מתג ואקום: מכשיר ועיקרון הפעולה + ניואנסים של בחירה וחיבור
מכשיר חשמלי, מפסק ואקום, הוא מכשיר המיועד לפעולה כחלק מרשתות חשמל גבוהות.הוא קיבל את שמו מתכונת עיצוב - תא ואקום, שבזכותו מושגת הכחדה מיידית של הקשת החשמלית.
המכשיר משמש כמתגים המיועדים לכיבוי ציוד במקרה של מצבי חירום או כחלק מתפעול שגרתי. בואו נסתכל מקרוב על מהו קומוטטור ואקום ומדוע הוא נחוץ.
תוכן המאמר:
כיצד פועל מתג ואקום במתח גבוה?
הבסיס לפונקציונליות של תאי ואקום המשמשים בתכנון של מתגים הוא התכונות הפיזיקליות של הגז במצב משוחרר. בתנאים כאלה, תכונת הגז, המאופיין בחוזק חשמלי, משתנה באופן משמעותי לקראת עלייה.
השפעה זו של סביבה נדירה מאוד (נע בין 10-6 עד 10-8 N/cm2) משמש בהצלחה בעיצובי מתגים בתוספת תאי ואקום גז שדרכם עוברות קבוצות מגעים חשמליות.
הזרם העובר דרך קבוצות המגעים (ברגע שהמגע מנותק) יוצר פריקה חשמלית - קשת.בעירת קשת מתרחשת עקב יינון חלקי של אדי מתכת, הנוצרים בהכרח מטמפרטורה גבוהה. מעבר הזרם בין המגעים דרך הפלזמה שנוצרה נשמר עד שהזרם עובר לאפיק האפס.
ברגע שמגיע רגע המעבר דרך "אפס", הקשת החשמלית כבה. התהליך הכולל אורך לא יותר מ-7-10 מיקרו-שניות.
עיצוב מתגי ואקום
מגוון מפסקי הוואקום, תוך התחשבות בעיצובם, הוא די גדול. לכן, קשה לתת מאפיינים של מכשירים אלה כמכלול. בינתיים, ללא קשר להבדלים בתכנון, עקרון הפעולה נשאר ללא שינוי.
בואו נשקול מידע כללי מתג ואקום תלת קוטבי, מצויד בהנעה קפיצית. מכשיר זה מיועד להתקנה פנימית או חיצונית. בכל מקרה, התקנתו מתבצעת בתוך קופסאות מתכת הפצה מיוחדות.
ניתן להשתמש במכשירים במגוון תחומי הכלכלה הלאומית. עם זאת, יש כמה מגבלות.
לפיכך, מפסקי ואקום אינם מיועדים להתקנה והפעלה לאחר מכן בתנאים הבאים:
- חדרים שבהם יש אש או אווירה נפיצה;
- מתקנים שנועדו לספק מיתוג תכוף;
- מתקנים ניידים (נייד);
- מערכות אנרגיה של כלי ים ונהר.
למפסקים מסוג ואקום יש בדרך כלל שני סוגים של עיצוב:
- להתקנה קבועה.
- להתקנה עם עגלת חומרה.
ללא קשר לעיצוב, שטח הגוף של המכשיר מכיל שלושה קטבים המצוידים בתאי כיבוי קשת.
בתוך תאי הוואקום ישנם מגעים זזים המונעים על ידי מנגנון קפיץ-מנוע. לגוף המכשיר משלימים פאנל קדמי, המכיל רכיבי תצוגה והתקני בקרה.
שלושת הקטבים של המעגל הראשי עשויים בצורה של עמודים. מיקום המוטות הוא בדרך כלל בחלק האחורי של שלדת ההנעה של מנוע הקפיץ. כל מוט מצויד בתא לכיבוי קשת, אשר סגור בתוך מבודד פולימרי. על מנת לשפר את החוזק החשמלי, לגוף המבודד יש צורת צלעות.
בתוך כל תא ואקום, מותקנת קבוצת מגע של שני אלמנטים - מזיזים וקבועים. אלמנט המגע הנע מחובר למנגנון המיתוג באמצעות מבודד מתיחה. הבא הוא החיבור עם סיכת המגע התחתון. והמגע הקבוע מחובר באמצעות התאמה חרוטית למסוף המגע העליון של המכשיר.
