Вакуумний вимикач VM1 з магнітним приводом для розподільчих мереж 6-24 кВ, 630-4000 А, 16-50 кА

Вимикач VM1 – це перший вакуумний вимикач, що використовує комбінацію вакуумних дугогасних камер, які не потребують техобслуговування, з магнітними приводом, електронно керуючим пристроєм без вимог з ТО, датчиками замість допоміжних перемикачів. Тому вимикач VM1 – пристрій, який потребує мінімальної уваги.

Основні переваги вимикача VM1:

Вакуумні вимикач серії VM1 можуть бути використані як універсальні високовольтні вимикачі в цілій низці застосувань:

У вимикачі VM1 вперше використовувалися полюсні частини нової конструкції. Вакуумні дугогасні камери, для яких не потрібне жодне техобслуговування, створюють інтегрований блок з комплектною полюсною частиною. Це було досягнуто шляхом застосування спеціально розробленої технології заливки, при якій вакуумна дугогасна камера безпосередньо поміщена в епоксидну смолу і утворює полюсну частину вимикача. Завдяки цьому, більшою мірою, заздалегідь виключено зовнішній вплив на вмикаючий елемент.

В автоматичних вимикачах VM1 використовується вакуумні переривники, вбудовані в полюси. Вони міцні та захищені від ударів, скупчення пилу та вологості. Кожний переривник складається з контактів і камери, що перериває. Спрацьовування здійснюється магнітним приводом, керованим положенням датчика та електронним модулем.

Схема управління може поставлятися у двох варіантах:

Вони характеризуються:

Завдяки використанню вбудованого переривника та магнітного приводу автоматичні вимикачі ВМ1 гарантують:

Автоматичні вимикачі VM1 доступні стаціонарні та викочуванні. Висувна версія доступна для КРУ UniGear та модулів PowerCube.

Автоматичні вимикачі VM1 взаємозамінні за розміром з автоматичними вимикачами VD4, в яких використовуються такі ж вбудовані вакуумні переривники.

Вимикач VM1 виробництва компанії ABB, що містить корпус, закріплені на ньому три полюси з вакуумними дугогасними камерами і розташованими всередині кожної зі згаданих камер нерухомим і рухомим контактами, останній з яких з'єднаний з тяговим ізолятором, обладнаним пружинами підгібання. Електромагнітний привід виконаний у вигляді нерухомого магнітопроводу прямокутної форми, рухомого штока, розміщеного всередині магнітопроводу вздовж його поздовжньої осі, котушок включення та вимкнення та розташованих між ними двох постійних магнітів. Довжина рухомого штока менша за висоту магнітопроводу на задану величину ходу штока. Переміщення рухомого штока всередині магнітопроводу забезпечується котушками включення та вимкнення, а фіксування штока в крайніх положеннях при знеструмлених котушках - постійними магнітами. Рухомий шток своїми торцевими частинами з'єднаний з тягами вмикання та вимикання. Електромагнітний привід закріплений у центральній частині корпусу у вертикальному положенні. Привідний механізм виконаний у вигляді валу з жорстко закріпленими на ньому бічними одноплечими важелями і центральним двоплечим важелем, одне плече якого шарнірно з'єднане зі штоком електромагнітного приводу, а друге плече і бічні одноплечі важелі шарнірно з'єднані з тяговими ізоляторами відповідних контактів. Вимикач містить додатковий ланцюг живлення конденсатора за допомогою струмообмежувального резистора, а конденсатор з'єднаний з котушками включення та вимкнення електромагнітного приводу через блок комутації. Механізм ручного відключення розташований у верхній частині корпусу і виконаний у вигляді горизонтального валу з кулачком, з'єднаного з тягою включення рухомого штока з можливістю вертикального його переміщення за допомогою згаданого кулачка.

Вибір відповідного внутрішнього живлення, що подається через випрямляч, вимикач VM1 робить незалежним від типу, а також у більшості випадків від рівня допоміжної напруги. Зовнішня споживана потужність менше, ніж 4 Вт, якщо вимикач знаходиться у включеному положенні або у відключеному положенні.

Після циклу повторного включення споживання струму від допоміжного живлення менше, ніж 2 А, лише протягом кількох секунд. Накопичена енергія надає як необхідну електроенергію для котушки, але й здійснює живлення електроніки. Кількість електроенергії достатньо для контуру, що вирівнює, протягом 200 сек при відмові допоміжного живлення. За станом зарядки, звичайно, ведеться контроль і цей стан відображається.

Нове компонування приводу значно знижує кількість деталей та повністю усуває техобслуговування.

Після успішного застосування вакуумних дугогасних камер в області вимикачів високої напруги за останні 20 років вдалося знайти їхнє природне поєднання з технологією магнітного приводу. Вимоги однієї технології оптимально пристосовані до можливостей іншої. Технологія магніту природно вакуумної дугогасительной камери дає відповідні характеристики.

