Vaakumlüliti: seade ja tööpõhimõte + valimise ja ühendamise nüansid

Elektriseade vaakumlüliti – on seade, mis on ette nähtud kasutamiseks kõrgepinge elektrivõrkude koosseisus. Oma nime sai ta konstruktsiooni iseärasusest – vaakumkambrist, mille abil saavutatakse hetkeline elektrilahe kustutamine.

Seadet kasutatakse lülititena, mille ülesanne on seadmete väljalülitamine avariiolukordade korral või tavapärase ekspluatatsiooni raames. Vaatame lähemalt, mis on vaakumlüliti ja milleks seda vaja on.

Kuidas toimib kõrgepingeline vaakumlüliti?

Vaakumlülitite konstruktsioonis kasutatavate vaakumkambrite funktsionaalsuse aluseks on hõrendatud olekus gaasi füüsikalised omadused. Sellistes tingimustes muutub gaasi omadus, mida iseloomustatakse kui elektrilist tugevust, oluliselt suurenemise suunas.

Seda kõrge hõrendatud keskkonna efekti (vahemik 10^-6 kuni 10^-8 N/cm²) kasutatakse edukalt lülitite konstruktsioonides, mida täiendavad gaasilised vaakumkambrid, millest läbivad elektrilised kontaktrühmad.

Üks vaakumlüliti mudelitest – seade, mida kasutatakse elektriliste jõuvõrkude ekspluatatsioonil. Seadet peetakse võrreldes samalaadsete, kuid teistsuguse konstruktsiooniga seadmetega kaasaegsemaks ja töökindlamaks.

Kontaktrühmade läbiv vool (kontakti eraldamise hetkel) tekitab elektrilahenduse – kaare. Kaare põlemine toimub metalliaurude osalise ionisatsiooni tõttu, mis tekivad kõrge temperatuuri tõttu paratamatult. Voolu läbimine kontaktide vahel läbi tekkinud plasma säilib kuni voolu ülemineku hetkeni nullsiinile.

Kui saabub üleminekuhetk nullpunktist, kustub elektrilahe. Üldise protsessi aeg ei ületa 7-10 mikrosekundit.

Vaakumlülitite ehitus

Vaakumlülitite mitmekesisus on arvestades nende konstruktiivset teostust üsna suur. Seetõttu on raske anda nende seadmete üldist iseloomustust. Samas, sõltumata konstruktsioonierinevustest, jääb tööpõhimõte muutumatuks.

Vaakumkaitselüliti struktuurskeem: 1 – ülemine väljaviik; 2 – vaakumkamber; 3 – polümeerisolaator; 4 – alumine väljaviik; 5 – lintkontakt; 6 – jõuvedru; 7 – tõmbevarras; 8 – väljalülitusvedru; 9 – ülekandehoob; 10 – ajamivõll; 11 – lahtihaakija; 12 – korpus

Vaatame üldiseks tutvumiseks kolmepooluselist vaakumkaitselülitit, mis on varustatud vedru-mootorajamiga. See seade on mõeldud sise- või välistingimustes paigaldamiseks. Mõlemal juhul toimub selle paigaldamine spetsiaalsete jaotavate metallkastide sisse.

Seadmeid saab kasutada väga erinevates rahvamajanduse valdkondades. Siiski on teatud piirangud.

Nii ei ole vaakumkaitselülitid ette nähtud paigaldamiseks ja seejärel kasutamiseks järgmistes tingimustes:

• ruumid, kus on tule- ja plahvatusohtlik atmosfäär;
• seadmed, mis konstruktsiooniliselt näevad ette sagedast lülitamist;
• mobiilset (liikuvat) tüüpi seadmed;
• mere- ja jõelaevade energiasüsteemid.

Vaakumtüüpi kaitselülititel on tavaliselt kaks konstruktsioonilahendust:

1. Statsionaarseks paigalduseks.
2. Paigalduseks aparaadivankriga.

Sõltumata lahendusest, sisaldab seadme korpuseala kolme poolust, mis on varustatud kaarekaustekambritega.

