Высоковольтный прерыватель тока: Высоковольтный прерыватель

Содержание

Высоковольтный прерыватель

Прерыватель-распределитель зажигания жарг. Дизельные , компрессионные , калильные , а также двигатели с калильной головкой имеют иной принцип воспламенения топливо-воздушной смеси и прерыватель-распределитель им не нужен. Не имеют прерывателя-распределителя и современные бензиновые двигатели с электронной системой управления, так как момент начала искрообразования в них определяется программно, а оснащение каждой свечи индивидуальной катушкой зажигания делает ненужным распределение высокого напряжения. В классическом виде устройство включает в себя прерыватель тока низкого напряжения, распределитель тока высокого напряжения, центробежный , вакуумный регуляторы опережения зажигания и октан-корректор. В более современной бесконтактной системе зажигания механический прерыватель отсутствует. Он заменён устройством формирования задающих импульсов на эффекте Холла для формирования искры блоком управления зажиганием коммутатором.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Катушка Румкорфа , как сделать самому

Устройство и работа трамблера


Здравствуйте, гость Вход Регистрация. Главная Форум Правила. Помощь Поиск Пользователи Календарь Репутация. Дополнительные параметры. Высоковольтный прерыватель Может кто подскажет где искать?

Просмотр профиля. Группа: Форумчане Сообщений: Регистрация: Сообщение 1 Поясню саму задачу: Есть кабель без напряжения, в какой-то момент времени в кабеле возникает напряжение равное кВ нужно успеть разорвать кабель за время равное от 1мс до 50нс. Такое срабатывание должно работать не однократно, а многократно. Ток при этом будет чрезвычайно мал в диапазоне о 0. Реализовать механически такую скорость крайне сложно, даже если делать это на магнитном реле и достичь частоты 1кГц такое реле долго не проработает.

Поэтому я вижу как бы два пути, либо схема на высоковольтной лампе или на каскадах высоковольтных транзисторах. Одну схему я знаю но это схема на двух двигателях с противо-направленными осями вращения, но такая схема работает как постоянный частотный прерыватель Задаю сюда вопрос ибо никогда не работал с высоковольтными быстротекущими процессами и имею малое знание по реализации подобных задач.

Щас пытаюсь самостоятельно узнать, понять как это сделать, но мало ли может кто когда то видели или может подсказать где можно поискать подобные разработки? Сообщение 2 Чтобы безопасно кабели тырить, пока в линии временно отсутствует напряжение? Сообщение 3 Цитата Sandy Сообщение 4 Какое-то странное ТЗ.

Я так понял, что нужен блок питания с напряжением до 10 кВ, током до 10 мкА, выход которого должен управляться на скоростях до 50 нс. Итого: заряд во входной цепи. С такой выходной емкостью сделать агрегат физически невозможно!. Сообщение 5 Цитата Freeflyer Сообщение 6 Ну это не совсем блок питания, это схема принудительного прерывания высокого напряжения. Сообщение 7 Посмотрите схему зажигания автомобиля. Это то, что Вам нужно? Хотя бы принципиально?

Скорее всего создать схему так как Вы ее преставляете: на уровне постоянного источника высокого напряжения и «прерывателя» невозможно. Скорее всего проще будет создавать такие импульсы посредством повышающего трансформатора, первичка которого будет импульсно управляться. Сообщение 8 Спасибо за мысль про зажигание в Авто.. Но у меня задача немного другая В испытуемой камере разряды будут подорваться с фиксированным зарядом и соответственно дуговой разряд будет зафиксирован.

Схема прерывателя должна выполнять роль некого принудительного разрыва И прерывать за определённый промежуток времени. Сообщение 9 Вот блок схема включения данного прерывателя. Источник Высокого напряжение формирует напряжение в диапазоне от к, В испытуемой камере при достижении разряда формируется разряд.

Прерыватель должен остановить процесс начавшегося разряда в испытуемой камере. Эскизы прикрепленных изображений. Сообщение 10 Сообщение 11 Сообщение 12 А надо регулировать непосредственно сам разряд. Не давая ему завершиться.

Если мы будем регулировать этим процессом до накопительного конденсатора мы не сможем прервать процесс разряда а просто изменим его длительность. Сообщение 13 Нет, ты понял не правильно. Такая схема даст полный контроль за напряжением на разряднике, причем в момент отсечки через ключ можно пустить очень большой ток и тем самым «слить» заряд с собственных емкостей системы. Относительно прерывания разряда посмотри тиристорные схемы отсечки времени горения импульсных ламп-вспышек, которые используются в фотоделе.

Сообщение 14 Дело в том что нужно прервать разряд так чтобы это выглядело как быстрое разведение разрядника в камере. И если мы начнем сбрасывать ток с разрядника на землю мы получим эффект гашения более плавного сброса заряда на землю.

А наша задача сделать это без увода зарядов с разрядника. Хотя я могу не правильно понимать предложенную схему. Сообщение 15 Решением этой задачи является использование лампы по принципу приведённому ниже, но я с лампами никогда не имел дело и даже не знаю вообще можно ли подобные лампы купить или существуют ли они.

Freeflyer: да я с тобой согласен задача не простая, отделанные ссылки на подобное решение я нашло в некоторых статях и их называют «прерыватель тока» схему или описание пока ишу и как правило их используют в исследовании физики плазмы.

Сообщение 16 Сообщение 17 Ну эта схема полностью повторяет мою на 10 посте. ТОлько в качестве ключа, сливающего заряд с разрядника приведена лампа а не полевик. Возможно такие лампы и есть. А смысл ее работы в том и заключается, чтобы обеспечить ток разрядки более 10 мкА и соответственно приемлемые скорости тушения разряда.

А можно попытаться придумать схему на трансформаторе, которая будет выполнять «обратную откачку тока», чтобы улучшить время гашения дуги. Сообщение 18 Вот кстати что нашел Сообщение 19 Сообщение 20 В общих чертах последовательность рабоеремычка между землты GGN заклютается в следующем. Вблизи нагрузки импульсного генератора создается перемычка между земляным и потенциальным электродами.

Ток генератора протекает по этой перемычке при этом происходит частичная передача энергии из емкостного накопителя в индуктивный. При определенных условиях проводимость плазменной перемычки резко уменьшается и накопленный в индуктивности энергопоток переключается в нагрузку». Теперь вспоминаем классическую систему контактного зажигания: «Это наиболее старая из существующих систем — фактически она является ровесницей самого автомобиля.

За границей такие системы прекратили серийно устанавливать в основном к концу х годов, у нас такие системы на «классику» устанавливаются до сих пор. Кратко принцип работы выглядит следующим образом — питание от бортовой сети подается на первичную обмотку катушки зажигания через механический прерыватель. Прерыватель связан с коленчатым валом, что обеспечивает замыкание и размыкание его контактов в нужный момент. При замыкании контактов начинается зарядка первичной обмотки катушки, при размыкании первичная обмотка разряжается, но во вторичной обмотке наводиться ток высокого напряжения».

Быстрый ответ. Лицензия зарегистрирована на: Форум города Пущино. С такой выходной емкостью сделать агрегат физически невозможно! Ну и тут есть два варианта: 1 можно организовать «принудительный разрыв», при этом Вы контролируете процесс по току, а ток у Вас маленький, напряжения большие и получится то, что я написал ранее: ход процесса будет задаваться собственными емкостями Вашей камеры и «электропроводки» к ней. Нужных скоростей Вы не добьетесь.

Относительно ключа, способного справиться с такой задачей посмотрите 2SK полевой транзистор. Я говорил о вот такой схеме:. Regedit, пойди поиграй в другом месте. К тому же я не знаю такого мосфета который выдержит больше вольта, которые мне более менее известны и мне приходилось иметь дело это IRFBF30 V 2SK V вроди есть еще он на Время, необходимое для этого определяется емкостью читай габаритами и конфигурацией, думаю, что это единицы пФ, то есть 1Е Ф разрядника, напряжением на разряднике на момент разрыва 1Е4 В и током в разрядной камере 1Е-5 А.

Таким образом рекомендую пересмотреть поставленную задачу, так как сейчас она не имеет решения. А какой полевик выдержит напряжение в более чем в 2кВ? Либо ставить последовательно поливеки Поясни тогда почему полевик стоит параллельно камере с разрядом?

Полевик там обозначен усовно. Должен стоять какой-то быстрый ключ.


Прерыватель-распределитель зажигания

Известен электромагнитный прерыватель электрического тока, якорь которого выполнен в виде маятника и несет на себе подвижный контакт, помещенный между контактными пружинами, Колебания якоря совершаются под действием магнитного поля, создаваемого катушкой электромагнита с сердечником 1. Указанный прерыватель имеет сложную конструкцию за счет введения электромагнитной системы питания. Известен высоковольтный прерыватель, содержащий изоляционную подставку, якорь, подвижно закрепленный одним концом на опоре, и несущий на свободном конце контакт, расположенный между двумя входными клеммами, при этом якорь соединен с одной из выходных клемм На выходе этого прерывателя получаются импульсы напряжения прямоугольной формы, постоянной полярности. Для получения разнополярных импульсов необходимы дополнительные коммутирующие цепи, усложняющие схему и конструкцию устройства. Цель изобретения — расширение областиприменения за счет получения на выходе прерывателя разнополярных импульсов. Поставленная цель достигается тем, чтопрерыватель снабжен дополнительной входной клеммой и дополнительным контактом, якорь выполнен в виде изоляционного основания, закрепленного на опоре с помощью упругой пластины, и двух упругих металли ческихпластин, одни концы которых жесткозакреплены на торцах изоляционного основания, а на их свободных концах расположены упомянутые контакты, причем пластины якоря подсоединены к выходным клем- мам и расположены между тремя входными клеммами так, что каждый из контактов находится между разноименными клеммами.

прерыватель тока ПТ-1 Менделеевец заказать и купить можно в нашем интернет-магазине. Выгодные цены, подробные характеристики ПТ

Контакт прерывателя

В классическом семействе и в более поздних моделях ВАЗ с карбюраторными двигателями система зажигания построена на основе распределителя, или трамблера, о котором ходят сотни шуток и анекдотов. Во всех современных бензиновых двигателях используется искровая система зажигания, в которой воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндрах производится помощью электрической искры, образуемой свечами зажигания. Эта система наиболее эффективна для бензиновых ДВС, поэтому она сегодня получила наибольшее распространение, в том числе и на моторах автомобилей ВАЗ. В разных типах двигателей задача распределения искры по цилиндрам решается по-разному: в современных силовых агрегатах с системой впрыска топлива инжекторах для этой цели используется система зажигания с электронным блоком, а в старых добрых карбюраторных двигателях и в ранних моделях инжекторов сердцем системы зажигания является распределитель, также известный как трамблер. Трамблер выполняет несколько функций:. Трамблер, используемый в карбюраторных двигателях автомобилей ВАЗ, состоит из нескольких более или менее самостоятельных компонентов, объединенных в одном корпусе:. Описанное выше устройство имеют трамблеры классической контактной системы зажигания. В настоящее время очень широкое распространение получила бесконтактная система зажигания БСЗ , в которой используется трамблер несколько иной конструкции.

Высоковольтный прерыватель

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом» Госкорпорация «Росатом». Лисицина Ирина Николаевна ,. Власова Анна Владимировна,. Комиссаров Алексей Викторович,.

Золотые поставщики — это компании, прошедшие предварительную проверку качества.

Вы точно человек?

Изобретение относится к. Известны высоковольтные до 35 кВ предохранители типа КП, содержащие фарфоровую трубку с латунными колпачками по концам. В трубку вставляется. Трубка заполняется чистым кварцевым песком, закрывается крышками и герметически запаивается 1. Однако во время срабатывания этих предохранителей возникает электричес.

Распределитель зажигания ВАЗ: проверенное сердце системы зажигания «Классики»

Контактная система зажигания является самым старым типом системы зажигания. В настоящее время данная система применяется на некоторых моделях отечественных автомобилей т. Создание высокого напряжения и распределение его по цилиндрам в данной системе происходит с помощью контактов. Контактная система зажигания состоит из следующих элементов: источника питания, выключателя зажигания, механического прерывателя тока низкого напряжения, катушки зажигания, механического распределителя тока высокого напряжения, центробежного регулятора опережения зажигания, вакуумного регулятора опережения зажигания, свечей зажигания и высоковольтных проводов. Механический прерыватель предназначен для размыкания цепи низкого напряжения цепи первичной обмотки катушки зажигания. При размыкании контактов во вторичной цепи катушки зажигания наводится высокое напряжение. Для защиты контактов от обгорания в цепь параллельно контактам включен конденсатор.

Цепь высокого напряжения — вторичная обмотка катушки зажигания, прерыватель-распределитель зажигания, высоковольтные провода и свечи.

Система зажигания

В классической системе зажигания СЗ бензиновых двигателей внутреннего сгорания ДВС присутствуют следующие элементы:. Такая схема типична для контактной системы зажигания. В бесконтактную систему еще добавлен коммутатор, и на некоторых модификациях предусмотрено добавочное сопротивление вариатор.

ZW32-12/24 Series колонки высоковольтный вакуумный прерыватель цепи

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: sxematube — схема простого высоковольтного генератора электрошока, простая схема электроизгороди

Эта система является частью общей системы электрооборудования. Перед запуском калильную головку надо было разогреть паяльной лампой, далее её температура поддерживалась сгоранием топлива при работе двигателя. В настоящее время по такому принципу работают калильные двигатели, используемые в различных моделях авиа-, авто-, судомодели. Калильное зажигание в данном случае выигрывает своей простотой и непревзойдённой компактностью.

Приветствую, дорогие друзья.

