание таких последствий в тех случаях, когда налицо реальная опасность образования обходного паразитного контура тока, приходится в месте установки монтажных шпилек предусматривать переходные втулки из электроизоляционного материала, исключающие байпасные пути тока. Контактное нажатие в вакуумной дугогасительной камере должно быть достаточным для того, чтобы: а) создать низкое переходное сопротивление; б) обеспечить надёжное включение на ток короткого замыкания; в) удерживать контакты замкнутыми при токах короткого замыкания. Контактное нажатие, необходимое для обеспечения требуемой пусковой способности по номинальному току, как правило, того же порядка или несколько меньше, чем то, которое необходимо для обеспечения надлежащей включающей способности выключателя и для удержания контактов включёнными при сквозных токах короткого замыкания. Обычно именно последний режим работы является определяющим в выборе контактного нажатия в конкретных условиях. Электромагнитные силы отталкивания, возникающие между простыми торцевыми контактами в вакууме, практически не отличаются от тех, что возникают между такими же контактами в воздухе. Объясняется это тем, что причиной возникновения этих сил является повышенное магнитное давление, образующееся в зоне сгущения линий тока у контактных площадок. Однако в процессе горения дуги между разрывными контактами вакуумной дугогасительной камеры вследствие их значительно более сложной конфигурации, чем у обычных торцевых контактов, силы электродинамического отброса контактов будут всё же чуть выше, чем в других аппаратах. Это повышение в какой-то мере компенсируется наличием у контактов вакуумных выключателей довольно большого числа контактных площадок, по которым происходит фактическое соприкосновение контактов во включённом положении, благодаря чему силы электродинамического отталкивания контактов снижаются. Дополнительные силы отталкивания контактов, обусловленные давлением в плазменном столбе дуги, обычно невелики, а по сравнению с силами электродинамического отброса контактов пренебрежительно малы. В процессе включения выключателя электромагнитных сил взаимодействия между сближающимися контактами вплоть до момента возникновения между ними предварительного пробоя не имеется. Однако последний в вакуумной камере наблюдается обычно в момент, когда контакты подойдут друг к другу на достаточно близкое расстояние, составляющее здесь лишь доли миллиметра или около того. Благодаря этому дополнительная энергия, требующаяся для надёжного включения контактов из-за предварительного пробоя, обычно совсем мала. Причём если предварительный пробой и произойдёт, всё же возникающие в этом случае усилия определяются, главным образом, лишь силами электродинамического отталкивания контактов: при этом совершенно отсутствует противодавление, сопутствующее предварительному пробою в масляных выключателях. Благодаря исключительно высокой электрической прочности вакуумных промежутков ход подвижных контактов камеры обычно очень мал. Так, у вакуумных камер на 11 и 15 кВ он составляет 8 … 12 мм, а у камер вакуумных контакторов на 3,3 кВ – ещё меньше, около 2 мм. По отключающей способности многие дугогасительные камеры могли бы успешно коммутировать ток и при меньшем растворе контактов. Но поскольку промежуток между контактами, помимо дугогашения, должен выполнять ещё и изолирующие функции, обеспечивая необходимую продольную изоляционную прочность конструкции, а также успешно коммутировать в режиме отключения ёмкостных токов, то, исходя в основном именно из этих двух режимов, и определяли приведённые выше значения рабочего хода подвижной системы вакуумных аппаратов. Скорость смыкания контактов должна удовлетворять одновременно двум противоположным техническим требованиям. С одной стороны, скорость в момент соприкосновения контактов должна быть достаточно мала, чтобы не вызывать чрезмерных механических напряжений в момент соударения. Это особенно важно для вакуумных камер, отдельные детали которых в процессе производства подвергаются пайке и дегазации при довольно высоких температурах и вследствие этого зачастую оказываются далеко не столь прочными и упругими, как аналогичные детали у аппаратов традиционного исполнения. Кроме того, низкая скорость включения также позволяет снизить упругие колебания сильфона и тем самым повысить его механический ресурс. Наконец, низкая скорость движения контактов в момент их встречи способствует более мягкому включению выключателя, упрощает борьбу с вибрацией его контактов. С другой стороны, повышение скорости включения контактов уменьшает длительность дугового разряда в камере, вызванного предварительным пробоем её межконтактного промежутка. Это обстоятельство имеет немаловажное значение, так как уменьшает эрозию контактов, сваривание их при последующем смыкании и вероятность возникновения в цепи повторяющихся пульсаций напряжения, вызванных нестабильностью разрядных характеристик промежутков между медленно сближающимися контактами в период, непосредственно предшествующий предварительному пробою. В современных вакуумных выключателях скорости включения контактов в момент их встречи составляют 0,6 … 2 м/с. На скорость