ЕЧСП лаб 7

Лабораторна робота №7

Масляні та вакуумні вимикачі для розподільчих пристроїв напругою

10кВ

Тема: Масляні та вакуумні вимикачі для розподільчих пристроїв напругою 10 кВ

Мета: 1) Вивчити призначення, принцип дії та конструктивне виконання мало масляних вимикачів серії ВК-10 та ВМП -10.

2) Вивчити процес гасіння дуги в маломасляних вимикачах серії ВК-10 та ВМП -10.

Виконав: Студент 5 курсу ЕЕЕ-20001б(з) Скудря Микита

3)Вивчити призначення, принцип дії та конструктивне виконання вакуумних вимикачів серії ВВВ-10, ВВЭ-10 та BB/TEL.

4)Ознайомитися з основними конструкціями вакуумних дугогасних камер.

5)Вивчити основні параметри, якими характеризуються вимикачі.

Теоретичні відомості

Вакуумні вимикачі - одне з найбільш перспективних напрямків розвитку комутаційної апаратури в класах напруг 3-110 кВ. Вони забезпечують найбільш простий і надійний спосіб гасіння електричної дуги. В експлуатації вакуумні вимикачі більш надійні в порівнянні з маломасляними і мають значно менші розміри

Основною частиною вакуумних вимикачів є вакуумна дугогасильна камера (ВДК). ВДК - це запаяний прилад з тиском газу не більше 10-3 ... 10-10 Па і складається з ізоляційного корпусу з розміщеними в ньому контактної і екранної системи. Контактна система складається з нерухомого контакту і рухомого, який з'єднується з корпусом через сильфон, завдяки чому контакт може переміщатися без порушення вакууму. Екранна система захищає внутрішні стінки ізоляції корпусу від металізації продуктами електроерозії контактів. Гасіння дуги відбувається під час проходження струму через нуль, після чого між контактами відновлюється електрична міцність вакууму. Вакуумні вимикачі в порівнянні з масляними володіють: - Швидким відновленням електричної міцності після обриву дуги; - Довгим строком служби без ремонтів і ревізії; - Малим ходом рухомих контактів; - Швидкодією; - Нетоксичні, вибухо-і пожежобезпечність; - Використанням у широкому

діапазоні температури навколишнього середовища; - Малими габаритами; - Простотою обслуговування.

Вакуумний вимикач ВВВ-10 (рис. 7. 1) призначений для використання в комплектних розподільчих пристроях 10 кВ внутрішньої і зовнішньої установки (КРУ, КРУН) замість малонадійних маломасляних вимикачів.

Вакуумні вимикачі серії BB / TEL (загальний вигляд, рис.7.4 та його розріз полюсів, рис. 7. 5) є сучасними вимикачами, в яких реалізовані досягнення у вітчизняній вакуумній комутаційної техніки і електромеханіки, що дозволили створити апарати найбільш високого технічного рівня, які не потребують ремонту протягом всього терміну служби.

Контрольні запитання:

1. Маломасляні вимикачі та їх використання.

Маломасляні вимикачі (ММВ) - це тип вимикачів, які використовують масляну суміш як ізоляційну та діелектричну рідину. Основна відмінність від традиційних вимикачів, які використовують сірководень або повітря, полягає в використанні масла як діелектрика. Вони зазвичай використовуються в електроенергетичних системах для високовольтних додатків. Основні характеристики та використання маломасляних вимикачів включають:

1. Діелектричні властивості:

елементів. Основні конструктивні елементи маломасляних вимикачів включають:

1.Бак (резервуар):

•Бак виготовлений з металу і призначений для утримання ізоляційної масляної рідини. Бак є контейнером, який утримує масло та ізоляційні частини вимикача.

2.Масло:

•Ізоляційна масляна рідина служить як діелектрик, а також для охолодження вимикача під час роботи.

•Масло використовується для заповнення бака та забезпечення ефективної ізоляції та теплообміну.

3.Ізоляційні частини:

•Елементи, які виготовлені з ізоляційних матеріалів і розташовані всередині бака. Вони служать для розділення електричних контактів та забезпечення безпечної експлуатації вимикача.

4.Вимикач (Коммутатор):

•Елемент, який відповідає за відкриття та закриття електричного контакту вимикача. Вимикач управляється механізмом, який може бути ручним або автоматизованим.

5.Механізм управління:

•Механізм, який використовується для керування вимикачем. Це може бути механічний механізм ручного керування або електричний механізм для автоматичного вимикання.

6.Компенсатори (регулятори напруги):

•Використовуються для регулювання вихідної напруги та підтримання стабільності роботи вимикача.

7.Датчики та захист:

•Вимикач може бути обладнаний датчиками для вимірювання різних параметрів, таких як температура масла чи тиск, а також пристрої для захисту від перевантажень та коротких замикань.

8.Охолоджувальні системи:

•Системи для регулювання температури масла та вимикача під час роботи, щоб забезпечити ефективне охолодження.

9.Вводи та виводи:

•Місця для підключення вхідної та вихідної сторін вимикача до електричної мережі.

3.Принцип дії маломасляних вимикачів.

Принцип дії маломасляних вимикачів (ММВ) базується на використанні ізоляційної масляної рідини як діелектрика та для охолодження. Основні етапи принципу дії маломасляного вимикача включають:

1.Ізоляція та розділення контактів:

•В маломасляних вимикачах масло використовується як ізоляційне середовище між контактами вимикача. Коли вимикач вимкнений, ізоляційне масло утримує контакти в розділеному стані, запобігаючи виникненню дуги.

