Vakum anahtarı: cihaz ve çalışma prensibi + seçim ve bağlantı nüansları

Bir elektrikli cihaz, bir vakum devre kesici, elektrikli yüksek voltaj ağlarının bir parçası olarak çalışmak üzere tasarlanmış bir cihazdır.Adını bir tasarım özelliğinden almıştır: elektrik arkının anında söndürülmesini sağlayan bir vakum odası.

Cihaz, acil durumlarda veya rutin çalışmanın bir parçası olarak ekipmanı kapatmak için tasarlanmış anahtarlar olarak kullanılır. Vakum komütatörünün ne olduğuna ve neden gerekli olduğuna daha yakından bakalım.

Yüksek voltajlı vakum anahtarı nasıl çalışır?

Anahtarların tasarımında kullanılan vakum odalarının işlevselliğinin temeli, gazın boşaltılmış haldeki fiziksel özellikleridir. Bu koşullar altında elektriksel dayanım olarak nitelendirilen gaz özelliği, artışa doğru önemli ölçüde değişir.

Oldukça nadirleştirilmiş bir ortamın bu etkisi (10 ila 10 arasında)^-6 10'a kadar^-8 N/cm²), elektriksel kontak gruplarının geçtiği gaz vakum odaları ile takviye edilmiş anahtar tasarımlarında başarıyla kullanılmaktadır.

Vakumlu devre kesicinin modellerinden biri, elektrik şebekelerinin çalışmasında kullanılan bir cihazdır. Cihaz, benzer cihazlarla karşılaştırıldığında ancak farklı tipte daha modern ve güvenilir olarak kabul edilir.

Kontak gruplarından akan akım (kontağın bağlantısı kesildiği anda) bir elektrik deşarjı - bir ark oluşturur.Ark yanması, kaçınılmaz olarak yüksek sıcaklıktan oluşan metal buharlarının kısmi iyonlaşması nedeniyle meydana gelir. Oluşturulan plazma boyunca kontaklar arasındaki akımın geçişi, akım sıfır baraya geçene kadar sürdürülür.

“Sıfır”a geçiş anı gelir gelmez elektrik arkı söner. Genel işlem 7-10 mikrosaniyeden fazla sürmez.

Vakum şalterlerinin tasarımı

Tasarımları dikkate alınarak vakumlu devre kesicilerin çeşitliliği oldukça fazladır. Bu nedenle bu cihazların özelliklerini bir bütün olarak vermek zordur. Bu arada tasarım farklılıklarına bakılmaksızın çalışma prensibi değişmeden kalır.

Patlayıcının blok şeması: 1 – üst terminal; 2 – vakum odası; 3 – polimer yalıtkan; 4 – daha düşük çıktı; 5 - kontağı soyun; 6 – güç yayı; 7 – çekiş çubuğu; 8 – gezi yayı; 9 – vites kolu; 10 – tahrik mili; 11 – serbest bırakma; 12 - vücut

Genel bilgi için ele alalım üç kutuplu vakum anahtarı, yaylı motor tahrikiyle donatılmıştır. Bu cihaz iç veya dış mekan kurulumu için tasarlanmıştır. Her durumda montajı özel dağıtım metal kutuları içerisinde gerçekleştirilir.

Cihazlar ulusal ekonominin çeşitli alanlarında kullanılabilir. Ancak bazı sınırlamalar vardır.

Bu nedenle, vakumlu devre kesicilerin aşağıdaki koşullarda kurulumu ve daha sonra çalıştırılması amaçlanmamıştır:

• yangın veya patlayıcı atmosferin bulunduğu odalar;
• sık geçiş sağlayacak şekilde tasarlanmış kurulumlar;
• mobil (mobil) tip kurulumlar;
• deniz ve nehir gemilerinin enerji sistemleri.

Vakum tipi devre kesiciler genellikle iki tip tasarıma sahiptir:

1. Kalıcı kurulum için.
2. Donanım arabası ile kurulum için.

Tasarımdan bağımsız olarak cihazın gövde alanı ark söndürme odacıklarıyla donatılmış üç kutup içerir.

