Как устроены и работают высоковольтные выключатели

Содержание

Различие по функциональному назначению

Выключатели даже одного типа и исполнения могут выполнять различные функции. В большинстве случаев это различие определяется конструкцией контактной группы, но не всегда.

Ключ

Обычный бытовой размыкатель-замыкатель электрической цепи, самый распространенный тип. В зависимости от количества клавиш управляет соответствующим числом контактных групп.

Контактные группы выключателей типа «ключ».

Выводы контактов со стороны питания обычно объединены.

Кнопка

Принцип работы выключателя с кнопкой отличается только направлением воздействия и, в некоторых случаях, отсутствием фиксации в нажатом положении.

Контактная группа кнопочного прибора.

Функционал контактов тот же, но устроен немного по-другому и на схеме обозначается другим символом.

Проходной

Этот тип включателей представляет собой, скорее, переключатель. Он оснащается перекидной контактной группой – в одном положении замкнута одна пара контактов, в другом – другая. Такие аппараты бывают в одноклавишном и двухклавишном исполнении.

Схема контактов проходного выключателя.

На вид он может не отличаться от обычного ключа (если нет маркировки), но на тыльной стороне обычно наносится его внутренняя схема. Бывает в одиночном или двойном исполнении.

Тыльная сторона проходного аппарата.

Используются такие аппараты в тех случаях, когда надо организовать независимое управление освещением из двух или более пунктов.

Перекрестный

У этого переключателя одна клавиша управляет двумя перекидными группами контактов, соединенными особым образом.

Схема контактов прибора перекрестного типа.

Такой аппарат используется совместно с проходными там, где надо управлять нагрузкой из трех и более мест.

Совмещенные приборы

Для повышения комфортности управления светом в квартире, офисе или на производстве созданы приборы, совмещающие несколько функций. Можно, например, приобрести:

поворотный выключатель с диммером;
проходной переключатель с диммером;
другие приборы.

Безграничные возможности по совмещению функций имеют аппараты на основе микроконтроллеров. Такие включатели применяют в системах «Умный дом».

В продаже доступно множество бытовых выключателей освещения, различающихся по исполнению, функционалу, внешнему виду. С их помощью можно организовать систему освещения от простой до управляемой со смартфона

Для этого важно понимать возможности и знать ассортимент современных коммутационных приборов

Внутреннее устройство одноклавишного выключателя

Одноклавишный выключатель состоит из следующих основных частей:

Рабочий механизм. Является основной частью устройства. Он включает в себя привод клавиши, установленный на металлической рамке. Для крепления всей конструкции в подрозетнике рамка имеет пару раздвижных лапок. Подключение электрических проводов осуществляется через специальные контакты. Установка рабочего механизма выполняется таким же образом, как и монтаж электрической розетки.

Пластиковая клавиша. Служит для удобства включения и отключения контактов устройства.
Декоративная рамка. Этот элемент изготавливается из диэлектрического материала и выполняет также функцию защиты от поражения электрическим током. Рамка может крепиться к основной части с помощью пластиковых защелок или металлических болтов.

Несколько более сложным является устройство выключателя с подсветкой, который обладает неоспоримым преимуществом – его отлично видно в темноте. Такая функция не только избавляет человека от необходимости шарить в потемках в поисках выключателя, а и дает возможность использовать это устройство в качестве своеобразного ночника.

Различают также модульные и влагозащищенные выключатели. Модульные устройства предназначены для установки в кабель-канал и применяются главным образом для подключения светильников в офисных помещениях. Что касается влагозащищенных моделей, то их использование целесообразно в помещениях с повышенной влажностью воздуха, например, в санузлах, ванных комнатах или на улице при подключении наружных светильников.

Проходные устройства: самый сложный в подключении вариант

Даже опытные электромонтеры не все знают, каким образом подключаются подобные изделия. А понимающих, как устроен проходной выключатель света, и того меньше. Это неудивительно, ведь в России они недостаточно распространены, да и в профессиональных учебных заведениях не всегда подобная информация вкладывается в головы слушателей. Лишь в последнее время проходные выключатели стали чаще монтировать в детских садах и других организациях. Для начала следует понять, для чего предназначено это устройство.

