Wofür ist ein Vakuumschalter und wie funktioniert er?

Der Vakuum-Leistungsschalter für Elektrogeräte ist ein Gerät, das zum Betrieb in elektrischen Hochspannungsnetzen bestimmt ist. Seinen Namen verdankt er dem Designmerkmal - der Vakuumkammer, durch die ein kurzzeitiges Löschen des Lichtbogens erreicht wird.

Das Gerät wird als Schalter verwendet, um Geräte in Notfällen oder im Rahmen des laufenden Betriebs auszuschalten. Schauen wir uns einmal genauer an, was ein Vakuumschalter ist und wofür er gedacht ist.

Wie funktioniert ein Hochspannungsvakuumschalter?

Die Grundlage für die Funktionalität der Vakuumkammern, die beim Bau von Schaltern verwendet werden, sind die physikalischen Eigenschaften des Gases, das sich in einem entladenen Zustand befindet. Unter solchen Bedingungen ändert sich die als elektrische Stärke charakterisierte Eigenschaft eines Gases erheblich nach oben.

Dieser Effekt ist stark entladen (Bereich von 10^-6  bis zu 10^-8 N / cm²) wurde erfolgreich beim Bau von Schaltern eingesetzt, ergänzt durch Gasvakuumkammern, die von elektrischen Kontaktgruppen durchlaufen werden.

Der durch die Kontaktgruppen fließende Strom (zum Zeitpunkt des Kontaktsteckers) bildet eine elektrische Entladung - einen Lichtbogen. Das Brennen des Lichtbogens erfolgt aufgrund der teilweisen Ionisierung von Metalldämpfen, die unvermeidlich bei hohen Temperaturen entstehen. Der Stromdurchgang zwischen den Kontakten durch das gebildete Plasma wird aufrechterhalten, bis der Strom zum Nullbus fließt.

Sobald der Moment des Übergangs durch „Null“ kommt, erlischt der Lichtbogen. Der Gesamtprozess dauert weniger als 7-10 Mikrosekunden.

Vakuum-Leistungsschalter

Eine Vielzahl von Vakuumleistungsschaltern ist im Hinblick auf ihre Konstruktion ziemlich groß. Daher ist es schwierig, eine Charakteristik dieser Vorrichtungen im Allgemeinen anzugeben. Unabhängig von den konstruktiven Unterschieden bleibt das Wirkprinzip unverändert.

Als allgemeine Referenz betrachten. dreipoliger Vakuum-LeistungsschalterAusgestattet mit einem Federmotorantrieb. Dieses Gerät ist für die Installation in Innenräumen oder im Freien vorgesehen. In jedem Fall erfolgt die Installation in speziellen Verteilerkästen aus Metall.

Geräte können in verschiedenen Bereichen der Volkswirtschaft betrieben werden. Es gibt jedoch einige Einschränkungen.

Daher sind Vakuum-Leistungsschalter nicht für die Installation und den anschließenden Betrieb unter folgenden Bedingungen ausgelegt:

• Räume, in denen es brennt, explosive Atmosphäre;
• die Anlagen sorgen konstruktiv für häufiges Schalten;
• Installation von mobilen (mobilen) Typ;
• Energiesysteme von See- und Flussschiffen.

Vakuum-Leistungsschalter haben normalerweise zwei Konstruktionsarten:

1. Unter der stationären Installation.
2. Unter der Installation mit dem Hardware-Wagen.

Unabhängig von der Ausführung enthält der Instrumentenkoffer drei mit Lichtbogenkammern ausgestattete Pole.

In den Vakuumkammern befinden sich bewegliche Schütze, die von einem Federmotormechanismus betätigt werden. Ergänzt wird der Instrumentenkoffer durch eine Frontplatte, die Anzeigeelemente und Bedienelemente enthält.

Drei Pole des Hauptstromkreises sind in Form von Säulen ausgeführt. Die Position der Pole befindet sich normalerweise auf der Rückseite des Federmotor-Fahrgestells. Jeder Pol wird durch eine Lichtbogenlöschkammer ergänzt, die in einem Polymerisolator eingeschlossen ist. Um die elektrische Festigkeit zu erhöhen, hat das Isolatorgehäuse eine gerippte Form.

Innerhalb jeder Vakuumkammer montierte Kontaktgruppe aus zwei Elementen - beweglich, stationär. Das bewegliche Kontaktelement durch den Traktionsisolator ist mit dem Schaltmechanismus verbunden. Weitere Verbindung mit dem unteren Kontaktausgang. Ein fester Kontakt durch konische Passung ist mit dem oberen Kontaktausgang des Gerätes verbunden.

Wie funktioniert der Switch Drive?

Die beweglichen Kontakte der Vakuumkammern sind mechanisch mit der Welle des Federmotorantriebs verbunden. Aufgrund der vorgespannten Kraftfeder (im gespannten Zustand installiert) kann der Antrieb einfach durch Drücken der Steuertaste oder eines anderen Mechanismus aktiviert werden.

