Конструкция выключателя bb/tel

Выключатель вакуумный завода "Тавридаэлектрик" (г. Севастополь) состоит из трех полюсов со встроенными электромагнитными приводами с магнитной защелкой, размещенных в общем основании.

Якоря электромагнитов механически связаны общим валом, на котором установлены постоянные магниты, управляющие при повороте вала герконами (герметизированными контактами) для внешних вспомогательных цепей.

Контакты для внешних вспомогательных цепей установлены на двух монтажных платах, расположенных между полюсами выключателя. Каждая плата имеет по две дублирующие клеммные колодки фирмы WAGO, выходящих на противоположные стороны основания выключателя.

В выключателе вал соединен с толкателем, используемым для присоединения кнопки ручного отключения и блокировок.

Вал выходит в обе стороны от основания. Кнопка ручного отключения и блокировки устанавливается с помощью специального переходного шарнира с какой-нибудь стороны выключателя или по обе стороны.

Такое конструктивное выполнение позволяет с минимальными расходами провести замену масляных и маломасляных выключателей в ячейках КРУ на вакуумные.

Рисунок 14.7 – Полюс выключателя

КОНСТРУКЦИЯ ПОЛЮСА ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

В состав полюса входит опорный изолятор из органического изоляционного материала и ряд других деталей, представленных на рис. 14.7.

Примечание. Рисунки являются демонстрационными и предназначены только для облегчения понимания работы выключателя ВВ/ТЕLРАБОТА ПРИВОДА

Включение выключателя

В основном состоянии контакты вакуумной дугогасительной камеры разомкнуты за счет влияния на них пружины отключения 7 через тяговый изолятор 5. При приложении напряжения позитивной полярности к катушке 9 электромагнита, в зазоре магнитной системы (см.рис. 14.7) растет магнитный поток.

В момент, когда сила тяги якоря, создаваемая магнитным потоком, превосходит усилие пружины отключения 7 (линия 1 рис. 14.8), якорь 11 электромагнита вместе с тяговым изолятором 5 и подвижным контактом 3 вакуумной камеры начинает движение вверх, сжимая пружину отключения. При этом в катушке возникает двигательная противо-ЭДС, что препятствует последующему нарастанию тока, и даже немного уменьшает его. В процессе движения (промежуток между линиями 1 и 2 рис. 14.8) якорь набирает скорость около 1 м/с, что позволяет снизить вероятность предпробоев при включении и исключить дребезг контактов ВДК. При замыкании контактов вакуумной камеры (линия 2 рис. 14.8), в магнитной системе остается зазор дополнительного поджатия ровный 2 мм Скорость движения якоря резко падает, потому что ему приходится преодолевать еще и усилие пружины 6, что дополнительно поджимает контакты. Однако под воздействием усилия, создаваемого магнитным потоком и инерцией, якорь 11 продолжает двигаться вверх, сжимая пружину отключения 7 и пружину дополнительного контактного поджатия 6. В момент замыкания магнитной системы (линия 2а) якорь соприкасается с верхней крышкой привода 8 и останавливается.

А – состояние главных контактов полюсов

Б– ток катушки привода полюса

В – перемещение якоря привода

Г – скорость движения якоря

Рисунок 8 – Характерные осциллограммы процессов в приводе ВВ/TEL при включении и отключении

Двигательная ЭДС становится ровной нулю, в катушке 9 опять начинается рост тока. В промежутке времени между линиями 2а и 3 заканчивается механический переходный процесс в электромагните и контактной системе полюса, а также формируется необходимая остаточная индукция кольцевого постоянного магнита 10 (запасается магнитная энергия, необходимая для удержания выключателя во включенном состоянии). По окончании процесса включения (линия 3 рис. 14.8) ток катушки привода отключается.

Выключатель остается во включенном положении за счет остаточной индукции, создаваемой кольцевым постоянным магнитом 10, что удерживает якорь 11 в притянутом к верхней крышке 8 положении без дополнительной токовой подпитки.

В таком положении якорь остается неограниченно долго, пока постоянный магнит не будет размагничен импульсом тока негативной полярности, или магнитная система будет разорвана механически (ручное отключение). Данный принцип удержания коммутационного аппарата во включенном положении, известный в электротехнике под названием "магнитная защелка", широко применяется в слаботочных аппаратах (поляризуемые реле). Современные достижения в области магнитотвердых материалов больших энергий позволили реализовать на этом же принципе силовой коммутационный аппарат.

Запас по условию удержания (сила, необходимая для отрыва якоря 11 от верхней крышки 8), составляет 450 - 500 Н для одного полюса выключателя, то есть 1350 - 1500 Н для выключателя в целом, что достаточно вполне для надежного удержания выключателя во включенном положении даже в условиях влияния на выключатель вибраций и ударных нагрузок.

ОТКЛЮЧЕНИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Для отключения выключателя необходимо приложить к выводам катушки напряжение негативной полярности (линия 4 рис. 14.8). Ток, что протекает по обмотке, размагничивает магнит 10. Якорь 11 электромагнита под давлением пружины отключения 7 и пружины 6, которая дополнительно поджимает контакты, разгоняется и наносит удар по тяговому изолятору 5, соединенному с подвижным контактом 3 вакуумной камере (линия 5). Ударное усилие, создаваемое якорем электромагнита превышает 200 кг в секунду, что способствует разрыву точек сварки, возникающих между контактами при пропускании токов короткого замыкания. Кроме того, подвижный контакт 3 вакуумной камеры практически мгновенно получает высокую стартовую скорость, что положительно отражается на отключении токов короткого замыкания.

После упомянутого удара якорь 11 электромагнита движется вниз вместе с подвижным контактом 3 вакуумной камеры и тяговым изолятором 5 под действием пружины отключения, пока все детали не займут положение, обозначенное на рис. 14.3-б (линия 6 рис. 14.8).

Привод с магнитной защелкой требует незначительной энергии для "сброса" защелки. При отключении от источника постоянного напряжения время приложения напряжения обычно ограничивается величиной 10 мс. При этом ток в цепи отключения не превышает 1,5А при напряжении 220В.

Якоря электромагнитов всех трех полюсов выключателя соединены между собой общим валом 14. При движении якорей винт 13, что входит в прорез вала 14, поворачивает вал, а вместе с ним и закрепленный магнит 15, который управляет герметизированными контактами для внешних вспомогательных цепей 16.