Данный импульс обеспечивает образование искры в искровом зазоре и, как следствие, к воспламенению топливно-воздушной смеси. От состояния и работы катушек зажигания зависит функционирование мотора, неисправные катушки должны без промедления заменяться. Но прежде, чем идти в магазин за новыми деталями, следует разобраться в существующих типах катушек, их устройстве и принципе работы. Используемые в настоящее время катушки зажигания можно разделить на несколько типов по конструкции и применяемости:. Независимо от типа, все катушки зажигания имеют принципиально одинаковую конструкцию и принцип работы.

Система электрооборудования автомобиля. Трамблер имеет достаточно большой перечень изнашиваемых деталей. Состояние прерывателя-распределителя влияет на пусковые характеристики и экономичность мотора, динамику автомобиля и токсичность выхлопа. Функции прерывателя распределителя трамблера Трамблер выполняет две функции: Прерывает первичную цепь зажигания, чем обеспечивает колебание тока в первичной обмотке катушки, вследствие чего во вторичной обмотке создается высокое напряжение.


Распределитель тока высокого напряжения | ЖЕЛЕЗНЫЙ-КОНЬ.РФ

Распределитель тока высокого напряжения состоит из ротора (2) [рис. 1, а)] с токоразносной пластиной, устанавливаемой на верхнюю часть втулки кулачка; пластмассовой крышки (1) с одной центральной (31) (приёмной) и восемью (по числу цилиндров двигателей) раздаточных (28) клемм.

Рис. 1. Прерыватель-распределитель Р13-Д.

а) – Детали прерывателя-распределителя:

1) – Крышка;

2) – Ротор;

3) – Пластина неподвижного контакта;

4) – Рычажок неподвижного контакта;

5) – Контакты;

6) – Фильц для смазывания;

7) – Неподвижный диск;

8) – Кулачок;

9) – Вал;

10) – Грузик;

11) – Пластина грузиков;

12) – Пружина;

13) – Корпус прерывателя-распределителя;

14) – Защёлка;

15) – Подшипник;

16) – Нижняя пластина октан-корректора;

17) – Втулка;

18) – Штифт;

19) – Гайка октан-корректора;

20) – Маслёнка;

21) – Масляный регулятор;

22) – Верхняя пластина октан-корректора;

23) – Тяга;

24) – Штифты;

25) – Ось грузика;

26) – Пластина;

27) – Стопорное кольцо;

28) – Боковая клемма высокого напряжения;

29) – Контактный уголок;

30) – Контактная пружина;

31) – Центральная клемма высокого напряжения;

б) – Схема и график работы центробежного регулятора опережения зажигания;

в) – График работы вакуумного регулятора опережения зажигания;

г) – Прерыватель и вакуумный регулятор опережения зажигания:

1) – Нижняя пластина октан-корректора;

2) – Трубка;

3) – Штуцер;

4) – Пружина;

5) – Диафрагма;

6) – Корпус вакуумного регулятора;

7) – Винт;

8) – Тяга;

9) – Штифт;

10) – Подвижный диск;

11) – Эксцентрик;

12) – Кулачок;

13) – Ось;

14) – Пластина неподвижного контакта;

15) – Рычажок прерывателя с подушкой;

16) – Стопорный винт;

17) – Подвижный контакт;

18) – Неподвижный контакт;

19) – Провод;

20) – Зажим провода низкого напряжения;

д) – Графики совместной работы центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания:

1) – Начальный угол опережения зажигания;

2) – Характеристика работы центробежного регулятора;

3) – Характеристики совместной работы вакуумного и центробежного регуляторов при различных нагрузках двигателя;

nн – Зона частоты вращения до вступления в работу центробежного регулятора.

Ротор распределителя тока высокого напряжения может быть установлен на втулке кулачка прерывателя в единственном положении, которое определяется лыской на втулке, а также шпоночным выступом на роторе.

Создаваемый в катушке зажигания ток высокого напряжения подводится по высоковольтному проводу к центральной клемме распределителя и затем идёт через пружину (30) и уголок (29), соединяющие центральную клемму с токоразносной пластиной ротора. Далее он преодолевает воздушный промежуток между одной из раздаточных клемм крышки и пластиной и выходит на высоковольтный провод к свече.

Крышка распределителя высокого напряжения крепится на корпусе прерывателя посредством пружинных скоб только в одном положении относительно корпуса.

17*

Похожие материалы:

ПРЕРЫВАТЕЛЬ — это… Что такое ПРЕРЫВАТЕЛЬ?

  • прерыватель — вибратор; тиккер, трамблер, выключатель, зуммер Словарь русских синонимов. прерыватель сущ., кол во синонимов: 9 • выключатель (12) • …   Словарь синонимов

  • прерыватель — — [http://www.rfcmd.ru/glossword/1.8/index.php?a=index d=23] прерыватель [Лугинский Я. Н. и др. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике. 2 е издание М.: РУССО, 1995 616 с.] Тематики защита информацииэлектротехника,… …   Справочник технического переводчика

  • ПРЕРЫВАТЕЛЬ — ПРЕРЫВАТЕЛЬ, прерывателя, муж. (тех., физ.). Приспособление, автоматически прерывающее цепь электрического тока через короткие промежутки времени. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • ПРЕРЫВАТЕЛЬ — (Contact breaker) прибор для превращения постоянного тока в пульсирующий. Существуют системы: а) электромагнитные, напр. зуммер, б) электротехнические, в) ртутные. Последние два типа применяются в больших индукционных катушках, при спиралях… …   Морской словарь

  • Прерыватель — цепи низкого напряжения контактный размыкатель, предназначенный для разрыва в нужный момент цепи обмотки низкого напряжения катушки зажигания. При этом наводится ЭДС в обмотке высокого напряжения катушки зажигания …   Википедия

  • прерыватель — pertraukiklis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. breaker; chopper; cutout switch; interrupter; make and break device vok. Auslöser, m; Unterbrecher, m rus. прерыватель, m pranc. interrupteur, m; rupteur, m …   Automatikos terminų žodynas

  • прерыватель — pertraukiklis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. breaker; interrupter vok. Unterbrecher, m rus. прерыватель, m pranc. interrupteur, m …   Fizikos terminų žodynas

  • Прерыватель-распределитель зажигания — Прерыватель распределитель в сборе Прерыватель распределитель зажигания (жарг. трамблёр, от фр. trembleur  вибратор, прерыватель)  механ …   Википедия

  • Прерыватель (система зажигания) — Прерыватель цепи низкого напряжения контактный размыкатель, предназначенный для разрыва в нужный момент цепи обмотки низкого напряжения катушки зажигания. При этом наводится ЭДС в обмотке высокого напряжения катушки зажигания …   Википедия

  • ПРЕРЫВАТЕЛЬ-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ЗАЖИГАНИЯ — (трамблер) прибор бензиновых двигателей для подачи электрического тока высокого напряжения к свечам зажигания. Состоит из прерывателя тока низкого напряжения и распределителя тока высокого напряжения. Электронные устройства, применяемые в… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Прерыватель-распределитель зажигания – устройство и ремонт + видео » АвтоНоватор

    Прерыватель-распределитель зажигания – прибор, который размыкает (прерывает) цепь низковольтного тока, которая возникает на первичной обмотке катушки в системе зажигания, чтобы возбудить магнитное поле и индуцировать высоковольтный ток на вторичной обмотке, и распределяет этот ток к свечам цилиндров. Без этого механизма ни один бензиновый мотор работать не может, поскольку именно он является очагом возгорания топливной смеси.

    Прерыватель-распределитель зажигания – устройство и работа

    Основное назначение прерывателя-распределителя – это индуцирование тока высокого напряжения и его направление уже непосредственно в камеру сгорания бензинового карбюраторного или инжекторного двигателя. Узел, который в народе называют трамблер (от французского trembleur – вибратор, прерыватель), бывает для нескольких систем зажигания (контактной и бесконтактной). Устройство прерывателя-распределителя контактного и бесконтактного отличается лишь основными рабочими элементами, а конструкция одинаковая.

    У контактного прерывателя есть контакты, а у бесконтактного их, естественно, нет, стоит либо индуктивная катушка, либо датчик Холла.

    Устройство и работа прерывателя-распределителя зависят от того, на каком автомобиле он установлен. На военной технике устанавливались еще и экранированные трамблеры, чтобы машина могла ездить в воде. Прерыватель состоит из корпуса, в коем на втулке вращается вал. Нижняя часть вала имеет либо шлицы, либо поперечный пропил, смещенный в сторону, чтобы прерыватель можно было установить только в определенном положении. Привод распределителя зажигания, как правило, происходит от шестерни распределительного вала или от специального промежуточного вала.

    В верхней части вала прерывателя-распределителя находится кулачковая муфта (количество кулачков равно количеству цилиндров двигателя) и центробежная муфта опережения зажигания. В верхней части корпуса расположен подшипник, а на нем диск с вольфрамовыми контактами подвижным и неподвижным. Для уменьшения пригорания параллельно с контактами подключен конденсатор. На вал трамблера вставляется бегунок и накрывается крышкой. Снаружи корпуса (внизу) крепится октан-корректор, а сбоку – вакуумный корректор угла опережения зажигания.

    Принцип работы прерывателя-распределителя в двух словах

    Принцип работы прерывателя-распределителя не сложный. Контакты размыкаются, и в первичной обмотке зажигания появляется магнитное поле, которое необходимо для образования высоковольтного тока. Он с катушки возвращается на крышку распределителя, в которой есть контакт, касающийся бегунка. Он распределяет ток по контактам крышки и дальше по проводам на свечи зажигания. Прерыватель может прийти в негодность по «старости», из-за попадания влаги внутрь или впоследствии механических повреждений.

    Со временем в автомобиле все детали и механизмы изнашиваются, и рассматриваемая конструкция также грешит этим. Например, самая обычная выработка во втулке корпуса уже приведет к неустойчивой работе машины, поскольку вал прерывателя будет болтаться. Во время мойки автомобиля или когда вы попали в большую лужу, на прерыватель может попасть влага, и если он не защищен, то работать перестанет. В случае с механическим повреждением все просто: кто-то что-то уронил, чем-то случайно ударил и повредил механизм.

    Ремонт прерывателя-распределителя – поломки и способ их починить

    В случае, если не заводится или заглох автомобиль, первое, на что нужно обратить внимание – поступает ли топливо в карбюратор. Если с топливом порядок, то смотрят на искрообразование. Когда до прерывателя ток поступает, а дальше его нет, значит, причиной является неисправный прерыватель. Основными неисправностями прерывателя-распределителя зажигания могут быть: прогоревшие контакты, пробитая крышка распределителя, неисправный бегунок, заклинивший подшипник регулятора опережения зажигания, вышедший из строя датчик Холла.

    После выявления неисправности необходимо производить ремонт прерывателя-распределителя (отдать в ремонтную мастерскую либо самостоятельно). Распределитель зажигания во всех машинах находится в доступном месте – в верхней части двигателя, поскольку приводится в движение от распределительного вала. Чтобы выяснить причину неполадки, необходимо сначала снять крышку прерывателя, она держится на двух защелках или на двух винтах.

    Сняв крышку, нужно внимательно осмотреть ее. Она может быть пробита (тонкая темная полоска), это устраняется только заменой крышки. Может в крышке выпасть центральный контакт (уголек) или лопнуть пружина, которая прижимает его к бегунку. Исправляется эта неполадка легко – заменой уголька. Если с крышкой все в порядке, нужно проверить бегунок, и когда на нем видны темные полосы или расплавившийся предохранитель, то нужно заменить бегунок.

    Следующим этапом ремонта будет проверка контактов. Если в контактном распределителе они прогорели – подлежат замене. В бесконтактном заменить необходимо датчик Холла. Когда автомобиль неровно работает при высоких оборотах, причиной может быть выход из строя подшипника регулятора опережения зажигания. Подшипник меняется вместе с диском, на котором прикручены контакты. Во избежание неприятностей, которые могут случиться в пути, необходимо всегда иметь в запасе крышку прерывателя, бегунок, контакты или датчик Холла.

    Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

    Модуль зажигания, как элемент системы зажигания

    Система зажигания используется для осуществления процесса воспламенения топливно-воздушной смеси. Главное её назначение — это преобразование низковольтного тока в высоковольтный. Это необходимо для создания мощной искры на концах свечных электродов. Напряжение тока на электроде должно быть не менее 20 тыс. вольт. Системы зажигания делятся на три типа:

    1) контактная — возникновение импульсов к подаче высоковольтного тока осуществляется путем размыкания контактов распределителя зажигания. В этот момент катушка вырабатывает ток высокого напряжения и передает его к распределителю.

    2) бесконтактная — отличается от контактной заменой прерывателя на подобный, только с отсутвием контактной группы. Импульсы создаются коммутатором. БСЗ способствует более полному сгоранию смеси, экономии топлива и увеличению крутящего момента. Это происходит благодаря увеличению напряжения тока до 30 тыс. вольт.

    3) система микропроцессорная — распределитель  в ней заменен на модуль зажигания, который контролирует момент импульса и создание высоковольтного тока.

    Любая система искрообразования состоит из следующих элементов:

    1) Источник питания — аккумулятор либо генератор автомобиля. Все зависит от того, на какой стадии работы находится двигатель. Если двигатель на стадии пуска, то источником является аккумулятор. Если двигатель уже работает и крутит генератор, то энергия вырабатывается последним.

    2) Выключатель питания — это замок зажигания или специальная кнопка, которая включает подачу питания и направляет его на элементы системы, или же отключает его.

    3) Накопитель энергии — представляет собой элемент, который после накопления энергии отдает её для искрообразования, либо элемент, который способен преобразовывать ток.

    4) Распределитель зажигания — используется для направления тока высокого напряжения на необходимую свечу в зависимости от положения коленвала двигателя.

    Трамблер — устройство распределения тока между высоковольтными проводами и содержащее в себе прерыватель тока.

    Модуль зажигания. Довольно часто он используется в инжекторных автомобилях и напрямую не соединяется с распределительным валом двигателя. Данное решение довольно распространено. Системы, которые используют модуль зажигания, называют статическими, то есть неподвижными. Конструктивно это устройство заменяет сразу несколько элементов КСЗ. Модуль зажигания состоит из двух катушек, имеющих определенную емкость, и коммутаторов.

    5) Провода зажигания — одножильные проводники, которые используются для транспортировки тока высокого напряжения от распределителя к свечам.

    6) Свечи — представляют собой объединение двух изолированных между собой электродов. Положительный электрод, который еще называют сердечником, находится в центре свечи, а отрицательный изолирован токонепроводящим элементом и находится на расстоянии от положительного от 0.5 до 2мм (это зависит от типа автомобиля и системы зажигания).

    Принцип работы любой из вышеперечисленных систем заключается в передаче тока высокого напряжения, который вырабатывается катушкой или модулем зажигания, через распределитель к определенной свече. Искра на электродах свечей должна появляться в момент фазы сжатия в цилиндре двигателя.

    Электрические контакты в силовых автоматических выключателях среднего и высокого напряжения

    Предисловие
    Сети передачи электроэнергии защищаются и контролируются автоматическими выключателями среднего и высокого напряжения.
    Выключатели предназначены для включения и отключения электрического тока в линиях электропередачи. Таким образом, функция электрического контакта играет главную и решающую роль в правильной работе выключателя.
    В настоящей статье вы найдете краткое описание различных типов электрических контактов, используемых в силовых автоматических выключателях, основные риски для их правильной работы и основные тесты, используемые для проверки их состояния.

    ВВЕДЕНИЕ
    Автоматический выключатель представляет собой автоматический электрический выключатель, предназначенный для защиты электрической цепи от повреждений, вызванных перегрузкой или коротким замыканием. В отличие от предохранителя, который срабатывает один раз, а затем его необходимо заменить, автоматический выключатель можно сбросить (вручную или автоматически) для возобновления нормальной работы.

    Автоматические выключатели изготавливаются различных размеров, от небольших устройств, защищающих отдельный бытовой прибор, до крупных распределительных устройств, предназначенных для защиты высоковольтных цепей, питающих целый город.

    Высоковольтный автоматический выключатель состоит из трех основных компонентов:

    Камера отключения: , где происходит протекание тока и прерывание в силовой цепи. Обычно это закрытый объем, содержащий замыкающие контакты и отключающую среду (сжатый воздух, масло, элегаз, вакуум и т. д.), используемый для изоляции и гашения дуги.

    Рабочий механизм: , где инициируется энергия, необходимая для замыкания или размыкания контактов и гашения дуги.

    Управление: , где генерируются команды на управление выключателем и отслеживается его состояние.

    Электрические контакты в автоматических выключателях
    Как упоминалось ранее, силовой ток проходит через проводящий материал в камере отключения (рис. 2). Различные части, соединенные вместе, образуют проводящий материал. Различные соединения образуют электрические контакты.

    Электрический контакт достигается путем физического контакта двух проводящих объектов.Это можно сделать несколькими способами. Несмотря на то, что существует широкий спектр конструкций контактов в камерах отключения, их можно сгруппировать в четыре основные категории:

    1. Размыкающие контакты, которые могут замыкаться или размыкаться под нагрузкой;

    2. Скользящие контакты, которые сохраняют контакт во время относительного перемещения

    3. Фиксированные контакты, которые могут быть постоянно сжаты вместе в течение многих лет и никогда не размыкаться.

    4. Съемные контакты, замыкающие или размыкающие нагрузку.Обычно наблюдается в распределительных устройствах среднего напряжения в металлическом корпусе.

    На рис. 3 представлена ​​символическая схема типичной архитектуры контактов, на которой четко показано протекание тока через три основных типа контактов во время последовательности событий операции размыкания. Во всех трех типах контакт осуществляется соприкасающимися поверхностями каждого компонента.

    Перекидные контакты
    Типы перемыкающих контактов можно разделить по номинальной мощности, начиная с самой высокой: дугогасительные камеры.Это может быть воздух при нормальном давлении или поток воздуха, гексафторид серы (SF6), масло или другая дугогасящая среда, включая вакуум.

    Включает в себя подвижный контакт и неподвижный контакт. Обычно один из них представляет собой кольцо подпружиненных медных контактных пальцев (вставного типа, рис. 4 или торцевого), либо другой представляет собой сплошной стержень из меди. Наконечники контактов могут быть покрыты дугоустойчивым материалом для предотвращения эрозии от мощной дуги, а поверхности могут быть покрыты металлическим покрытием (например,грамм. с серебром) для улучшения проводимости.

    Механические свойства меди в сочетании с ее отличной электропроводностью и хорошей стойкостью к дуговому разряду в масле сделали ее предпочтительным металлом для данного применения.

    В вакуумных выключателях контакты также обычно изготавливаются из меди, смешанной с вольфрамом, и имеют специальную форму, обеспечивающую правильное распределение электрического поля и перемещение корня дуги.

    Небольшие автоматические выключатели с воздушным размыканием (среднего напряжения), во всех внутренних проводящих частях используется медь, но контакты часто покрыты сплавом на основе серебра для защиты от сварки.Такие автоматические выключатели, будучи защитными устройствами, редко размыкаются или замыкаются.

    Скользящие контакты (рис. 5)
    Они могут иметь самую разную природу.
    Высокоскоростные, сильноточные типы, они обычно находятся в камерах силовых прерывателей. Эти контакты должны иметь очень высокую стойкость к механическому износу, так как их относительная скорость может достигать 10 метров в секунду и более.

    Фиксированные контакты
    Сюда входит широкий ассортимент болтовых и обжимных контактов.
    Зажимное соединение позволяет избежать уменьшения поперечного сечения, вызванного сверлением отверстий для вставки болтов, и обеспечивает более равномерное распределение контактного усилия, делая контакт более эффективным и, следовательно, более холодным.Болтовое соединение используется потому, что оно дешевое и удобное.
    В гофрированных соединениях используется предельная экстремальная сила контакта, в результате чего металл течет и создает постоянное соединение. Безотказность этих соединений, а также простота и быстрота операции опрессовки делают этот тип соединения очень привлекательным для неразъемных соединений.
    Болтовые или обжимные контакты используются в камерах прерывания для защиты и поддержания целостности электрического компонента.

    Съемные контакты


    Используются в автоматических выключателях среднего напряжения в металлическом корпусе.Он помогает отключить выключатель от сети, легко сдвинув его с шин в целях обслуживания. Это нужно делать без нагрузки.

    Эти контакты, как и замыкающие контакты, могут проводить большие токи при высоком напряжении (например, высоковольтные изоляторы или контакты предохранителей высокого или среднего напряжения). Они должны надежно проводить ток в течение длительного времени, без перегрева или потери контакта, но не включать и не отключать ток. Они не подвергаются воздействию дугового разряда; следовательно, они не получают присущего им очищающего действия, связанного с ним.Они часто проектируются таким образом, чтобы иметь некоторое фрикционное действие при закрытии для удаления поверхностных оксидных или коррозионных пленок, которые могут препятствовать контакту, а медь и ее сплавы являются наиболее часто используемыми материалами для большей части съемных контактов.

    Характеристика этих контактов заключается в том, что они имеют высокое контактное усилие, намного выше, чем у автоматических выключателей аналогичного номинального тока, но не настолько высокое, как контактное усилие в болтовом контакте, из-за чрезмерного механического износа, который может быть вызван при разделении контактов

    Сопротивление контакта
    Как мы уже говорили, контакт происходит при соприкосновении двух поверхностей.Для электрического тока, если это проводящий материал, это означает путь, по которому он течет.

    Наблюдение в микроскопическом масштабе показывает, что контактная поверхность на самом деле шероховатая, хотя невооруженному глазу она кажется гладкой.

    На самом деле, как показывает микроскоп, реальный контакт между двумя поверхностями происходит через ряд небольших поверхностей, называемых микроконтактами (рис. 7), расположенных случайным образом в пределах видимой области контакта.

    Сумма площадей всех микроконтактов составляет эффективную площадь контакта.

    Поскольку сопротивление электрического контакта обратно пропорционально площади контакта, чем меньше эффективная площадь, тем больше сопротивление. (рис. 8)

    Эффект контактного сопротивления
    Когда ток I проходит через площадь A , имеющую сопротивление R , Энергия E , поглощаемая A , равна:
    E=

    5

    7

    4 RI 2 t
    Где t — продолжительность I .

    Мы знаем, что A температура T напрямую связана с E следующим уравнением:
    E = T
    является функцией скорости рассеивания тепла.

    Для постоянного тока I o , если R увеличивается, то E затем увеличивается, что приводит к повышению температуры контакта. Если T продолжает увеличиваться, материал контакта может достичь точки плавления, что приведет к его разрушению.(рис. 9)

    Элементы, влияющие на сопротивление контакта

    Окисление

    Тонкий слой изолирующего оксида, покрывающий область отдельного микроконтакта, мало повлияет на проводимость контакта в целом. Как только оксидный слой распространится на значительное количество микроконтактов, площадь токонесущей поверхности уменьшится, что повысит ее сопротивление. Повышенное сопротивление повысит температуру контакта, что приведет к его разрушению.

    Все окружающие атмосферы, содержащие газы, способные реагировать с материалом контакта, такие как O2, SO2, h3O, h3S и т. д., было бы благоприятным для образования оксидных слоев, даже если контакт замкнут. Со временем газу удастся проникнуть в контактную поверхность и вступить в реакцию с ней, ухудшив ее характеристики и увеличив ее сопротивление.

    УИЛЬЯМСОН изучал это явление. На рис. 10 показано увеличение значения сопротивления со временем. Как мы видим, изменение сопротивления незначительно до определенного момента времени, когда деградация быстро увеличивается. Аналогичные результаты получены LEMELSON для медных контактов в масле.

    Эти результаты показывают интересное поведение и указывают на необходимость срочного технического обслуживания, когда сопротивление контакта начинает увеличиваться.

    Износ контактов
    Механически это может быть вызвано движением и трением контактов, а электрически — эффектом дуги (главным образом замыкающий контакт). Износ контактов напрямую влияет на контактное сопротивление и приводит к его резкому увеличению, если износ находится на высокой стадии (рис. 11).

    Фреттинг
    Возможна форма ускоренного окисления, если контактные поверхности испытывают циклическое движение относительно друг друга.Например, контакты не будут замыкаться каждый раз в одной и той же области.

    Это явление было замечено давно, но его масштабы были признаны только недавно. Когда контакт перемещается из своего предыдущего положения, часть подвергается воздействию окружающей атмосферы. Затем образуется слой окисления. Когда контакт возвращается в это положение, он разрывает тонкий слой и отталкивает его в сторону. Это явление повторяется много раз, пока слой окисления не станет значительной толщины, достаточной для повышения его стойкости.

    Компания BRAUNOVIC экспериментировала с явлением истирания при малых токах в алюминии, а JOHNSON & MOBERLY изучали его при больших токах и получили аналогичные результаты.

    Сопротивление быстро увеличивается сразу после того, как оно начинает меняться. На рис. 13 показан случай, аналогичный рис. 10, но в ускоренном режиме.

    Сила контакта
    Как известно, сопротивление R является функцией удельного сопротивления материала контакта p и площади S , (R= p / S).

    S – сумма площадей всех точек контакта.
    Площади точек контакта являются функцией приложенной силы F и твердости материала H ,
    ( k является константой)

    увеличивается.

    F может уменьшаться по разным причинам, например:

    1. Чрезмерный износ контактной поверхности;

    2. Усталость контактных пружин со временем;

    3. Химическая реакция материала пружины с окружающей атмосферой;

    4. Ослабленный или смещенный контакт и т. д.

    Материалы пружин являются важным элементом, который необходимо учитывать. Следуя той же логике, необходимо принять важную меру предосторожности, чтобы не допустить, чтобы пружина была путем тока, так как повышение ее температуры вызовет ослабление результирующей силы F .

    Температура
    При повышении температуры T контактов материал контактов может размягчиться до такой степени, что уменьшится контактное усилие, что приведет к быстрому увеличению контактного сопротивления.

    Испытание
    Выше мы видели, что окисление, износ, фреттинг, усилие и температура напрямую влияют на значение сопротивления R (в микроомах) контактов.

    Итак, чтобы легко оценить состояние контактов выключателя, зарекомендовали себя и широко используются два типа испытаний, как для статического, так и для динамического измерения R .

    Измерение контактного сопротивления
    Измерение контактного сопротивления обычно выполняется с использованием принципов закона Ома V = RI ;
    В – напряжение на контакте;
    I — ток;
    R сопротивление.

    Если мы приложим ток I и измерим напряжение В , сопротивление R можно получить непосредственно, разделив В на I .
    R= V/I

    Как видно на рис. 14

    Поскольку камера прерывания представляет собой закрытый контейнер, у нас есть доступ только к входному и выходному проводникам; измеренное R между этими двумя точками будет суммой всех контактных сопротивлений, найденных последовательно (фиксированные, замыкающие и скользящие контакты).

    В соответствии со статьей 6.4.1 стандарта IEC 694 используемое значение тока должно быть ближайшим к номинальному току, на который рассчитана камера отключения. Если это невозможно сделать, можно использовать меньшие токи, но не менее 50А, чтобы исключить гальванический эффект, который может повлиять на показания.