2.Вимкання:

•Під час вимкання вимикача, контакти рухаються відкритим чином, відокремлюючи вхідну та вихідну сторони вимикача. Це забезпечує безпечну ізоляцію між струмопровідними частинами.

3.Увімкнення:

•Під час увімкнення вимикача контакти знову з'єднуються, дозволяючи струму проходити через вимикач. У цьому режимі ізоляційне масло також допомагає охолоджувати контакти.

4.Теплообмін та охолодження:

•Масло використовується для відведення тепла, яке виникає під час роботи вимикача. Охолодження маслом забезпечує стабільну температуру робочого середовища та дозволяє вимикачу працювати при високих теплових навантаженнях.

5.Датчики та системи захисту:

•Маломасляні вимикачі часто обладнані датчиками, які вимірюють температуру масла, тиск та інші параметри. Ці датчики служать для

моніторингу стану вимикача та можуть активувати системи захисту

в разі виявлення аномалій.

6.Технічне обслуговування:

•Технічне обслуговування включає в себе періодичну перевірку стану ізоляційного масла, заміну його при необхідності, а також визначення стану ізоляції та інших елементів вимикача.

Вцілому, маломасляні вимикачі використовують масло як ізоляційне та теплопровідне середовище, забезпечуючи стійку та ефективну роботу вимикача в умовах високовольтного електропостачання.

4. Гасіння дуги в маломасляних вимикачах.

Принцип дії маломасляних вимикачів пов'язаний із використанням ізоляційної масляної рідини для вимкнення електричного кола та гасіння дуги під час відключення. Давайте розглянемо основні етапи принципу дії та гасіння дуги в маломасляному вимикачі:

1.Стан очікування:

•В маломасляних вимикачах ізоляційна масляна рідина знаходиться в стані спокою в баку під час нормальної експлуатації.

2.Вимкнення (Відключення):

•При необхідності вимкнення електричного кола вимикач увімкнений, ізоляційна масляна рідина витікає в окремий робочий бак.

3.Формування дуги:

•При відкритті контактів вимикача, може виникнути дуга в результаті розриву електричного кола. Утворення дуги може спостерігатися, коли рухаються металеві контакти відокремлюються один від одного.

4.Гасіння дуги:

•Гасіння дуги є ключовим аспектом роботи маломасляного вимикача. Під час виникнення дуги, ізоляційна масляна рідина, яка витікає в окремий бак, засмоктує енергію дуги та виводить її з контактів вимикача.

•Масляна рідина швидко віддає тепло, що допомагає в охолодженні дуги та зменшенні температури.

5.Виникнення долі:

•Засмоктана і охолоджена масляна рідина працює як діелектрик і виводить дугу, вимикаючи тим самим електричне коло.

6.Робочий бак:

•Для повторного використання масло повертається в бак, готовий до наступного використання.

Гасіння дуги за допомогою масляних вимикачів дозволяє вимикати великі електричні струми та високі напруги, забезпечуючи при цьому ефективну ізоляцію та охолодження

5. Рухомий та нерухомий контакти маломасляних вимикачів.

Маломасляні вимикачі включають в себе рухомі та нерухомі контакти, які взаємодіють для відкриття та закриття електричних ліній. Давайте розглянемо їхню роль та особливості:

1.Рухомі контакти:

•Рухомі контакти є тими частинами вимикача, які можуть рухатися або переміщатися, і вони відповідають за встановлення або розірвання електричного кола.

•В процесі відключення (вимикання), рухомі контакти відокремлюються один від одного, утворюючи простір для виникнення дуги.

•Рухомі контакти можуть бути виготовлені з високоякісних матеріалів, таких як мідь або сплави міді для забезпечення надійного електричного контакту та оптимальної стійкості до дугового випромінювання.

2.Нерухомі контакти:

•Нерухомі контакти є фіксованими елементами вимикача, які залишаються нерухомими під час роботи вимикача.

•Ці контакти служать як точки опори для рухомих контактів під час їхнього відкриття та закриття.

•Нерухомі контакти також можуть бути виготовлені з високоякісних матеріалів, і їхнє правильне розташування та конструкція допомагають утримувати стабільний електричний контакт.

Важливо враховувати, що рухомі та нерухомі контакти працюють у сполученні для ефективного відкриття та закриття електричного кола. Під час роботи вимикача ізоляційна масляна рідина використовується для гасіння дуги, яка виникає при відокремленні рухомих контактів. Цей процес дозволяє надійно відключати електричні лінії та забезпечує безпеку та ефективність в роботі маломасляного вимикача.

6. Приводи маломасляних вимикачів.

Приводи маломасляних вимикачів відповідають за механічне переміщення рухомих контактів, тим самим визначаючи стан вимикача – відкритий чи закритий. Ці приводи мають важливе значення для надійності та ефективності роботи маломасляних вимикачів. Основні приводи включають:

1.Механічні механізми:

•Вимикачі можуть мати механічні механізми, що включають в себе важільні системи, зубчасті колеса, ручки та інші механічні компоненти.

•Рухомі контакти визначаються внаслідок взаємодії цих механізмів, що перетворюють рух або силу в механізмі в рух контактів.

2.Електричні приводи:

•Електричні приводи використовуються для автоматизованого відкриття та закриття вимикача. Вони включають електричні мотори, реле, соленоїди та інші електромагнітні компоненти.

•Використовуються у вимикачах, які можуть бути керовані віддалено або автоматизовані для виконання конкретних функцій в системі електропостачання.

3.Гідравлічні або пневматичні приводи: