Ремонт автоматичних вимикачів, контакторів і магнітних пускачів електричних апаратів

зміст .. 60 61 62 63 64 65 66 67 68

§ 14.4.

Ремонт автоматичних вимикачів, контакторів і магнітних пускачів електричних апаратів

Автоматичний повітряний вимикач (автомат) - це апарат, призначений для автоматичного розмикання електричних ланцюгів або відключення електроустановки при виникненні в них струмів перевантаження і короткого замикання, а також при неприпустимому зниженні або повне зникнення напруги. Повітряним називають вимикач тому, що електрична дуга, що виникає між його контактами в момент відключення, гаситься в середовищі навколишнього повітря. Основними частинами вимикачів (рис. 14.7) є контактна система, дугогасительноє пристрій і механізм вільного розчеплення.

Комутаційний електромагнітний апарат, призначений для дистанційних включень і відключень силових електричних ланцюгів при нормальних режимах роботи, називають контактором. В електроустановках промислових підприємств широко поширені електромагнітні контактори, які є основними силовими апаратами сучасних схем автоматизованого приводу. Їх випускають для роботи в електричних установках змінного і постійного струму. В електроустановках трифазного змінного струму застосовують триполюсні контактори, що складаються з електромагнітної, контактної і дугогасительной систем (рис. 14.8).

Комбінований апарат дистанційного керування, що складається з контактора, доповненого тепловим реле, і поєднує функції апаратів управління та захисту, називають магнітним пускачем. Як апарату управління він застосовується, наприклад, для пуску, зупинки і зміни (реверсування) напрямку обертання електродвигуна, а в якості апарату захисту - відключає електродвигун або електроустановку при неприпустимих перевантаженнях і коротких замиканнях, а також при певному зниженні або повному зникненні струму (нульова захист).

Ріс.14.7. Пристрій автоматичного вимикача:

1-шинки; 2,3-дугогасительниє і головні контакти; 4-гнучка зв'язок; 5-біометалліческіе расцепитель; 6-резистор; 7-нагрівач;

8,9,10-максимальний, мінімальний і незалежний расцепители; 11-механічний зв'язок з расцепителем; 12-рукоятка ручного включення; 13-електромагнітний привід; 14,15-важелі механізму вільного розчеплення; 16-контактний важіль; 17-яка відключає пружина;

18-дугогасильні камери

Мал. 14.8. Контактор змінного струму КТ-6000

Особливе місце серед комутаційної апаратури займають вимикачі на напруги понад 1000 В. Вони є основними апаратами в електричних установках, служать для включення і відключення електричних ланцюгів в будь-яких режимах роботи, найбільш складними з яких є відключення струмів КЗ і включення вимикача на існуюче КЗ. Виникає при розмиканні контактів дугу можна погасити, використовуючи трансформаторне масло, гази, газове дуття, вакуум, а також спеціальні дугогасительниє пристрою.

При гасінні дуги в маслі контакти вимикача поміщають в камеру, наповнену трансформаторним маслом. Гасіння дуги в газах високого тиску відбувається в компактних дугогасильних камерах за допомогою стиснутого повітря або елегазу (шестифториста сірка SF6), що володіє високою електричною міцністю і дуг-гасить здатністю. При газовому автодутье для охолодження дуги використовують спрямований рух газів уздовж або поперек неї. Іноді застосовують дуття холодним повітрям із спеціальних балонів (повітряні вимикачі). При гасінні дуги в вакуумі контакти вимикача розміщують у вакуумній камері. Крім того, в цих апаратах застосовують такі ж способи гасіння дуги, як і в апаратах до 1000 В (гасіння в щілинах і магнітне дуття).

За конструктивними особливостями і способом гасіння дуги розрізняють бакові масляні, маломасляний, повітряні, електромагнітні, вакуумні, автогазовий, елегазові вимикачі. За родом установки вимикачі поділяють на вимикачі для внутрішнього використання, для зовнішнього використання, для комплектних РУ. За ступенем швидкодії на відключення вимикачі діляться на надшвидкодіючі (менше 0,06 с), швидкодіючі (від 0,06 до 0,08 с), прискореного дії (від 0,08 до 0,12 с), небистродействующіе (понад 0,12 с).

Основними достоїнствами бакових вимикачів є простота конструкції, висока здатність, що відключає, придатність для зовнішньої установки; недоліками - вибухо- і пожежонебезпека, необхідність періодичного контролю за станом і рівнем масла, великий обсяг масла, що вимагає значних витрат часу на його заміну, непридатність для установки всередині приміщень і для АПВ, велика витрата металу, великі габаритні розміри і маса, незручність перевезення , монтажу та наладки.

У малооб'ємних (маломасляних) вимикачах трансформаторне масло залито лише в невеликій бачок (горщик), навколишній контакти, і використовується тільки як дугогасительная середу. Тому такі апарати є менш пожежо- та вибухонебезпечними. Баки таких вимикачів виготовляють з металу і фарфору. Вимикачі з металевими баками використовують в закритих і комплектних РУ, а з порцеляновими - на відкритих підстанціях. Для контролю рівня масла в цих вимикачах є маслоуказатель, а для пом'якшення удару при їх включенні і відключенні - відповідно масляний і пружинний буфери, розташовані на рамі.

Перевагами маломасляних вимикачів є невелика кількість масла, мала маса, зручний доступ до контактів, уніфікація багатьох вузлів; недоліками - невисока швидкодія, часта заміна масла, мала відключає здатність, вибухо- і пожежонебезпека.

Повітряні вимикачі застосовують в РУ напругою 110 кВ. Гасіння дуги в них відбувається в дугогасильних камерах з поздовжнім або поперечним дуттям за допомогою стиснутого повітря, одержуваного від компресорної установки. Перевагами повітряних вимикачів є вибухо-та пожежобезпечність, швидкодія, висока здатність, що відключає, малий знос дугогасильних контактів, придатність для зовнішньої і внутрішньої установки; недоліками - необхідність наявності компресорної установки, складність виготовлення ряду деталей і вузлів, відносно висока вартість.

Електромагнітні вимикачі випускаються на напруги 6 ... 10 кВ, номінальний струм до 3200 А і струм відключення до 40 кА. Дугогашенія в них здійснюється магнітним дуттям і не вимагає масла або стисненого повітря, що є великою перевагою цих вимикачів. Іншими їх достоїнствами є повна пожежо- та вибухобезпечність, малий знос контактів, велика кількість відключень без ревізій, висока здатність, що відключає. До недоліків слід віднести складну конструкцію і обмежений верхня межа номінальної напруги.

Основною частиною конструкції вакуумних вимикачів є вакуумна камера, в якій практично відсутнє середовище, яка проводить електричний струм. Цим забезпечується швидке гасіння дуги при порівняно малому ході спорогенезів контактів (4 мм). Контакти вимикачів виготовляють тугоплавкими щоб уникнути їх випаровування в вакуумі. До переваг вакуумних вимикачів відносяться їх малі габаритні розміри, вибухо-та пожежобезпечність, можливість розташування в будь-якій площині і надійність, а до недоліків - невеликі струми відключення і великі комутаційні перенапруги.

Автогазовий вимикачі застосовуються в основному в якості вимикачів навантаження. Для гасіння дуги в них використовується газ, що виділяється з твердого газогенеруючого матеріалу дугогасильні камери. До переваг автогазових вимикачів відноситься простота їх конструкції, а до недоліків - малі струми відключення.

У елегазових вимикачах застосовується електромагнітне дуття, що обертає дугу. Їх контактна система поміщається всередині герметично закритого фарфорового корпусу, заповненого елегазом. До переваг елегазових вимикачів відносяться пожежо-і вибухобезпечність і швидкодія.

В електричних установках малої потужності використовують вимикачі навантаження, що створюють видимий розрив при відключенні ними електричного кола. Вимикачі навантаження обладнані дугогасильними камерами з вкладишами з оргскла. Як вимикачів навантаження служать також вакуумні вимикачі ВНВП-10 / 320-2, виконані на основі дугогасильні камери КДВ-21.