Eine Feder (normalerweise zwei Federn) wird von einem Kettenantrieb angetrieben. Die normale Funktionsweise des Geräts besteht darin, die Feder mit einem Elektromotor zu laden, der mit einem Getriebe ausgestattet ist. Es gibt jedoch einen manuellen Spanngriff, der bei Unfällen oder Stromausfall verwendet wird.

Die gespannte Feder ist mit einem Abzug verriegelt. Dieser Mechanismus wird über einen elektromagnetischen Aktuator oder über den Netzschalter gesteuert. Sobald der Aktivierungsmodus aktiviert ist, wird die Fixierung aufgehoben und die Federkraft der Feder betätigt den Nockenmechanismus. Das wiederum wirkt auf die Welle, die mechanisch mit dem Schaltmechanismus der beweglichen Kontakte der Vakuumkammern verbunden ist.

Der Vorgang zum Ausschalten des Vakuumschalters erfolgt durch Aktivieren des Modus "Getrennt" - mit einem Elektromagneten oder einer Taste. Die Abfolge der Aktionen ist fast die gleiche wie im ersten Modus. Es handelte sich auch um Kraftabschaltfedern, deren Zustand den Abschaltauslösemechanismus festlegt.

Bedienungskomfort und Steuerung des Betriebs des Geräts bietet das Bedienfeld. Die folgenden Elemente befinden sich an der Vorderseite des Panels: ein Zähler für die Anzahl der Zyklen, eine Statusanzeige einer Spannfeder, eine Statusanzeige für einen Vakuumschalter.

Mit Roll-Out-Designs

Die Ausrüstung der Ausführung vykatny wird auf der Grundlage des speziellen Hardware-Wagens gesammelt. Bei diesem Zubehör wird der Schalter innerhalb oder außerhalb des Schranks eingesetzt.

Der Hardware-Wagen fungiert nicht nur als Transportgerät, sondern übernimmt auch die Funktion eines Gerätes, das die Steuerung im Testmodus oder im Betriebsmodus einschaltet, sobald der Schalter in den Schrank gedrückt wird.

Der Vakuumschalter ist direkt am beweglichen Teil des Wagens angebracht. Der Verschluss ist verschraubt. Inzwischen hat der Beschlagwagen auch ein feststehendes Teil, an dem der Antrieb des beweglichen Teils befestigt ist. Die Bewegung des beweglichen Moduls relativ zu dem stationären Modul wird durch die Schraube des Wagensteuergriffs ausgeführt.

Das mobile Teil ist eine Metallbasis auf vier Rädern, die mit einer galvanischen Beschichtung versehen ist. Hier befindet sich eine externe mechanische Verriegelung (Druckplatte) der Erdungsschraube. die Sperrkontakte, der Mechanismus zum Sperren des Schalters und andere Elemente, die eine Bewegung gewährleisten oder Fixierung.

Installation und Anschluss des Gerätes

Vor der Installation eines Vakuumschalters müssen alle von außen zugänglichen Elemente überprüft werden, um sicherzustellen, dass keine Schäden und Mängel vorliegen. Anschließend werden die Isolationsflächen der Pole mit einem trockenen, fusselfreien Tuch gereinigt.

Es ist nicht gestattet, Geräte in das System einzuführen, wenn die isolierenden Oberflächen abgebrochene, gerissene oder deformierte Bereiche aufweisen. Überprüfen Sie unbedingt das Schema der Sekundärkreise sowie den Anschluss des Karosseriebusses.

Vor der Installation sollte die Funktionsfähigkeit des Schalters mit einem manuellen Schalter (im Leerlauf ohne Stromversorgung) überprüft werden und sichergestellt werden, dass die Anzeigen des Bedienfelds in der richtigen Position sind. Dann müssen Sie das Vorhandensein von Polabdeckungen überprüfen. Wenn Geräte mit Nennleistungen ab 1600 A verwendet werden, müssen die Schutzabdeckungen vor der Installation entfernt werden.

Stellen Sie eine direkte Verbindung zum Netzwerk her

Die Klemmen der Kontaktspitzen der Leiter der Leistungskabel müssen vor dem Anschließen an die Leistungsschalterklemmen gereinigt werden.

Das Abisolierverfahren unterscheidet sich je nach verwendetem Anschlussmaterial:

• Bei Kupfer- und Aluminiumklemmen ohne zusätzliche Beschichtung wird mit Schleifpapier der Körnung M20 oder niedriger abgestreift und anschließend die Metalloberfläche entfettet.
• Wenn die Kupfer- oder Aluminiumklemmen mit einer Silberschicht bedeckt sind, ist es ausreichend, sie mit einem fusselfreien Tuch zu reinigen.