отключения контактов решающее влияние оказывают следующие два фактора: 1) длительность горения дуги; она должна быть достаточно малой. Максимальная продолжительность процесса дугогашения в вакуумной камере не должна быть много больше, чем полтора полупериода тока промышленной частоты; 2) отключение вакуумным выключателем ёмкостных токов; оно не должно сопровождаться повторными пробоями. Если переход через нуль произойдёт в момент времени, близкий к моменту размыкания контактов, то уже к следующему нулю тока электрическая прочность камеры должна быть достаточно большой для уверенного отключения цепи без повторных пробоев. Как правило, полагают, что оптимальная скорость разделения контактов должна быть такова, чтобы они за один полупериод промышленной частоты успевали пройти расстояние равное примерно 50 … 80% полного раствора контактов в отключённом положении. При конструировании вакуумных выключателей свариванию контактов уделяется особое внимание. В большинстве случаев принято контакты изготавливать из материалов, плохо поддающихся свариванию и образующих сравнительно слабые в механическом отношении сварные соединения, достаточно хрупкие, чтобы их можно было легко разрушить при оперировании выключателем, не повреждая при этом каких-либо его элементов. Для обеспечения надёжной работы вакуумного выключателя в различных режимах коммутации, которые могут быть на протяжении длительного периода эксплуатации, практически все без исключения промышленные аппараты выполняются таким образом, чтобы в них энергия, необходимая для отрыва сварившихся контактов, составляла лишь малую часть энергии, потребной для обеспечения рекомендуемых скоростей разведения контактов при отключении. Типичным конструктивным решением данной проблемы является такой механизм управления, который в процессе оперирования прежде, чем начать размыкать контакты, на протяжении некоторого хода осуществлял бы разгон сцепленных с ним подвижных органов аппарата, обладающих некоторой заданной массой, до скоростей, несколько превышающих нормированные скорости отключения подвижных контактов. Эквивалентная масса разгоняемых органов выбирается обычно равной либо несколько большей массы подвижных контактов. За счёт большой кинетической энергии движущихся органов в момент их сочленения с подвижными контактами происходит отрыв последних от неподвижных контактов, сопровождающийся разрушением сварных соединений, если таковые имели место. Оставшегося неизрасходованного запаса кинетической энергии после этого должно хватать на дальнейшее разведение оторвавшихся контактов с оптимальными скоростями. Характер ударного воздействия разгоняемых органов механизма управления на подвижные контакты определяется упругими свойствами системы молоток-контакт. В момент соударения, податливостью отдельных её конструктивных звеньев. Для демпфирования ударных нагрузок это сочленение иногда содержит эластичные прокладки либо сочленяемые органы содержат металлические элементы, способные упруго деформироваться при соударении. Основной причиной износа коммутирующих контактов вакуумного выключателя является электрическая эрозия их поверхности под влиянием возникающего там дугового разряда; износ контактов из-за чисто механического многократного оперирования выключателя без тока незначителен. В большинстве типов вакуумных камер интенсивность эрозии контактов, выраженная в граммах на кулон отключаемого тока, не является постоянной, а возрастает с увеличением коммутируемого тока. Температура самих контактов будет на несколько градусов выше, чем у выводных зажимов. Этот перепад температуры определяет интенсивность теплоотдачи посредством теплопроводности и в реальных условиях зависит от теплофизических свойств и размеров материала стержней и контактов. Вместе с тем, поскольку контакты в вакуумной камере не подвержены окислению, это превышение температуры не имеет существенного значения. Подвижная система вакуумных камер под действием атмосферного давления на сильфон обычно стремится переместиться во включённое положение. Однако известны и такие конструкции камер, в которых, наоборот, контакты под действием атмосферного давления удерживаются в отключённом положении, а включение аппарата совершается под действием усилия включающих пружин, после снятия которого они возвращаются в отключённое положение. Пружинные устройства подвижных контактов могут содержаться в любом из промежуточных звеньев механизма управления выключателем. Комбинируя различным образом работу этих устройств и механизма управления, можно создать аппараты, в которых освобождённые пружинные устройства будут удерживать контактную систему либо во включённом, либо в отключённом положении. В первом случае, с помощью привода производится размыкание контактов, а во втором – их включение. Принципиальной разницы между этими двумя разновидностями механизмов управления нет. Единственное, что тут следует отметить, это то, что при размещении пружинного устройства вблизи подвижного контакта уменьшается число промежуточных звеньев, при поломке которых может произойти самопроизвольное включение дугогасительной камеры, в то время как она должна была бы оставаться в отключённом состоянии.

2. ВАКУУМНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ПРОИЗВОДСТВА ОАО «ЭЛЕКТРОКОМПЛЕКС» («ЭЛКО»), г. МИНУСИНСК

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОАО «ЭЛКО» (г. Минусинск) серийно выпускает вакуумные выключатели с 1981 г. [6, 9]. Предприятие имеет большой опыт проектирования и производства вакуумных выключателей. Выключатели предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трёхфазного переменного тока с изолированной нейтралью частотой 50 Гц (60 Гц), номинальным напряжением до 12 кВ, номинальными токами от 630 А до 3150 А и токами отключения от 5 до 40 кА. Механический и коммутационный ресурс при номинальном токе – до 50 000 операций отключения. Коммутационный ресурс при токах короткого замыкания – до 100 операций отключения без обслуживания и замены дугогасительных камер. Выключатели изготавливаются со встроенными электромагнитными или пружиномоторными приводами со схемами управления на постоянном или переменном токе и могут применятся в различных климатических условиях с температурой окружающей среды от –60 до +50°С и относительной влажностью воздуха до 100% при +25°С. Рекомендуются для применения на нефтебуровых установках, мощных экскаваторах, передвижных электростанциях, в электрических подстанциях, шахтах, метрополитенах и других распределительных устройствах наружной и внутренней установки общепромышленного применения. В настоящее время потребителями эксплуатируется свыше 40 000 вакуумных выключателей производства ОАО «ЭЛКО». В таблице 2.1 для примера приведены основные технические характеристики трёх типов вакуумных дугогасящих камер, выпускаемых Минусинским заводом вакуумных выключателей:

КДВ2-10-5/400 УХЛ2, предназначенной для вакуумных контакторов переменного тока высокого напряжения, климатического исполнения и категории размещения УХЛ2, 5 по ГОСТ 15150–69 и ГОСТ 15543–70 для класса напряжения 10 кВ с облегчённой изоляцией, УХЛ5, Т2, Т5 для класса напряжения 6 кВ с нормальной изоляцией;

КДВХ-10-10/630 УХЛ2, Т3, предназначенной для комплектации вакуумных выключателей напряжения 10 кВ и 11 кВ переменного тока частоты 50 Гц и 60 Гц; КДВ35-25/1600 УХЛ2, предназначенной для комплектации вакуумных выключателей напряжения 35 кВ переменного тока частоты 50 Гц и 60 Гц.

2.1. Вакуумные дугогасительные камеры КДВХ-10-10/630 КДВ-35-25/1600 КДВ2-10-5/400 Параметры Номинальное напряжение, кВ 10 10 35 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12 12 40,5 Номинальный ток, А 400 630 1600 Номинальный ток отключения, кА 5 10 20 Коммутационная износостойкость, цикл: при номинальном токе 750 000 50 000 20 000 при номинальном токе откл. 50 100 100 Механический ресурс, циклы «ВО» 750 000 50 000 50 000 Длина, мм, не более 185 222 410 Диаметр, мм 75 102 150 Масса, кг 1,7 2,9 11 Вакуумные дугогасительные камеры, являясь основной частью вакуумного выключателя, имеют обозначения, которые расшифровываются следующим образом: КДВ - - / УХЛ 2 камера дугогасительная вакуумная конструктивные особенности номер разработки номинальное напряжение, кВ номинальный ток отключения, кА номинальный ток, А вид климатического исполнения категория размещения по ГОСТ 15150–69 ОАО «ЭЛКО» на сегодня является крупнейшим в России производителем вакуумных выключателей на класс напряжения до 10 кВ. Кроме того, «ЭЛКО» обеспечивает и замену морально и физически устаревших выключателей всех видов в ячейках контрольно-распределительных устройств любого типоисполнения на современные.