    При измерении следует соблюдать особые меры предосторожности:

    1. Измеряемые точки должны быть чистыми и без окисления;

    2. Точки измерения всегда должны быть одинаковыми каждый раз;

    3. Выполните несколько последовательных тестов и рассчитайте среднее значение.

    Используемая единица измерения — микроом ().
    1 = 10-6 Ом ()

    Мы можем иметь в виду, что диапазон значений микроомного сопротивления, встречающегося в выключателях, грубо делится в зависимости от напряжения и
    допустимой нагрузки по току:

    • 25 кВ – от 100 до 350 ;

    • 120 кВ – от 80 до 200;

    • от 120 до 330 кВ – 100 максимум.

    • 735 кВ – от 20 до 80 .

    Динамическое измерение контактного сопротивления
    Описанный выше микроомметр используется для измерения контактного сопротивления с камерой отключения в закрытом положении, но он не показывает состояние дугогасительных контактов.

    Один из вариантов — провести внутреннюю инспекцию, но это требует много времени. В случае элегазовых выключателей необходимо строго соблюдать процедуры технического обслуживания, чтобы безопасно обращаться с элегазом и побочными продуктами дуги. Вот почему было разработано измерение динамического контактного сопротивления.

    По определению, как следует из названия, начиная с закрытого положения, когда контакт перемещается в открытое положение, подается ток и измеряется напряжение. Это даст нам значение сопротивления на всем пути от закрытой до открытой позиции.

    Этот тест требует специального оборудования (рис. 15) и более сложной процедуры по сравнению со статической. Собранная информация имеет другой характер и дает нам более полное представление о состоянии контакта, чего нельзя было получить при статическом тестировании.

    Подробное обсуждение динамического теста в этой статье не имеет смысла. Но мы можем иметь в виду, что этот тест может дать нам хорошую информацию о значении сопротивления дугогасительного контакта и его разрушенной части.

    Эта информация имеет решающее значение для некоторых выключателей, где этот факт сильно влияет на качество гашения дуги. Эффект был бы настолько велик, что мог бы привести к взрыву прерывающей камеры.

    Мы также должны знать, что измерение динамического контактного сопротивления на стыковых контактах не имеет смысла. Достаточно простой статической проверки с помощью микроомметра из-за архитектуры контактов.

    Поэтому, прежде чем использовать тест динамического сопротивления контакта, вам необходимо проверить типы и механическую конструкцию вашего выключателя.Более подробно эта тема будет рассмотрена в нашей следующей статье.

    Резюме
    Электрический контакт является важным компонентом силовых автоматических выключателей. Увеличение контактного сопротивления может привести к выходу из строя прерывателя. Мы видели, что все элементы, влияющие на контактное сопротивление, приведут к одному и тому же результату. Если контактное сопротивление начинает значительно увеличиваться, увеличение значения будет расти экспоненциально.

    Международный стандарт IEC 56 устанавливает приемлемое показание с увеличением до 20 % от первоначального испытательного значения.При превышении этого значения необходимо произвести открытый осмотр.

    При тестировании важно соблюдать особые меры предосторожности, поскольку ложные показания могут привести к частому и ненужному техническому обслуживанию.

    Библиография
    Настоящая статья основана на нашем личном опыте.

    • Теория и конструкция силового автоматического выключателя, под редакцией C.H. Flurscheim, исправленное издание 1982 г.;

    • Теория и методы прерывания цепи, под редакцией Томаса Э. Брауна-младшего., издание 1984 г .;

    • Дж.Б.П. Уильямсон, Процессы износа в электрических соединителях, Proc. 4-й междунар. конф. электр. Contactphenom., Swansea, Wales, 1968.

    • M. Braunovic, Влияние фреттинга на контактное сопротивление алюминия с различными контактными материалами, Proc. 9-й междунар. конф. электр. Контактный феномен./24th Holm Conf. электр. Контакты, IIT, Чикаго, сентябрь 1978 г., стр. 81-86.

    • Дж.Л.Джонсон и Л.Э. Moberly, Разделяемые электрические контакты с использованием алюминиевых шин, Proc.21-я Холмская конф. электр. Контакты, IIT, Чикаго, октябрь 1975 г., стр. 53-59;

    • К. Лемельсон, Отказ закрытых сильноточных контактных деталей в изоляционном масле при высокой температуре, Proc. 6-й междунар. конф. Электрический контактный феномен, ИИТ, Чикаго, июнь 1972 г., стр. 252-258;

    • Р. Холм и Э. Холм, Электрические контакты: теория и применение, Springer-Verlag, Нью-Йорк, 1967, стр. 89, 136, 161, 438;

    • Руководство 6WE — CBA-32P — руководство по модулю Z-DRM-2, Zensol Automation Inc, апрель 2006 г.;

    • М.Лэндри, IREQ и Ф. Брикчи – Презентация Z-DRM-2 Powerpoint, май 2005 г.

    Об авторах
    Эмиль Насраллах – инженер-электрик, специализирующийся на обслуживании силовых автоматических выключателей. После окончания института в 1984 году работал промысловым инженером. В 1990 году он присоединился к всемирному производителю автоматических выключателей GEC ALSTHOM в качестве специализированного полевого инженера. В 1997 году он стал менеджером подразделения ALSTOM по выпуску элегазовых выключателей среднего и высокого напряжения, отвечая за техническую поддержку, техническое обслуживание и обучение работе с элегазовыми выключателями.В 2001 году он стал менеджером подразделения воздушных выключателей компании AREVA. В партнерстве с Hydro-Quebec он руководил программой реконструкции воздушных взрывных устройств (PK и PKV) и внедрил уникальную систему управления программой (в среднем 35 735 кВ воздушно-дутьевых выключателей PK в год). В 2005 году он присоединился к General Electric Company of Canada в качестве старшего специалиста по автоматическим выключателям и возглавляет подразделение по автоматическим выключателям сервисного центра в Монреале, отвечая за программу восстановления масляных автоматических выключателей

    Стефан Перрон , Hydro-Québec преподаватель, техническое обслуживание высоковольтных выключателей Стефан Перрон более 7 лет преподает техническое обслуживание и устранение неисправностей высоковольтных автоматических выключателей и термографию в Центре компетенции Hydro-Quebec, расположенном в Сент-Антуан-де-Лаурентид, Квебек, Канада.Он развил свой опыт, работая в области технического обслуживания высоковольтных автоматических выключателей компании Hydro-Quebec в течение 18 лет. Его специальностью являются выключатели ABB (модели SFE, HPL, ELF и DLF), выключатели GE (модели KSO, AT) и все соответствующие контрольно-измерительные приборы, а также разделы Joslyn VBM, обращение с элегазом и его поведение. интерпретация термографических показаний (уровень 1) на гидромолотах. Стефан Перрон имеет степень DEC в области электроники CEGEP St Jérome, QC, Canada

    Dr.Фуад Брикчи является президентом Zensol Automation Inc. Он был первым, кто представил концепцию полностью компьютеризированного испытательного оборудования в области анализаторов автоматических выключателей. Как бывший преподаватель университета Политехнической школы — Алжир и исследователь CNRS — LAAS во Франции, д-р Брикчи накопил опыт в области электроники, автоматизации и компьютерных наук. Большинство мероприятий было сосредоточено на промышленном применении компьютеров. Среди его достижений разработка полностью компьютеризированных измерительных систем для контроля качества в производстве автоматических выключателей, лабораториях и сервисных службах электроэнергетики.Доктор Брикчи имеет докторскую степень в области электроники и степень магистра наук в ЕЭЗ (электроника, электротехника и автоматизация) Университета Бордо, Франция. http://www.zensol.com, электронная почта: [email protected] Фуад Брикчи, Zensol Automation Inc.

    Знакомство с паспортными табличками высоковольтных автоматических выключателей

    В обширной и сложной инфраструктуре электрической системы от генерации до передачи и распределения большое разнообразие автоматических выключателей среднего и высокого напряжения (CB CB MV / MV) различаются по размеру, отключающей среде, количеству разрывов на фазу и различным другим атрибуты.Чтобы упростить классификацию автоматических выключателей и их атрибутов, все они поставляются с паспортной табличкой, на которой указана минимальная информация о конкретных механических, физических и электрических характеристиках, требуемая стандартом IEEE Std. С37.04. Хотя производители обязаны предоставлять только минимальную информацию, некоторые предоставляют более подробную информацию, чем другие.

    При просмотре заводской таблички можно получить разнообразную информацию о функции выключателя, электрических характеристиках и ожидаемой производительности.Например, один и тот же гидромолот может иметь разные типы рабочих механизмов, и это может быть незаметно при первом взгляде на паспортную табличку. Для полного понимания технических характеристик механизма выключателя потребуются дальнейшие исследования.

    Понимание информации, представленной на паспортной табличке, позволит получить общее описание механизма выключателя и условий эксплуатации. Поскольку существует много типов CB, а также множество производителей, несколько вопросов могут дать полезную информацию:

    • На всех табличках указана одинаковая информация?
    • Какова минимальная информация, которая должна быть указана на паспортной табличке?
    • Одной из важных характеристик на заводской табличке является время прерывания.Соответствует ли это времени работы, измеренному во время тестирования?
    • Сможет ли беглый взгляд на паспортную табличку сказать вам все, что вам нужно проверить на CB, и каковы ожидаемые значения?

    В этой статье основное внимание уделяется информации на паспортной табличке выключателя высокого/среднего напряжения, необходимой для тестирования. Обсуждаются требования и определения паспортной таблички IEEE. Параметры, которые обычно проверяются в полевых условиях, описываются вместе с указанием того, проверяются ли параметры или измеряются на этапе проектирования, на заводе или в полевых условиях жизненного цикла выключателя, и рекомендуется дополнительное тестирование параметров, не указанных на заводской табличке.В конце концов, читатель получит общее представление о заводской табличке CB и о том, как она связана с применением, работой и обслуживанием CB.

    ТРЕБОВАНИЯ К ЗАВОДСКИМ ТАБЛИЧКАМ

    Как минимум, на заводской табличке CB будут указаны атрибуты CB и его механизма. Производитель может объединить их в одну табличку или предоставить отдельные таблички. В данной статье речь пойдет только о шильдиках, содержащих атрибуты CB и механизма.Однако также требуются некоторые дополнительные шильдики:

    • Паспортные таблички должны содержать описание рабочих характеристик любых трансформаторов тока (ТТ) или трансформаторов линейной связи, подключенных к выключателю.
    • Для любых автономных компонентов, таких как трансформаторы тока (ТТ) или вводы, должна быть предусмотрена заводская табличка с указанием диэлектрической стойкости; эта информация также может быть включена в паспортную табличку CB.
    • Для всех прикрепленных аксессуаров должны быть предусмотрены заводские таблички с указанием их типа, а также любых рабочих характеристик или соответствующей информации.

    На Рисунке 1 и Рисунке 2 показаны примеры отдельных и комбинированных конфигураций паспортной таблички CB.

    Рис. 1a: Отдельные паспортные таблички для CB

    Рисунок 1b: Отдельные паспортные таблички для механизма

    Рисунок 1c: Отдельные паспортные таблички для ТТ

    Рис. 2: Комбинация CB и паспортной таблички механизма

    Информация, требуемая на заводской табличке CB, может быть разделена на четыре категории:

    1. Документация содержит общие данные, идентифицирующие производителя выключателя, тип выключателя, серийный номер и год выпуска, а также список деталей и номер книги инструкций.
    2. Физические характеристики, указанные на заводской табличке, описывают вес CB, рабочее давление и объем масла или вес газа внутри бака.
    3. Электрические характеристики содержат общие условия работы выключателя, а также уровни изоляции и другую информацию о защите.
    4. Рабочие характеристики относятся к минимальным и/или максимальным условиям, при которых механизм может работать, и могут включать некоторые электрические параметры, относящиеся к управлению выключателем.В случаях, когда механизм гидравлический или пневматический, на заводской табличке будет указано давление, а не электрические параметры.

    В таблицах 1 и 2 приведены минимальные данные CB и паспортной таблички механизма, требуемые стандартом IEEE Std. С37.04.

    Таблица 1: IEEE Std. C37.04 Минимальные данные паспортной таблички CB

    Таблица 2: IEEE Std. C37.04 Минимальные данные паспортной таблички механизма

    CB ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Характеристики

    CB включают документацию, физические характеристики и электрические характеристики.и эксплуатационные характеристики.

    Номинальное максимальное напряжение

    IEEE Std. 37.04–2018 штатов:

    Номинальное максимальное напряжение автоматического выключателя — это максимальное среднеквадратичное межфазное напряжение, на которое рассчитан автоматический выключатель, и это верхний предел для работы.

    Если на паспортной табличке указан постоянный ток и ток короткого замыкания, это ток при этом номинальном максимальном напряжении.

    Для проверки этой характеристики используется проектное испытание, в ходе которого выполняется прерывание тока короткого замыкания и другие испытания на коммутацию тока при номинальном максимальном напряжении.

    Номинальная частота сети

    Это частота, на которой работает CB. Обычно эта частота составляет 60 Гц или 50 Гц, но существуют и другие частоты (например, 25 Гц или 16-2/3 Гц). Если CB работает на более высокой частоте, чем предусмотрено его конструкцией, необходимо снизить номинальные характеристики CB и связаться с изготовителем для консультации.

    Номинальный длительный ток

    Номинальный непрерывный ток — это максимальное среднеквадратичное значение тока при номинальной частоте сети, которое CB может непрерывно передавать в обычных условиях эксплуатации (см.C37.04–2018 Раздел 5.5). Номинальные токи разработаны с учетом температурных пределов всех деталей, используемых для создания выключателя. Выключатель предназначен для пропуска этого тока при температуре окружающей среды 40°C. Максимальные внутренние температуры отдельных компонентов см. в стандарте IEEE Std. C37.04–2018 Раздел 5.5.2. Номинальный непрерывный ток применим при номинальном максимальном напряжении или ниже него.

