Za vzduchový jistič je považováno speciálně konstruované spínací zařízení používané výhradně v elektrických obvodech vysokého napětí – obvykle nad 35 kV. Samostatný mechanismus uvnitř spínače umožňuje rychle uhasit oblouk a přesunout skupinu kontaktní síly. To se provádí pomocí silného proudu stlačeného vzduchu, který je touto komponentou čerpán. Konstrukce spínače odpovídá GOST P52565 – 2006.
Princip činnosti vzduchových jističů v závislosti na jejich konstrukci
Vzduchové jističe práce na principu hašení elektrického oblouku. Objeví se, pokud dojde k přerušení zatížení. Stlačený vzduch může být přiváděn podélně nebo příčně. Aby se usnadnilo zhášení extrémně velkých oblouků, jsou v některých případech zhášecí kontakty oblouku doplněny o bočník.
U vysokonapěťových jističů se princip činnosti pomocí stlačeného vzduchu liší v závislosti na konstrukčních vlastnostech každého jednotlivého zařízení. Zejména se to týká přítomnosti nebo nepřítomnosti separátoru.
U zařízení vybavených separátory je připojení silových kontaktů zajištěno pomocí speciálních pístů, přičemž separátor je připojen ke kontaktům zhášení oblouku postupně. Vznikne tak jeden pól jističe. Když je přiveden vypínací signál, pneumatický ventil se aktivuje a otevře pneumatický pohon. Stlačený vzduch okamžitě aktivuje kontakty pro zhášení oblouku, načež se samotný separátor vypne, což zase přeruší zbytkový proud.
Po zastavení přívodu vzduchu se obloukové kontakty vrátí do své původní polohy a obvod se přeruší pouze v místě, kde je instalován vypínač. Vzhledem k této skutečnosti je důležité otevřít odpojovače pro bezpečný výkon práce na elektrickém zařízení.
Často se pro elektrické obvody menší než 35 kV používají konstrukce s otevřenými separátory. Při vyšších hodnotách napětí jsou separátory vyráběny ve formě speciálních komor plněných vzduchem.
Pokud tam není oddělovač vzduchový vysokonapěťový jistič Úlohu zhášení oblouku a přerušení obvodu plní stejné zhášecí kontakty. Mohou mít jeden nebo dva stupně provozu a jejich pohon je zpravidla oddělen od prostředí, kde je oblouk zhášen.
Jak jsou zařízení klasifikována – hlavní parametry a aplikační specifika
Všechny typy vysokonapěťových vzduchových jističů se liší konstrukcí a účelem. Konstrukce těchto zařízení může nebo nemusí obsahovat separátor. Účel je jiný:
- Síťové vypínače – určené pro použití v obvodech se střídavým proudem a napětím nad 6000 Voltů, zajišťují zapínání/vypínání spotřebičů v obvyklém provozním režimu (nenouzovém). Umožňují také vypnutí v případě zkratu.
- Generátorové jističe – používají se pro sítě, jejichž provozní napětí se pohybuje v rozmezí 6000-24 000 voltů, za účelem připojení generátorových soustrojí k těmto obvodům. Takové instalace se nebojí zkratů nebo spínacích proudů. Provozní napětí se může pohybovat od 6 do 220 kV a spínání v normálním režimu je možné i v případě nouze.
- Spínače se speciálními účely. Zpravidla se taková zařízení vyrábějí sériově nebo na zakázku – v druhém případě se berou v úvahu místní provozní podmínky.
Specifika použití dálkových spínačů. Výhody a nevýhody
Mezi hlavní výhody vzduchových jističů patří:
- bohaté zkušenosti s jejich používáním a údržbou,
- zajištění práce v horizontální i vertikální poloze,
- nízké nebezpečí požáru,
- trvanlivost při používání a provozu.
Mezi nevýhody patří:
- Potřeba dodatečné instalace pneumatického zařízení;
- Velké rozměry;
- Vystavení vlhkosti a prašnému prostředí;
- Zvýšená hladina hluku.
Aby se minimalizovaly tyto nevýhody, jsou k systémům odstavení vzduchu přidána další zařízení a vybavení.
Technické požadavky, regulační dokumenty
Rozsah základních požadavků na vzduchové jističe elektrických sítí vysokého napětí zahrnuje následující:
- Vysoký stupeň provozní spolehlivosti, bezpečnost osob a majetku;
- Rychlá doba odezvy – vypnutí v případě nouzových situací na lince by mělo být provedeno okamžitě;
- Snadné použití a během pravidelné údržby;
- Snadné instalační práce;
- Žádný hluk během provozu;
- Cenová dostupnost – návrh, instalace a údržba.
Vzduchové jističe používané v moderních sítích do značné míry splňují výše uvedené požadavky. Konstruktéři však mají stále co dělat, aby zajistili plnou shodu deklarovaných charakteristik specializovaných zařízení s požadavky na regulační úrovni.
Pevnost elektrické izolace
Podle tohoto kritéria musí vzduchové jističe splňovat požadavky GOST 1516.3, 9920 a technické podmínky uvedené v provozních dokumentech.