2.2. ВАКУУМНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ На рисунках 2.1 – 2.3 приведены некоторые типы выключателей, а в табл. 2.3 – основные технические характеристики вакуумных выключателей производства Минусинского ОАО «ЭЛКО». Выключатель ВВЭ-М-10-40 (рис. 2.1) устанавливается в КРУ типа К-105, К-59, а также могут быть использованы для замены и маломасляных электромагнитных выключателей в любых типах РУ. Рис. 2.1. Общий вид выключателей ВВЭ-М-10-40 Рис. 2.2. Общий вид выключателя ВВП-М-10-20 Рис. 2.3. Общий вид выключателя ВВТЭ(П)-М-10-20 Таблица 2.2 Типоисполнение Размеры, мм Масса, выключателя Н L l d b C кг ВВТЭ(П)-10-12,5/630 389 200 25 11+0,43 50 370 74 ВВТЭ(П)-10-20/630 395 200 25 11+0,43 60 370 78 ВВТЭ(П)-10-20/1000 395 200 25 11+0,43 60 370 78 ВВТЭ(П)-М-10- 395 210 45 13+0,43 80 390 78 20/1600 Выключатели ВВЭ-М-10-20 и ВВП-М-10-20 (рис. 2.2) устанавливаются в КРУ типа К-104, КМ-1Ф, К-49, К-59. По своим присоединительным размерам и схемам управления взаимозаменяемы с выключателями ВК-10, ВКЭ-10. Выключатели ВВТЭ-М-10-20 и ВВТП-М-10-20 (рис. 2.3, табл. 2.2) устанавливают в ячейки типа КРУЭ-6П, 2КВЭ-6М, КРУП-6П, а также для замены малообъёмных выключателей типа ВМПЭ-10, ВМП-10К, ВМГ-133 в любых типах распределительных устройств K-III, K-IIIY, K-XII, K-XIII, КРУ-2В, K-XXVI, K-37, KP-2-10, KB-2-10, KCO-2-УМ, КСО-237, К-266, КСО-285, КРУ производства стран Содружества Независимых Государств. Сейчас в ОАО «ЭЛКО» разработан и готовится к серийному выпуску новый малогабаритный вакуумный выключатель ВБСК-10-20/630 … 1000. 2.3. Основные технические характеристики вакуумных выключателей ВВТП-М-10-20/630, ВВТЭ-М-10-20/630, ВВП-М-10-20/630, ВВЭ-М-10-20/630, 1000, 1600 1000, 1600 1000, 1600 Характеристики 1000, 1600 Номинальное напряжение, кВ 10 10 10 10 Номинальный ток, 630 … 630 … 630 … 1600 630 … А 1600 1600 1600 Номинальный ток отключения, кА 12,5; 20 12,5; 20 20 20 Полное время отключения, с 0,04 0,055 0,04 0,035 Собственное время 0,1 0,06 0,1 0,06 отключения, с Коммутационная износостойкость: при номинальном до 50 000 25 000 до 50 000 25 000 токе, циклы «ВО» при номинальном токе 50 50 50 50 отключения, циклов «ВО» Механический ресурс, циклов 50 000 25 000 50 000 25 000 «ВО» Габариты, (высота, ширина, 640Ч547Ч43 650Ч560Ч39 828Ч613Ч6 длина), мм 6 0 828Ч613Ч593 23 Масса, кг 78 … 80 не более 88 … 91 не более 82 92 Привод Электром Пружинно Электромаг Пружинн агнитный моторный нитный о- ВВТП-М-10-20/630, ВВТЭ-М-10-20/630, ВВП-М-10-20/630, ВВЭ-М-10-20/630, 1000, 1600∗ 1000, 1600∗ 1000, 1600 1000, 1600 Характеристики Исполнение Стационарное Выкатной элемент Номинальное напряжение, кВ 10 10 10 10 Номинальный ток, 630 … 630 … 400 … 630 2000 … А 1600 1600 3150 Номинальный ток отключения, кА 20 20 10 31,5 … 40 Полное время отключения, с 0,04 0,04 0,04 0,05 Собственное время 0,1 0,1 0,1 0,1 отключения, с Коммутационная износостойкость: при номинальном до 50 000 до 50 000 до 50 000 10 000 токе, циклы «ВО» при номинальном токе 50 50 50 25 отключения, циклов «ВО» Механический ресурс, циклов 50 000 50 000 50 000 10 000 «ВО» Габариты, (высота, ширина, 960Ч564Ч51 1160Ч564Ч5 485Ч500Ч364 945Ч604Ч67 длина), мм 6 16 8 Масса, кг 102 108 38 220 Привод Электром Электром Электро- Электром агнитный агнитный магнитный агнитный Схема управления 50 Гц 220 50 Гц 220 50 Гц 220 В 110 В В В 220 В Применяемость Предназначены Для замены Предназнач для установки в КРУ маломаслян ены для типа КРУЭ-10, ых установки КРУЭП-10, выключател в КРУ типа ПП-10-6/630 ХЛ1 ей К-105 и замены маломаслян ых выключател ей Исполнение Выкатной