    Номинальное выдерживаемое напряжение двухполупериодного грозового импульса

    Хотя выключатель предназначен для работы при номинальном максимальном напряжении, он может подвергаться воздействию условий окружающей среды, превышающих максимальное напряжение.Диэлектрическая стойкость выключателя демонстрируется его испытанием на частоте сети, испытанием грозовым импульсом и, при необходимости, испытанием импульсом молнии с рубленой волной и коммутационным импульсом при уровнях напряжения, равных или превышающих значения, указанные в ANSI C37. 06 , Руководство по пробному использованию высоковольтных автоматических выключателей, рассчитанных на симметричный ток.

    IEEE Std. 4–2013 Раздел 8 определяет стандартный грозовой импульс как:

    Полный грозовой импульс, имеющий время фронта (T1) 1.2   и значением (T2) 50 и описывается как импульс 1,2/50. Номинальное выдерживаемое напряжение полноволнового грозового импульса является пиковым значением этой волны. Новый CB должен иметь 10% или менее шанс внешнего пробоя при воздействии этой волны.

    Номинальные выдерживаемые импульсные напряжения переключения

    В дополнение к номинальному импульсу грозового разряда выключателям на 362 кВ и выше присваивается номинальное выдерживаемое импульсное напряжение переключения. Эти выключатели могут подвергаться кратковременным перенапряжениям при размыкании или нагрузке, а также при наличии неисправных линий и оборудования.Чтобы уменьшить эти перенапряжения, выключатели часто оснащаются предустановочными резисторами (PIR) или синхронными замыкающими устройствами.

    Номинальное выдерживаемое импульсное напряжение переключения — это значение напряжения на пике стандартной импульсной волны переключения 250 x 2500 (Стандарт IEEE 4–1995, раздел 8), где 250 — время до пикового значения, а 2500 — время достижения половины -пиковое значение. При этом значении напряжения CB имеет 10% или менее вероятность внешнего замыкания на землю как во влажных, так и в сухих условиях.

    Рабочий цикл

    Также известный как номинальная рабочая последовательность или номинальный стандартный рабочий режим, рабочий цикл представляет собой предопределенную последовательность операций в определенный период и интервал. Последовательность, период и интервал могут определяться отраслевыми стандартами, производителем или конкретными приложениями.

    В соответствии со стандартом IEEE. C37.04, стандартная рабочая нагрузка CB:

    О – т – СО – т’- СО

    где:

    O открыт

    CO закрыто-открыто

    т’ это 3 минуты

    t – минимальное время повторного включения

    Для выключателей, не рассчитанных на быстрое повторное включение, t равно 15 с и 0.3 с для автоматических выключателей, рассчитанных на быстрое повторное включение.

    В генераторных выключателях, IEEE Std. C37.013 определяет, что номинальный рабочий цикл короткого замыкания должен составлять две операции с 30-минутным интервалом между операциями (CO–30 мин–CO). В переключателях цепей (IEEE Std. C37.016) номинальная рабочая последовательность — замкнуть-разомкнуть (CO).

    Последовательность операций, указанная на заводской табличке, представляет собой максимальное количество операций за определенный период времени, на который рассчитан гидромолот. Это значение не должно превышаться при обычной эксплуатации выключателя или во время полевых испытаний.Это также указывает на то, для какого типа применения предназначен гидромолот.

    Минимальная операция, которую должен выполнять выключатель, — это CO, и это последовательность, которой должен следовать выключатель, когда требуется включить выключатель, но уже имеется команда отключения из-за неисправности в системе. Выключатель должен полностью закрыться, а затем сразу же разомкнуться. Это также базовая последовательность, для выполнения которой разработан и создан любой гидромолот.

    Последовательность повторного включения OC — это способность выключателя устранить неисправность и включиться после задержки.В некоторых приложениях, например, в генераторных выключателях, в которых выключатель может быть механически не рассчитан на эту последовательность, этого не требуется. Его не следует имитировать во время испытаний, так как он может сломаться или заклинить.

    Если CB предназначен для функции повторного включения, он также должен быть способен размыкаться сразу после повторного включения, чтобы прерывать неисправность, если неисправность все еще присутствует после первой попытки сброса. Эта последовательность операций известна как OCO, хотя обычно ее не проверяют.

    Важно проверить последовательность, указанную на паспортной табличке, чтобы убедиться, что выключатель будет способен работать в соответствии с проектом, особенно если последовательность полностью используется в системе, например, функция повторного включения вместо простого размыкания. и закрыть операцию.

    Номинальное время отключения

    Это указанное изготовителем предельное время работы для размыкания контактов и прерывания дуги во время устранения неисправности.Номинальное время отключения измеряется от включения цепи отключения при номинальном напряжении до полного прекращения тока, протекающего через контакты. Этот интервал включает срабатывание катушки отключения, срабатывание механизма (ход), разъединение контактной части и гашение дуги во всех полюсах. Это время зависит от скорости гидромолота.

    Стандартное номинальное время отключения для автоматических выключателей составляет 2, 3 или 5 циклов, но в некоторых приложениях оно может быть превышено.В режиме CO время отключения не должно превышать 1 цикла для 5-тактных и более выключателей и ½ цикла для 3-тактных выключателей. Для переключения в противофазе время может быть превышено на 50 % в 5-тактных выключателях и на 1 такт в 3-тактных или более быстрых выключателях. В генераторных выключателях типичные значения составляют от 60 мс до 90 мс.

    Этот параметр важен при проектировании электрической сети, особенно при рассмотрении стабильности системы и определении ожидаемого времени отключения. Номинальное время отключения является основным компонентом общего времени, необходимого для устранения неисправности с момента ее возникновения до срабатывания реле и, в конечном итоге, гашения дуги.

    Номинальный ток короткого замыкания

    Это самая высокая симметричная составляющая среднеквадратичного значения тока короткого замыкания в момент разъединения дугогасительного контакта, которую выключатель должен отключать при номинальном максимальном напряжении и стандартном рабочем режиме без каких-либо повреждений любого из его компонентов. Этот ток включает постоянную составляющую, а также устанавливает с помощью фиксированных соотношений самые высокие токи, которые CB может замыкать и блокировать для переноса и прерывания.

    Стандарт

    ANSI C37.06 определяет предпочтительные значения тока короткого замыкания для автоматических выключателей на 123 кВ и выше в диапазоне от 31,5 кА до 80 кА. Типичные значения для генераторных выключателей находятся в диапазоне от 63 кА до 160 кА в соответствии со стандартом IEEE. С37.013. Эти типы автоматических выключателей должны замыкаться на неисправность, защелкиваться и пропускать ток в течение не менее 0,25 с. Пиковый ток включения не должен превышать номинальный ток короткого замыкания в 2,74 раза. Этот параметр проверяется только на заводе.

    Процентная составляющая постоянного тока

    Определяет часть общего постоянного тока, которую выключатель может отключить при асимметричном КЗ.Это важный параметр для спецификации выключателя и расчетов настроек реле. Эта спецификация не может быть проверена в полевых условиях.

    Длительность кратковременного тока

    Это максимальное время, в течение которого выключатель может выдерживать номинальный ток короткого замыкания без каких-либо повреждений. Это максимально допустимая выдержка времени отключения (Y) для автоматических выключателей.

    В стандартах указана продолжительность 1 с для ВТВ 123 кВ и выше, для выключателей цепи выше 72 кВ и для генераторных выключателей. Однако часто встречаются выключатели со спецификацией 3 с.

    Номинальные параметры для переключения емкостного тока

    Емкостные токи присутствуют при переключении воздушных линий без нагрузки, кабелей без нагрузки, батарей конденсаторов или батарей фильтров. Подача питания на параллельные батареи конденсаторов и линии без нагрузки может вызвать перенапряжение или большие токи, в то время как прерывание емкостных токов может привести к пробоям напряжения из-за размыкания контактов, известным как повторное зажигание (менее ¼ цикла) и повторное включение (более ¼ периода). цикла).Повторное зажигание может привести к проблемам с качеством электроэнергии, в то время как повторный прожиг вызовет перенапряжения, в три раза превышающие пиковое значение фазного напряжения на емкостной нагрузке для каждого повторного пробоя.

    Автоматические выключатели

    предназначены для работы с определенной величиной емкостного тока при различных системных условиях, таких как переключение воздушной линии, переключение изолированного кабеля и изолированной батареи шунтирующих конденсаторов, коммутация встречно-параллельного кабеля и изолированной батареи шунтирующих конденсаторов, переходный пусковой ток пиковый ток и частота переходного пускового тока.Стандарт IEEE C37.06 показывает предпочтительные номиналы переключения емкостного тока для внутренних и наружных автоматических выключателей. Эта характеристика проверяется на заводе и соответствует стандарту IEEE Std. C37.09 и IEEE Std. C37.012 определяют надлежащие процедуры тестирования.

    Каждый номинальный ток переключения емкостного тока, назначенный выключателю, должен иметь соответствующий класс из следующих категорий:

    • Класс C0: Неуказанная вероятность повторного пробоя при отключении емкостного тока. Возможность одного перезапуска за операцию
    • Класс C1: низкая вероятность повторного пробоя при отключении емкостного тока
    • Класс C2: очень низкая вероятность повторного пробоя при отключении емкостного тока
    Номинальный ток переключения в противофазе

    Состояние несовпадения фаз – это ненормальная ситуация, при которой теряется синхронность с обеих сторон выключателя, создавая разность потенциалов, при которой угол сдвига фаз напряжений превышает нормальные значения.В некоторых случаях напряжения могут отличаться по фазе на 180°. При несовпадении фаз возникает очень большой ток короткого замыкания.

    Номинальный противофазный коммутационный ток — это ток, который выключатель должен выдерживать при работе в условиях отсутствия синхронизма. Это необычная ситуация, поэтому не все выключатели предназначены для этого. Всякий раз, когда выключатель спроектирован с такой возможностью, предпочтительный номинал составляет 25 % от номинального (симметричного) тока короткого замыкания, выраженного в кА, а время отключения может превышать номинальное время отключения на 50 % для 5 циклов. выключателей и на 1 такт для 3-тактных выключателей.

    ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕХАНИЗМА CB

    Характеристики механизма включают документацию и рабочие характеристики.

    Диапазон управляющего напряжения

    Это заданный диапазон управляющего напряжения, необходимого для работы механизма в точке подключения цепи управления. Верхняя граница диапазона соответствует напряжению холостого хода. Нижняя граница диапазона соответствует напряжению, когда через цепь управления протекает максимальный рабочий ток.Цепь управления включает рабочие катушки, вспомогательные реле и компрессор, гидравлический насос или двигатель взведения пружины.

    IEEE Std. C37.06–2009 определяет различные диапазоны на основе сигналов постоянного/переменного тока, внутренних и наружных применений, а также операций включения/отключения. Для напряжения постоянного тока определены различные диапазоны от 24 В до 250 В. Диапазоны ниже 48 В не рекомендуются для автоматических выключателей, которые могут испытывать падение напряжения во время работы, например, вдали от источника или при несоответствующих кабелях.

    Ток управления

    Это максимальный ток при номинальном напряжении, который должен протекать по цепи управления при работе выключателя. Каждый элемент в цепи управления имеет свой номинальный ток и максимальный ток.

    В некоторых случаях, например, в катушке отключения или двигателе взвода пружины, характеристическая кривая тока предоставляет ценную информацию о состоянии элемента или связанной с ним части механизма. Например, ток катушки отключения дает информацию о состоянии фиксирующей системы, а ток двигателя взвода пружины указывает на состояние пружинного механизма.

    Номинальное рабочее давление

    Выключателям могут потребоваться системы под давлением для механизмов с гидравлическим или пневматическим приводом и/или для прерывателей, в которых в качестве прерывающей среды используется сжатый газ. Каждый из них имеет диапазон номинального давления в соответствии с конструкцией и конструкцией выключателя, который должен быть гарантирован в любое время для безопасной работы гидромолота.

    Давление относится к стандартным условиям атмосферного воздуха +20°C и 101,3 кПа (абсолютное) (или плотность), которые могут быть выражены в относительном или абсолютном выражении, до которых должен быть заполнен механизм или камера прерывания перед эксплуатацией .

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ Паспортные таблички

    CB содержат основную информацию о том, как был спроектирован и изготовлен выключатель, и могут быть полезны разным пользователям. Системные инженеры и операторы используют информацию с паспортной таблички для системных расчетов и для определения подходящего применения CB. Установщики системы используют его для проверки условий перед установкой. Специалисты по тестированию и вводу в эксплуатацию используют его для правильной подготовки процедур тестирования и критериев оценки. Хотя информация, отображаемая на паспортной табличке, может быть неполной для нужд каждой аудитории, особенно для целей полевых испытаний, большая часть информации содержится в руководстве или инструкции CB, ссылка на которую указана на паспортной табличке.

    Для получения информации о процедурах тестирования, которые могут подтвердить ожидаемую производительность CB, смотрите часть 2 этой статьи в весеннем выпуске NETA World .

    ССЫЛКИ

    IEEE Std 4–2013, Стандартные методы IEEE для высоковольтных испытаний .

    IEEE Std 100–2000, Авторитетный словарь стандартных терминов IEEE – седьмое издание .

    IEEE C37.04–2018, Стандартная структура рейтинга IEEE для высоковольтных автоматических выключателей переменного тока .