Vaakumkambrite sees töötavad liikuvad kontaktid, mida käitab vedru-mootormehhanism. Seadme korpust täiendab esipaneel, mis sisaldab indikaatorelemente ja juhtimisseadmeid.

Kaitselüliti välised põhielemendid: 1 – seadme poolused; 2 – sisselülitusblokeeringu mehhanism; 3 – tõsteaken; 4 – mehhaanika käepide, mis blokeerib välisahelaid

Peaahela kolm poolust on tehtud sammaste kujul. Poolused asuvad tavaliselt vedru-mootoriajami šassii tagumises osas. Iga poolust täiendab kaarekaustekamber, mis on suletud polümeersesse isolatorisse. Eletritugevuse suurendamiseks on isolatori korpus ribikujuline.

Iga vaakumkambri sees on paigaldatud kahe elemendiga kontaktrühm – liikuv ja fikseeritud. Liikuva kontakti element on ühendatud tõmbeisolaatori kaudu lülitusmehhanismiga. Edasi on ühendus alumise kontaktväljaviiguga. Fikseeritud kontakt on aga koonuspaigalduse kaudu ühendatud seadme ülemise kontaktväljaviiguga.

Kuidas töötab lüliti ajam?

Vaakumkambrite liikuvad kontaktid on mehaaniliselt ühendatud vedru-mootoriajami võlliga. Jõuvedru, mis on eelnevalt pingestatud (venitatud olekusse seatud), abil saab ajamit hõlpsalt käivitada juhtnupu lihtsa vajutamisega või mõne muu mehhanismiga.

Vaakumkambri struktuuriskeem: 1 – liikumatu kontakti klemmliist; 2 – liikumatu kontakt; 3 – liikuv kontakt; 4 – metallist ekraan; 5 – keraamiline (polümeerne) isolaator; 6 – lõõts; 7 – liikuva kontakti klemmliist

Vedru (tavaliselt kaks vedru) tõmmatakse kettiülekande abil. Seadmete normaalne töörežiim näeb ette vedru tõmbamise elektrimootori abil, mis on varustatud reduktoriga. Samas on olemas ka käsitsi tõmbamise käepide, mida kasutatakse avarii või toitekaotuse korral.

Tõmmatud vedru fikseeritakse päästikmehhanismiga. Seda mehhanismi juhitakse elektromagnetilise ajami või sisselülitusnupu kaudu. Kui sisselülitusrežiim on aktiveeritud, vabastatakse fikseering, vedru tõmbejõud paneb tööle nukkmehhanismi. See omakorda mõjub võllile, mis on mehaaniliselt ühendatud vaakumkambrite liikuvate kontaktide lülitusmehhanismiga.

Vaakumlüliti väljalülitusoperatsioon viiakse läbi režiimi «Väljas» aktiveerimisega – elektromagneti või nupu abil. Toimingute jada on praktiliselt sarnane esimese režiimiga. Siin on samuti kasutusel väljalülituse jõuvedrud, mille oleku määrab väljalülituse päästikmehhanism.

Juhtpaneel ja indikaatorelemendid: 1 – režiim «sisse lülitatud»; 2 – režiim «välja lülitatud»; 3 – vedru tõmmatud olek; 4 – vedru vabastatud olek

Mugava kasutamise ja seadme töö jälgimise tagab juhtpaneel. Paneeli esiküljel asuvad elemendid: tsüklite arvu loendur, tõmbevedru oleku indikaator, vaakumlüliti oleku indikaator.

Väljatõmmatavate konstruktsioonide eripärad

Väljatõmmatava teostusega seadmed on monteeritud spetsiaalse aparatuurikäru baasil. Selle tarviku abil sisestatakse lüliti kapi sisse või eemaldatakse sellest.

Aparatuurikäru ei toimi mitte ainult seadme transpordina, vaid täidab ka seadme sisselülitamise kontrolleri funktsiooni testrežiimi või töörežiimi, niipea kui lüliti on kappi lükatud.

