КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ТИПА ЗАН 4784-27,5

Выключатели серии ЗАН предназначены для коммутации электрических цепей в нормальных и аварийных режимах в сетях переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 27,5 или 35 кВ при номинальном токе 1250 или 2000 А, токе отключения 25 или 31,5 кА. Выключатели изготовляются как трехполюсного, так и однополюсного либо двухполюсного исполнения, что позволяет широко использовать их в электроустановках самого различного назначения.
Принцип работы выключателя основан на гашении электрической дуги, возникающей между контактами, в вакууме. Ввиду высокой электрической прочности вакуумного промежутка и отсутствия среды, поддерживающей горение дуги, время горения дуги минимальное.
Выключатель разработан по модульному принципу, что позволяет сборку и настройку отдельных конструктивных элементов и узлов вести автономно и легко производить замену в эксплуатации дугогасительных камер после выработки коммутационного либо механического ресурса. При этом все типоисполнения выключателей имеют одинаковую конструкцию привода и полюсов.

Выключатель состоит из полюса и полюсного привода.

Управление выключателем осуществляется пружинно-моторным приводом независимого (косвенного) действия. Операция включения осуществляется за счет потенциальной энергии, предварительно запасенной заведенной (растянутой) включающей пружиной. Отключается выключатель за счет энергии, предварительно запасенной отключающей пружиной при операции включения. Следует отметить, что наличие надежного пружинно-моторного привода (механический ресурс привода выключателя не менее 60 ООО циклов ВО), позволяет не только значительно снизить ток, потребляемый при включении (не более 1,3 А при оперативном напряжении 110 В, и не более 0,7 А при оперативном напряжении 220 В), но и производить операцию включения в случае отсутствия оперативного напряжения, что зачастую необходимо при электроснабжении некоторых потребителей первой категории.

 

Устройство полюса (рис.2)

Рис. 2 Устройство полюса выключателя

 

Полюс выключателя (2) (рис. 2) крепится к опорным изоляторам, изготовленным из эпоксидной смолы, полюсная пластина (4) — к корпусу привода (5). Вакуумная дугогасительная камера ВДК (12) закреплена на верхней опоре полюса (1), в конструкцию которой входит верхний вывод (14). В нижней опоре полюса (9) камера держится на направляющей, позволяющей выполнять осевое перемещение. Через верхний и нижний выводы 14 и 10, расположенные на опорах полюса, осуществляется подключение к силовой цепи. Распорки из изолирующего материала (13) соединяют обе опоры полюса и вместе с изоляторами (3) и полюсной пластиной образуют прочный каркас. Токопроводящий шток подвижного контакта камеры через гибкую связь (7) соединяется с нижним выводом (10). Кроме того, подвижный контакт камеры подключен к валу выключателя, расположенному в приводном устройстве, посредством шарнирной головки, прямой направляющей, рычага и изолирующей приводной тяги (7). Поджимающая пружина (6) находится на приводной тяге со стороны приводного механизма и накапливает в себе энергию для размыкания контактов ВДК.

Устройство пружинно-моторного привода. В корпусе привода (19) (рис. 3) расположены все необходимые для включения и отключения электрические и механические конструктивные элементы и узлы. Корпус привода закрывается съемной крышкой (2) (рис. 4). Для элементов управления и индикации в крышке привода предусмотрены отверстия. При нажатии кнопки (3) происходит включение выключателя. При нажатии кнопки (4) выключатель отключается.

 

Рис.3 Устройство моторно-пружинного привода выключателя

 

Рис.4 Устройство лицевой панели выключателя

При пропадании оперативного напряжения двигателя заводки включающей пружины, завести включающую пружину можно при помощи кривошипной рукоятки. Для этого в крышке имеется отверстие (5), за которым расположена соединительная муфта для сцепления с кривошипной рукояткой. Состояние включающей пружины показывает индикатор (15) (рис. 3) через отверстие (7) в крышке привода. Индикатор (14) через отверстие (6) в крышке показывает состояние выключателя. Счетчик (13) через отверстие (5) в крышке показывает количество совершенных коммутационных циклов. Заводская табличка с техническими данными (7) расположена на приводе, табличка видна через отверстие (7) в крышке.

Кроме того, на приводе выключателя могут быть установлены системы электрического оперативного включения и механической блокировки. При исполнении с электрическим оперативным включением, включение выключателя осуществляется от электрического импульса при нажатии на кнопку «I», таким образом, даже при оперативном включении могут быть учтены все необходимые внешние блокировки. Механическая блокировка предназначена для выключателей, устанавливаемых на выкатном элементе ячеек КРУ, и предназначена для предотвращения включения выключателя при нахождении тележки выкатного элемента в промежуточном положении, а также для предотвращения вкатывания и выкатывания выкатного элемента из ячейки при включенном положении выключателя.

Включение выключателя. Включение выключателя осуществляется при нажатии кнопки 3 (рис.4) и возможно только при предварительно заведенной (растянутой) включающей пружине (18) (рис. 3). Состояние включающей пружины показывает индикатор 15 через отверстие 7 в крышке привода. При наличии оперативного напряжения завод пружины выполняется с помощью редуктора (17) двигателем (12), либо, при отсутствии оперативного напряжения, вручную. Для этого в крышке имеется отверстие 8 (рис.4), за которыми расположена соединительная муфта для сцепления с кривошипной рукояткой. При наличии оперативного напряжения включить выключатель можно, подав импульс напряжения продолжительностью не менее 45 мс на включающий электромагнит 4 (рис. 3). Включающая пружина посредством передаточного механизма и тяги (10) соединена с валом (8). При выполнении команды «В» включающий блок освобождает защелку, запасенная потенциальная энергия пружины через тягу (10) передается на вал (8). Вал через тягу (7) (рис. 2) передает усилие на подвижный контакт вакуумной камеры (12). Подвижный контакт, перемещаясь вверх, замыкает силовую цепь. Пружина (6) сжимается, обеспечивая, таким образом, контактное нажатие силового контакта. Индикатор положения выключателя (14) (рис. 3) меняет свое состояние на «I». Счетчик количества коммутаций (13) увеличивает свое показание на единицу. Выключатель включен. При наличии оперативного напряжения двигатель завода включающей пружины автоматически начнет заводить пружину Рабочая цепь двигателя прерывается с помощью концевых выключателей (16). Время работы двигателя – не более 15 с.

Отключение выключателя. Отключающая пружина (9) (рис. 3) сжимается в момент включения выключателя и становится на защелку. Выключатель отключается с помощью потенциальной энергии предварительно сжатой пружины (9). Освободить защелку можно вручную, нажав кнопку «4» на лицевой панели привода, или подав импульс напряжения продолжительностью не менее 40 мс на независимый расцепитель 5 (рис. 3). Выключатель может быть укомплектован дополнительными расцепителями:
- независимый расцепитель или расцепитель минимального напряжения (6);
- быстродействующий токовый расцепитель прямого действия (7).

 

При выполнении команды «О» вал (8) поворачивается и через тягу (7) (рис. 2) передает усилие на подвижный контакт вакуумной камеры (12). Подвижный контакт перемещается вниз (на 19-20мм), размыкая силовую цепь. Пружина (6) разжимается, обеспечивая, таким образом, дополнительное ускорение при размыкании силового контакта. Индикатор положения выключателя 14 (рис.3) меняет свое состояние на «О». Выключатель отключен.