    IEEE C37.06–2009, Стандарт IEEE для высоковольтных автоматических выключателей переменного тока, рассчитанных на основе симметричного тока — предпочтительные номиналы и соответствующие требуемые характеристики для напряжений выше 1000 В .

    IEEE C37.09–1999, Стандартная процедура испытаний IEEE для высоковольтных автоматических выключателей переменного тока, рассчитанных на основе симметричного тока.

    IEEE C37.010–1999, Руководство IEEE по применению высоковольтных автоматических выключателей переменного тока, рассчитанных на основе симметричного тока.

    IEEE C37.012–2005, Руководство IEEE по применению коммутации емкостного тока для высоковольтных автоматических выключателей переменного тока.

    IEEE C37.013–1997, Стандарт IEEE для автоматических выключателей высоковольтных генераторов переменного тока, рассчитанных на основе симметричного тока.

    IEEE C37.016–2006, Стандарт IEEE для переключателей цепи высокого напряжения переменного тока с номинальным напряжением от 15,5 кВ до 245 кВ.

    Volney Naranjo присоединился к Группе технической поддержки Megger в 2011 году в качестве инженера по применению, специализируясь на продукции для трансформаторов, низковольтных и высоковольтных автоматических выключателей, аккумуляторов и проверки качества электроэнергии.Он участвует в комитете IEEE по хранению энергии и стационарным батареям и публиковал статьи на конференциях, таких как TechCon, PowerTest, TSDOS, BattCon и EIC, а также в технических журналах. Волни получил степень BSEE в Университете дель Валье в Кали, Колумбия. После окончания института работал в области электротехнического проектирования и испытаний и пуско-наладки энергосистем в качестве наладчика и руководителя проекта.

    Высоковольтные автоматические выключатели постоянного тока — IEEE Power and Energy Society

     

    Системы передачи

    HVDC быстро строятся для интеграции возобновляемых генерирующих ресурсов через двухточечные, многотерминальные сети и сети HVDC благодаря преимуществам, присущим технологии VSC.Кроме того, технология постоянного тока развивается для применения в распределительных системах, которые внедряются либо путем преобразования существующей системы распределения переменного тока в систему постоянного тока, либо в новую систему распределения постоянного тока. Как развитие HVDC в передающих, так и распределительных сетях требует использования выключателей HVDC, чтобы обеспечить быстрое прерывание неисправности постоянного тока для обеспечения стабильной и надежной работы систем.

    Технологии выключателей постоянного тока высокого напряжения совершенствуются, и различные типы выключателей постоянного тока, в том числе механические, полупроводниковые или гибридные, были исследованы, спроектированы и введены в эксплуатацию.Основная проблема, с которой сталкиваются исследователи и инженеры, заключается в том, что не существует никаких международных стандартов на высоковольтные выключатели постоянного тока. Рейтинги и требования к тестированию в первую очередь выбираются и определяются на основе необходимости индивидуальных исследований и применения.

    Комитет по распределительным устройствам IEEE прилагает усилия для предоставления последних разработок в области выключателей постоянного тока высокого напряжения, а также для создания рабочей группы, чтобы можно было разработать стандарт на выключатели постоянного тока высокого напряжения, который лучше всего подходит для клиентов в Северной Америке.Это также поможет принять и/или согласовать с IEC в ближайшем будущем.


    Веб-семинары/учебники/обучение IEEE PES

    Коммутация в системах постоянного тока

    Учебное пособие по коммутации постоянного тока на весеннем собрании комитета IEEE по распределительному устройству 2018 г.: апрель 2018 г.

    В этом учебном пособии представлен обзор разработки системы HVDC, топологий, соответствующих функций переключения, различных неисправностей в системе HVDC, требований к прерыванию тока утечки, разработки автоматических выключателей HVDC, практических установок и опыта тестирования автоматических выключателей HVDC.

    Просмотреть сейчас


    Автоматические выключатели для сетей постоянного тока высокого напряжения

    Веб-семинар IEEE-PES: ноябрь 2019 г.
    Докладчик: Драган Йовчич

    Автоматические выключатели постоянного тока

    станут ключевыми компонентами будущих сетей передачи постоянного тока. На рынок были представлены в основном два семейства выключателей постоянного тока: механические выключатели постоянного тока и гибридные выключатели постоянного тока. На вебинаре будут обсуждаться технические характеристики каждого из этих действующих выключателей постоянного тока.

    Просмотреть сейчас


    Публикации IEEE PES

    Журнал Electrification — Том 1: Выпуск 1: Искрящиеся инновации

    Автоматические выключатели постоянного тока

    обеспечивают защиту систем постоянного тока. В системах HVdc доступны два типа автоматических выключателей. Первый тип, электромеханические выключатели, доступны до 500 кВ и 5 кА; второй тип, твердотельные автоматические выключатели на основе тиристора с коммутацией затвора (IGCT) или биполярного транзистора с изолированным затвором (IGBT), имеют типичные номинальные значения 4 кВ и 2 кА.

    Твердотельные выключатели постоянного тока

    также используются в низковольтных системах постоянного тока, например, в судовых энергосистемах. В первом выпуске журнала IEEE Electrification Magazine (2013 г., том 1, № 1) «Твердотельная защита на борту корабля: обзор и применение» Рича Шмерды; Роб Кузнер; Родни Кларк; Дэн Новак; Стив Бунзел представляет обзор современного искусства защиты низковольтных (НН) систем распределения электроэнергии постоянного тока с использованием полупроводниковых автоматических выключателей постоянного тока. Номинальные параметры автоматических выключателей составляют 1000 В, 1000 А для выключателей на основе IGCT и 1000 В, 1800 А для выключателей на основе IGBT.


    Журнал Electrification — Том 4: Выпуск 2: Имеет ли смысл распределение постоянного тока?

    В выпуске за июнь 2016 г. на тему «Имеет ли смысл распределение постоянного тока» есть две статьи в выпуске за июнь 2016 г., относящиеся к автоматическим выключателям постоянного тока.

    1. Защита микросети постоянного тока: использование полупроводникового автоматического выключателя со связанной индуктивностью Атифа Максуда и Кейта Корзина
    2. Сверхбыстродействующие полупроводниковые автоматические выключатели: защита микросетей постоянного и переменного тока на основе преобразователей от короткого замыкания [Лидеры технологий] З.Джон Шен

    В обеих статьях рассматриваются технологии, позволяющие сделать автоматические выключатели более быстрыми для систем низкого напряжения постоянного тока на 400 В.


    Многочисленные статьи из журнала IEEE Power and Energy Magazine и журнала Electrification более подробно рассматривают тему устойчивости сети. Эти статьи включают:

    • «Применение автоматических выключателей для высоковольтной сети постоянного тока»
      Драган Йовчич; Гуанфу Тан; Хуэй Панг, Журнал IEEE Power and Energy, том: 17, выпуск: 3, 2019 г.
    • «Подстанции для будущих сетей HVDC: оборудование и конфигурации для подключения элементов сети HVDC»
      Дирк Ван Хертем, Виллем Летерм, Герайнт Чаффи, Мудар Абедраббо, Миан Ванг, Фирью Зерихун; Майк Барнс, журнал IEEE Power and Energy, том: 17, выпуск 4, 2019 г.
    • «Автоматические выключатели постоянного тока высокого напряжения: обзор, определяющий потребности в будущих исследованиях»
      Кристиан М. Франк, IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 26, НЕТ. 2 апреля 2011 г.
    • «Автоматические выключатели постоянного тока высокого напряжения — обзор»
      Майк Барнс, Дамиан Серхио Вилчис-Родригес, Роджер Шаттлворт, Оливер Цвиковски и Александр С. Смит, IEEE Access, ноябрь 2020 г.
    • «Проектирование защиты высоковольтных сетей постоянного тока: стратегии устранения неисправностей и алгоритмы защиты»
      Виллем Летерме; Илка Ян; Филипп Раффинг; Камран Шарифабади; Дирк Ван Хертем Журнал IEEE Power and Energy Год: 2019 | Том: 17, Выпуск: 3

    Связанные разработки других международных организаций: IEC/CIGRE


    Комитеты по интересам и способы участия:

    • Чтобы узнать больше и принять участие, посетите веб-сайт подкомитета HVCB Комитета IEEE PES по распределительным устройствам здесь.
    • Рабочие группы CB HVDC
    • дважды в год проводят заседания WG совместно с заседаниями Комитета по распределительному устройству IEEE. Следующее собрание запланировано на собрание IEEE SG осенью 2021 года. Если вы заинтересованы в деятельности рабочей группы и разработке стандартов, приглашаем вас присоединиться к рабочей группе. Дополнительную информацию о будущих встречах можно найти по адресу https://www.ewh.ieee.org/soc/pes/switchgear/meetings/meetings.html
    • .

    Сортировать поСпонсорыСоспонсорыТехнически соспонсорыТехнические комитетыОбразование

    7 функций высоковольтных выключателей

    Высоковольтный автоматический выключатель является одним из важных электротехнических устройств в энергосистеме.Он широко используется при различных уровнях напряжения энергосистемы и имеет широкий спектр применения. Это очень важное устройство управления и защиты в процессе производства, передачи и распределения электроэнергии. Эффект следующий:

    (1) В нормальных условиях безопасно и надежно контролировать ввод и вывод различного электрического оборудования и линий электропередач.

    (2) Когда различное электрическое оборудование и линии электропередач в энергосистеме выходят из строя, сотрудничайте с устройствами релейной защиты, устройствами автоматического повторного включения и другими устройствами автоматического управления безопасностью, чтобы быстро отключить ток короткого замыкания и удалить неисправную часть из энергосистемы, чтобы уменьшить объем случайного отключения электроэнергии, а также обеспечить стабильную и безопасную работу безотказной части электросети.

    (3) Он должен быть хорошим проводником в замкнутом состоянии и должен выдерживать тепловое и механическое воздействие не только нормального тока, но и тока короткого замыкания.

    (4) Хорошая изоляция по отношению к земле, фазам и трещинам.

    (5) В любой момент в замкнутом состоянии должна быть обеспечена возможность отключения тока ниже номинального тока отключения в кратчайшие сроки без опасного перенапряжения.

    (6) В любой момент в разомкнутом состоянии должна быть обеспечена возможность безопасного замыкания тока в состоянии короткого замыкания за короткое время при условии, что контакты не привариваются.

    (7) Существует множество типов высоковольтных автоматических выключателей. По сравнению с электрооборудованием, таким как генераторы и трансформаторы, они совершенно особенные. Это показывает, что исследования и разработки высоковольтных автоматических выключателей с точки зрения технологии все еще находятся в стадии разработки и еще не достигли централизованного единого принципа и типа. На уровне совершенства некоторые теории, материалы, принципы и т. д. находятся еще в стадии доработки и относятся к «молодой технике».Таким образом, при выборе высоковольтного автоматического выключателя вы должны выбрать соответствующую разновидность высоковольтных автоматических выключателей в соответствии с различными местами использования и различными требованиями к производительности, надежности и экономичности продукта.

    Объем рынка высоковольтных автоматических выключателей, доля отрасли

    Высоковольтный автоматический выключатель

    (HVCB) помогает частным и коммунальным компаниям управлять спросом на электроэнергию, генерируя, передавая и останавливая электрический ток в обычных условиях, связанных с цепью.Кроме того, высоковольтный автоматический выключатель выдает и изолирует электрические токи в нестандартных ситуациях, связанных с цепями, таких как короткие замыкания. HVCB хорошо работает как в замкнутых, так и в разомкнутых цепях, выступая в качестве изолятора в разомкнутой цепи и в качестве проводника в замкнутой цепи, и может быстро переключаться между открытым и закрытым цепями без риска создания опасных уровней напряжения, что делает его более надежная альтернатива другим автоматическим выключателям. Эта характеристика HVCB вызвала огромный спрос в регионах.

    В зависимости от типа, рынок HVCB подразделяется на масляные выключатели, элегазовые выключатели, вакуумные выключатели и воздушные выключатели. Сегмент элегазовых выключателей занимает значительную долю рынка и, как ожидается, сохранит свою привлекательность в течение прогнозируемого периода, поскольку он обеспечивает более высокую эффективность и в целом является лучшей альтернативой. SF6 HVCB заменяет воздух гексафторидом серы, бесцветным и нетоксичным газом. Фактор, который делает его лучшим выбором для прерывателей воздуха, заключается в том, что гексафторид серы не выбрасывается в атмосферу после каждого использования.

    В зависимости от конечного пользователя мировой рынок подразделяется на строительство, производство электроэнергии и транспорт. На сегмент электроэнергетики приходится значительная доля рынка, поскольку использование HVCB экспоненциально выше в секторах промышленного использования, чем в коммерческом и жилом секторах, где в основном используются низковольтные автоматические выключатели.

    Поставщики накопителей энергии по всему миру инвестируют в более совершенные возобновляемые источники энергии. Например, У.С. решил заменить большую часть своей старой и устаревшей системы электроснабжения, которая устарела и регулярно выходит из строя, новой и обновленной инфраструктурой. Изменение сетевых систем привело к увеличению спроса на HVCB, который растет устойчивыми темпами, что приводит к увеличению инвестиций в этот сектор. Этот фактор, вероятно, будет стимулировать мировой рынок высоковольтных автоматических выключателей в течение прогнозируемого периода.

    Критическим рыночным ограничением для рынка является высокая стоимость капитальных вложений, необходимых для установки в секторе высоковольтных автоматических выключателей.Кроме того, бывают периоды отсутствия спроса, которые стагнируют рынок. Кроме того, неадекватное и устаревшее оборудование и отсутствие надлежащего обновления и интеграции с текущим интерфейсом также влияют на рост рынка, делая его стагнирующим.


