Повітряний вимикач єкомутаційний механічний пристрій, що забезпечує гасіння дуги за допомогою стисненого повітря, та відключення, проведення, включення струмів при встановленому стані ланцюга. Він використовується для запобігання коротким замиканням та перевантаженням на електричних установках, а також в управлінні електричними ланцюгами. Деякі агрегати оснащуються додатковою функцією захисту від критичного падіння напруги та інших ситуацій.
опис
До пристроїв такого виду пред'являютьсяпевні вимоги, серед них забезпечення безпечного тривалого використання та надійний захист від перевантажень та замикань у мережі. Якість виконання приладу має особливу роль, тому що експлуатація повітряних вимикачів може відбуватися в різних температурних та вологих умовах, за наявності вібронавантажень та частого перемикання. Електроприймачі знаходяться під електродинамічною та тепловою дією від вимикачів, завдяки цьому мінімізуються технологічні втрати та збільшується термін експлуатації.
Автоматичні повітряні вимикачі одночаснокерують мережею та захищають її. Вони класифікуються на кілька видів за часом реагування, що відводиться на розмикання контактів з сигналу:
- селективні;
- стандартні;
- швидкодіючі (мають струмообмежуючу функцію).
Масляні пристрої
Такі вироби виконуються у вигляді резервуарупрямокутної, овальної чи круглої форми. Масляні повітряні вимикачі були винайдені наприкінці минулого століття і виступали як вимикач у ланцюгах, що характеризуються високою напругою. Через їхню кришку пропускаються ізолятори з нерухомими контактами, що фіксуються на обох кінцях. За допомогою ізоляційної тяги приводний пристрій з'єднується з рухомим контактом, який у свою чергу знаходиться між двома однополюсними нерухомими контактами. Вони повністю покриті трансформаторною олією, яка заповнює резервуар до певного рівня. Повітряна подушка займає простір між кришкою та олійною поверхнею.
кріплення
Конструкція апарату полягає у діелектричному корпусі. Автоматичні повітряні вимикачі, використовуються для невеликої напруги,фіксуються на місці встановлення за допомогою DIN-рейки. До гвинтових елементів підключається проводка, а за допомогою важеля здійснюється відключення та увімкнення приладу. Корпус тримається на рейці за рахунок спеціальної клямки - так пристрій можна швидко зняти, попередньо відсунувши її. Нерухомий і рухливий контакти необхідні процесу комутації ланцюга. У рухомому елементі використовується пружина для забезпечення можливості роз'єднання контактів. Ця дія може виконуватися магнітним або тепловим розщеплювачем.
Тепловий розщеплювач
Біметалічна пластина, з якої складаєтьсярозщеплювач теплового вигляду, нагрівається напругою, що протікає. Механізм розщеплення відбувається після згинання пластини, викликаного проходженням струму з напругою вище встановленого значення. Властивості струму впливають на період реагування, який може перебувати в межах години. Елемент спрацьовує на напругу, встановлену під час виробництва. Повітряний вимикач ВНВ може використовуватися відразу після того, як пластина досягне нормальної температури, що нехарактерно для запобіжника поплавця.
Магнітний розщеплювач
Механізм дії магнітного пристроюприводиться в дію рухомим осердям. Розщеплювач цього виду є соленоїдом, через обмотку якого проходить струм, що йде через вимикач, при перевищенні номінального значення сердечник починає втягуватися. Магнітний вигляд має властивість моментального спрацьовування, чим не може похвалитися тепловою, але реакція відбувається тільки у разі суттєвого перевищення встановленого порога. Використовується кілька різновидів, які мають різний ступінь чутливості.
У процесі розщеплення виникає можливість появи електричної дуги. Для запобігання цьому поруч із контактами розміщується дугогасна решітка, а самі елементи виконуються в особливій формі.
види
Повітряний вимикач може мати різні характеристики та особливості, якими проводиться поділ на певні типи:
- з можливістю струмообмеження та без неї;
- полюсність приладу залежить кількості наявних полюсів;
- з нульовим, незалежним або максимальним розщеплювачем напруги;
- без контактів та з наявними вільними контактами для вторинних мереж;
- властивості витримки періоду розщеплювача струму можутьбути різними: так, пристрої можуть мати витримку, що має зворотну залежність від напруги, незалежну від напруги або може бути відсутній; також можливий варіант, що поєднує у собі всі властивості;
- повітряні вимикачі, пристрій яких має універсальне, поєднане (нижні затискачі із заднім під'єднанням, а верхні з переднім) та переднє під'єднання;
- із пружинним приводом, руховим або ручним.
Дугогасіння
Конструкція може мати від одного до чотирьохполюсів, при цьому в будь-якому варіанті присутні допоміжні контакти, розщеплювач, пристрій для розщеплення, система гасіння електричної дуги та основна система контактів. Вона може бути одноступінчастою (у разі застосування металокерамічних елементів), двоступінчастою (дугогасні та основні контакти) і триступінчастою (крім дугогасних та основних, додаються проміжні контакти).
Система для гасіння дуги може виконуватисяспеціальними дугогасними гратами в камерах або мати камери з невеликими просвітами. Для експлуатації при високій напрузі використовуються комбіновані види, що поєднують у собі два варіанти гасіння дуги.
