|
Реферат: Вакуумные выключатели (Технология)
ВАКУУМНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
В настоящее время выключатели с вакуумными и элегазовыми дугогасящими
устройствами (ДУ) начинают все больше вытеснять масляные, электромагнитные
и воздушные выключатели. Дело в том, что ДУ вакуумные и элегазовые не
требуют ремонта по крайней мере в течение 20 лет, в то время как в масляных
выключателях масло при отключениях загрязняется частицами свободного
углерода и, кроме того, изоляционные свойства масла снижаются из-за
попадания в него влаги и воздуха. Это приводит к необходимости смены масла
не реже 1 раза в 4 года. Дугогасящие устройства электромагнитных
выключателей примерно в эти же сроки требуют очистки от копоти, пыли и
влаги; ДУ вакуумных и элегазовых выключателей заключены в герметичные
оболочки, и их внутренняя изоляция не подвергается воздействию внешней
среды. Электрическая дуга при отключениях в вакууме или в элегазе также
практически не снижает свойств дугогасящей и изолирующей среды.
Современные выключатели должны обладать коммутационными и
механическими ресурсами, обеспечивающими межремонтный период в эксплуатации
15—20 лет. Эти условия трудно выполнимы при традиционных методах гашения
дуги в масле или воздухе. Возможности дальнейшего существенного
совершенствования выключателей с традиционными способами гашения дуги
практически исчерпаны. Однако выпуск этих выключателей пока будет
продолжаться из-за того, что технология их изготовления проста и цена их
ниже вновь осваиваемых воздушных и элегазовых выключателей.
В СССР разработаны и с 1980 г. серийно изготовляются вакуумные
выключатели на напряжение 10 кВ с номинальными токами отключения до 80 кА.
Конструкция вакуумных выключателей (ВВ) типа ВБЭ разработана
применительно к конструкции шкафов КРУ с маломасляным выключателем. Шкафы
КРУ с ВВ могут использоваться совместно со шкафами КРУ с маломасляными
выключателями. При питании вспомогательных цепей на выпрямленном токе
(встроенный электромагнитный привод зависимого действия, непосредственно
использующий электрическую энергию выпрямленного тока) для обеспечения
полного включения ВВ необходимо использовать устройства комплектного
питания типа УКП2, ВАЗП. Вакуумные выключатели типа ВБЭ предназначены для
использования в промышленных и сетевых установках с частыми коммутационными
операциями. Модернизация ВБЭ предусматривает верхнюю компоновку встроенного
привода ВВ, улучшающую условия технического обслуживания.
Вакуумные выключатели типа ВБТЭ и ВБТП предназначены для
использования в экскаваторах, передвижных электростанциях на автомобильном
ходу, буровых установках, роторных комплексах, насосных станциях и других
электроустановках. Они выполнены в виде выдвижного элемента шкафа КРУ,
содержат выпрямительный мост для питания отключающего электромагнита,
включающий контактор, цепи заряда конденсатора отключения, блокировку от
многократных повторных включений и элементы блокировок от ошибочных
операций с выкатным элементом. Выключатели имеют фиксированный расцепитель,
который обеспечивает возможность отключения выключателя только из полностью
включенного положения в отличие от свободного расцепителя у выключателей
типа ВБЭ (свободный расцепитель обеспечивает возвращение главных контактов
выключателя в отключенное положение и фиксацию их в этом положении в
случае, даже если при этом удерживается команда на включение). Достоинством
выключателей типа ВБТЭ и ВБТП является верхняя компоновка встроенного
электромагнитного привода, которая обеспечивает удобство технического
обслуживания в эксплуатации.
На напряжение 10 кВ разработаны вакуумные дугогасительные камеры
(ВДК) с токами отключения 40 и 50 кА. На рис. 1.1 показан схематический
разрез вакуумной дугогасительной камеры с поперечным магнитным дутьем с
серповидными контактами, применяемой в вакуумных выключателях на
номинальные напряжения 10 кВ с номинальным током 1600 А и током отключения
до 31,5 кА. Поперечное магнитное поле быстро перемещает дугу, что позволяет
уменьшить износ контактов и улучшает процесс гашения дуги.
[pic]Рис 1.1 Вакуумная дугогасительная камера вакуумного выключателя
на 10 кВ,1600А
а- схематический разрез камеры; б- контактная система камеы;1-
контакты; 2-дугогасящие электроды; 3-зазор между контактами и
дугогасящими электродами; 4-медный неподвижный ввод; 5-то же
подвижный; 6- концевые фланцы; 7- сильфон из нержавеющей стали; 8-
экран, изолированный от вводов; 9-концевые экраны, находящиеся под
потенциалом соответствующего ввода; 10-керамические изоляторы;11-
металлическая прокладка;12- напрявляющая из силумина
2. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
В последние годы широкое распространение в мировой практике получили
вакуумные коммутационные аппараты. В них гашение дуги при коммутации
электрической цепи осуществляется в вакуумной дугогасительной камере (ВДК)
рис 1.1, которая состоит из изоляционной цилиндрической оболочки,
снабженной по концам металлическими фланцами, внутри которой помещаются
подвижный и неподвижный контакты и электростатические экраны. Неподвижный
контакт жестко крепится к одному фланцу, а подвижный соединяется с другим
фланцем сильфоном из нержавеющей стали, обеспечивающим возможность
перемещения контакта без нарушения герметичности ВДК. Экраны предназначены
для защиты оболочки от брызг и паров металла, образующихся при горении дуги
а также для выравнивания распределения, напряжения по камере. Оболочка ВДК
изготовляется из специальной газоплотной керамики (в некоторых конструкциях
- из стекла). Внутри оболочки создается вакуум, в ВДК применяют контакты
торцевого типа достаточно сложной конфигурации, выполненные из специальных
сплавов. В выключателях напряжением до 35 кВ предназначенных для работы в
сетях трехфазного переменного тока промышленной частоты, используются три
ВДК (по одной на полюс выключателя), снабженные общим приводом - пружинным
или электромагнитным. При напряжении выше 35 кВ в каждом полюсе выключателя
используются несколько ВДК, соединенных последовательно.