    Ключевой драйвер рынка —

    Увеличение инвестиций в сектор возобновляемых источников энергии, ведущих к передовым энергетическим системам.

    Ограничение ключевого рынка —

    Высокие затраты на установку, периодические периоды низкого и неустойчивого спроса и необходимость обновления устаревшего оборудования.


    Ключевые игроки:

    Некоторые из крупнейших компаний на рынке высоковольтных автоматических выключателей: ABB, GE, Schneider Electric, Eaton, Mitsubishi Electric Corporation, Siemens, Hitachi, Toshiba, Larsen and Toubro, Camsco, Atom Power Inc. , Salzer Technologies Limited, Kirloskar Electric Co Ltd и Xiamen Huadian Switchgear Co. Ltd.


    Региональный анализ:

    Рынок высоковольтных автоматических выключателей изучается в различных регионах, таких как Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион, Латинская Америка и Ближний Восток и Африка.На Северную Америку приходится значительная доля мирового рынка, поскольку скорость перехода от устаревших сетей к HVCB высока и, вероятно, приведет к росту рынка. Рынок Северной Америки также растет из-за роста населения и спроса на более качественную передачу электроэнергии в США и Канаде.

    По оценкам, самым быстрорастущим рынком для высоковольтных автоматических выключателей является Азиатско-Тихоокеанский регион из-за таких развивающихся стран, как Китай, Япония, Индия, Австралия и Южная Корея.Китай и Япония конкурируют с такими странами, как США и Великобритания, с точки зрения положения на рынке, а также с Индией, Южной Кореей и Австралией, с растущим числом проектов на основе HVCB. Кроме того, Африка является регионом с наилучшими возможностями для рынка HVCB, поскольку быстрый рост индустриализации и электрификации должен способствовать росту рынка.


    , чтобы получить обширные идеи на рынок, запрос на настройку


    сегментация





    9098









    1






  • Выключатель масляных цепей

  • SF6 Автоматический выключатель

  • Вакуумный выключатель

  • Выключатель воздуха

















  • Детали

    по типу


    по конечным пользователю





  • Строительство

  • Power Production

  • Транспорт



  • by Geo




    • Северная Америка (США)Южная Америка и Канада)

    • Европа (Великобритания, Германия, Франция, Италия, Испания, Россия и остальные страны Европы)

    • Азиатско-Тихоокеанский регион (Япония, Китай, Индия, Австралия, Юго-Восточная Азия и остальные страны Азиатско-Тихоокеанского региона)

    • Латинская Америка (Бразилия, Мексика и отдых ЛА)

    • Ближний Восток и Африка (Южная Африка, GCC и отдых Ближнего Востока и Африка)



    Ключевые отраслевые разработки



    • В январе 2020 года компания Siemens приобрела компанию C&S Electric, производителя электронного оборудования, вместе с ее филиалом в Индии.Приобретение произошло с целью удовлетворения растущего спроса на продукцию для электрификации.

    • Компания Eaton Cummins Automated Transmission Technologies выпустила серию Endurant XD, в которой HVCB используется на автомагистралях для наблюдения за тяжелыми транспортными средствами. В этой серии используется высокопроизводительная система автоматической трансмиссии для отслеживания транспортных средств.

    Основные определения — автоматический выключатель

    Автоматический выключатель представляет собой автоматический электрический выключатель, предназначенный для защиты электрической цепи от повреждений, вызванных перегрузкой или коротким замыканием.Его основная функция заключается в обнаружении неисправности и, прерывая непрерывность, немедленно прекращает подачу электроэнергии. В отличие от предохранителя, который срабатывает один раз, а затем его необходимо заменить, автоматический выключатель можно сбросить (вручную или автоматически) для возобновления нормальной работы. Автоматические выключатели изготавливаются различных размеров: от небольших устройств, защищающих отдельный бытовой прибор, до крупных распределительных устройств, предназначенных для защиты высоковольтных цепей, питающих целый город.

    Происхождение

    Ранняя форма автоматического выключателя была описана Томасом Эдисоном в патентной заявке 1879 года, хотя в его коммерческой системе распределения электроэнергии использовались предохранители.Его назначение заключалось в защите проводки цепей освещения от случайных коротких замыканий и перегрузок.

    Операция

    Все автоматические выключатели имеют общие принципы работы, хотя детали существенно различаются в зависимости от класса напряжения, номинального тока и типа автоматического выключателя.

    Автоматический выключатель должен обнаружить неисправность; в низковольтных автоматических выключателях это обычно делается внутри корпуса выключателя. Автоматические выключатели для больших токов или высокого напряжения обычно снабжены контрольными устройствами для обнаружения тока короткого замыкания и управления механизмом размыкания.Соленоид отключения, который освобождает защелку, обычно питается от отдельной батареи, хотя некоторые высоковольтные автоматические выключатели являются автономными с трансформаторами тока, реле защиты и внутренним источником питания управления.

    При обнаружении неисправности контакты внутри автоматического выключателя должны разомкнуться, чтобы разорвать цепь; некоторая механически накопленная энергия (с использованием чего-то, например, пружин или сжатого воздуха), содержащаяся в выключателе, используется для разъединения контактов, хотя часть необходимой энергии может быть получена из самого тока короткого замыкания.Небольшие автоматические выключатели могут управляться вручную; более крупные устройства имеют соленоиды для отключения механизма и электродвигатели для восстановления энергии пружин.

    Контакты выключателя должны выдерживать ток нагрузки без чрезмерного нагрева, а также должны выдерживать тепло дуги, образующейся при разрыве цепи. Контакты изготавливаются из меди или медных сплавов, сплавов серебра и других материалов. Срок службы контактов ограничен эрозией из-за прерывания дуги.Миниатюрные автоматические выключатели и автоматические выключатели в литом корпусе обычно выбрасываются при износе контактов, но силовые автоматические выключатели и высоковольтные автоматические выключатели имеют сменные контакты.

    При прерывании тока возникает дуга. Эта дуга должна удерживаться, охлаждаться и гаситься контролируемым образом, чтобы зазор между контактами снова мог выдерживать напряжение в цепи. Различные автоматические выключатели используют вакуум, воздух, изолирующий газ или масло в качестве среды, в которой образуется дуга.Для гашения дуги используются различные методы, в том числе:

    • Удлинение дуги
    • Интенсивное охлаждение (в струйных камерах)
    • Разделение на частичные дуги
    • Гашение нулевой точки (Контакты размыкаются при пересечении сигнала переменного тока во время нулевого тока, эффективно отключая ток холостого хода во время размыкания. Переход через ноль происходит при удвоенной частоте сети, т. е. 100 раз в секунду для 50 Гц переменного тока и 120 раз в секунду). секунда для 60 Гц переменного тока)
    • Соединение конденсаторов параллельно контактам в цепях постоянного тока

    Наконец, когда неисправность устранена, контакты должны быть снова замкнуты, чтобы восстановить питание прерванной цепи.

    Разрыв дуги

    Миниатюрные низковольтные автоматические выключатели используют только воздух для гашения дуги. У более высоких номиналов будут металлические пластины или неметаллические дугогасительные камеры для разделения и охлаждения дуги. Магнитные дугогасительные катушки отклоняют дугу в дугогасительную камеру.

    В масляных выключателях более высоких номиналов используется испарение части масла для подачи струи масла через дугу.

    Газовые (обычно гексафторид серы) автоматические выключатели иногда растягивают дугу с помощью магнитного поля, а затем полагаются на диэлектрическую прочность гексафторида серы (SF6) для гашения растянутой дуги.

    Вакуумные автоматические выключатели имеют минимальное искрение (поскольку ионизировать нечего, кроме контактного материала), поэтому дуга гасится при очень небольшом растяжении (<2–3 мм). Вакуумные выключатели часто используются в современных распределительных устройствах среднего напряжения до 35 000 вольт.

    Воздушные автоматические выключатели могут использовать сжатый воздух для гашения дуги, или, альтернативно, контакты быстро поворачиваются в небольшую герметичную камеру, высвобождая вытесненный воздух, таким образом гася дугу.

    Автоматические выключатели обычно способны отключать весь ток очень быстро: обычно дуга гаснет через 30–150 мс после срабатывания механизма, в зависимости от возраста и конструкции устройства.

    Ток короткого замыкания

    Автоматические выключатели

    оцениваются как по нормальному току, который они могут выдержать, так и по максимальному току короткого замыкания, который они могут безопасно отключить.

    В условиях короткого замыкания может существовать ток, во много раз превышающий нормальный (см. максимальный ожидаемый ток короткого замыкания).Когда электрические контакты размыкаются, чтобы прервать большой ток, существует тенденция к образованию дуги между разомкнутыми контактами, что позволяет току продолжаться. Следовательно, автоматические выключатели должны иметь различные функции для разделения и гашения дуги.

    В выключателях с воздушной изоляцией и миниатюрных выключателях конструкция дугогасительной камеры, состоящая (часто) из металлических пластин или керамических ребер, охлаждает дугу, а магнитные дугогасительные катушки отклоняют дугу в дугогасительную камеру. В более крупных автоматических выключателях, таких как те, которые используются в распределении электроэнергии, может использоваться вакуум, инертный газ, такой как гексафторид серы, или контакты, погруженные в масло, для подавления дуги.

    Максимальный ток короткого замыкания, который может отключить выключатель, определяется путем испытаний. Применение выключателя в цепи с ожидаемым током короткого замыкания выше номинальной отключающей способности выключателя может привести к тому, что выключатель не сможет безопасно отключить неисправность. В худшем случае автоматический выключатель может успешно прервать неисправность, но при сбросе взорвется.

    Миниатюрные автоматические выключатели, используемые для защиты цепей управления или небольших электроприборов, могут не иметь достаточной отключающей способности для использования на щите; эти автоматические выключатели называются «дополнительными устройствами защиты цепи», чтобы отличать их от автоматических выключателей распределительного типа.

    Стандартные номинальные токи

    Международный стандарт

    IEC 60898-1 и европейский стандарт EN 60898-1 определяют номинальный ток In автоматического выключателя для низковольтных распределительных устройств как ток, на который выключатель рассчитан в непрерывном режиме (при температуре окружающего воздуха 30 °C). . Общедоступные предпочтительные значения номинального тока: 6 А, 10 А, 13 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А, 80 А и 100 А (серия Renard, слегка изменено, чтобы включить текущее ограничение британских розеток BS 1363).На автоматическом выключателе указан номинальный ток в амперах, но без обозначения единицы измерения «А». Вместо этого перед цифрой в амперах ставится буква «В», «С» или «D», которая указывает мгновенный ток отключения, то есть минимальное значение тока, при котором автоматический выключатель отключается без преднамеренной задержки по времени (т. е. менее чем за 100 мс), выраженное в единицах In:

    Тип Мгновенный ток отключения
    Б свыше 3 In до 5 In включительно
    С свыше 5 In до 10 In включительно
    Д свыше 10 In до 20 In включительно
    К выше 8 In до 12 In включительно Для защиты нагрузок, вызывающих частые кратковременные (примерно от 400 мс до 2 с) пики тока при нормальной работе.
    З выше 2 In до 3 In включительно в течение периодов порядка десятков секунд. Для защиты таких нагрузок, как полупроводниковые приборы или измерительные цепи, использующие трансформаторы тока.

    Типы автоматических выключателей

    Можно сделать множество различных классификаций автоматических выключателей на основе их характеристик, таких как класс напряжения, тип конструкции, тип прерывания и конструктивные особенности.

    Автоматические выключатели низкого напряжения

    Типы низкого напряжения (менее 1000 В переменного тока) распространены в бытовом, коммерческом и промышленном применении, включая:

    • MCB (Multiature Automatic Breaker) — номинальный ток не более 100 А.Характеристики срабатывания обычно не регулируются. Термический или термомагнитный режим. Выключатели, показанные выше, относятся к этой категории.
    • MCCB (автоматический выключатель в литом корпусе) — номинальный ток до 2500 А. Тепловой или термомагнитный режим работы. Ток срабатывания может регулироваться для больших номиналов.
    • Силовые автоматические выключатели низкого напряжения могут устанавливаться многоярусно в распределительных щитах или шкафах распределительных устройств низкого напряжения.

    Характеристики автоматических выключателей низкого напряжения определяются международными стандартами, такими как IEC 947.Эти автоматические выключатели часто устанавливаются в выдвижных корпусах, что позволяет снимать и заменять их без демонтажа распределительного устройства.

    Большие низковольтные выключатели в литом корпусе и силовые автоматические выключатели могут иметь приводы электродвигателей, позволяющие отключать (размыкать) и включать их дистанционно. Они могут быть частью системы автоматического переключения резервного питания.

    Низковольтные автоматические выключатели также изготавливаются для приложений постоянного тока (постоянного тока), например, постоянного тока для линий метро.Для постоянного тока требуются специальные выключатели, потому что дуга не имеет естественной тенденции гаснуть в каждом полупериоде, как для переменного тока. Автоматический выключатель постоянного тока будет иметь дугогасительные катушки, которые генерируют магнитное поле, которое быстро растягивает дугу при отключении постоянного тока.

    Малые автоматические выключатели либо устанавливаются непосредственно в оборудование, либо размещаются в панели выключателей.

