Министерство общего и профессионального образования Российской

Федерации

Уфимский государственный авиационный технический университет

Нефтекамский филиал

Лабораторная работа №1

Исследование вакуумного выключателя

Выполнили студенты группы ЭСиС-313:

1.Скиба К.

2.Ахатов А.

3.Скиба И.

4.Васильев А.

Принял: Потапчук Н.К.

Нефтекамск 2011

Исследование вакуумного выключателя

1. Цель работы

Изучение вакуумного выключателя на натурном образце; принципа действия отдельных узлов и измерение собственного времени включения, отключения выключателя.

2. Теоретическая часть

Вакуумные выключатели предназначены для коммутации в нормальных и аварийных режимах электрических цепей переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 10 кВ.

Вакуумные выключатели используются как коммутирующие аппараты в комплектных распределительных устройствах (КРУ) или других подобных устройствах распределения электрической энергии в сетях переменного тока с изолированной нейтралью.

Принцип работы выкл основан на гашении электрической дуги, возникающей между контактами, в вакууме. Ввиду высокой электрической прочности вакуумного промежутка и отсутствия среды, поддерживающей горение дуги, время горения дуги минимальное.

Общий вид показан на рис.6.1 и 6.2. На раме 1 выключателя устанавливают вал выключателя 8 с механизмом свободного расцепления 5, буфер 10, встроенный электромагнитный привод 6, полюсы 2, лицевая крышка 9, тяги изоляционные 3, блок сигнализации 7, кнопку ручного аварийного отключения 4.

У

Рис. 6.1. Выключатель вакуумный, вид сбоку

правление выкл осуществляется встроенным электро-магнитным приводом 6 зависимого (прямого) действия. Операция включения выключателя осуществляется за счет тягового усилия электромагнита включения. Отключается выключатель за счет энергии, предварительно запасенной отключающей пружиной 11, при выключении.

.

Рис. 6.2. Вакуумный выключатель, вид спереди

2.1. Устройство и работа составных частей

Рама выключателя 1 собрана из литых алюминиевых деталей: двух боковых стоек, верхней, средней и нижней поперечин.

В

Рис. 6.3. Электромагнитный привод

ал выключателя 8 установлен горизонтально в боковых стойках на подшипниках качения и служит для передачи тягового усилия электромагнитного привода 6 через изоляционные тяги 3 и узлы поджатия на подвижные контакты вакуумной дугогасительной камеры (ВДК), а также осуществляет кинематическую связь с блоком сигнализации 7 и пружиной отключения 11. На валу выключателя собран механизм свободного расцепления 5 (рис.6.3а). Он состоит из двух рычагов 39, приваренных к валу выключателя 8, коромысла 40 с роликами, которое шарнирно с помощью оси 38 установлено между рычагами 39. Благодаря пружине 37 коромысло постоянно стремится повернуться против часовой стрелки; его движение ограничено скобой 41, которая приварена между рычагами 39, положение защелки 42 устанавливается с помощью болта 46.

В привод выключателя 8 (рис. 6.2) входят два электромагнита: включающий 13 и отключающий 12 и кнопка ручного аварийного отключения 4.

В

Рис. 6.3,а. Электромагнитный привод

ключающий электромагнит (рис. 6.2) состоит из верхней 20 и нижней 17 плит, двух стенок 18 и 26; стопа 16, подвижного якоря 24, служащих магнитопроводом электромагнита, катушки 19, пружины 21. Магнитопровод собирается с помощью шпилек 25, на которых затем электромагнит крепится к раме выключателя. Толкатель 22 выполнен из немагнитного материала с последующей термообработкой. Толкатель вкручивается и фиксируется в якоре 24. Для смягчения ударов при возврате якоря на нем устанавливается резиновый демпфер 13. На плите крепится подпружиненная защелка 15, фиксирующая включенное положение выключателя.

Дистанционное включение выключателя происходит при подаче напряжения на зажимы катушки 19, при этом якорь 24 притягивается к стопу 16, воздействует толкателем 22 на ролик коромысла 40 (см. рис. 6.3а) и поворачивает вал выключателя 43. После обесточивания катушки электромагнита включения якорь 24 под действием пружины 21 возвращается в исходное положение.

Электромагнит отключения с помощью кронштейна 29 крепится к стенке 26 включающего электромагнита. На этом же кронштейне устанавливается кнопка ручного аварийного отключения 33. Блок-контакт 27 жестко связан с якорем отключающего электромагнита, на этом же блок - контакте выполнена блокировка от повторного включения. В состав электромагнита отключения также входит толкатель 32, пружина 30, установленная в направляющей втулке 31.

Обмоточные данные катушек электромагнитов приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Обмоточные данные катушек электромагнитов

Электромагнит	В	Число витков	Провод, марка, диаметр	Сопротивление, Ом
Включения YAC1	220	860	ПЭВ-2-1,4	3,00 ± 5%
Отключения YAT1	220	2680	ПЭВ-2-0,28	87 ± 5%

1) Блок электромагнитов отключения для работы переменном оперативном токе кренится к средней поперечине, они своими толкателями воздействуют на рычаг вала, который в свою очередь воздействует на защелку и отключает выключатель, электромагниты управления и катушки расцепления расположены на единой конструкции.

2) Расцепители максимального тока запитаны от вторичных цепей трансформатора тока в схемах с дешунтированием.

Блок сигнализации 7 (рис. 6.1) предназначен для обеспечения работы схемы управления выключателя, его свободные блок-контакты предназначены для использования в схемах защиты и сигнализации положения выключателя.

На кронштейн установлены таблички указателя включенного и отключенного положения выключателя.

Пневматический буфер 10 (рис. 6.1) предназначен для амортизации удара при отключении выключателя. Буфер состоит из корпуса, установленного на поперечине, поршня, возвратной пружины, резиновой прокладки, штока, шайбы и крышки (рис. 6.1).

При отключении выключателя ролик, установленный на рычаге вала, бьет по штоку, и поршень начинает движение. Воздух в подпоршневом пространстве начинает сжиматься и гасит скорость перемещения подвижных масс выключателя. В конце хода поршня для предотвращения отброса происходит разгерметизация подпоршневого пространства. Воздух через проточки в поршне и проточку в корпусе выходит из подпоршневой полости. При включении выключателя поршень под действием пружины возвращается в исходное положение.

В полюс выключателя входят: вакуумная камера, кронштейны верхний и нижний, токопроводы (верхний и нижний), соединенные с подвижным контактом камеры гибкой связью, изоляционная тяга, узел поджатия, состоящий из пружины, втулки, направляющей, оси.

В процессе включения выключателя после замыкания контактов ВДК, при дальнейшем ходе благодаря наличию паза на направляющей, происходит деформация пружины, которая создает провал контактов. Величина контактного усилия, создаваемого пружиной, составляет 1170 – 1820 Н при провале контактов 6 мм.

Крепление камеры к каркасу полюса осуществляется со стороны неподвижного контакта камеры.

За время работы камеры не требуется ухода за контактами.

Лицевая крышка выключателя выполнена из металлического листа и предназначена для перекрытия доступа к движущимся и токоведущим частям, а также для придания эстетического вида выключателю.

В крышке имеются отверстия для кнопки ручного аварийного отключения и окна для наблюдения за механическим указателем включенного и отключенного положений выключателя и счетчиком числа циклов «ВО».

Тяга изоляционная служит для изоляции между токоведущим контуром и заземленными частями выключателя, а также для передачи движения от вала выключателя подвижному контакту ВДК и представляет собой прессованную конструкцию из изоляционного материала с запрессованной на конце металлической шпилькой.