Основные достоинства вакуумных выключателей, определяющие их широкое
применение:
1. Высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и
номинальных токов отключения. Число отключений номинальных токов вакуумным
выключателем (ВВ) без замены ВДК составляет 10-50 тыс.
число отключений номинального тока отключения - 20-200 что в 10 -20 раз
превышает соответствующие параметры маломасляных выключателей
2. Резкое снижение эксплуатационных затрат по сравнению с
маломасляными выключателями. Обслуживание ВВ сводится к смазке механизма и
привода, проверке износа контактов по меткам 1 раз в 5 лет
или через 5-10 тыс. циклов «включение-отключение».
3. Полная взрыво- и пожаробезопасность и возможность работы в
aгрессивных средах.
4. Широкий диапазон температур окружающей среды, в котором возможна
работа ВДК
5. Повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам
вследствие малой массы и компактной конструкции аппарата.
6. Произвольное рабочее положение и малые габариты, что позволяет
создавать различные компоновки распределительных устройств, в том числе и
шкафы с несколькими выключателями при двух-трехъярусном их расположении.
7. Бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малым
выделением энергии в дуге и отсутствием выброса масла, газов при
отключении токов КЗ.
8. Отсутствие загрязнения окружающей среды.
9. Высокая надежность и безопасность эксплуатации, сокращение времени
на монтаж.
К недостаткам ВВ следует отнести повышенный уровень коммутационных
перенапряжении, что в ряде случаев вызывает необходимость принятия
специальных мер по защите оборудования.
3. ВАКУУМНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ 10, 35 KB ДЛЯ КРУ И 110 КВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК С
ЧАСТЫМИ КОММУТАЦИЯМИ
Вакуумные выключатели типа ВБЭ-10 (рис. 1.2) используются в серийных
КРУ общепромышленного назначения (типа КМ-1, КМ-1Ф, К-104), климатическое
исполнение У, категория размещения 3 по ГОСТ 1550-69*.
Разработаны вакуумные выключатели с пружинным приводом для КРУ
общепромышленного исполнения типа ВБ-10-20/1600 и ВБ-10-31,5/3150 на токи
отключения 20 и 31,5 кА соответственно. Отличие этих выключателей от ВБЭ-10
в типе привода.
Кроме перечисленных выключателей выпускаются также вакуумные
выключатели с номинальным напряжением 10 кВ:
ВБТЭ-10-10/630У2 - для технического перевооружения действующего парка
экскаваторов (номинальный ток 630 А, ток отключения 10 кА); ВБТЭ( 2 )-10-
20/630-1000 УХЛ2 — для экскаваторов (номинальный ток 630 и 1000 А, ток
отключения 20 кА);
ВБТШ-10-20/630 ХЛ5 - для электроснабжения шахт (номинальный ток 630 А, ток
отключения 20 кА).
Вакуумные выключатели ВБЛ - 35 выкатного типа (рис. 1.3) разработаны
для КРУ напряжением 35 кВ. Климатическое исполнение У, категория размещения
3 по ГОСТ 15150-69*. Выключатели предназначены для коммутации электрических
цепей дуговых сталеплавильных печей и других установок с частыми
коммутациями в трехфазных сетях переменного тока. Управление выключателем
осуществляется электромагнитным приводом (общий на три полюса).
Условное обозначение выключателя — ВБЛ-35-31,5/1600 УЗ и ВБЛ-35-31,5/2500
УЗ.
Рис 1.2 Вакуумный выключатель типа ВБЭ-10
Рис 1.3 Вакуумный выключатель типа ВБЛ-35
Разработаны вакуумные выключатели наружной установки типа ВБК-35Б-
20/1000У1. Они представляют собой коммутационные аппараты, состоящие из
трех полюсов, установленных на общей раме и управляемых электромагнитным
приводом. Отличие этих выключателей от ВБЛ-35 по параметрам:
номинальный ток - 1000 А; номинальный ток отключения — 20 кА; механический
ресурс—40000 циклов «ВО» с заменой камер через 20000 циклов. Для повышения
уровня изоляции наружной поверхности ВДК она помещена в фарфоровую
покрышку, залитую трансформаторным маслом. Габариты выключателя с приводом
(ширина, глубина, высота) — 2,23 х 0,575 х 2,09 м. Масса выключателя с
маслом - 880 кг.
Вакуумные выключатели типа ВБК-110Б-20/1000У1 предназначены для выполнения
коммутационных операций в нормальных и аварийных режимах электроустановок с
частыми коммутациями.
Вакуумный выключатель типа ВБК-110Б-20/1000У1. климатическое
исполнение У, категория размещения 1 но ГОСТ 15160—69*, состоит из трех
полюсов, установленных на общей раме и управляемых пружинным приводом типа
ППК-1000.
В состав каждого полюса входят четыре камеры типа КВД-35-20/1250УХЛ2,
соединенные последовательно, опорная изоляция и механизм.
В конструкции выключателя предусмотрено устройство для выравнивания
напряжения по камерам полюса.
Габариты выключателя с приводом (ширина х глубина х высота) — 4,38 х 0,75 х
х4,58 м. Масса выключателя 2270 кг.
