2.4. Назначение и область применения вакуумных выключателей

Выключатель со встроенным электромагнитным приводом предназначен для коммутации электрических цепей при нормальном и аварийном режимах в сетях трехфазного переменного тока с изолированной нейтралью частотой 50 Гц с номинальным напряжением 10 кВ.

Структура условного обозначения типоисполнения выключателя:

В – выключатель;

В – вакуумный;

Т – обозначение конструктивного исполнения (трехполюсный);

Э – экскаваторный (специального исполнения);

М – модернизированный;

10 – значение номинального напряжения в киловольтах.

Выключатели устанавливаются в шкафы комплектных распределительных устройств, а также в других установках, отвечающих техническим требованиям на выключатель.

Таблица 2

Основные технические параметры выключателя ввтэ-м10-20

Наименование параметра	Значение параметра
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный ток, А	630, 1000, 1600
Номинальный ток отключения, кА	20
Сквозной ток короткого замыкания (наибольший пик), кА	51
Номинальное напряжение электромагнитов управления, В	110
Ток потребления электромагнита включения, А, не более	100
Нормированное процентное содержание апериодической составляющей, %, не более	50
Время отключения полюса, с, не более	0,04
Собственное время отключения, с, не более	0,02
Собственное время включения, с, не более	0,1
Ресурс по коммутационной стойкости при отключении: номинального тока 630 А, операций «ВО» номинального тока 1000 А, операций «ВО» номинального тока 1600 А, операций «ВО»	50000 40000 30000
Ресурс по коммутационной стойкости при отключении аварийного тока 20000 А, операций «ВО»	50
Установленная безотказная наработка, операций «ВО»	14000
Масса, кг	78

Условия эксплуатации выключателя:

высота над уровнем моря – до 1000 м;

температура окружающей среды – от +55 ° до –60 °С;

относительная влажность воздуха – 80 % при 20 °С;

окружающая среда невзрывоопасная, атмосфера типа П (промыш-ленная);

вибрационные нагрузки – в диапазоне частоты от 1 до 35 Гц;

одиночные удары – с ускорением до 3q длительностью от 2 до 20 мс.

Рабочее положение выключателя в пространстве – вертикальное.

2.5. Устройство и работа выключателя

Принцип работы выключателя основан на гашении электрической дуги, возникающей между контактами, в вакууме [1, 2, 5, 6, 8]. Ввиду высокой электрической прочности вакуумного промежутка и отсутствия среды, поддерживающей горение дуги, время горения дуги минимальное.

Общий вид выключателя приведен на рис. 13, где 1 – встроенный элект-ромагнитный привод; 2 – буфер; 3 – вал выключателя; 4 – тяги изоляционные; 5 – полюсы; 6 – рама; 7 – лицевая крышка; 8 – панель с элементами управления; 9 – механизм свободного расцепления; 10 – блок сигнализации, кнопка ручного аварийного отключения.

Рис. 13. Общий вид выключателя ВВТЭ-М-10

Управление выключателем осуществляется встроенным электромагнитным приводом 1 зависимого (прямого) действия.

Операция включения выключателя осуществляется за счет тягового усилия электромагнита включения. Отключается выключатель за счет энергии, предварительно запасенной отключающей пружиной при включении.

Включение выключателя. Исходное положение выключателя показано на рис. 14 (выключатель включен). Контакты 10 и 11 вакуумной дугогасительной камеры (ВДК) 14 разомкнуты, выключатель удерживается в отключенном положении отключающей пружиной 12.

а б

Рис. 14. Положения выключателя: а – отключенное; б – включенное

Если выключатель отключен, то при подаче напряжения на катушку 7 включающего электромагнита 1 (рис. 14, а) якорь 13 (рис. 15) электромагнита притягивается к стоку 4 и толкатель 11 воздействует на ролик коромысла 7 (см. рис. 14, а), при этом другой ролик находится на защелке 9, вал 10 выключателя поворачивается и через рычаги 11, изоляционные тяги 12, узлы поджатия (см. рис. 13) замыкает контакты 15 и 16 ВДК 14, одновременно взводится пружина отключения 17. В конце хода под действием пружины защелка 3, шарнирно установленная на приводе, поворачивается и фиксирует выключатель во включенном положении. Под действием возвратной пружины 9 (см. рис. 15) якорь 13 возвращается в исходное положение.

Ручное (не оперативное) включение осуществляется рычагом для ручного включения выключателя. Гнездо рычага для ручного включения устанавливается на четырехгранный выступ вала выключателя. Нажатием рычага вниз осуществляется включение выключателя.

Отключение выключателя. При подаче напряжения на катушку отключающего электромагнита 3 (рис. 15) его якорь через толкатель 7 воздействует на рычаг 4, который в свою очередь воздействует на защелку 5 механизма свободного расцепления. Защелка 5 выходит из зацепления с роликом коромысла 4 (см. рис. 14, а), и происходит отключение выключателя за счет энергии, запасенной отключающей пружиной 12 и пружинами узлов поджатия. Коромысло 4, поворачиваясь по часовой стрелке, соскальзывает с защелки 2 и под действием пружины 4 становится на защелку 5. Механизм подготовлен к включению.