Всі високовольтні вимикачі комплектуються приводними механізмами, основними частинами яких є що включає механізм, що замикає механізм і розчеплення механізм. Застосовуються ручні, пружинні, електромагнітні, пневматичні та інші приводи вимикачів.

У всіх перерахованих апаратах обслуговування і ремонту в переважній більшості випадків піддаються контактні групи і дугогасітел'ние камери. Найпростіші контактні групи зазвичай не ремонтуються і при їх наявності на складі замінюються на нові. Контакти з вмістом дорогоцінних металів (срібло, золото, платина) не викидаються, а здаються на утилізацію. Складні контакти і контакти з провідними накладками можуть бути відремонтовані самостійно або на ремонтному підприємстві шляхом зварювання або пайки одним з таких методів: контактної (точкової), дифузійної, холодної, ультразвукової або електронно-променевого зварювання, зварювання і пайки в вакуумі, ультразвукової металізації.

Контактна зварювання відноситься до термомеханическим методам і дозволяє з'єднати контактують накладки з конструктивною частиною контактної групи (див. Розд. III).

Дифузійне зварювання частин контактів виконується при підвищених температурах (нагрів струмами високої частоти) з доданням необхідних тисків на зварювані елементи. Зварювання проводиться при розрідженні 10 " '... 10 ~ 3 Па у вакуумній камері, заснована на взаємній дифузії атомів в поверхневих шарах матеріалів, що зварюються і дозволяє отримати надійні з'єднання металокерамічних контактних накладок з металевими елементами контактних систем.

Холодне зварювання. У цьому випадку зв'язок між атомами металів, що сполучаються виникають без зовнішнього підведення теплоти при забезпеченні одночасної пластичної деформації зони зіткнення. Поверхні попередньо зачищаються. Ступінь деформації контактних матеріалів (Ag -Cu, Ag-Ni, Ag -CdO) і металів Контактодержателі (мідь, бронза, латунь) досить велика.

Ультразвукове зварювання застосовується в тих випадках, коли необхідно уникнути загального нагріву контактують елементів і виключити зміна їх фізико-технічних властивостей. Енергія в цьому випадку підводиться до місця з'єднання в формі механічних коливань ультразвукової частоти. Проте ультразвукове зварювання є процесом термомеханическим, оскільки в місці з'єднання не вся енергія коливань витрачається на деформацію микронеровностей, а значна частина її витрачається на виділення теплоти.

Електронно-променеве зварювання заснована на перетворенні кінетичної енергії електрона в теплову енергію (механічний тиск при цьому відсутня). Цей метод використовується для ремонту контактів слабкострумових реле, а також в тих випадках, коли до зварювальних елементів не можна прикладати механічні зусилля (контакти реле захисту).

Зварювання та пайка в вакуумі використовується при нанесенні шару одного металу або сплаву на інший (срібла на мідь, міді на алюміній і ін.). При ремонті контактних накладок соединяемая поверхню більш легкоплавкого металу нагрівається в вакуумі до температури, що перевищує температуру його плавлення, і, таким чином, виконує роль припою.

Ультразвукова металлизация. Використовуючи ультразвук, можна здійснювати металлизацию поверхонь контактних деталей іншим металом. Металізація здійснюється при частоті коливань ультразвукового інструменту, що дорівнює 20 кГц, і амплітудах коливального зміщення 3 ... 10 мкм, які формують кавітацію в розплаві. Таким способом можна відновлювати лише тонкі провідні плівки на поверхні контактів.

Дугогасительниє камери. Ефективність і ресурс дугогасильних пристроїв комутаційних апаратів в значній мірі залежать від властивостей дугогасящей середовища, матеріалу контактних, ізоляційних і конструктивних елементів і їх конструктивно-технологічних особливостей. Дугогасительниє камери, що виробили ресурс, які зазнали зносу або знаходяться в аварійному стані переважно замінити на нові (на складі повинен зберігатися їх економічно обгрунтований запас).

зміст .. 60 61 62 63 64 65 66 67 68