4. ВАКУУМНЫЕ И ЭЛЕГАЗОВЫЕ КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ
УСТРОЙСТВА 35 KB
Для приема и распределения электроэнергии трехфазного тока номинальным
напряжением 35 кВ в установках металлургических предприятий (дуговые
сталеплавильные печи, прокатные станы и др.) разработаны КРУ, оборудованные
вакуумными или элегазовыми выключателями выкатного типа. Применение
этих КРУ резко сокращает габариты распределительных устройств (по сравнению
с РУ, оборудованными воздушными выключателями), повышает их монтажную
готовность, надежность работы и удобство эксплуатации.
Климатическое исполнение КРУ—УХЛ категория размещения 3 по ГОСТ 15150 —
69* КРУ состоят из шкафов с аппаратурой раз личного назначения, соединенных
между собой по сборным шинам.
Таблица 1.1. Основные характеристики шкафов КРУ 35 кВ
|Параметр |Норма |
|Номинальное напряжение, кВ |35 |
|Наибольшее рабочее напряжение, кВ |40,5 |
|Номинальный ток сборных шин, А |1600, 2500 |
|Номинальный ток главных цепей |630, 1600,2500 |
|шкафов, А | |
|Электродинамическая стойкость, кА |80 |
|Термическая стойкость (2 с), кА |31,5 |
5. ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВБТЭ-10-20
Выключатель предназначен для работы в шкафах комплектных
распределительных устройств (КРУ), шкафах КСО, а также замены маломасляных
выключателей в распределительных устройствах напряжением 6-10 кВ
| | |
|ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ | |
|Параметры |Значение |
|Номинальное напряжение, кВ |10 |
|Номинальный ток, А |630-1600 |
|Время включения, сек не более |0,1 |
|Время отключения, сек не более |0,02 |
|Номинальное напряжение питания цепей | |
|управления. В: |220 |
|постоянного тока |220 |
|переменного тока, 50 Гц | |
|Ток потребления: | |
|включающего электромагнита, А не более |50 |
|отключающих электромагнитов, А не более: | |
|электромагнит отключения | |
|Постоянный ток |2 |
|Переменный ток |1 |
|Электромагнит отключения от независимого |1 |
|источника питания | |
|Ток срабатывания максимальных расцепителей |5 |
|тока, А | |
|Число циклов "ВО": | |
|а) при номинальном токе |50000 |
|6) при номинальном токе отключения |50 |
|Габариты, мм |612х550х840|
|Масса, кг, не более |100|
6. Вакуумные выключатели серии BB/TEL
это коммутационные аппараты нового поколения, в основе принципа
действия которых лежит гашение возникающей при размыкании контактов
электрической дуги в глубоком вакууме, а фиксация контактов вакуумных
дугогасительных камер (ВДК) в замкнутом положении осуществляется за счет
остаточной индукции приводных электромагнитов («магнитная защелка»).
Отличительная особенность конструкции вакуумных выключателей серии
BB/TEL по сравнению с традиционными коммутационными аппаратами заключается
в использовании принципа соосности электромагнита привода и вакуумной
дугогасительной камеры в каждом полюсе выключателя, которые механически
соединены между собой общим валом.
6.1.Область применения
Выключатели вакуумные серии BB/TEL предназначены для коммутации
электрических цепей с изолированной нейтралью при нормальных и аварийных
режимах работы в сетях переменного тока частоты 50 Гц с номинальным
напряжением 6-10 кВ. Оригинальность конструкции выключателей BB/TEL
позволила достичь следующих преимуществ по сравнению с другими
коммутационными аппаратами:
. высокий механический и коммутационный ресурс;
. малые габариты и вес;
. небольшое потребление энергии по цепям управления;
. возможность управления по цепям постоянного, выпрямленного и
переменного оперативного тока;
. простота встраивания в различные типы КРУ и КСО и удобство
организации необходимых блокировок;
. отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы;
. доступная цена.
Принцип фиксации контактов ВДК в замкнутом положении с применением
магнитной защелки в настоящее время активно используется в новых
конструкциях вакуумных выключателей ряда различных фирм (GEC Alsthom,
Whipp&Bourne, Cooper), однако «Таврида Электрик» является первым
предприятием-изготовителем, открывшим дорогу вакуумным выключателям с
магнитной защелкой к массовому потребителю (оригинальность выключателей
BB/TEL защищена патентом Российской Федерации).
Благодаря своим преимуществам вакуумные выключатели BB/TEL широко
применяются во вновь разрабатываемых комплектных распределительных
устройствах (КРУ, КСО, КРН), а также для реконструкции КРУ, находящихся в
эксплуатации и имеющих в своем составе на момент реконструкции выключатели
других конструкций, которые устарели морально и физически.
6.2.Конструктивное исполнение
В настоящее время выпускаются выключатели двух основных конструктивных
исполнений:
с межполюсным расстоянием 200 мм;
с межполюсным расстоянием 250 мм.
Конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием 200 мм
|Выключатели данного конструктивного исполнения выпускаются двух |
|модификаций: |
| |с выводом толкателя кнопки ручного отклонения в сторону силовых |
| |токосъемов; |
| |с выводом толкателя кнопки ручного отклонения в сторону |
| |противоположную силовым токосъемам. |
Конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием 250 мм
|Выключатели данного конструктивного исполнения предназначены | |
|преимущественно для замены в камерах КСО и КРН выключателей типа | |
|ВМГ-133 и других, а также для применения во вновь разрабатываемых | |
|камерах КСО и КРН: | |
| | |
|Технические характеристики | |
|Номинальное напряжение, кВ |10 |10 | |
|Наибольшее рабочее напряжение, кВ |12 |12 | |
|Номинальный ток, кА |630 |1000 | |
|Номинальный ток отключения, кА |12.5 |20 | |
|Сквозной ток короткого замыкания, наибольший пик, кА |32 |52 | |
|Нормированное процентное содержание |40 |40 | |
|апериодической составляющей, %, не более | | | |
|Время отключения полное, мс, не более |25 |25 | |
|Время отключения собственное, мс, не более |15 |15 | |
|Время включения собственное, мс, не более |70 |70 | |
|Ресурс по коммутационной стойкости при отключении: |50000|50000| |
|-- номинального тока, операций «ВО» | | | |
|-- (60-100)% от номинального тока отключения, операций |100 |100 | |
|Ресурс по механической стойкости, операций «ВО» |50000|50000| |
|Номинальное напряжение электромагнитов управления, В |220 |220 | |
|Диапазон напряжений электромагнитов при включении, |85-10|85-10| |
|% от номинального значения |0 |0 | |
|Диапазон напряжений электромагнитов при отключении, |65-12|65-12| |
|% от номинального значения |0 |0 | |
|Наибольший ток электромагнитов управления |10 |10 | |
|при номинальном напряжении, А | | | |
|Срок службы до списания, лет |25 |25 | |
|Масса, кг: |32 |32 | |
|-- исполнение с межполюсным расстоянием 200 мм | | | |
|-- исполнение с межполюсным расстоянием 250 мм |35.5 |35.5 | |
|Вакуумные выключатели серии BB/TEL предназначены для эксплуатации в |
|следующих условиях. |
|Климатическое исполнение и категория размещения У2 по ГОСТ15150-69, при |
|этом: |
| |Наибольшая высота над уровнем моря - до 1000 м; | |
| |верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха не должно | |
| |превышать плюс 55°C, эффективное значение температуры окружающего | |
| |воздуха - плюс 40°C; | |
| |нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха - минус | |
| |40°C; | |
| |верхнее значение относительной влажности воздуха 100% при | |
| |температуре плюс 25°C; | |
| |окружающая среда невзрывоопасная,не содержащая газов и паров, | |
| |вредных для изоляции, не насыщенная токопроводящей пылью в | |
| |концентрациях, снижающих параметры выключателя; | |
| |рабочее положение выключателей в пространстве - любое. | |
6.3.Конструктивные особенности
Вакуумные выключатели серии BB/TEL - это коммутационные аппараты
нового поколения, в основе принципа действия которых лежит гашение
возникающей при размыкании контактов электрической дуги в глубоком вакууме,
а фиксация контактов вакуумных дугогасительных камер (ВДК) в замкнутом
положении осуществляется за счет остаточной индукции приводных
электромагнитов («магнитная защелка»).
1 Неподвижный контакт ВДК
2 Вакуумная дугогасительная камера(ВДК)
3 Подвижный контакт ВДК
4 Гибкий токосъем
5 Тяговый изолятор
6 Пружина поджатия
7 Отключающая пружина
8 Верхняя крышка
9 Катушка
10 Кольцевой магнит
11 Якорь
12 Нижняя крышка
13 Пластина
14 Вал
15 Постоянный магнит
16 Герконы (контакты для внешних вспомогательных цепей)
6.4.Включение выключателя
Исходное разомкнутое состояние контактов 1, 3 вакуумной
дугогасительной камеры выключателя обеспечивается за счет воздействия на
подвижный контакт 3 отключающий пружины 7 через тяговый изолятор 5. При
подаче сигнала "ВКЛ" блок управления выключателя формирует импульс
напряжения положительной полярности, который прикладывается к катушкам 9
электромагнитов. При в зазоре магнитной системы появляется электромагнитная
сила притяжения, по мере своего возрастания преодолевающая усилие пружин
отключения 7 и поджатия 6, в результате чего под действием разницы
указанных сил якорь электромагнита 11 вместе с тяговым изолятором 5 и
подвижным контактом 3 вакуумной камеры 2 начинает движение в направлении
неподвижного контакта 1, сжимая при этом пружину отключения 7.
После замыкания основных контактов якорь электромагнита продолжает
двигаться вверх, дополнительно сжимая пружину поджатия 6. Движение якоря
продолжается до тех пор, пока рабочий зазор в магнитной системе
электромагнита не станет равным нулю. Далее кольцевой магнит 10 продолжает
запасать магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во
включенном положении, а катушка 9 начинает обесточиваться, после чего
привод оказывается подготовленным к операции отключения. Таким образом,
выключатель становится на магнитную защелку, т.е. энергия управления для
удержания контактов 1 и 3 в замкнутом положении не потребляется.
В процессе включения выключателя пластина 13, входящая в прорезь вала
14, поворачивает этот вал, перемещая установленный на нем постоянный магнит
15 и обеспечивая срабатывание герконов 16, коммутирующих внешние
вспомогательные цепи.
6.5.Отключение выключателя
При подаче сигнала "ОТКЛ" блок управления формирует импульс тока, который
имеет противоположное направление по отношению к току включения и меньшее
амплитудное значение. Магнит 10 при этом размагничивается, привод снимается
с защелки, и под действием энергии, накопленной в пружинах отключения 7 и
поджатия 6 якорь 11 перемещается вниз, в процессе движения ударяя по
тяговому изолятору 5, связанному с подвижным контактом 3. Контакты 1 и3
размыкаются, и выключатель отключает нагрузку.
7. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ КОММУТАЦИИ ИНДУКТИВНЫХ ТОКОВ ВАКУУМНЫМИ
ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ
Особенностью дуги в вакууме является ее нестабильность при малых
токах. Прекращение разряда в вакууме приводит к срезу тока до его
естественного перехода через нуль. Ток среза зависит от свойств применяемых
контактных материалов, а также от параметров контура тока.