Рис. 15. Схема привода выключателя

Ручное отключение выключателя осуществляется нажатием кнопки ручного аварийного отключения 10, которая через рычаг 4 воздействует на защелку 5, и выключатель отключается.

Полюс выключателя (рис. 16) состоит из тяги изоляционной 1, вакуумной дугогасительной камеры 9 типа КДВК-10-10/630, изоляционного каркаса 8, в тело которого запрессованы шпильки 10, предназначенные для крепление полюса к раме выключателя; шины 7, соединенной с неподвижным контактом вакуумной камеры; гибкой связи 5, соединенной через контакт 6 с подвижным контактом вакуумной камеры; планки 13, служащей для крепления гибкой связи к изоляционному каркасу; узлов поджатия, состоящих из пружины 3, втулки 2, шпильки 4, шайбы 11, оси 12.

В процессе включения выключателя после замыкания контактов вакуумной камеры при дальнейшем ходе благодаря наличию паза на шпильке 2 происходит деформация пружины 3, которая создает «провал» контактов.

Крепится камера к каркасу полюса со стороны неподвижного контакта камеры. За время работы камеры уход за контактами не требуется.

Назначение схем управления выключателем:

оперативное и неоперативное включение и отключение выключателя;

блокирование против повторения операций включения и отключения, когда команда на включение остается поданной после автоотключения;

сигнализация о положении выключателя.

Р абота схемы управления на переменном оперативном токе (рис. 17). Переменное напряжение подается на диодный мост VD1-VD4 через контакты блока зажимов ХТ1-15, ХТ1-17, заряжается конденсатор С1, реле КV1 срабатывает – выключатель готов к выполнению операций.

Включение выключателя (рис. 18). При подаче команды на включение выпрямленное напряжение с диодного моста VD1 – VD4 через блок-контакты SA6.1, SA4.1 подается на катушку контактора КМ1 и происходит его срабатывание. Через контакты КМ1-1, КМ1-2 подается напряжение на электромагнит включения YAC1, выключатель включается. В момент включения срабатывает счетчик числа циклов РС1 и происходит переключение блок-контактов SA1 – SA5, которые механически связаны с валом выключателя. Команда на включение прерывается блок-контактом SA4.1.

Отключение выключателя (рис. 18). При подаче команды на отключение (контакты блока зажимов ХТ1-20, ХТ1-13 замыкаются) конденсатор С1, предварительно заряженный и работающий в режиме постоянного подзаряда, через R1 разряжается на обмотку электромагнита отключения YAТ1 по цепи: контакты ХТ1-20, ХТ1-13 (кнопка отключения замыкается), блок-контакт SA5.1, обмотка YAТ1, конденсатор С1. Выключатель отключается, команда на отключение прерывается блок-контактом SA5.2.

Рис. 17. Схема управления выключателем на переменном токе

Рис. 18. Схема управления выключателем на постоянном токе

Блокировка от повторного включения. При отключении выключателя, когда команда на включение подана, срабатывает блок-контакт SA6, механи-чески связанный с электромагнитом отключения YAТ1, при этом контактом SA6.1 разрывается цепь включения, а при срабатывании контакта SA6.2 через ограничивающее сопротивление R1 электромагнит отключения YAТ1 становится на самоудержание до исчезновения команды на включение.

Работа схемы при зависимом питании. Если в процессе включения напряжение снижается ниже допустимого предела, то происходит отпускание реле КV1, которое своим контактом КV1.1 отключает выключатель.

Работа схемы управления на постоянном оперативном токе (рис. 18). При подаче напряжения на контакты ХТ1-23 (« – »), ХТ1-24 (« + ») через нормально замкнутые контакты SA5.1, SA6.1, SA7.1 происходит срабатывание конденсатора КМ1, который своими контактами КМ1.1 и КМ1.2 включает выключатель, подавая напряжение на катушку электромагнита включения YAC1, при этом также срабатывает счетчик числа циклов РС1.

Команда на включение прерывается последовательно включенными блок-контактами SA6.1 и SA7.1, механически связанными с валом выключателя.

Отключение выключателя. При подаче напряжения на контакты ХТ1-13 (« – »), ХТ1-23 (« + ») через контакты SA8.2, SA9.2 происходит срабатывание электромагнита отключения YAC1. Команда на отключение прерывается блок-контактами SA8.2 и SA9.2, механически связанными с валом выключателя.

Блокировка от повторного включения. При отключении выключателя и вновь поданной команде на включение срабатывает блок-контакт SA5, механически связанный с якорем электромагнита отключения YAТ1, при этом контактом SA5.1 разрывается цепь включения, а контактом SA5.2 через ограничивающее сопротивление R1 электромагнит отключения становится на самоудержание до снятия команды на включение.

Работа схемы при зависимом питании на постоянном токе. Включение выключателя на токе короткого замыкания (до 20 кА при зависимом питании на постоянном токе) возможно только при питании электромагнита включения YAC1 от выпрямительного устройства с индуктивными накопителями типа УКП.