Что такое выключатель нагрузки и как он используется?
Выключатели нагрузки применяются в распределительных сетях с целью коммутации линий, силовых трансформаторов, работающих при номинальных напряжениях. Устройства могут использоваться для включения/отключения дополнительных нагрузок, но они не предназначены для защиты от коротких замыканий, за исключением тех конструкций, в которых установлены плавкие предохранители (см. рис. 1).
Такими разъединителями мощности оборудуются высоковольтные линии на 6 – 10 кВ, для токов, не превышающих 400 – 600 А. Для коммутации и защиты более мощных линий электропередач применяются релейные устройства. В маломощных сетях допускается использование ВН без предохранителей.
Существуют компактные выключатели нагрузок до 100 А, которые легко монтируются в распределительных устройствах. Такие рубильники внешне похожи на конструкцию автоматического выключателя (см. рис. 2) и устанавливаются на входах сетей многоквартирных и частных домов. Они управляются только вручную и не отключаются при достижении тока срабатывания защиты.
Высоковольтный выключатель: назначение, типы и конструкции
- меньшая себестоимость, по сравнению с другими видами выключателей;
- быстрое и надёжное включение и отключение номинальных токов нагрузок;
- возможность применения дешёвых плавких предохранителей для защиты от перегрузок;
- наличие у высоковольтных ВН видимого разрыва контактов, что позволяет обходиться без дополнительного разъединителя.
Устройство и принцип работы
Конструкция высоковольтного выключателя нагрузки очень напоминает устройство трехполюсных разъединителей. На раме расположены поворачиваемые в вертикальной плоскости подвижные ножи, имеющие серповидную форму. Они входят в камеру, где расположены неподвижные контакты.
Управление поворотом ножей осуществляется с помощью механизмов, ручных приводов, либо полуавтоматических устройств. Электромагнитный привод, использующий соленоид обеспечивает дистанционное отключение нагрузки высоковольтных приборов, а в отдельных случаях работу в автоматическом управлении.
На рисунке 3 представлен чертёж трёхполюсного ВН с ручным приводом.
Обратите внимание (рисунок слева) на то, что в конструкции предусмотрено установку предохранителей, которые не показаны на чертеже. Все токоведущие части отделены от рамы мощными изоляторами (рисунок справа).
Для обеспечения необходимой скорости разъединения контактов применяются пружинные механизмы. При повороте вала пружина накапливает потенциальную энергию, которая в определённый момент высвобождается, направляя накопленную мощь на движение ножей. Пружинный механизм хорошо виден на рисунке 4.
В комплект выключателя нагрузки могут входить стационарные ножи заземления. Эти элементы дополнительной защиты имеют механизмы блокировки от ошибочных действий персонала.
В зависимости от конструкции ВН принцип гашения может отличаться. Следует помнить, что камеры гашения не обеспечивают абсолютного отсутствия дуги, которая, хоть и на очень короткий период времени, всё-таки возникает. Задача состоит в том, чтобы как можно быстрее подавить разрастание разряда, устранив условия для его существования.
Эффект гашения достигается различными способами: путём сдувания ионизированного воздуха с контактов, заполнением камер специальными смесями газов или созданием вакуума. В зависимости от принципа подавления дуги различают разные типы выключателей.
По способу гашения дуги в камерах, ВН подразделяются на следующие виды:
Автогазовый (газогенерирующий) выключатель
Условие для испарения вкладыша создают дугогасительные контакты, запуская процесс «продольного дутья». Во включенном состоянии номинальный ток протекает по основным контактам.
Автогазовые ВН активно используются в России и в странах СНГ. Они применяются на подстанциях, устанавливаются в распределительных устройствах электросетей 6 – 10 кВ с изолированной нейтралью. В основном их монтируют там, где экономически не выгодно применять установки другого типа, а использование разъединителей запрещено правилами ПУЭ.
Данный тип выключателей имеет самую низкую стоимость и высокую ремонтопригодность. Эти преимущества способствуют росту популярности газогенерирующих выключателей.