Камеры современных вакуумных выключателей, благодаря специальному
подбору контактных материалов, имеют относительно малые токи среза, вполне
сопоставимые с токами среза выключателей, имеющих другую дугогасительную
среду. С другой стороны, для ВДК характерны большие скорости восстановления
электрической прочности межконтактного промежутка, что позволяет им
отключать высокочастотные токи с большими скоростями изменения тока вблизи
нулевого значения. Последнее обстоятельство приводит к многократным
повторным зажиганиям и отключениям высокочастотного тока в процессе одной
коммутации включения — отключения индуктивной на грузки, которые могут
существенно влиять на уровень коммутационных перенапряжений.
При коммутациях индуктивных токов вакуумных выключателей могут
возникать перенапряжения, обусловленные: срезом тока, многократными
повторными зажиганиями и трехфазным одновременным отключением.
Перенапряжения эти, вследствие вероятностного характера процессов в
выключателе, определяются статистическими соотношениями, зависящими от
схемы и параметров коммутируемой сети.
Силовые трансформаторы с облегченным уровнем изоляции по ГОСТ
1516.1—76* (сухие, с литой изоляцией) рассчитаны на импульсные
перенапряжения с максимальным значением 23 и 34 кВ, соответственно для
классов напряжения 6 и 10 кВ, что без применения защиты может оказаться
недостаточным для выдерживания максимальных перенапряжений.
Наибольшую опасность представляют собой коммутационные перенапряжения
для электродвигателей, имеющих пониженные, по сравнению с трансформаторами,
уровни изоляции и в особенности пониженную импульсную прочность обмотки при
воздействии волн с крутым фронтом.
Волновые сопротивления двигателей примерно на два порядка ниже, чем у
трансформаторов, поэтому уровни перенапряжении при обычном срезе тока также
значительно ниже. Однако включение двигателя или отключение его пускового
тока, как правило, сопровождается многократными повторными зажиганиями и
воздействиями волн перенапряжений с крутым фронтом. При определенном
сочетании параметров схемы и начальных условий наблюдается постепенное
нарастание максимумов волн (эскалация напряжений), при котором они могут
достигать 5-кратных значений по отношению к фазному напряжению двигателя.
ВЭИ имени В. И. Ленина предложены следующие технические решения по
схемам защиты от перенапряжений электрооборудования 6—10 кВ, коммутируемого
вакуумными выключателями, в установках промышленных предприятий:
1. Для защиты трансформаторов общего назначения с облегченной изоляцией
по ГОСТ 1516.1—76* (сухие, литые) у вводов трансформатора между каждой
фазой и землей должен быть подсоединен разрядник I группы по ГОСТ 16357—83*
для соответствующего класса напряжения.
2. Для защиты электродвигателей между зажимами каждой фазы двигателя и
землей должны устанавливаться последовательные RС-цепочки с параметрами R =
50 Ом и С = 0,25 мкФ. Ниже приведены требования к основным электрическим
характеристикам RС-цепочек:
Класс напряжения, кВ ...……………………………... 6 10
Номинальное напряжение конденсатора, кВ .......…..6,6 11
Мощность, рассеиваемая резистором, Вт . .......….….15 40
Импульсная прочность между зажимами резистора
на волне 1,2/ 50мкс,кВ. ………………………….….... 40 60
Между зажимами и землей у электродвигателей выше 1000 кВт
дополнительно к RС-цепочке должны устанавливаться разрядники I группы по
ГОСТ 16357-83* для соответствующего класса напряжения.
3. Для электрооборудования напряжением 6-10 кВ с нормальной изоляцией по
ГОСТ 1516.1-76* (маслонаполненные трансформаторы) никаких дополнительных
средств защиты не требуется.
Механическая прочность шкафов КРУ (число включений и отключений
контактных соединений главных и вспомогательных цепей, перемещений
выдвижного элемента, открываний и закрываний шторок, включения и отключения
ножей заземления) соответствует ГОСТ 14693-77* на КРУ напряжением до 10 кВ.
В части требований безопасности шкафы КРУ соответствуют ГОСТ
12.2.007.0-75*. Они оборудованы блокировками (механическими и
электромеханическими), обеспечивающими безопасность работ при эксплуатации.
При локализации дуговых повреждений в шкафу КРУ предусмотрена дуговая
защита, выполненная с помощью клапанов разгрузки давления, соединенных с
блок-контактами, обеспечивающими подачу команды на отключение защитного
выключателя.
Предусмотрен шинный ввод сверху или снизу или кабельный ввод снизу,
причем к одному шкафу с выключателем может быть подведено до шести
однофазных кабелей. При необходимости подключения большего числа кабелей
следует использовать шкаф кабельных сборок, стыкуемый с вводным шкафом, в
который можно подвести до двенадцати однофазных кабелей.
Габариты шкафа КРУ (ширина, глубина, высота) - 1,5 х 2,3 х 3 м.
Выбор типа выключателя в КРУ (вакуумный или элегазовый) производится
исходя из следующего. При необходимости частых коммутационных операций
(например, для коммутации электропечных трансформаторов) и активно-
индуктивном характере нагрузки коммутируемой цепи следует использовать
вакуумные выключатели. Для, коммутации цепей с емкостным характером
нагрузки (конденсаторные батареи, фильтро-компенсирующие устройства,
статические тиристорные компенсаторы) следует использовать элегазовые
выключатели.
ВНИМАНИЕ!
В связи с постоянной работой по совершенствованию изделия в его
конструкцию могут быть внесены незначительные изменения, не отраженные в
этом документе.