элемент Стационарн Стациона ое рное, выкатной элемент * Готовится серийное производство. Он предназначен для использования в комплектных устройствах серии К-112, выпускаемых московским заводом «Электрощит» и служащих для пунктов автоматического секционирования с односторонним и двустороннем питанием, для включения резерва и для плавки гололёда. Новый прибор фирмы «ЭЛКО» способен также заменить любой соответствующий по номинальным параметрам маломасляный выключатель. Существенное отличие ВБСК-10 от других вакуумных выключателей с электромагнитным приводом в том, что он, дополнительно к электромагнитному, снабжён пружинным приводом с ручным взводом пружин, что обеспечивает возможность оперативного включения при отсутствии питания вторичных цепей. Ещё одна особенность, которой обладает прибор, состоит в том, что он имеет надёжное включение на любой номинальный ток короткого замыкания, и при этом никаких дополнительных источников питания не требуется. Работа аппарата в условиях умеренного климата осуществляется при температуре от –45 до +40°С. В состав выключателя входят два токовых электромагнита отключения для работы в схемах с дешунтированием. Принцип его работы обеспечивает блокировку от повторных операций включения и отключения выключателя. Когда команда на включение продолжает оставаться поданной после автоматического отключения выключателя. Прибор имеет шесть замыкающих и шесть размыкающих блок-контактов, механический указатель положения «ВКЛ» и «ОТКЛ» и счётчик числа циклов. Конструкция ВБСК прошла все испытания, соответствует требованиям ГОСТ и показала высокую надёжность всех узлов и аппарата в целом. Технические характеристики ВБСК-10-20/630 … 1000 Номинальное напряжение, кВ ………………….……..………... 10 Номинальный ток отключения, кА ……………………..……… 12,5; 20 Номинальный ток, А ……………………………………………. 630; 1000 Полное время отключения, с, не более ……………….……….. 0,05 Собственное время включения, с, не более …………………… 0,2 Ресурс по коммутационной стойкости, циклы «ВО»: при номинальном токе ……………………..……………... 50 000 при номинальном токе отключения ……………………... 50 Габаритные размеры (высота, ширина, глубина), мм ……….. 467Ч492Ч310 Масса, кг, не более ……………………………………………… 42 2.3. ВАКУУМНЫЕ КОНТАКТОРЫ В настоящее время автогазовые выключатели нагрузки не удовлетворяют в полной мере современным требованиям (малое число отключений номинального тока, ограниченная электродинамическая стойкость при сквозных КЗ и т.д.). Поэтому в электроустановках 6 … 10 кВ распределительных сетей вместо применявшихся выключателей нагрузки всё шире используются вакуумные электромагнитные контакторы. На рисунке 2.4 представлен вакуумный контактор КВТ-6/10-400-4. Его данные: Uном = 6 … 10 кВ; Iном = 400 А; Iоткл = 4 кА (указанное значение тока КЗ допускается отключать до 50 раз); Iвкл = 15 кА; коммутационная износостойкость 1·105 циклов «ВО» (включить, отключить). Контактор состоит из трёх полюсов, корпусов 2 и 3 и электромагнитного привода 4. Дугогасительная камера 1 по своему устройству аналогична камере вакуумного выключателя, изображённой на рис. 1.4. Камеры крепятся к верхней опорной части изоляционного корпуса 2. Подвижный контакт камеры соединён с нижним выводом 6 гибкой связью 7. Привод воздействует на подвижные контакты камер через траверсу 5. Управление контактором осуществляется с места установки или дистанционно. 