Особливості
Будь-який повітряний вимикач ВВБ маєвстановлене граничне значення напруги короткого замикання, за наявності струму вище наявного параметра є ймовірність зварювання або підгоряння контактів, і, як наслідок, поломки пристрою. Воно може виконуватися у висувному або стаціонарному варіанті, та мати привід рухового або ручного вигляду. Привід може мати пневматичну, дистанційну, електромагнітну та іншу дію і призначається для відключення та включення пристрою.
Як розщеплювач виступає реле з прямиммеханізмом дії. Термобіметалеві або електромагнітні деталі в цьому випадку забезпечують відключення, якщо первинна мережа характеризується відсутністю струму, а також при перевантаженні та короткому замиканні. У конструкцію розщеплення входять пружини, коромисла, засувки і важелі. Крім вимкнення вимикача, він використовується для запобігання можливості включення на замикання.
Витримка
Процес відключення може характеризуватисянаявністю витримки чи її відсутністю. Різновид вимикача, зокрема швидкість його реагування, залежить від часового інтервалу, протягом якого відбувається перевищення існуючого значення та розходження контактів. Так, набули поширення швидкодіючі, селективні та стандартні вимикачі. У двох останніх варіантів відсутня можливість струмообмеження. У селективних пристроях захист мереж здійснюється за допомогою встановлених вимикачів, що мають різну швидкість спрацьовування: мінімальне значення має споживач, поступово до джерела живлення цей параметр збільшується.
Вимикач та запобіжник
Перевантаження в мережі можуть призвести до займанняабо як мінімум до псування встановленого електроустаткування. Для запобігання таким ситуаціям використовується повітряний вимикач STP 100 і запобіжник, механізм дії яких полягає у перериванні струму, але при цьому кожен з них має свої особливості. Основна частина запобіжника представлена металевим елементом, що розплавляється при надмірному нагріванні. Повітряний вимикач використовує спеціальний механізм, який спрацьовує на критичну напругу, а пристрій після реагування досить привести в дію, в той час як запобіжники часто доводиться замінювати на нові, але їх головною перевагою є швидка швидкість спрацьовування.
Також варто зазначити, що в залежності відумов експлуатації кожен із варіантів є кращим. Запобіжники реалізуються у всіх магазинах супутніх товарів та відрізняються невисокою вартістю. Швидке реагування на перевищення напруги дозволяє забезпечити надійний захист пристроїв, що відрізняються високою чутливістю.
Крім можливості скидання, повітряний вимикач 110 кВ має безліч інших позитивних сторін. Наприклад, можна відразу визначити пристрій, що зреагував, і швидко привести його в роботу.
Негативні сторони
Головним недоліком є дорогий монтажта подальший ремонт повітряних вимикачів. Також вони відрізняються меншою швидкістю спрацьовування на перевищення номінального струму, тому є ймовірність пошкодження електронних пристроїв. Крім цього, вони відрізняються чутливістю до механічних впливів та вібрацій.
З урахуванням того, що повітряний вимикач тазапобіжник призначений для різних функцій, вони не можуть замінювати один одного. Для того, щоб визначитися з тим, який пристрій необхідно, варто звернутися до професіоналів, вони допоможуть підібрати оптимальний варіант для електричної мережі.
додатковий захист
Для запобігання пошкодженню пристроїв,викликаного стрибками напруги, використовується мережевий захист від піків напруги. Можливо два варіанти монтажу таких апаратів: на спеціальну рейку в електричній шафі для групи енергоспоживачів або локально біля певного приладу.
Такі пристрої дозволяють вироблятифільтрацію аварійних стрибків напруги у зовнішній мережі та блокувати високопотужні потоки. Незважаючи на те, що до енергоспоживачів піки напруги не доходять, перебіг струму залишається на колишньому рівні. Нові електронні схеми забезпечують тривалий період роботи та швидку швидкість спрацьовування. Захист мережі за рахунок електронних процесорів реагує на перевищення параметрів тисячні частки секунди.
ефективність
Сьогодні різні типи повітряних вимикачів стали більш досконалими та функціональними, це було досягнуто внесенням таких доповнень:
- У генераторних пристроях використовується примусова схема охолодження.
- Якісні матеріали та ретельне виконання конструктивних елементів забезпечили більшу надійність та тривалий термін використання до виникнення необхідності у ремонті.
- Комутаційні перенапруги набули обмеження, наявність якого відіграє особливу роль пристроїв високої напруги.
- Модульна схема розміщення серій забезпечуєможливість створювати з ідентичних модулів кількох серій, що характеризуються широким діапазоном напруги, проводити випробування та реалізувати пристрої, що відрізняються простим виготовленням, установкою та подальшою експлуатацією.
- Використання схем управління зі швидкимреагуванням та мінімальним тимчасовим розкидом. Їхнім головним завданням є забезпечення спрацьовування пристроїв на суттєве перевищення напруги та відключення протягом напівперіоду. Також за рахунок них функціонують прилади із синхронним включенням та вимкненням.
- Елементи для гасіння дуги поміщаються у стиснутийповітря. Так досягаються високі пропускні характеристики по номінальній напрузі, надійність ізоляції проміжків між контактами, швидке реагування та комутаційні властивості. Найчастіше тиск повітря знаходиться в межах 6-8 МПа.