Усі функції інтегровані в магнітному приводі вимикача VM1. Це магнітна система з двома стійкими станами, в якій перемикання якоря у відповідні кінцеві положення викликане магнітним полем двох котушок, що електрично збуджуються. Якір утримується в кінцевих положеннях за допомогою двох постійних магнітів. Перемикання відбувається при збудженні однієї з двох котушок у момент, коли утримуюча сила постійних магнітів буде перевищена. При втраті допоміжної напруги можна протягом 200 секунд здійснювати електричне управління. Після цього вимикач можна вимкнути за допомогою ручної аварійної системи керування.

Магнітний контур приводу спроектований таким чином, що якір безпосередньо через вал з важелями може діяти на рухомий контакт дугогасної камери. В результаті такого способу створення та перенесення керуючої сили виключається зношування. Техобслуговування та при надзвичайно високій кількості перемикаючих циклів залишається в минулому.

Магнітний привід та полюси закріплені до металевого каркаса, який також є опорою для стаціонарного варіанта автоматичного вимикача. Компактна конструкція забезпечує міцність та механічна надійність.

Крім ізолюючих контактів та шнура з вилкою для підключення допоміжних ланцюгів, викочування версія укомплектована візком для вкочування та викочування пристрою із закритими дверцятами.

Складовою частиною системи є комплектна електроізоляція із зовнішньою стороною. Оснащення важливої ​​електронної системи управління внутрішнім власним контролем нині цілком нормальним явищем.

Концепція системи управління вимикача без будь-яких допоміжних перемикачів дозволяє застосування датчиків для детектування механічних кінцевих положень. Індуктивні безконтактні датчики, що використовуються, реагують на наближення, пройшли перевіркою на практиці і, природно, також включені в систему автоматичного моніторингу.

Усі необхідні вхідні та вихідні сигнали, необхідні для цього застосування, не залежать від виду допоміжної напруги.

Електронний блок керування з датчиками виконує моніторинг усіх функцій вимикача та моніторинг своєї власної функціональної надійності.

Датчики виконують функцію визначення точного механічного положення вимикача (розімкнутий або закритий). Сигнал надсилається на електронний модуль керування.

Конденсатор (фіксований або висувний VM1) має функцію зберігання необхідної енергії для повного циклу: відкриття-закриття-відкриття, що забезпечує робочий стан ланцюга протягом близько 30 с, коли немає допоміжного харчування.

Якщо вакуумний вимикач не працює, потрібно переривання та ізоляція. Фактично, переривник не містить іонізуючого матеріалу. У будь-якому випадку, при роз'єднанні контактів електрична дуга генерується з розплавлених і пар, що випаровуються. Електрична дуга підтримується зовнішньою енергією доти, доки струм не сниться до нуля. У цей момент відбувається зменшення навантаження перетворюється на швидку конденсацію металевої пари, що призводить до відновлення діелектричних властивостей.

Таким чином, вакуумний переривник відновлює ізолюючу здатність, завдяки чому витримує перехідні фази напруги до остаточного гасіння дуги. Навіть при високій діелектричній міцності у вакуумі досягається мінімальна відстань і переривання ланцюга гарантовано відбувається за кілька мілісекунд. Особлива геометрія контактів та матеріал, разом з обмеженою тривалістю та низькою напругою дуги гарантують мінімальне контактне зношування та тривалий термін служби.

Переривники у вакуумному вимикачі електрична дуга починається в момент відокремлення контактів, зберігається до нульового струму і може піддаватися впливу магнітного поля. Дифузні або стислі вакуумні дуги після роз'єднання контактів утворюють одноразове плавлення на поверхні катода, утворюючи точки. Це викликає утворення пари металів, які підтримують саму дугу.

При номінальному струмі вакуумного вимикача з'являється електрична дуга дифузного типу. При цьому ерозія відсутня, навіть якщо кількість переривань струму дуже велика. У міру збільшення значення струму, що переривається, електрична дуга має тенденцію трансформуватися стислий тип через ефект Холла. Починаючи з анода, дуга стискається, а в міру того, як струм здіймається концентрується. Щоб запобігти перегріву та ерозії контактів, дуга залишається обертовою. При обертанні дуга стає подібною до провідника, що рухається, по якому проходить струм.

Особлива геометрія спіралей генерує радіальне магнітне поле у всіх областях стовпа дуги, зосередженої по колу. Електромагнітна генерована сила, що діє по дотичній, викликає швидке обертання дуги навколо контактної осі. Це означає, що дуга змушена задіяти велику площу та контрольовано стиснуться.

Автоматичні вимикачі VM1 відповідають вимогам IEC.62271-100, CEI 17-1 найбільших промислово розвинених країн. ВМ1 пройшли випробування, вказані у стандартах та гарантують безпеку та надійність роботи апарату.