Aparatuurikäru: 1 – rull (4 tk); 2 – alus; 3, A – liikuv alus; 4 – käepide (2 tk); 5 – mutrivõtme pesa; 6 – blokeerimisliist; 7 – kinnituselement; 8 – sekundaarahela pistik; 9 – seadme blokeerimismehaanika; 10 – blokeerimiskontaktid; 11 – kruvi fikseerimisliist; B – liikumatu osa

Vaakumlüliti kinnitatakse otse käru liikuvale osale. Kinnitus teostatakse poltühendustega. Samas on aparatuurikärul ka liikumatu osa, millele on kinnitatud liikuva osa ajam. Liikuva mooduli liikumine liikumatu suhtes toimub käru juhtimiskäepideme kruvi abil.

Liikuv osa – neljarattalise metallalusega, töödeldud galvaanilise kattega. Siin on väline mehaaniline blokeering (surveplank) maandusele, ajami kruvi blokeering, plokk-kontaktid, lüliti blokeerimismehhanism ja muud elemendid, mis tagavad liikumise või fikseerimise.

Seadme paigaldamine ja ühendamine

Enne vaakumlüliti paigaldamist tuleb kontrollida kõiki väliselt ligipääsetavaid elemente, et veenduda kahjustuste ja defektide puudumises. Seejärel puhastatakse pooluste isolatsioonipinnad kuiva ebemevaba lapiga.

Seadet ei tohi süsteemi paigaldada, kui isolatsioonipindadel on laaste, pragusid või deformeerunud kohti. Kohustuslik on kontrollida sekundaarahelate skeemi ja korpuse siini ühendust.

Paigaldatud seadme kontrollimine. Siin on oluline hoolikalt kontrollida iga detaili, iga kinnitusdetaili. Kõrgepingeseadmed ei andesta isegi kõige väiksemat viga.

Enne paigaldamist tuleb lüliti töövõimet kontrollida käsitsi sisselülitamise meetodil (tühikäigul ilma toiteta) ja veenduda juhtpaneeli indikaatorite õiges asendis. Seejärel tuleb kontrollida pooluste katete olemasolu. Kui kasutatakse seadmeid nimivooluga 1600 A ja rohkem, tuleb kaitsekatted enne monteerimist eemaldada.

Otsene ühendamine võrku

Enne toitekaablite juhtmete kontaktotsikute klemmide lüliti väljunditega ühendamist tuleb need puhastada.

Puhastusprotseduur sõltub klemmide materjalist:

• Vask- ja alumiiniumklemmide puhul, millel pole lisakatet, tehakse puhastus liivapaberiga terasuurusega M20 või väiksem, millele järgneb metallpinna rasvaärastus.
• Kui klemmid on vasest või alumiiniumist kaetud hõbekihiga, piisab nende puhastamisest ebemevaba lapiga.

Keelatud on kasutada kaableid, mille klemmide hõbekate on kahjustatud rohkem kui 5% ulatuses. Sellisel juhul tuleb kahjustatud element välja vahetada. Lisateavet juhtmete ühendamiseks mõeldud klemmide kohta saab lugeda selles materjalis.

Välised juhtmed juhitakse vaakumlüliti väljunditeni nii, et ei tekiks mehaanilisi jõude seadme väljunditele väliste juhtmete poolt. Ühendused tehakse poltühendusega, kasutades lamedaid elastseid metallist seibe.

Kuidas toimub maandus?

Statsionaarsed seadmed ühendatakse maandusalusega poldiühenduse (M12) abil otse punktis, mis on tähistatud märgisega «Maandus».

Konstruktsioonielemendid seadmevankri ja lüliti šassii, mille kaudu teostatakse seadme maandamine. Tavaliselt märgitakse need punktid vastava märgiga, mis on elemendi kõrvale kantud.

Kontaktpunkti «Maandus» ala tuleb enne ühendamist rasvatustada. Maandusjuhiks tuleb valida piisava ristlõikega siin (elektripaigaldiste reeglid), painduv juhe või kimpu põimitud juht. Enne juhi asetamist kontaktpinnale määrida kontaktpind spetsiaalse määrdega (TsIATIM-203).