Вакуумный высоковольтный выключатель
Очень эффективное, но дорогое устройство, позволяющее выключать не только номинальные токи нагрузки, но и сверхтоки при КЗ. Контакты вакуумных выключателей находятся в вакуумной камере со сверхнизким давлением (порядка 10 -6 — 10 -8 Н/м). Отсутствие газа создаёт очень большое сопротивление, что препятствует горению дуги.
Управление моторизированной заслонкой за вентилятором
За вентилятором вытяжки обычно ставится обратный клапан. Это простая механическая штука, которая пропускает воздух в одну сторону (в шахту) и не пропускает в другую (в дом). Выглядит примерно так:
По картинке видно, что справа налево воздух пойдёт, приподнимая шторки, а слева направо нет. Цель очевидна — чтобы воздух из соседских санузлов и кухонь не попадал к нам.
Чтобы воздух не попадал в квартиру никогда, ставим заслонку с сервоприводом, вот такую:
Используем для простоты (хотя какая уж тут простота) программируемое реле Овен ПР. Устанавливаем его в щит и подключаем по схеме:
Нам надо подтянуть к щиту свет санузлов и вентиляторы. А в реле через программу Owen Logic программируем следующее:
- Через 60 секунд после включения света включаем вытяжной вентилятор. Если свет выключился в течение 60 секунд после включения, то не включаем вентилятор — этого условия мне на хватало с блоками Ноолайт.
- Через 5 минут после выключения света выключаем вытяжной вентилятор.
- Включаем вытяжные вентиляторы автоматически на 5 минут ежедневно в 10, 12, 14, 16, 18, 20 и 22 часа.
Было бы неплохо также сделать так, чтобы автоматическое включение вытяжки происходило только в случае того, что свет не включался в эти два часа. Но я пока не уверен, можно ли это запрограммировать через Owen Logic. Owen Logic оперирует логическими блоками типа И, ИЛИ, НЕ и более сложными, так что программировать там достаточно просто.
Устройство вентиляционных воздухопроводов на тепловозах, электровозах, электро- и дизель-поездах
Испытания и проверки, какими приборами ведётся контроль
Эксплуатация высоковольтных выключателей предусматривает проведение следующих проверок:
- визуального осмотра на предмет наличия внешних дефектов;
- замеров сопротивления изолирующего покрытия;
- проверок сопротивления обмоток и контактов, при сравнении полученного значения с нормируемыми показателями;
- времени срабатывания;
- температуры контактов и другие.
Инструментальные измерения выполняются мегомметром, термометром и секундомером. Также для проверки устройств могут использоваться специальные стенды, предназначенные для выполнения данных видов работ.
Системы вентиляции на электровозах
- правильный выбор элемента с учётом технических характеристик;
- надлежащее техническое обслуживание, согласно требованиям, предусмотренным заводом-изготовителем;
- соблюдение условий эксплуатации, допустимых для конкретного устройства;
- наличие обученного и аттестованного персонала, допускаемого к обслуживанию оборудования.
Техническое обслуживание выключателей
Выключатели должны регулярно осматриваться для определения наличия повреждений, которые можно выявить по внешнему виду устройства. При остановках оборудования в рамках технического обслуживания должна проводиться его очистка, настройка, удаление нагара с контактов, другие необходимые операции, предусмотренные технической документацией изготовителя.
Каждые 4 года устройства подвергаются регламентированному текущему, а 8 лет – капитальному ремонту. Необходимость проведения текущего ремонта может быть обусловлена:
Работы обычно выполняются по месту эксплуатации устройств, к их выполнению привлекается обученный персонал в составе специализированной организации.
Высоковольтные выключатели – важные устройства, от исправности которых зависит правильность выполнения коммутационных операций.
Более подробно можете прочитать в учебнике(начиная со страницы 237, а про выбор выключателя со страницы 268): Открыть и читать книгу