Teplo
Požadavky na přípustné výhřevné hodnoty vzduchových jističů jsou uvedeny v GOST 8024. Dokument obsahuje zejména provozní podmínky pro hlavní obvody, elektromagnetická vinutí minimální a maximální spouště, kontakty, svorky a další součásti, které se týkají pomocného obvodu. .
Mechanický výkon
Potřebné charakteristiky fungování mechanismů vzduchových jističů, jakož i hodnoty přípustných odchylek, jsou uvedeny ve specifikacích a dokumentech pro jejich provoz.
Odolnost mechanismů při vystavení průchozímu zkratovému proudu
V provozním režimu musí vzduchové jističe bez poškození odolávat velkému zatížení a také tepelným a elektrodynamickým účinkům průchozího zkratového proudu podle stanovených normovaných hodnot.
Spínací schopnost v případě zkratu
Musí splňovat podmínky a vlastnosti uvedené v technických specifikacích a rovněž v příslušných pododdílech regulační dokumentace.
Elektrolaboratoř: měření, zkoušky, protokoly, ceny za služby.
Vzduchové jističe se podle účelu dělí do následujících skupin [1]:
síťové spínače pro napětí 6 kV a vyšší;
generátorové spínače pro napětí 6-27 kV;
spínače pro elektrotepelné instalace s napětím 6-220 kV;
spínače pro speciální účely.
Mezi výhody vzduchových jističů patří následující ukazatele: vysoká vypínací schopnost; požární bezpečnost; vysoký výkon; schopnost spínat zkratové proudy s velkým procentem aperiodické složky.
Nevýhody vzduchových spínačů jsou: nedostatečně vysoká dielektrická pevnost vzduchu (); dostupnost drahého kompresorového zařízení.
Princip činnosti vzduchových spínačů. Stlačený vzduch je účinné médium, které zajišťuje spolehlivé uhašení elektrického oblouku. Toho je dosaženo intenzivním vystavením nejvyšší možné rychlosti proudění vzduchu na obloukovém kanálu. U zhášecích zařízení vzduchových jističů dochází k zhášení elektrického oblouku v ofukovacích kanálech (tryskách), které spolu s koncovou částí kontaktů zhášedla tvoří ofukovací systém. Sloup oblouku vytvořený na otevíracích kontaktech se působením proudu vzduchu natáhne a rychle se přesune do trysek, kde zhasne.
V závislosti na tvaru a vzájemné poloze kontaktů a trysek může dojít k uhašení oblouku, když:
jednostranné foukání kovovou tryskou (obr. 3.1.1, а):
jednostranné foukání přes izolační trysku (obr. 3.1.1, б):
oboustranné symetrické foukání přes duté kontakty ve tvaru trysky (obr. 3.1.1, c);
oboustranné asymetrické foukání přes duté kontakty ve tvaru trysky (obr. 3.1.1, d);
Rýže. 3.1.1. Podélné vzory proudění vzduchu
Moderní jističe používají zhášecí zařízení s tlakem do 6-8 MPa a průtok plynného média přímo v zhášecích tryskách oblouku se blíží rychlosti zvuku. Zvláštností výstupu plynu ze zhášecího zařízení oblouku je, že jeho proud se na své cestě setkává s výkonným zdrojem tepla, kterým je oblouk a který zpomaluje proudění vzduchu, tedy proudění vzduchu proudící tryskou s obloukem. klesá. Tento jev, nazývaný “termodynamický efekt”, může vést k úplnému zablokování trysky elektrickým obloukem, což způsobí destrukci zhášecího systému oblouku. Tedy rozměry (průměr trysky dc) ofukovacího systému určit maximální možný vypínací proud jističe [1].
Návrhy vzduchových jističů. Charakteristickým rysem moderních vysokonapěťových spínačů je modulární princip konstrukce [1]. Celkový pohled na jistič VVB-220-12 se jmenovitým napětím kV, jmenovitým proudem A, jmenovitým vypínacím proudem kA je na Obr. 3.1.2.
Rýže. 3.1.2. Celkový pohled na vzduchový jistič VVB-220-12
Spínač je instalován na rámu 1, ke kterému je připevněna ovládací skříň 2 a nosný izolátor 3 se dvěma kovovými zhášecími komorami 9, 10, oddělenými mezilehlým nosným izolátorem 7. Komory jsou vybaveny kondenzátory 6, konstruované k vyrovnání rozložení napětí podél zlomů ve vypnuté poloze pólu spínače. Uvnitř porcelánového nosného izolátoru a v meziizolátoru procházejí dva sklolaminátové vzduchovody 4. Jeden slouží pro kontinuální přívod stlačeného vzduchu do zhášecích komor, druhý pro pulzní přívod stlačeného vzduchu do řídicího systému. Komory jsou vybaveny 5 poklopy určenými pro kontrolu a opravy kontaktních a obloukových zhášecích systémů. Zhášecí komory 9, 10 jsou zapojeny do série pomocí propojky 8 s proudem. Vnitřní dutiny porcelánových izolátorů jsou pod mírným přetlakem suchého vzduchu. Tím je zajištěna stálost elektrického odporu izolátorů na vnitřních plochách, které nemají odolný glazovaný povlak. Proto musí mít všechny vzduchové jističe vhodný kompresorový systém, který zajišťuje nepřetržitý průtok vzduchu (až 1500 l/h) pro ventilaci.