Прайс-лист на выключатели
|Управление | | | |
|приводом | | | |
|Цепи управления|Выкатное испонение|ВБКЭ-10-630-1000-20 |58 740,00р. |
|на постоянном |для К-59, К-104 | | |
|токе | | | |
| | |ВБКЭ-10-1600-20 |59 620,00р. |
|Цепи управления| |ВБКЭ-10-630-1000-20 |62 040,00р. |
|на переменном | | | |
|токе с расцеп. | | | |
| | |ВБКЭ-10-1600-20 |62 920,00р. |
|Цепи управления|Выкатное испонение|ВБКЭ-10-630-1000-20 |70 070,00р. |
|на постоянном |для К-12, К-26, | | |
|токе |КРУ-2-10, | | |
| |К-13 | | |
| | |ВБКЭ-10-1600-20 |71 720,00р. |
|Цепи управления| |ВБКЭ-10-630-1000-20 |73 370,00р. |
|на переменном | | | |
|токе с расцеп. | | | |
| | |ВБКЭ-10-1600-20 |75 020,00р. |
|Цепи управления|Выкатное испонение|ВБКЭ-10-630-1000-20 |75 680,00р. |
|на переменном |для К-37 | | |
|токе с расцеп. | | | |
| | |ВБКЭ-10-1600-20 |79 530,00р. |
|Цепи управления|Выкатное испонение|ВБКЭ-10-630-1000-31,5 |95 150,00р. |
|на постоянном |для К-59, К-104 | | |
|токе | | | |
| | |ВБКЭ-10-1600-31,5 |97 790,00р. |
|Цепи управления| |ВБКЭ-10-630-1000-31,5 |98 450,00р. |
|на переменном | | | |
|токе с расцеп. | | | |
| | |ВБКЭ-10-1600-31,5 |101 200,00р. |
| |Выкатное испонение|ВБКЭ-10-630-1000/20 |69 300,00р. |
| |для HL | | |
| | |ВБКЭ-10-630-1000/20 |112 200,00р. |
|Цепи управления| Стаци| | |
| |онарное исполнение| | |
| |для | | |
| |КРН-III(IV), | | |
| |КРУН-6(10)Л| | |
| |и КСО | | |
| | |ВБЭС-10-31,5/630-1600 |82 830,00р. |
| | |ВБЭМ-10-12,5/800 |48 180,00р. |
| | |ВБЭМ-10-20/1000 |54 230,00р. |
|Цепи управления|Выкатное испонение|ВБЭК-10-20/630-1600 |67 760,00р. |
|на переменном и|для К-59,К-104, | | |
|постоянном токе|К-161, КМВ, КМ-1Ф | | |
| | |ВБЭК-10-31,5/630-1600 |90 090,00р. |
| | |ВБЭМ-10-12,5/800 |60 379,00р. |
| | |ВБЭМ-10-20/1000 |65 703,00р. |
| |Выкатное испонение|ВБЭК-10-20/630-1600 |74 558,00р. |
| |для К-IIIУ(VIУ), | | |
| |4КВС, | | |
| |КРУ2-6(10),КВП-6(1| | |
| |0),КВЭ-6(10),К-XII| | |
| |,К-XIII, | | |
| |К-XXVI, | | |
| |К-37; Польская | | |
| |ST-7,S9; | | |
| |Болгарская | | |
| | |ВБЭК-10-31,5/630-1600 |105 270,00р. |
| | |ВБЭМ-10-20/1000 |63 910,00р. |
| | |ВБЭМ-10-12,5/800 |70 730,00р. |
|Цепи упр. на |стационарное |ВБСК-10-12,5/630;1000* |48 158,00р. |
|переменном токе|исполнение, для | | |
| |замены | | |
| |маломаслянных | | |
| |выключателей | | |
| | |ВБСК-10-20/630;1000* |50 468,00р. |
|Цепи упр. на |стационарное |ВВТЭ-М-10-12,5/630* |48 787,00р. |
|переменном и |исполнение, для | | |
|постоянном токе|ячеек КРУЭ-6П, | | |
| |2КВЭ, для замены | | |
| |маломаслянных | | |
| |выключателей в | | |
| |любых типах | | |
| |распределительных | | |
| |устройствах | | |
| | |ВВТЭ-М-10-20/630;1250;1|53 270,00р. |
| | |000* | |
| | |ВВТЭ-М-10-20/1600* |54 370,00р. |
| | |ВВТЭ-М-10-31,5/630;1000|80 963,00р. |
| | |* | |
| | |ВВТЭ-М-10-31,5/1600* |82 063,00р. |
| | |ВБПС-10-20/630;1000* |65 095,00р. |
| | |ВБПС-10-20/1600* |66 195,00р. |
| | |ВБПС-10-31,5/630;1000* |94 245,00р. |
| | |ВБПС-10-31,5/1600* |95 345,00р. |
|Цепи упр. на |выкатное |ВБПВ-10-20/630;1000* |71 025,00р. |
|переменном и |исполнение, для | | |
|постоянном токе|ячеек К-104, К-59,| | |
| |КМ -1Ф, замена | | |
| |выключателей | | |
| |ВК-10, ВКЭ-10 | | |
| | |ВБПВ-10-20/630;1000;125|76 520,00р. |
| | |0 с БТЗ* | |
| | |ВБПВ-10-20/1600* |72 120,00р. |
| | |ВБПВ-10-31,5/630;1000* |105 530,00р. |
| | |ВБПВ-10-31,5/1600* |106 630,00р. |
|Цепи упр. на |выкатное |ВБЧС-Э(П)-10-20/630;100|63 150,00р. |
|переменном токе|исполнение, для |0;1250* | |
| |ячеек КРУЭ-10, | | |
| |КРУЭП-10, | | |
| |ПП-10-6-630 | | |
| | |ВБЧС-Э(П)-10-20/1600* |64 250,00р. |
| | |ВБЧС-Э(П)-10-31,5/630;1|81 640,00р. |
| | |000* | |
| | |ВБЧС-Э(П)-10-31,5/1600*|82 740,00р. |
|Цепи упр. на |выкатное |ВВЭ-М-10-20/630;1000* |69 000,00р. |
|постоянном токе|исполнение, для | | |
| |ячеек К-104, К-59,| | |
| |КМ -1Ф, замена | | |
| |выключателей | | |
| |ВК-10, ВКЭ-10 | | |
| | |ВВЭ-М-10-20/630;1000;12|74 500,00р. |
| | |50 с БТЗ | |
| | |ВВЭ-М-10-20/1600* |70 100,00р. |
| | |ВВЭ-М-10-31,5/630;1000*|103 400,00р. |
| | |ВВЭ-М-10-31,5/1600* |104 500,00р. |
|Цепи управления|для любых типов |ВБТЭ-М-10-20/630-1250**|47 450,00р. |
|на постоянном |КРУ, КСО, | | |
|токе |исполнение | | |
| |выкатное и | | |
| |стационарное | | |
| | |ВБТЭ-М-10-20/1600** |48 500,00р. |
|Цепи управления| |ВБТЭ-М1-10-20/630-1600*|50 600,00р. |
|на переменном | |* | |
|токе | | | |
|* - Возможна установка на тележках заказчика |
|** - Цена уточняются после получения |
|бланка-заказа |
| |
Список использованной литературы
1. А.А.Федоров «Справочник по электроснабжению и электрооборудованию» (в
двух томах, М.: Энергоатомиздат, 1987г.).