Проходные выключатели устанавливаются в больших помещениях с двумя выходами или длинных коридорах. Их задача – обеспечение возможности подачи и снятия напряжения с осветительных приборов с использованием двух и более точек. К примеру, подходя снизу к лестничному маршу, человек нажимает клавишу, зажигая свет. Поднявшись наверх, он использует другой выключатель – лампочки гаснут. При этом возможность управления освещением сохраняется с обоих устройств – его можно осуществить при помощи как верхнего, так и нижнего размыкателя.

Требования к выключателям

Выключатель является самым ответственным аппаратом в высоковольтной системе, при авариях он всегда должен обеспечивать четкую работу. При отказе выключателя авария развивается, что ведет к тяжелым разрушениям и большим материальным потерям, связанным с не доступом электроэнергии, прекращением работы крупных предприятий.

В связи с этим основным требованием к выключателям является особо высокая надежность их работы во всех возможных эксплуатационных режимах. Отключение выключателем любых нагрузок не должно сопровождаться перенапряжениями, опасными для изоляции элементов установки. В связи с тем, что режим короткого замыкания для системы является наиболее тяжелым, выключатель должен обеспечивать отключение цепи за минимально возможное время.

Общие требования к конструкциям и характеристикам выключателей устанавливается стандартами:

ГОСТ Р 52565-2006 «Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.»
ГОСТ 12450-82 «Выключатели переменного тока высокого напряжения. Отключение ненагруженных линий».
ГОСТ 8024-84 «Допустимые температуры нагрева токоведущих элементов, контактных соединений и контактов аппаратов и электротехнических устройств переменного тока на напряжение свыше 1000 В.»
ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции».

Вывод выключателя для ревизии и ремонта связан с большими трудностями, так как приходится либо переходить на другую схему распредустройства, либо просто отключать потребителей. В связи с этим выключатель должен допускать возможно большее число отключений коротких замыканий без ревизии и ремонта. Современные выключатели могут отключать без ревизии до 15 коротких замыканий при полной мощности отключения.

Принцип действия автоматического выключателя

Теперь разберемся, как работает автомат защиты сети. Подключение его осуществляется подъемом вверх рукоятки управления. Чтобы отключить АВ от сети, рычаг опускают вниз.

Когда автомат защитный электрический функционирует в обычном режиме, то электрический ток при поднятой вверх рукоятке управления поступает к аппарату через подсоединенный к верхней клемме кабель питания. Поток электронов идет к неподвижному контакту, а от него – к подвижному.

Затем по гибкому проводнику ток поступает на соленоид электромагнитного расцепителя. С него по второму гибкому проводнику электричество идет к биметаллической пластине, входящей в тепловой расцепитель. Пройдя по пластине, поток электронов через нижнюю клемму уходит в подключенную сеть.

Особенности работы теплового расцепителя

При превышении током цепи, в которой установлен автомат защиты, номинала устройства возникает перегрузка. Поток электронов высокой мощности, проходя через биметаллическую пластину, оказывает на нее термическое воздействие, делая более мягкой и заставляя выгнуться в сторону отключающего элемента. При вступлении последнего в контакт с пластиной происходит срабатывание автомата, и подача тока в цепь прекращается. Таким образом, тепловая защита позволяет не допустить чрезмерного нагревания проводника, которое может привести к расплавлению изоляционного слоя и выходу проводки из строя.

Популярные статьи Ограничители мощности

Нагревание биметаллической пластины до такой степени, чтобы она изогнулась и вызвала срабатывание АВ, происходит в течение определенного времени. Оно зависит от того, насколько величина тока превышает номинал автомата, и может занять как несколько секунд, так и час.

Срабатывание теплового расцепителя происходит в случае превышения током цепи номинала автомата как минимум на 13%. После остывания биметаллической пластины и нормализации величины текущего тока защитное устройство можно будет снова включить.

Если воздух в помещении, где установлен аппарат, имеет высокую температуру, то пластина нагреется до отключающего предела быстрее, чем обычно, и может сработать даже при незначительном возрастании тока. И наоборот, если в доме холодно, нагревание пластинки будет происходить медленнее, и время до отключения цепи увеличится.

Срабатывание теплового расцепителя, как было сказано, требует определенного времени, в течение которого ток цепи может прийти в норму. Тогда перегрузка исчезнет, и отключения устройства не произойдет. Если же величина электротока не снижается, автомат обесточивает цепь, предотвращая оплавление изоляционного слоя и не допуская возгорания кабеля.

Причиной перегрузки чаще всего становится включение в цепь устройств, суммарная мощность которых превышает расчетную для конкретно взятой линии.

Нюансы электромагнитной защиты

Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты сети от короткого замыкания и по принципу работы отличается от теплового. Под действием сверхтоков КЗ в соленоиде возникает мощное магнитное поле. Оно сдвигает в сторону сердечник катушки, который размыкает силовые контакты защитного устройства, воздействуя на механизм расцепителя. Питание линии прекращается, благодаря чему исчезает опасность возгорания проводки, а также разрушения замкнувшей установки и автоматического выключателя.

Поскольку в случае КЗ в цепи происходит мгновенное возрастание тока до величины, способной за короткое время привести к тяжелым последствия, срабатывание автомата под воздействием электромагнитного расцепителя происходит за сотые доли секунды. Правда, при этом ток должен превысить номинал АВ в 3 и более раза.

Наглядно про автоматические выключатели на видео:

Дугогасительная камера

Когда контакты цепи, через которую протекает электрический ток, размыкаются, между ними возникает электрическая дуга, мощность которой прямо пропорциональна величине сетевого тока. Она оказывает на контакты разрушающее воздействие, поэтому для их защиты в состав устройства входит дугогасительная камера, представляющая собой набор пластинок, установленных параллельно друг другу.

При контакте с пластинами происходит дробление дуги, в результате чего снижается ее температура и происходит затухание. Газы, возникшие при появлении дуги, через специальное отверстие удаляются из корпусной части защитного устройства.

Устройство выключателей вакуумного исполнения

Разнообразие вакуумных выключателей, с учётом их конструктивного исполнения, достаточно велико. Поэтому сложно выдавать характеристику этих приборов в целом. Между тем, независимо от конструктивных различий, принцип действия остаётся неизменным.

Рассмотрим для общего ознакомления трёхполюсный вакуумный выключатель, оснащённый пружинно-моторным приводом. Этот прибор рассчитан под внутреннюю установку или под инсталляцию на открытом воздухе. В любом случае, его монтаж выполняется внутри специальных распределительных металлических коробов.

Эксплуатироваться приборы могут в самых разных сферах народного хозяйства. Однако есть некоторые ограничения.

Так, вакуумные выключатели не предназначены для установки с последующей эксплуатацией в следующих условиях:

помещения, где пожаро-, взрывоопасная атмосфера;
установки, конструктивно предусматривающие частую коммутацию;
установки мобильного (передвижного) типа;
энергетические системы морских и речных судов.

Выключателям вакуумного типа обычно присущи два типа исполнения конструкции:

Под стационарную инсталляцию.
Под инсталляцию с аппаратной тележкой.

Независимо от исполнения, корпусная область прибора содержит три полюса, оснащённых дугогасительными камерами.

Внутри вакуумных камер работают подвижные контакторы, приводимые в действие пружинно-моторным механизмом. Корпус прибора дополняется фронтальной панелью, где содержатся элементы индикации и управляющие устройства.

Три полюса главной цепи выполнены в форме колонн. Расположение полюсов, как правило, на задней части шасси пружинно-моторного привода. Каждый полюс дополнен камерой гашения дуги, которая заключена внутри полимерного изолятора. С целью усиления электрической прочности корпус изолятора имеет ребристую форму.

Внутри каждой вакуумной камеры смонтирована контактная группа из двух элементов – подвижного, неподвижного. Элемент подвижного контакта через тяговый изолятор связан с механизмом переключения. Далее связь с нижним контактным выводом. А неподвижный контакт через конусную посадку соединяется с верхним контактным выводом прибора.

Как работает привод выключателя?

Подвижные контакты вакуумных камер механическим способом соединены с валом пружинно-моторного привода. За счёт силовой пружины, предварительно взведённой (установленной в состояние растяжения), привод легко привести в действие простым нажатием кнопки управления или иным механизмом.

Пружина (обычно две пружины) взводится посредством цепной передачи. Нормальный режим работы оборудования предусматривает взвод пружины при помощи электродвигателя, оснащённого редуктором. Вместе с тем, есть рукоятка ручного взвода, которой пользуются на случай аварий или потери питания.

Взведённая пружина фиксируется спусковым механизмом. Этот механизм управляется через электромагнитный привод или через кнопку включения. Как только активирован режим включения, фиксация снимается, сила растяжения пружины приводит в действие кулачковый механизм. Тот, в свою очередь воздействует на вал, который механически соединён с механизмом переключения подвижных контактов вакуумных камер.

Операция на отключение вакуумного выключателя выполняется активацией режима «Отключено» – электромагнитом или кнопкой. Последовательность действий практически аналогична первому режиму. Здесь также задействованы силовые пружины отключения, состояние которых устанавливает спусковой механизм отключения.

Удобство эксплуатации и контроль работы прибора обеспечивает панель управления. По фронту панели располагаются элементы: счётчик числа циклов, индикатор состояния пружины взвода, индикатор состояния вакуумного выключателя.

Особенности выкатных конструкций

Аппаратура выкатного исполнения собрана на базе специальной аппаратной тележки. При помощи этого аксессуара выключатель вводится внутрь шкафа или выводится из него.

Аппаратная тележка действует не только как транспорт прибора, но также выполняет функцию контроллера включения прибора в режим теста или в рабочий режим, как только выключатель задвинут в шкаф.

Вакуумный выключатель закрепляется непосредственно к подвижной части тележки. Крепёж выполняется болтовыми соединениями. Между тем, аппаратная тележка имеет ещё и неподвижную часть, где закреплён привод подвижной части. Движение подвижного модуля относительно неподвижного выполняется за счёт винта рукоятки управления тележкой.

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги

Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);
Вакуумные выключатели;
Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
Воздушные выключатели;
Автогазовые выключатели;
Электромагнитные выключатели;
Автопневматические выключатели.

По назначению

Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания
Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. Отличаются, как правило, большими значениями номинального тока (до 10000 А) и тока отключения.
Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
Выключатели нагрузки — выключатели, предназначенные для коммутаций под номинальным током, но не рассчитанные на разрыв сверхтоков. Применяются в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью для коммутации небольших нагрузок — до нескольких мегавольт-ампер.
Реклоузеры — подвесные секционирующие дистанционно управляемые выключатели, снабжённые защитой и устанавливаемые на опорах воздушных ЛЭП
Выключатели специального назначения.

По виду установки

Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатывания из ячеек распредустройств (для обслуживания, ремонта и для создания т.н. «видимого разрыва» при работах на линиях).
Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.

По категориям размещения и климатическому исполнению

пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);
десять климатических исполнений (У, ХЛ, УХЛ, ТВ, ТС, Т, М, ОМ, В и О) в зависимости от географического места установки.

Высоковольтные выключатели нагрузки

Высоковольтные выключатели нагрузки предназначены для обеспечения работы рубильников аварийного отключения, выключателей селекционного типа с разной шириной силовой шины и расстояния между фазами.

Высоковольтные выключатели нагрузки одинаково успешно используются в цепях с высоким и низким током.

Это оборудование может быть выполнено в металлическом или пластиковом корпусе. Использование таких корпусов гарантирует высокий уровень безопасности выключателей и возможность эксплуатации оборудования в цехах на производстве и даже на открытом пространстве.

Наличие блокировки выключателя предотвращает оборудование от его несанкционированного включения.

Преимущество использования высоковольтных выключателей нагрузки заключается в:

универсальности;
надежности;
высоком уровне безопасности.

Различие выключателей в схемах

Представьте, что выключатели, принадлежащие к одному типу и схожие п внешнему виду, отличаются разницей в функциях. В большинстве случаев это различие определяется конструкцией контактной группы, но не всегда.

Ключ

Это самый известный бытовой размыкатель/замыкатель электрической цепи. В этом распространенном типе происходит взаимосвязь между количеством клавиш и соответствующим числом контактных групп.

Контактные группы выключателей типа «ключ»

Выводы контактов со стороны питания обычно объединены.

Кнопка

В этом случае разница включателя только в направлением воздействия. Либо же в положении фиксации, её отсутствии в некоторых случаях.

Контактная группа кнопочного прибора

Функционал контактов тот же, однако устроен немного по-другому и на схеме обозначается иным символом.