    Устанавливаемый на DIN-рейку миниатюрный термомагнитный автоматический выключатель на 10 ампер является наиболее распространенным типом в современных бытовых потребительских устройствах и коммерческих электрических распределительных щитах по всей Европе.В конструкцию входят следующие компоненты:

    1. Рычаг привода – используется для ручного отключения и сброса автоматического выключателя. Также указывает состояние автоматического выключателя (включен или выключен/сработал). Большинство автоматических выключателей сконструированы таким образом, что они могут срабатывать, даже если рычаг удерживается или блокируется в положении «включено». Это иногда называют «свободным отключением» или «положительным отключением».
    2. Приводной механизм – сближает или раздвигает контакты.
    3. Контакты — пропускают ток при прикосновении и прерывают ток при раздвигании.
    4. Клеммы
    5. Биметаллическая полоса
    6. Калибровочный винт – позволяет производителю точно настроить ток срабатывания устройства после сборки.
    7. Соленоид
    8. Дугогаситель/разделитель дуги

    Магнитный автоматический выключатель

    Магнитные автоматические выключатели используют соленоид (электромагнит), сила тяги которого увеличивается с ростом тока. Некоторые конструкции используют электромагнитные силы в дополнение к силам соленоида. Контакты выключателя замыкаются защелкой.Когда ток в соленоиде превышает номинал автоматического выключателя, усилие соленоида освобождает защелку, которая затем позволяет контактам размыкаться под действием пружины. Некоторые типы магнитных прерывателей включают функцию гидравлической задержки времени, использующую вязкую жидкость. Сердечник удерживается пружиной до тех пор, пока ток не превысит номинал выключателя. Во время перегрузки скорость движения соленоида ограничивается жидкостью. Задержка допускает кратковременные скачки тока сверх нормального рабочего тока для запуска двигателя, включения оборудования и т. д.Токи короткого замыкания обеспечивают достаточное усилие соленоида, чтобы разблокировать защелку независимо от положения сердечника, таким образом обходя функцию задержки. Температура окружающей среды влияет на выдержку времени, но не влияет на номинальный ток магнитного выключателя.

    Термомагнитный автоматический выключатель

    Термомагнитные автоматические выключатели, которые используются в большинстве распределительных щитов, включают в себя обе технологии: электромагнит мгновенно реагирует на большие скачки тока (короткие замыкания), а биметаллическая пластина реагирует на менее экстремальные, но более длительные условия перегрузки по току.

    Выключатели общего назначения

    При питании ответвленной цепи с более чем одним проводником под напряжением каждый проводник под напряжением должен быть защищен полюсом выключателя. Чтобы гарантировать, что все проводники под напряжением будут разомкнуты при отключении любого полюса, необходимо использовать выключатель «общего отключения». Они могут либо содержать два или три механизма отключения в одном корпусе, либо для небольших выключателей могут внешне связывать полюса вместе с помощью рукояток управления. Двухполюсные общие размыкающие выключатели распространены в системах на 120/240 В, где нагрузки на 240 В (включая основные приборы или дополнительные распределительные щиты) охватывают два провода под напряжением.Трехполюсные выключатели с общим расцепителем обычно используются для подачи трехфазной электроэнергии на большие двигатели или другие распределительные щиты.

    Двух- и четырехполюсные выключатели используются, когда необходимо отключить нейтральный провод, чтобы убедиться, что ток не может течь обратно через нейтральный провод от других нагрузок, подключенных к той же сети, когда людям необходимо прикоснуться к проводам для обслуживания. Ни в коем случае нельзя использовать отдельные автоматические выключатели для отключения под напряжением и нейтрали, поскольку при отключении нейтрали при подсоединенном проводнике под напряжением возникает опасное состояние: цепь окажется обесточенной (приборы не будут работать), но провода останутся под напряжением. и УЗО не сработают, если кто-то коснется провода под напряжением (поскольку для срабатывания УЗО требуется питание).Поэтому, когда требуется переключение нейтрального провода, следует использовать только обычные автоматические выключатели.

    Автоматические выключатели среднего напряжения

    Автоматические выключатели среднего напряжения на напряжение от 1 до 72 кВ могут быть собраны в группы распределительных устройств в металлическом корпусе для использования внутри помещений или могут быть отдельными компонентами, установленными на открытом воздухе на подстанции. Воздушные автоматические выключатели заменили маслонаполненные блоки для внутреннего применения, но теперь сами заменяются вакуумными автоматическими выключателями (примерно до 35 кВ).Подобно высоковольтным автоматическим выключателям, описанным ниже, они также управляются защитными реле с датчиками тока, управляемыми через трансформаторы тока. Характеристики автоматических выключателей среднего напряжения определяются международными стандартами, такими как IEC 62271. В автоматических выключателях среднего напряжения почти всегда используются отдельные датчики тока и реле защиты вместо встроенных тепловых или магнитных датчиков максимального тока.

    Автоматические выключатели среднего напряжения можно классифицировать по среде, используемой для гашения дуги:

    • Вакуумный автоматический выключатель — с номинальным током до 3000 А эти выключатели прерывают ток, создавая и гася дугу в вакуумном контейнере.Обычно они применяются для напряжений примерно до 35 000 В, что примерно соответствует диапазону среднего напряжения энергосистем. Вакуумные автоматические выключатели, как правило, имеют более длительный срок службы между капитальными ремонтами, чем воздушные автоматические выключатели.
    • Воздушный автоматический выключатель — номинальный ток до 10 000 А. Характеристики срабатывания часто полностью настраиваются, включая настраиваемые пороги срабатывания и задержки. Обычно с электронным управлением, хотя некоторые модели управляются микропроцессором через встроенный электронный расцепитель.Часто используются для основного распределения электроэнергии на крупных промышленных предприятиях, где выключатели расположены в выдвижных корпусах для простоты обслуживания.
    • Элегазовые выключатели гасят дугу в камере, заполненной гексафторидом серы.

    Автоматические выключатели среднего напряжения могут быть подключены к цепи болтовыми соединениями с шинами или проводами, особенно на открытых распределительных устройствах. Автоматические выключатели среднего напряжения в составе распределительных устройств часто имеют выдвижную конструкцию, что позволяет снимать выключатель, не нарушая соединения силовой цепи, с помощью моторизованного или ручного механизма для отделения выключателя от корпуса.

    Высоковольтные автоматические выключатели

    Сети электропередачи защищаются и контролируются высоковольтными выключателями. Определение высокого напряжения варьируется, но в работе по передаче электроэнергии обычно считается, что оно составляет 72,5 кВ или выше, согласно недавнему определению Международной электротехнической комиссии (МЭК). Высоковольтные выключатели почти всегда приводятся в действие соленоидами, а защитные реле с датчиками тока работают через трансформаторы тока. На подстанциях схема релейной защиты может быть сложной, защищая оборудование и шины от различных видов перегрузок или замыканий на землю.

    Высоковольтные выключатели широко классифицируются по среде, используемой для гашения дуги.

    • Масло наливом
    • Минимум масла
    • Воздушный взрыв
    • Вакуум
    • SF6

    Некоторые производители: ABB, GE (General Electric), AREVA, Mitsubishi Electric, Pennsylvania Breaker, Siemens, Toshiba, Kon?ar HVS, BHEL, CGL.

    Из-за опасений по поводу защиты окружающей среды и затрат на изоляцию разливов масла в большинстве новых автоматических выключателей для гашения дуги используется газ SF6.

    Автоматические выключатели

    могут быть классифицированы как баковые, если корпус, в котором находится механизм отключения, находится под потенциалом сети, или баковые, корпус которых находится под потенциалом земли. Обычно доступны высоковольтные автоматические выключатели переменного тока с номинальным напряжением до 765 кВ. Выключатели на 1200 кВ, скорее всего, появятся на рынке очень скоро.

    Высоковольтные автоматические выключатели, используемые в системах электропередачи, могут быть устроены так, чтобы обеспечить отключение одного полюса трехфазной линии вместо отключения всех трех полюсов; для некоторых классов отказов это повышает стабильность и доступность системы.

    Высоковольтные автоматические выключатели с гексафторидом серы (SF6)

    Выключатель на основе гексафторида серы использует контакты, окруженные газообразным гексафторидом серы, для гашения дуги. Они чаще всего используются для напряжения на уровне передачи и могут быть встроены в компактные распределительные устройства с элегазовой изоляцией. В холодном климате может потребоваться дополнительный нагрев или снижение номинальных характеристик автоматических выключателей из-за сжижения элегаза.

    Прочие выключатели

    Следующие типы описаны в отдельных статьях.

    • Выключатели для защиты от замыканий на землю слишком малы, чтобы отключить устройство максимального тока:
      • Устройство защитного отключения (УЗО, ранее известное как устройство защитного отключения) — обнаруживает асимметрию тока, но не обеспечивает защиту от перегрузки по току.
      • Устройство защитного отключения с защитой от перегрузки по току (ВДТ) — сочетает в себе функции УЗО и МСВ в одном корпусе. В Соединенных Штатах и ​​​​Канаде монтируемые на панели устройства, которые сочетают в себе обнаружение замыкания на землю (землю) и защиту от перегрузки по току, называются прерывателями цепи замыкания на землю (GFCI); настенное розеточное устройство, обеспечивающее только обнаружение замыкания на землю, называется GFI.
      • Прерыватель цепи утечки на землю (ELCB) — определяет ток утечки напрямую, а не дисбаланс. Они больше не встречаются в новых установках по разным причинам.
    • Автореклоузер — тип автоматического выключателя, который снова замыкается после задержки. Они используются в воздушных системах распределения электроэнергии, чтобы кратковременные неисправности не вызывали устойчивых отключений.
    • Polyswitch (polyfuse) — небольшое устройство, обычно описываемое как предохранитель с автоматическим сбросом, а не как автоматический выключатель.
    Позвоните в Defined Electric по телефону 505-269-9861 или отправьте электронное письмо одному из наших квалифицированных электриков в Альбукерке сегодня, чтобы составить бесплатную смету для вашего следующего электротехнического проекта.

    Различные типы автоматических выключателей

    Электрический автоматический выключатель представляет собой коммутационное устройство, которым можно управлять вручную или автоматически для управления и защиты системы электроснабжения.Без автоматического выключателя существует высокий риск возгорания, поражения электрическим током и поражения электрическим током.

    Различные типы автоматических выключателей и как их идентифицировать?

    Существует различных типов автоматических выключателей в зависимости от напряжения, места установки, внешнего дизайна и отключающего механизма:

    1. В зависимости от напряжения

      • Автоматические выключатели низкого напряжения — Эти выключатели рассчитаны на использование при низком напряжении до 2 кВ и в основном используются в небольших производствах.
      • Высоковольтные автоматические выключатели — Эти выключатели рассчитаны на использование при напряжении более 2 кВ. Автоматические выключатели высокого напряжения подразделяются на выключатели класса передачи.
        • На напряжение 123 кВ и выше
        • Автоматические выключатели среднего класса напряжения (менее 72 кВ)
    2. По месту установки

      • Внутренние автоматические выключатели — Предназначены для использования внутри зданий или в атмосферостойких корпусах.Обычно они работают при среднем напряжении в металлическом корпусе распределительного устройства.
      • Наружные автоматические выключатели — благодаря их конструкции эти выключатели можно использовать на открытом воздухе без крыши. Их внешнее расположение корпуса прочнее, чем у внутренних выключателей, и может противостоять износу.
    3. На основе внешнего дизайна

      • Баковые автоматические выключатели -Выключатели, закрытый корпус которых находится под потенциалом земли, известны как баковые автоматические выключатели.Их резервуар заключает в себе всю изолирующую и прерывающую среду. Другими словами, бак закорочен на землю или находится под мертвым потенциалом.
      • Баковые автоматические выключатели под напряжением -Эти выключатели имеют прерыватель в корпусе бака, который находится под потенциалом над землей. Он находится над землей с некоторой изоляционной средой между ними.
    4. Механизм прерывания

      • Воздушный автоматический выключатель – Этот выключатель использует воздух в качестве изолирующей и отключающей среды.Выключатель подразделяется на два типа
        • Низковольтный автоматический выключатель, значение которого ниже 1000 В
        • Высоковольтный автоматический выключатель номиналом 1000 В и выше. Далее он подразделяется на масляные автоматические выключатели и безмасляные автоматические выключатели
        • .
      • Масляный выключатель — В качестве отключающей и изолирующей среды используется масло. Эти выключатели делятся на два типа в зависимости от давления и количества используемого масла.
      • Вакуумные выключатели — Эти выключатели используют вакуум в качестве отключающей среды благодаря его высоким диэлектрическим и диффузионным свойствам.
      • MCB (миниатюрный автоматический выключатель) — Номинальный ток этого автоматического выключателя составляет менее 100 А, и в него встроена только одна защита от перегрузки по току. Настройки срабатывания в этой схеме не регулируются.
      • MCCB (Автоматические выключатели в литом корпусе) — Номинальный ток для этих автоматических выключателей превышает 1000 А. Они имеют защиту от замыкания на землю вместе с токовой защитой. Настройки срабатывания автоматического выключателя в литом корпусе можно легко отрегулировать.
      • Однополюсный автоматический выключатель — Этот выключатель имеет один провод питания и один провод нейтрали, которые работают при напряжении 120 В.Когда есть неисправность, он прерывает только горячий провод.
      • Двухполюсный автоматический выключатель — Используется для 220 В. Есть два провода под напряжением, и оба полюса должны быть разомкнуты.
      • Автоматический выключатель GFI или GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю) — Это предохранительные выключатели, которые срабатывают при токе замыкания на землю. Выключатель GFCI прерывает электрическую цепь при обнаружении малейшего расхождения между фазным и нулевым проводами.
      • Размыкатель цепи дугового замыкания (AFCI) — Размыкатель цепи AFCI прерывает цепь в условиях чрезмерной дуги и предотвращает возгорание.В нормальных условиях возникновения дуги этот выключатель будет бездействовать и не разорвет цепь.

     

    Видео предоставлено: Learning Engineering

    Крайне важно, чтобы автоматические выключатели были частью каждого дома для защиты проживающих в нем семей.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.