Каковы основные компоненты вакуумного выключателя?

В современных системах среднего и высокого напряжения вакуумные выключатели являются распространенным и важным электрическим коммутационным устройством. Благодаря своим превосходным характеристикам гашения дуги, длительному сроку службы и низким требованиям к обслуживанию они широко используются в распределительных сетях, промышленных системах, подстанциях и других случаях. Чтобы лучше понять его рабочий механизм и технические характеристики, необходимо проанализировать основные компоненты вакуумных выключателей с точки зрения конструкции.

1. Вакуумная дугогасительная камера

Это основной компонент вакуумного выключателя, отвечающий за гашение дуги и отключение цепи в вакуумной среде. Основные характеристики вакуумной дугогасительной камеры:

- Внутренняя степень вакуума обычно поддерживается ниже 10⁻⁴ Па;

- Дугу очень легко гасить в вакууме, что может эффективно предотвратить продолжение дуги и повторное зажигание;

- Обычно она состоит из герметичной металлической оболочки, сильфона из нержавеющей стали и токопроводящего электрода.

Ключевые компоненты включают:

● Подвижный контакт и статический контакт: размыкающее и замыкающее действие во время процесса включения-выключения;

● Сильфон: допускает осевое перемещение подвижного контакта при сохранении вакуумной герметизации;

● Защитная крышка (экранирующая трубка): предотвращает загрязнение изолирующей оболочки парами металла;

Керамическая или стеклянная оболочка: используется для выдерживания внешнего давления и поддержания прочности изоляции.

2. Рабочий механизм

Функция рабочего механизма заключается в предоставлении механической энергии, необходимой для размыкания и замыкания переключателя, чтобы реализовать операцию размыкания и замыкания контактов камеры гашения дуги. В зависимости от различных структурных форм рабочий механизм можно разделить на:

● Пружинный рабочий механизм: он приводит в движение контакт посредством накопления и высвобождения энергии пружины, что является наиболее широко используемым в настоящее время;

● Электромагнитный рабочий механизм: высокая скорость отклика, подходит для интеллектуальных систем управления;

● Гидравлический или пневматический рабочий механизм: используется для специальных сценариев применения с высоким напряжением или большой нагрузкой.

Рабочий механизм обычно включает в себя:

- Устройство накопления энергии (например, двигатель + пружина);

- Механическая система связи;

- Замыкающая/размыкающая катушка;

- Вспомогательные компоненты, такие как концевой выключатель перемещения и индикатор положения.

3. Система токопроводящей цепи

Это путь для тока, протекающего от входящей линии к исходящей линии, обычно включающий:

● Основная токопроводящая цепь: подключение внешних кабелей или шин для проведения высокого тока;

● Трансформатор тока (ТТ): реализация функций защиты от сверхтока, короткого замыкания и других;

● Контактная клемма или токопроводящий рычаг: подключение дугогасительной камеры к внешнему проводу;

Должны иметь хорошую проводимость и термическую стабильность для предотвращения нагрева или потери мощности.

4. Система изоляции

Чтобы предотвратить поломку, вызванную дугой или высоким напряжением, вакуумный выключатель имеет полную изоляционную структуру:

● Основной изоляционный материал: эпоксидная смола, керамическая или композитная изоляция;

● Опорный изолятор: выдерживает механическую нагрузку и электрическую изоляцию;

● Изоляционная оболочка или газовое изоляционное пространство: обеспечивают надежную изоляцию между различными потенциалами.

5. Корпус механизма и монтажная рама

● Оболочка: защищает внутренние компоненты от внешней среды, обладает пыленепроницаемыми, водонепроницаемыми и коррозионно-стойкими свойствами;

● Металлическая рама или основание: используется для фиксации выключателя и реализации шкафа, рельса и других методов установки;

● Заземляющее устройство и блокировочное устройство: обеспечивают безопасное обслуживание и ремонт.

6. Вспомогательная система управления и сигнализации

● Цепь управления: включает в себя катушку управления размыканием и замыканием, вспомогательный выключатель и т. д.;

● Индикатор положения: указывает, что выключатель находится в состоянии «замкнуто» или «разомкнуто»;

● Интерфейс дистанционного управления: используется для связи с системой автоматизации или системой мониторинга подстанции;

● Индикатор сигнала и сигнализация неисправности: улучшают возможности мониторинга оборудования и реагирования на неисправности.

Как ключевое оборудование управления и защиты мощности, эффективная работа вакуумного выключателя выигрывает от синергии между различными компонентами. Вакуумный прерыватель является ядром гашения дуги, рабочий механизм отвечает за реализацию движения контактов, проводящая система обеспечивает передачу большого тока, а изоляция и структура оболочки обеспечивают безопасность и экологическую приспособляемость. Только глубоко понимая эти компоненты, мы можем принимать правильные решения при выборе оборудования, его установке, эксплуатации и техническом обслуживании для обеспечения безопасной и стабильной работы энергосистемы.