Проходной

Данный выключатель работает в большей степени, как переключатель. Его оснащает перекидная контактная группа. Рассмотрим, как работает выключатель света проходной? Действует он так: в одном положении замкнута одна пара контактов, в другом – другая. Встречаются в одноклавишном и двухклавишном исполнении.

Схема контактов проходного выключателя

На первый взгляд его трудно отличить от обычного ключа, если нет соответствующей маркировки. Но, если вы посмотрите на тыльную сторону, то увидите на нанесенную на ней внутреннюю схему. Производится в одиночном или двойном исполнении.

Перекрестный

У этого переключателя одна клавиша управляет двумя перекидными группами контактов, соединенными особым образом. В этом случае аппарат совмещается с проходными там, где можно создать нагрузку для управления из трех мест и более.

Схема перекрестного выключателя

Конструкция и принцип работы проходного выключателя

Проходные выключатели ставят там, где свет включается и выключается из разных концов жилого помещения или лестничного пролета. То есть вы можете включить свет, скажем в прихожей, а выключить его в какой-нибудь комнате. И при этом освещение будет только в одном нужном вам месте. Мало того, что такой способ удобный, он еще и экономит электроэнергию.

Подключение проходного выключателя

По антуражу проходной выключатель ничем не отличается от обычного. Лицевую панель покрывает изображение стрелочек (вверх/вниз). Если простой выключатель характеризуется одним входом и одним выходом, то проходное устройство имеет один вход и два выхода. Как работает выключатель света проходной? Этот выключатель света работает не от разрыва тока, а от перенаправления его на любой из выходов.

Как понять что перед вами проходной выключатель

Конечно, опытному электрику достаточно посмотреть на изделие, и он уже понимает, что перед ним проходной выключатель. Для остальных существует схема. Качественный производитель всегда дополнительно к выпускаемому товару добавит нарисованную электрическую схему двойного тройного или одинарного исполнения, которая располагается под корпусом устройства.

Одинарное проходное устройство можно определить наглядно. Достаточно осмотреть его и найти клеммы с медными контактами. Их должно быть три. Дальше возьмите мультиметр и с его помощью прозвоните их между собой, чтобы не перепутать. Прибор следует поставить в режим подачи звукового сигнала и прозвонить его вход и выход. Если при касании к контакту мультиметр издает сигнал, контакт в этом месте присутствует.

Схема подключения проходного выключателя

Кроме того, у проходного устройства есть и другие отличия от обычного выключателя. Здесь присутствует трехжильная коммутация. Между тем, у простого выключателя коммуникация двухжильная. И представляет он собой переключатель, который перенаправляет напряжение от одного контакта на другой. Один источник света тут управляется парой проходных включателей. Каждый имеет свои ноль и фазу. Изменение положения клавиши выключателя способствует замыканию цепи, что заставляет загореться лампочку. Стоит выключить один из двух переключателей — и провод фазы разомкнется, а контакт парного выключателя — замкнется. Это означает, что свет гаснет, когда на обоих устройствах клавиши находятся в разном положении, а если в одинаковом — то включается.

Баковые и маломасляные выключатели

Оба устройства представляют собой масляные типы высоковольтных выключателей. Деионизация дуговых промежутков в каждом из них осуществляется одними и теми же методами. Они отличаются друг от друга лишь количеством используемого масла, а также способами, с помощью которых контактная система изолируется от заземленного основания.

Баковые устройства в настоящее время сняты с производства, поскольку у них имелись серьезные недостатки. Уровень масла в баке требовалось постоянно контролировать. Оно использовалось в большом объеме, из-за чего замена масла отнимала много времени. Эти приборы относились к категории взрыво- и пожароопасных и не могли устанавливаться внутри помещений.

На смену им пришли маломасляные или горшковые выключатели, рассчитанные на все виды напряжений. Они могут устанавливаться в любые распределительные устройства, как закрытого, так и открытого типа. Масло в данном случае выступает прежде всего в качестве дугогасящей среды и лишь частично выполняет функции изоляции между разомкнутыми контактами.

Токоведущие части изолируются между собой с помощью фарфора и других твердых изолирующих материалов. Выключатели для внутренней установки оборудованы контактами, помещенными в стальной бачок или горшок. Эта конструктивная особенность дала название всему устройству. В зависимости от модели, приводы высоковольтных выключателей могут различаться между собой.