4 Рис. 2.4. Вакуумный контактор КВТ-6/10-400-4: 1 – дугогасительная камера; 2 и 3 – корпуса; 4 – электромагнитный привод; 5 – траверса; 6 – нижний вывод; 7 – гибкая связь 3. ВАКУУМНЫЕ ДУГОГАСИТЕЛЬНЫЕ КАМЕРЫ, КОНТАКТОРЫ И ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ФГУП НПП «КОНТАКТ», г. САРАТОВ 3.1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ Государственное научно-производственное предприятие «Контакт» – одно из крупнейших предприятий электронной промышленности России [6, 9]. Предприятие создано в 1959 г. для производства мощных электровакуумных изделий предназначенных для радиолокации, дальней космической связи, ускорительной техники, радио- и телевещания, высокочастотного нагрева. В сложных условиях реформирования экономики, на ФГУП НПП «Контакт» удалось полностью сохранить свой производственно-научный потенциал, оборудование, кадры, высокий уровень технологии, возможность освоения новой сложной современной техники. В начале 90-х гг. в связи с резким падением объёмов заказов приборов СВЧ и МГЛ на предприятии проведена диверсификация и реструктуризация производства, в кратчайшие сроки совместно с ВЭИ освоена гамма вакуумных дугогасительных камер на номинальное напряжение от 1,14 кВ до 35 кВ с номинальными рабочими токами до 3150 А и токами короткого замыкания до 40 кА. На сегодняшний день более 100 тыс. вакуумных дугогасительных камер безотказно работают во многих странах мира на вакуумной коммутационной аппаратуре различных заводов изготовителей. В настоящее время специалистами «Контакт» ведутся работы по расширению номенклатуры выпускаемых вакуумных камер, их минимизации, повышению скоростей включения и отключения, снижению усилий поджатия, самовосстановлению контактов, снижению себестоимости. С 1994 по 2002 гг., обладая мощным высокотехнологичным механическим, инструментальным и машиностроительным производством на базе вакуумных дугогасительных камер собственного производства, предприятие освоило целый ряд вакуумных коммутационных аппаратов. Все выпускаемые предприятием вакуумные коммутационные аппараты адаптированы и применяются в качестве комплектующих изделий к ячейкам всех КРУ строительных предприятий: ОАО «Самарский завод «Электрощит» г. Саратов, «Московский завод «Электрощит» г. Москва, ПО ОАО «Элтехника» г. Санкт-Петепрбург, ООО НПП «Электробалт» г. Санкт-Петербург, ООО НПФ «Альянс-Электро» г. Санкт-Петербург, ООО «Ишлейский завод высоковольтной аппаратуры» г. Ишлей, ОА «Альстом-СЭМЗ» г. Екатеринбург, ОАО «Мытищинский электромеханический завод» г. Мытищи, ОАО «Люберецкий электромеханический завод» г. Люберцы, ООО «Электромонтаж-Сервис» Польша и др. Вакуумные выключатели конструктивно выполнены единым блоком со встроенным приводом, выпрямителем (при необходимости), встроенными расцепителями (до шести штук) в зависимости от исполнения, что позволяет без особых трудностей применять их при реконструкции ячеек выпуска прошлых лет. Для привязки электрических схем, блокировочных устройств, систем довкатывания и решения других задач, возникающих при реконструкции ячеек, на предприятии создан отдел, который разрабатывает для производства и согласовывает с потребителем проекты замены масляных выключателей на вакуумные в ячейках выпуска прошлых лет. На сегодняшний день более 25 тыс. возможных вакуумных коммутационных аппаратов надёжно работают у энергетиков нефтедобывающего комплекса, РАО «ЕЭС России», крупных предприятиях различных отраслей промышленности России и СНГ. На предприятии ежегодно осваивается пять-шесть новых изделий вакуумной коммутационной аппаратуры. Особое внимание необходимо обратить на новейшие разработки, такие как: • вакуумный выключатель нагрузки типа ВНБ-10-16/630, который имеет огромный (до 50 тыс.) ресурс механического включения и отключения, малые габариты, исполняется встроенным и в