Vakum odalarının içinde yaylı motor mekanizmasıyla tahrik edilen hareketli kontaktörler bulunmaktadır. Cihaz gövdesi, ekran elemanlarını ve kontrol cihazlarını içeren bir ön panel ile tamamlanmaktadır.

Anahtarın harici ana elemanları: 1 – cihazın kutupları; 2 – aktivasyon kilitleme mekanizması; 3 – kaldırma penceresi; 4 – harici devreleri engelleyen mekanik tutamak

Ana devrenin üç kutbu sütun şeklinde yapılmıştır. Kutupların yeri genellikle yaylı motor tahrik şasesinin arka tarafındadır. Her kutup, bir polimer yalıtkanın içine yerleştirilmiş bir ark söndürme odası ile donatılmıştır. Elektriksel mukavemeti arttırmak için yalıtkan gövdesi nervürlü bir şekle sahiptir.

Her vakum odasının içine, hareketli ve sabit olmak üzere iki elemandan oluşan bir temas grubu monte edilmiştir. Hareketli kontak elemanı, bir çekiş yalıtkanı aracılığıyla anahtarlama mekanizmasına bağlanır. Sonraki, alt kontak pimi ile bağlantıdır. Sabit kontak ise konik bir bağlantıyla cihazın üst kontak terminaline bağlanır.

Anahtar sürücüsü nasıl çalışır?

Vakum odalarının hareketli kontakları, yaylı motor tahrikinin miline mekanik olarak bağlanmıştır. Önceden kurulmuş (gerginlik durumuna ayarlanmış) güç yayı sayesinde tahrik, bir kontrol düğmesine veya başka bir mekanizmaya basılarak kolayca etkinleştirilebilir.

Bir vakum odasının blok şeması: 1 – sabit kontak terminal bloğu; 2 – sabit kontak; 3 – hareketli kontak; 4 – metal ekran; 5 – seramik (polimer) yalıtkan; 6 – körük; 7 – hareketli kontak terminal bloğu

Yay (genellikle iki yay) bir zincir tahrikiyle yüklenir. Ekipmanın normal çalışma modu, dişli kutusuyla donatılmış bir elektrik motoru kullanılarak yayın şarj edilmesini içerir. Aynı zamanda kaza veya güç kaybı durumunda kullanılan manuel kurma kolu bulunmaktadır.

Eğimli yay tetik mekanizması ile sabitlenir. Bu mekanizma bir elektromanyetik sürücü veya bir güç düğmesi aracılığıyla kontrol edilir. Etkinleştirme modu etkinleştirildiğinde kilitleme serbest bırakılır, yayın çekme kuvveti kam mekanizmasını etkinleştirir. Bu da vakum odalarının hareketli kontaklarının anahtarlama mekanizmasına mekanik olarak bağlı olan şaft üzerinde etkili olur.

Vakum devre kesicisini kapatma işlemi, bir elektromıknatıs veya bir düğme ile “Kapalı” modunun etkinleştirilmesiyle gerçekleştirilir. Eylem sırası neredeyse ilk modla aynıdır. Durumu açma tetikleyicisi tarafından ayarlanan açma güç yayları da burada yer alır.

Kontrol paneli ve gösterge elemanları: 1 – “açık” mod; 2 – “kapalı” mod; 3 – yayın eğik durumu; 4 - serbest bırakılan yayın durumu

Cihazın kullanım kolaylığı ve çalışmasının kontrolü kontrol paneli ile sağlanmaktadır. Panelin ön kısmı boyunca öğeler vardır: bir döngü sayacı, bir şarj yayı durum göstergesi ve bir vakum anahtarı durum göstergesi.

Çekmeceli yapıların özellikleri

Çekmeceli ekipman, özel bir ekipman arabası temelinde monte edilir. Bu aksesuarı kullanarak anahtar kabinin içine veya dışına yerleştirilir.

Donanım arabası sadece cihazın taşınması için değil, aynı zamanda anahtar kabinin içine itildiği anda cihazın test moduna veya çalışma moduna geçirilmesini sağlayan bir kontrolör görevi de görür.