Приборы, рассчитанные на работу при напряжении 35 кВ, помещаются в фарфоровом корпусе. Наибольшее распространение получили подвесные устройства ВМГ-10 и ВМП-10 на 6-10 кВ. У них крепление корпуса осуществляется с помощью фарфоровых изоляторов к основанию, общему для всех полюсов. В свою очередь, каждый полюс оборудуется одним разрывом контактов и камерой для гашения дуги.

При работе с большими номинальными токами недостаточно одной пары контактов, которые одновременно являются рабочими и дугогасительными. Поэтому снаружи выключателя отдельно устанавливаются рабочие контакты, а внутри металлического бачка – дугогасительные.

Как выбрать вакуумный выключатель?

Прибор выбирают с учётом его номинальных параметров, которые рассматриваются относительно параметров действующей сети по месту установки. Выбор делается по критерию максимально нагруженных режимов работы, предполагаемых для условий эксплуатации.

Номинальное напряжение вакуумного выключателя допускается равным (либо увеличенным) по отношению к номинальному напряжению системы, запитанной через выключатель.

Параметр номинального долговременного тока выбирают выше номинального значения тока питаемой системы. Параметр номинального тока отсечки выбирается выше максимального значения расчетного тока КЗ (учитывается момент расхождения контактов).

Табличка с технической характеристикой – первое, на что обращается внимание при выборе выключателя. Опираясь на значения параметров, уже можно определить, подходит прибор под конкретную установку или нет. С точки зрения возможных условий КЗ выбор делается с учётом наиболее тяжелых режимов

С точки зрения возможных условий КЗ выбор делается с учётом наиболее тяжелых режимов.

Апериодическая слагающая величина рассчитывается с оглядкой на условия КЗ с нулевым напряжением в любой из фазных линий. При этом следует учитывать параметр апериодического тока, установленный изготовителем оборудования.

Способ установки выключателя

Накладной двухклавишный выключатель

Типы выключателей по способам монтажа различаются открытые (накладные) и внутренние (встраиваемые). Выбор зависит, прежде всего, от вида электропроводки, подбираются соответствующие устройства. При этом устанавливать внутренний выключатель при наружной проводке не запрещено.

Накладные приборы существенно выступают над поверхностью, но не требуют дополнительного отверстия внутри стены (по типу подрозетника). Не всегда такие устройства выглядят эстетично, но некоторые дизайнерские модели специально выбирают для дополнения внутренней и внешней отделки помещения.

Для встроенных коммутаторов необходима дополнительная полость по размеру, которую следует заранее подготовить. Подобные выключатели необходимо учитывать при построении первоначального плана электропроводки. Приборы практически не выделяются, что делает их более эстетичными и удобными.

Маломасляный тип оборудования

Выключатель масляный ВМП, или другими словами маломасляный, кроме рабочей жидкости для обеспечения изоляции элементов системы друг от друга, имеет специальные элементы, изготовленные из диэлектрических материалов. В данном случае масло используется только для образования газа. Каждый элемент системы, в котором происходит разрыв цепи, имеет отдельную камеру с дугогасительным устройством. При этом используется специальный привод в системе, который обеспечивает поперечное дутье.

Из-за небольшого количества масла во время выключенного состояния контакты находятся выше уровня используемого в камере масла, что повышает надежность разрыва электроснабжения. Из-за загрязнения рабочей среды она со временем может потерять свои основные диэлектрические свойства. Также при создании подобной системы конструкторы учли то, что со временем образуются продукты разложения. Для них специально создали маслоотделители.

Элегазовые выключатели

Рисунок 1 – Конструкция элегазового выключателя

Элегазовый выключатель работает за счет изоляции фаз между собой с помощью газа(обычно используется электропроточный газ SF6 – так называемый «элегаз»). При поступлении сигнала отключения оборудования контакты камер размыкаются. Они создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде. Дуга разделяет газ на отдельные компоненты, а высокое давление в резервуаре способствует ее гашению.

Преимущества:

Многофункциональность(может использоваться при любом напряжении)
Высокая скорость срабатывания
Возможность использования в критических ситуациях(пожар, землетрясение)
Большой срок службы

Недостатки:

Большая цена конструкцииНевозможность работы при низких температурах
Сложность обслуживания
Необходимость установки специального фундамента для такой конструкции

Как происходит выключение масляного выключателя

Выключение МВ происходит посредством нажатия на соответствующую копку.