Es ist nicht akzeptabel, Kabel zu verwenden, deren silberne Beschichtung der Klemmen über eine Fläche von mehr als 5% beschädigt ist. In diesem Fall muss der beschädigte Artikel ersetzt werden. Weitere Informationen zu den Anschlüssen für die Kabel finden Sie in dieses Zeug.

Die Außenleiter werden zu den Anschlüssen des Vakuum-Leistungsschalters geführt, damit von den Außenleitern keine mechanischen Kräfte auf die Geräteausgänge ausgehen. Die Verbindungen werden mittels einer Schraubenkupplung unter Verwendung von flachen elastischen Metallscheiben hergestellt.

Wie erfolgt die Erdung?

Stationäre Geräte werden über eine Schraubverbindung (M12) direkt an der mit dem Etikett „Erdung“ gekennzeichneten Stelle an die „Erdungsstelle“ angeschlossen.

Der Bereich der Kontaktstelle „Erdung“ muss vor dem Anschließen entfettet werden. Der Erdungsleiter sollte einen Bus mit ausreichendem Querschnitt (Regeln für elektrische Installationen), einen flexiblen Draht oder einen mit einem Kabelbaum verwobenen Leiter wählen. Schmieren Sie den Leiter mit einem Spezialschmiermittel (CIATIM-203), bevor Sie ihn auf die Kontaktfläche der Kontaktfläche auftragen.

Die Einschubkonstruktion ist mit Hardware-Wagenkomponenten geerdet. Die Erdung des Vakuum-Leistungsschalters erfolgt über das Hardware-Trolley-Design, für das sich auch Befestigungselemente befinden.

Gerät in Betrieb nehmen

Das Gerät wird nach zusätzlicher Überprüfung der installierten und vorbereiteten Geräte in Betrieb genommen. Insbesondere werden die Zuverlässigkeit der Erdung, der Zustand der Befestigung der Montagekomponenten und der Zugang des Kühlmediums zu den potentiellen Heizelementen überprüft.

Die Oberflächen von stromführenden Stäben, die mit den Lamellen von Rosettenkontaktgruppen in Kontakt kommen, müssen mit einer kleinen Menge CIATIM-Schmiermittel behandelt werden. Im Allgemeinen müssen bei Abnahmetests alle vom PES vorgesehenen Verfahren durchgeführt werden, und es muss sichergestellt werden, dass der Wert der Betriebsspannung innerhalb akzeptabler Grenzen liegt.

Ein Vakuum-Leistungsschalter darf von Personal bedient werden, das befugt ist, elektrische Anlagen mit Spannungen über 1000 Volt zu warten. Die genehmigte Zugangsgruppe für Wartungspersonal sollte nicht niedriger als die dritte sein. Vor der Arbeit mit dem Gerät besteht das Personal die Mindestanforderung, um die Feinheiten eines bestimmten Gerätemodells zu untersuchen.

Wie wählt man einen Vakuumschalter?

Das Gerät wird unter Berücksichtigung seiner Nennparameter ausgewählt, die in Relation zu den Parametern des vorhandenen Netzwerks am Aufstellungsort betrachtet werden. Die Auswahl erfolgt nach dem Kriterium der am stärksten belasteten Betriebsarten, die für die Betriebsbedingungen angenommen werden.

Die Nennspannung des Vakuum-Leistungsschalters darf gleich (oder höher) sein wie die Nennspannung des durch den Leistungsschalter gespeisten Systems.

Der Parameter des langfristigen Nennstroms wird über dem Nennwert des Stroms des eingespeisten Systems gewählt. Der Parameter des Bemessungs-Abschaltstroms wird oberhalb des Maximalwertes gewählt. Bemessungsstrom KZ (berücksichtigt den Moment der Kontaktdivergenz).

Unter dem Gesichtspunkt möglicher Kurzschlussbedingungen wird die Wahl unter Berücksichtigung der schwerwiegendsten Modi getroffen.

Die aperiodische Komponente wird unter Berücksichtigung der Nullspannungsbedingungen in einer der Phasenleitungen berechnet. In diesem Fall sollte der vom Gerätehersteller eingestellte Parameter für den Aperiodischen Strom berücksichtigt werden.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

In dem folgenden Video erfahren Sie mehr über das Gerät, seine Funktionsweise und die Installation eines Vakuumschalters:

Vakuumschalter von anderen Gerätetypen haben einen relativ einfachen und zuverlässigen Aufbau. Daher ist diese Art von Ausrüstung für eine lange Zeit ohne Beanstandungen einsetzbar. Der normale Ressourcenverschleiß wird durch die Anzahl der Vorgänge von mindestens 20.000 bestimmt. Bei rechtzeitiger Wartung erhöht sich diese Ressource um 5-10%. In der Zwischenzeit ist die Wartung von Sprengstoffen auf eine kleine Anzahl einfacher Operationen beschränkt.

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