Donanım arabası: 1 – rulo (4 adet); 2 – taban; 3, A – hareketli taban; 4 – sap (2 adet); 5 – düğme yuvası; 6 – engelleme çubuğu; 7 – sabitleme elemanı; 8 – ikincil devre için konnektör; 9 – cihaz kilitleme mekaniği; 10 – kişileri engelleme; 11 – vida sabitleme çubuğu; B – sabit parça

Vakum anahtarı doğrudan arabanın hareketli kısmına takılıdır. Sabitleme cıvatalı bağlantılar kullanılarak gerçekleştirilir. Bu arada hırdavat arabasının, hareketli parçanın tahrikinin sabitlendiği sabit bir parçası da vardır. Hareketli modülün sabit olana göre hareketi, araba kontrol kolunun vidası ile gerçekleştirilir.

Hareketli parça, galvanik kaplama ile işlenmiş, dört tekerlek üzerinde metal bir tabandır. Toprak elektrodunun harici bir mekanik kilitlemesi (basınç çubuğu), bir tahrik vidası kilidi, blok kontakları, bir anahtar kilitleme mekanizması ve hareketi veya sabitlemeyi sağlayan diğer elemanlar vardır.

Cihazın kurulumu ve bağlantısı

Vakumlu devre kesiciyi kurmaya başlamadan önce, dışarıdan erişilebilen tüm elemanların herhangi bir hasar veya kusur olmadığından emin olmak için incelenmesi gerekir. Daha sonra direklerin izolasyon yüzeyleri kuru, tüy bırakmayan bir bez kullanılarak temizlenir.

Yalıtım yüzeylerinde çentik, çatlak veya deforme olmuş alanlar varsa sisteme ekipman sokulmasına izin verilmez. İkincil devrelerin devresinin yanı sıra şasi veriyolunun bağlantısı da kontrol edilmelidir.

Kurulu cihazın kontrol edilmesi. Burada her detayı, her bağlantı elemanını dikkatlice kontrol etmek önemlidir. Yüksek gerilim cihazları en ufak hatayı bile affetmez

Kurulumdan önce, anahtarın işlevselliği manuel olarak açılarak (güç yokken rölantide) kontrol edilmeli ve kontrol paneli göstergelerinin doğru konumda olduğundan emin olunmalıdır. Daha sonra direk kapaklarının varlığını kontrol etmeniz gerekir. 1600A ve üzeri dereceli ekipman kullanılıyorsa, kurulumdan önce koruma kapaklarının çıkarılması gerekir.

Doğrudan ağa bağlanın

Güç kablosu iletkenlerinin kontak uçlarının terminalleri, anahtar terminallerine bağlanmadan önce temizlenmelidir.

Sıyırma prosedürü kullanılan terminal malzemesine bağlı olarak farklılık gösterir:

• İlave kaplaması olmayan bakır ve alüminyum terminaller için temizlik, M20 veya daha düşük zımpara kağıdı ile yapılır, ardından metal yüzeyin yağdan arındırılması yapılır.
• Bakır veya alüminyum terminaller gümüş bir tabaka ile kaplanmışsa tüy bırakmayan bir bezle temizlemek yeterlidir.

Terminallerindeki gümüş kaplaması %5'ten fazla bir alanda hasar görmüş kabloların kullanılması kabul edilemez. Bu durumda hasarlı elemanın değiştirilmesi gerekir. Kabloları bağlamak için terminaller hakkında daha fazla bilgiyi şurada bulabilirsiniz: bu materyal.

Dış iletkenler, vakum şalterinin terminallerine, dış iletkenlerden cihazın terminalleri üzerinde mekanik kuvvetler oluşmayacak şekilde bağlanır. Bağlantılar, düz elastik metal rondelalar kullanılarak cıvata bağlantısı vasıtasıyla yapılır.

Topraklama nasıl yapılır?

Sabit cihazlar, doğrudan “Topraklama” işaretli noktada cıvatalı bağlantı (M12) kullanılarak “toprak” platformuna bağlanır.

Cihazın topraklandığı ekipman arabası ve anahtar şasisinin yapısal elemanları. Kural olarak bu noktalar, elemanın yanında karşılık gelen bir işaretle işaretlenir.

Bağlantıdan önce “Topraklama” temas noktasının alanı yağdan arındırılmalıdır. Topraklama iletkeni yeterli kesite sahip bir bara (Elektrik Tesisatı Kuralları), esnek bir tel veya örgülü bir iletken olmalıdır. İletkeni kontak pedi üzerine yerleştirmeden önce kontak yüzeylerini özel bir yağlayıcıyla (CIATIM-203) yağlayın.