Väljatõmmatava tüüpi konstruktsioon maandatakse seadmevankri elementide abil. Vaakumlüliti maandamine toimub läbi seadmevankri konstruktsiooni, mille jaoks on samuti kinnituselemendid.

Seadme kasutuselevõtt

Seadme kasutuselevõtt toimub pärast paigaldatud ja ettevalmistatud seadme täiendavat kontrolli. Eelkõige kontrollitakse maanduse usaldusväärsust, koosteosade kinnitusseisundit, jahutuskeskkonna ligipääsu potentsiaalselt soojenevatele elementidele.

Voolujuhtivate varraste pindu, mis puutuvad kokku pistikukontaktgruppide lamellidega, tuleb töödelda väikese koguse TsIATIM määrdega. Üldiselt tuleb teostada kõik PEU ette nähtud protseduurid vastuvõtu-katsetuste puhul ja veenduda, et tööpinge suurus vastab lubatud piiridele.

Vaakumlüliti paigaldamine. Paigaldustöid teostab ainult kvalifitseeritud personal. Samad nõuded kehtivad personalile, kes valitakse kõrgepingeseadmete teenindamiseks.

Vaakumlülitit tohib juhtida personal, kellel on luba teenindada elektripaigaldisi, mis töötavad pingel üle 1000 volti. Kinnitatud lubade grupp teenindavatele isikutele peab olema vähemalt kolmas. Enne seadmega töö alustamist läbib personal tehnilise miinimumi konkreetse mudeli nüansside õppimise eesmärgil.

Kuidas valida vaakumlüliti?

Seade valitakse selle nimiparameetrite alusel, mida vaadeldakse paigalduskoha olemasoleva võrgu parameetrite suhtes. Valik tehakse maksimaalselt koormatud töörežiimide kriteeriumi järgi, mis on eeldatavad kasutustingimuste jaoks.

Vaakumlüliti nimipinge võib olla võrdne (või suurem) süsteemi nimipingega, mida toidetakse läbi lüliti.

Nominaalse pikaajalise voolu parameeter valitakse kõrgemaks kui toitesüsteemi nimivoolu väärtus. Nominaalse väljalülitusvoolu parameeter valitakse kõrgemaks kui arvutusliku lühisvoolu maksimaalne väärtus (arvestatakse kontaktide lahknemise hetke).

Tehniliste andmete silt – see on esimene asi, millele pööratakse tähelepanu lüliti valimisel. Parameetrite väärtustele tuginedes saab juba kindlaks teha, kas seade sobib konkreetse paigalduse jaoks või mitte.

Võimalike lühitingimuste põhjal tehakse valik, võttes arvesse kõige raskemaid režiime.

Aperioodiline komponent arvutatakse, võttes arvesse lühise tingimusi nullpingega ükskõik millises faasiliinis. Seejuures tuleb arvestada seadme tootja poolt määratud aperioodilise voolu parameetrit.

Järeldused ja kasulik video teemal

Veel rohkem materjali vaakumlüliti seadme, tööpõhimõtte ja paigaldustingimuste kohta saate teada järgmisest videoklipist:

Vaakumlülitid erinevad teistest seadmetest suhteliselt lihtsa ja usaldusväärse struktuuri poolest. Seetõttu töötab seda tüüpi seade pikka aega ilma eriliste kaebusteta. Loomuliku kulumise ressursi määrab operatsioonide arv, mis on vähemalt 20 000. Õigeaegse tehnilise teeninduse korral suureneb see ressurss 5–10%. Samal ajal piirdub VV tehniline teenindus väikese arvu lihtsate toimingutega.

Kui tekkisid küsimused artikli teema kohta või on väärtuslikku teavet, mida saate meie lugejatega jagada, palun jätke oma kommentaarid, jagage kogemusi, esitage küsimusi artikli all olevas plokis.