При этом срабатывает защелка, которая не дает ему отключаться самопроизвольно в нормальном режиме, пружина разжимается и штоки выходят из розеток – выключатель отключается.

При отключении и размыкании контактов в полюсах в масле образуется электрическая дуга (если отключение происходило под напряжением), которая горит доли секунды.

Во время ее гашения масло очень сильно разогревается в месте разъединения контактов, выделяется газ. Происходит тушение дуги.

Как подключить по схеме проходной выключатель: одноклавишный, двухклавишный, как обычный, схемы, критерии выбора

Устройство и принцип действия

Вакуумные выключатели предназначены для совершения коммутационных операций в электроснабжающих сетях высокого напряжения. Конструктивно вакуумный выключатель состоит из трех отдельных полюсов или колонок (по одной на каждую фазу). Все колонки устанавливаются на одном приводе посредством опорного изолятора из полимера, фарфора или текстолита. У каждой из них имеются два вывода для подключения ошиновки.

Общий вид вакуумного автоматического выключателя

Устройство вакуумного выключателя.

Из картинки ниже видно, что внутри устройство состоит из двух контактов, подведенных под соответствующие потенциалы полюсов. Один из них выполняется подвижным, второй стационарным, как и в других типах выключателей. Силовые контакты вакуумного выключателя располагаются внутри герметичной камеры, способной сохранять вакуум в течении длительного периода времени (несколько десятков лет). Для чего в состав камеры включаются специальные металлические сплавы и керамические добавки. Именно этот элемент стал камнем преткновения для реализации такого выключателя в 30-е годы прошлого века.

Современные технологии предоставляют возможность сохранения вакуума внутри емкости, в том числе, с учетом динамических нагрузок, которые ей приходится претерпевать во время коммутаций. Для постоянного поддержания состояния сильно разреженной газовой среды, внутри вакуумной камеры, устройство комплектуется сильфонным компонентом. Он исключает возможность проникновения воздуха или другого газа внутрь вакуумной камеры при перемещении подвижного контакта.

Конструкция вакуумного выключателя

Принцип гашения электрической дуги.

При разрыве контактов между поверхностями возникает ионизация пространства. Если в воздушных выключателях с методом электромагнитного дутья эту ионизацию искусственно растягивают на несколько метров, а в элегазовых и масляных выключателях стараются погасить диэлектрическим материалом, то в вакуумных применяется другая технология. Основной принцип основан на том, что в идеальном вакууме отсутствует какое-либо вещество, способное к выделению заряженных частиц. Поэтому в момент разделения контактов, из-за разности потенциалов, единственным источником ионизации являются пары раскаленного металла.

Различные этапы образования плазмы

Начало разведения контактов

Развитие ионизации

Заключительные процессы

Они продолжают движение между контактными поверхностями, но при переходе синусоиды электрического тока через ноль, заряженные частицы утрачивают энергию для ионизации и перемещения, их место быстро занимает пустое пространство с высокой электрической прочностью и дуга рвется. Ионы металлов примыкают к ближайшей поверхности – контактам или стенкам камеры. Такой принцип действия позволяет сократить время на прекращение горения дуги и предоставляет ряд преимуществ, в сравнении с другими типами коммутационных аппаратов. Но чрезмерные коммутационные перенапряжения могут привести к деформации поверхности, что будет препятствовать нормальному замыканию контактов, увеличит переходное сопротивление и вызовет перегрев внутри вакуумной камеры.

Общее устройство и принцип действия воздушных выключателей

В воздушных выключателях (ВВ) энергия сжатого воздуха используется и как движущая сила, перемещающая контакты, и как дугогасящая среда. Принцип действия дугогасительного устройства (ВВ) заключается в том, что дуга, образующаяся между контактами, подвергается интенсивному охлаждению потоком сжатого воздуха, вытекающего в атмосферу. При прохождении тока через ноль температура дуги падает и сопротивление промежутка увеличивается. Одновременно происходит механическое разрушение дугового столба и вынос заряженных частиц из промежутка.

ВВ конструктивно подразделяются на:

Выключатель с открытым ротором