Çekmeceli tip tasarım, ekipman arabasının elemanları kullanılarak topraklanmıştır. Vakumlu devre kesicinin topraklaması, sabitleme elemanlarının da bulunduğu donanım arabasının yapısı aracılığıyla gerçekleştirilir.

Cihazın çalıştırılması

Cihaz, kurulu ve hazırlanan ekipmanın ek kontrolünün ardından devreye alınır. Özellikle topraklamanın güvenilirliği, montaj bileşenlerinin sabitlenme durumu ve soğutma ortamının potansiyel olarak ısıtma elemanlarına erişimi kontrol edilir.

Akım taşıyan çubukların rozet kontak gruplarının lamelleriyle temas eden yüzeylerine az miktarda CIATIM yağlayıcı sürülmelidir. Genel olarak kabul testleri durumunda PES tarafından öngörülen tüm prosedürlerin yerine getirilmesi ve çalışma voltajının izin verilen sınırlara uygun olduğundan emin olunması gerekmektedir.

Vakumlu devre kesicinin montajı. Kurulum işi yalnızca kalifiye personel tarafından gerçekleştirilir. Aynı gereklilikler, yüksek gerilim ekipmanına bakım yapmak üzere seçilen personel için de geçerlidir.

1000 voltun üzerindeki gerilimlerde çalışan elektrik tesisatlarına bakım yapma iznine sahip personelin vakumlu devre kesiciyi çalıştırmasına izin verilir. Servis personeli için onaylı erişim grubu üçüncüden az olmamalıdır. Ekipmanla çalışmaya başlamadan önce personel, belirli bir ekipman modelinin inceliklerini incelemek için teknik bir minimumdan geçer.

Vakumlu devre kesici nasıl seçilir?

Cihaz, kurulum sahasındaki mevcut ağın parametrelerine göre dikkate alınan nominal parametreleri dikkate alınarak seçilir. Seçim, çalışma koşulları için beklenen maksimum yüklü çalışma modları kriterine göre yapılır.

Vakumlu devre kesicinin nominal voltajının, devre kesici aracılığıyla beslenen sistemin nominal voltajına göre eşit olmasına (veya artmasına) izin verilir.

Nominal uzun vadeli akım parametresi, beslenen sistemin nominal akımından daha yüksek seçilir. Nominal kesme akımı parametresi maksimum değerin üzerinde seçilmiştir Anma akımı Kısa devre (kontak sapma anı dikkate alınır).

Switch seçerken ilk dikkat edeceğiniz şey teknik özellikler plakasıdır. Parametre değerlerine göre cihazın belirli bir kurulum için uygun olup olmadığını zaten belirleyebilirsiniz.

Olası kısa devre durumları açısından en ağır koşullar dikkate alınarak seçim yapılır.

Periyodik olmayan bileşen değeri, faz hatlarından herhangi birinde sıfır gerilim ile kısa devre koşulları dikkate alınarak hesaplanır. Bu durumda ekipman üreticisi tarafından belirlenen periyodik olmayan akım parametresi dikkate alınmalıdır.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı video

Aşağıdaki videodan vakumlu devre kesicinin tasarımı, çalışma prensibi ve kurulum koşulları hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz:

Vakum şalterleri nispeten basit ve güvenilir yapılarıyla diğer cihaz türlerinden farklılık gösterir. Bu nedenle bu tür ekipmanlar uzun süre herhangi bir şikayet olmadan hizmet vermektedir. Doğal aşınma ömrü en az 20.000'e eşit işlem sayısı ile belirlenir.Bakımların zamanında yapılması durumunda bu ömür %5-10 oranında artar.Bu arada patlayıcı bakımı az sayıda hafif operasyonla sınırlıdır.

Bilgileri okurken makalenin konusuyla ilgili sorularınız varsa veya okuyucularımızla paylaşabileceğiniz değerli bilgileriniz varsa, lütfen yorumlarınızı bırakın, deneyiminizi paylaşın ve makalenin altındaki blokta sorular sorun.