2. Ю.Г Барыбин. «Справочник по проектированию электроснабжения.», (М.:
Энергоатомиздат, 1990 г., -576 с.:ил.).
3. Б.А. Соколов, Н.Б.Соколова «Монтаж электрических установок», (М.:
Энергоатомиздат, 1991 г.,-592 с.:ил.).
4. Интернет http://craw.narod.ru , http://www.vakyym.ru .
Реферат на тему: Вакуумные люминесцентные индикаторы
1. Введение
Во всех системах, где требуется представить информацию в форме,
удобной для визуального восприятия человеком, применяются средства
отображения информации (СОИ). Одной из основных частей СОИ является
индикатор — электронный прибор для преобразования электрических сигналов в
пространственное распределение яркости (контраста). Свойства и
характеристики индикатора определяют важнейшие параметры СОИ —
информационную емкость, надежность и др. Мы рассмотрим один из видов
индикаторов — вакуумные люминесцентные индикаторы (ВЛИ).
2. Принцип действия.
Принцип действия ВЛИ основан на использовании явления люминесценции,
возникающей в катодолюминофорах при возбуждении их электронным пучком. В
отличие от высоковольтной катодолюминесценции, используемой в ЭЛП, в ВЛИ
имеет место низковольтная люминесценция. Этим устраняется один из главных
недостатков ЭЛП — высокое ускоряющее напряжение.
Катодолюминесценция возникает при достижении электронами вполне
определенной энергии eUL, , где UL — потенциал начала катодолюминесценции.
У большинства материалов, образующих группу высоковольтных
котодолюминафоров, применяемых в ЭЛП, UL исчисляется сотнями вольт.
Более 40 лет назад был обнаружен ряд веществ, у которых потенциал
начала катодолюминесценции составляет единицы вольт (для ZnS = 6—7 B, для
Zn, CdS = 4—5 B). Однако отсутствие практической потребности в таких
материалах долгие годы не стимулировало детального изучения низковольтной
катодолюминесценции.
Люминофор для ВЛИ должен удовлетворять ряду требований:
1. Ширина запрещенной зоны dW — не более 3—4 эВ. В противном случае
условный квантовый выход становится слишком малым.
2. Высокая электропроводность. Согласно оценкам сопротивление слоя не
должно превышать единиц килоом. Именно по этой причине большинство
люминофоров применяемых в ЭЛП не годится для ВЛИ, поскольку они являются
или изоляторами, или полностью компенсированными полупроводниками.
Необходимое значение электропроводности можно обеспечить
использованием люминофоров на проводящей основе (ZnO:Zn; SnO2:Eu; (Zn1-x,
Cdx)S : Ag, Al); смешанных люминофоров (ZnS : Ag+In2O3 ; ZnS:Cu+ZnO;
Y2O2S...Eu+SnO2) и легированных люминофоров ZnS : Ag, Zn, Al.
3. Низкий потенциал начала катодолюминесценции. Даже при малом
сопротивлении слоя люминофора он оказывается непригодным для использования
во ВЛИ, ели UL = 10—12 В.
4. Низкая светоотдача. В ходе исследования свойств смесей с
проводящими порошками было обнаружено, что цвет свечения многих таких
композиций зависит от анодного напряжения. Например, у смеси SnO2 : Eu и
ZnS:Cl, Al цвет свечения при изменении U от 20 до 60 В меняется с
оранжевого на желто-зеленый. Определенное влияние имеет соотношение масс
компонент.
При длительной бомбардировке люминофора яркость его свечения
изменяется, причем в этом процессе можно выделить три этапа : начальное
изменение, этап стабильной яркости и этап выраженного старения.
Первый этап вызван установлением стационарного состояния поверхности
люминофора. Критерием длительности второго этапа является снижение яркости
до 50—70% от начального значения. Яркость свечения на этом этапе
уменьшается в связи с действием различных химических процессов в
люминофоре, приводящих, в частности, к восстановлению ZnO до металлического
Zn.
Факторы, обуславливающие этап выраженного старения, таковы: изменение
поверхностных потенциальных барьеров и электропроводности слоя, химическое
воздействие напыленных материалов, возникновение безызлучательных центров,
поглощение излучения в почерневшем поверхностном слое люминофора. Особенно
быстро чернеет поверхность люминофора при повышении температуры катода.
3. Устройство, параметры и характеристики.
Вакуумные люминесцентные индикаторы выпускаются в цилиндрических и
плоских баллонах. Первые бывают так одноразрядными, так и многоразрядными,
вторые — только многоразрядными.
Основа одноразрядного ВЛИ — стеклянная или керамическая плата, на
которой закреплены все остальные детали индикатора (рис. 1). В углублениях
платы, выполненных в виде сегментов, находится проводящий слой, соединенный
с контактами. Каждый сегмент имеет отдельный вывод. Проводящие слои
сегментов полностью покрыты люминофором. На передней стороне платы в
направлении считывания устанавливается плоский металлический электрод.
Отверстия в этом электроде расположены напротив соответствующих сегментов,
покрытых люминофором. На небольшом расстоянии от экранирующего электрода
натянута управляющая сетка. В свою очередь на малом расстоянии от плоскости
сетки, примерно параллельно оси лампы, расположен прямоканальный оксидный
катод. Вся эта система помещена в цилиндрическую стеклянную колбу, которая
изнутри покрыта прозрачным проводящим слоем.
В исходном состоянии для надежного запирания электронного тока и
предотвращения нежелательного свечения люминофора к сетке прикладывается
отрицательное напряжение смешения — несколько вольт по отношению к катоду.
При положительном напряжении на управляющей сетке электроны
ускоряются в направлении анодных сегментов. Задача управляющей сетки
состоит еще в том, чтобы обеспечивать возможно более равномерное
распределение плотности потока электронов на поверхности анода индикатора.
Экранирующий электрод имеет тот же потенциал, что и управляющая сетка.
Электроны попадают на сегменты, имеющие в данный момент положительный
потенциал; возникает низковольтная катодолюминесценция — нанесенный на анод
сегмент люминофор начинает светится. Яркость свечения в зависит-
[pic]
мости от применяемого люминофора достигает значений 300—700 кд/м2 и более.
Развитием цилиндрического ВЛИ явилась конструкция индикатора в
плоском баллоне (рис. 2).
Кроме 7-сегментных плоских ВЛИ разработанны также 14-сегментные
индикаторы — ВЛИ, знакоместо которого выполнено в виде точечной матрицы 5*7
или 7*12 элементов, матричные, аналоговые и цифро-аналоговые.
Первые два типа индикаторов обеспечивают представление всех букв,
цифр и большого числа символов. Матричные ВЛИ состоят из большого числа
светоизлучающих элементов. Такой индикатор позволяет отображать буквенно-
цифровые сообщения, графики и даже несложные движущиеся изображения.
Обычно в матричном индикаторе одна сетка покрывает один столбец
светоизлучательных элементов (рис 3, а ). Управление индикатором
осуществляется по сеточным цепям. При работе яркость свечения не постоянна
по площади, а снижается по краям (рис 3, а ,) поскольку на них попадает
меньше электронов, чем на центральную часть элемента. В этом проявляется
влияние соседних сеток, имеющих отрицательный потенциал. С целью устранения
этого недостатка разработанна усовершенствованная конструкция матричного
ВЛИ. В нем каждая сетка покрывает 2 столбца излучающих элементов (рис. 4, а
). Управление осуществляется как по сеточным, так и по анодным цепям.
[pic]
Такая структура особенно успешно применяется при высокой внешней
освещенности индикатора. Управляющее положительное напряжение подается на
две соединенные сетки и два расположенных под ними анода. В результате
яркость свечения элементов оказывается равномерной (рис. 4, б ).
[pic]
Другие достоинства этой конструкции состоят в том, что число управляющих
сеток уменьшено на половину и обеспечивается большая яркость за счет
одновременного излучения света двумя столбцами элементов.
Перспективным является использование ВЛИ для создания индикаторов
коллективного пользования как одноцветных, так и полицветных. Для этих
целей применяются индикаторы следующих типов: матричный “столбик”, т. е.
диод, имеющий прямоканальный катод и семь светоизлучающих элементов-анодов.
Из таких “столбиков” может быть набрана матричная строка высотой 7
элементов и любой длинны; матричное “знакоместо” формата 5*7 элементов,
предназначенное для сборки строк. Таки индикаторы могут быть двух- и
трехцветными, при этом светоизлучающие элементы различных цветов
располагаются парами или триадами, сохраняя общий формат знакоместа;
“элемент матричного поля”, т. е. ВЛИ цилиндрической формы с торцевым
выходом излучения, из которых формируется уже не строка, а матричное поле
любого размер. Отдельные индикаторы могут быть одноцветными (с различным
цветом свечения, располагаемые парами или триадами) или двух- трехцветными.
[pic]Несмотря на широкое применение цифровой индикации, в целом отдавалось
и отдается предпочтение аппаратуре с аналоговой индикацией. Для этого
используются аналоговые ВЛИ, основными конструктивными типами которых
являются линейно-полосовой и концентрически полосовой. Такие индикаторы
имеют дискретный анод, состоящий из большого числа отдельных элементов
(штрихов), расположенных вдоль прямой линии или по окружности. В последние
годы наблюдается тенденция сочетать цифровую и аналоговую формы индикации,
что обусловило появление цифро-аналоговых ВЛИ.
Наиболее удобный в работе и одновременно дешевый люминофор — это
окись цинка, активированная цинком ZnO:Zn, дающий интенсивное сине-зеленое
свечение. Для повышения контраста целесообразно покрывать ВЛИ нейтральными
фильтрами.
Светофильтр, близкий к оптимальному для ВЛИ, который сохраняет
доминирующую длину волны излучения и увеличивает насыщенность цвета без
существенного снижения яркости, должен удовлетворять следующим требованиям:
цветность 0.2 | |