כיצד פועל כונן המתג?
המגעים הנעים של תאי הוואקום מחוברים מכנית לציר של כונן הקפיץ. בשל קפיץ הכוח, המופעל מראש (מוגדר למצב מתח), ניתן להפעיל את הכונן בקלות על ידי לחיצה על כפתור בקרה או מנגנון אחר.
הקפיץ (בדרך כלל שני קפיצים) נטען על ידי כונן שרשרת. מצב הפעולה הרגיל של הציוד כולל טעינת הקפיץ באמצעות מנוע חשמלי המצויד בתיבת הילוכים. במקביל, קיימת ידית הנעה ידנית, המשמשת במקרה של תאונות או אובדן כוח.
הקפיץ הנטוי מקובע על ידי מנגנון ההדק. מנגנון זה נשלט באמצעות כונן אלקטרומגנטי או באמצעות כפתור הפעלה. ברגע שמצב ההפעלה מופעל, הנעילה משתחררת, כוח המתיחה של הקפיץ מפעיל את מנגנון הפיקה. זה, בתורו, פועל על הפיר, המחובר מכנית למנגנון המיתוג של המגעים הנעים של תאי הוואקום.
הפעולה לכיבוי מפסק הוואקום מתבצעת על ידי הפעלת מצב "כבוי" - באמצעות אלקטרומגנט או כפתור. רצף הפעולות כמעט זהה למצב הראשון. מעורבים כאן גם קפיצי כוח נסיעה, שמצבם נקבע על ידי הדק הנסיעה.
נוחות התפעול והשליטה על פעולת המכשיר מסופקת על ידי לוח הבקרה. לאורך החלק הקדמי של הפאנל ישנם אלמנטים: מונה מחזורים, מחוון מצב קפיץ טעינה ומחוון מצב מתג ואקום.
תכונות של מבנים נשלפים
הציוד הנשלף מורכב על בסיס עגלת ציוד מיוחדת. באמצעות אביזר זה, המתג מוכנס לתוך הארון או מחוצה לו.
עגלת החומרה פועלת לא רק כהובלה למכשיר, אלא גם משמשת כבקר להעברת המכשיר למצב בדיקה או למצב הפעלה ברגע שהמתג נדחף לארון.
מתג הוואקום מחובר ישירות לחלק הנע של העגלה. הידוק מתבצע באמצעות חיבורים מוברגים. בינתיים, לעגלת החומרה יש גם חלק נייח, שבו הכונן של החלק הנע קבוע. תנועת המודול הנייד ביחס לזה הנייח מתבצעת על ידי הבורג של ידית בקרת העגלה.
החלק הנע הוא בסיס מתכת על ארבעה גלגלים, מטופל בציפוי גלווני. קיימת נעילה מכנית חיצונית (בר לחץ) של אלקטרודת הארקה, נעילת בורג הנעה, מגעי בלוק, מנגנון נעילת מתג ואלמנטים נוספים המבטיחים תנועה או קיבוע.
התקנה וחיבור של המכשיר
לפני שמתחילים להתקין מפסק ואקום, יש צורך לבדוק את כל האלמנטים הנגישים חיצונית כדי לוודא שאין נזקים או פגמים. לאחר מכן מנקים את המשטחים המבודדים של העמודים באמצעות מטלית יבשה ונטולת מוך.
אסור להכניס ציוד למערכת אם יש שבבים, סדקים או אזורים מעוותים על משטחי הבידוד. יש לבדוק את מעגל המעגלים המשניים, כמו גם את חיבור אפיק השלדה.
לפני ההתקנה, יש לבדוק את פונקציונליות המתג על ידי הפעלה ידנית (סרק ללא חשמל) ולוודא שמחווני לוח הבקרה נמצאים במצב הנכון. אז אתה צריך לבדוק את נוכחותם של כיסויי המוט. אם נעשה שימוש בציוד בדירוג 1600A ומעלה, יש להסיר את מכסי ההגנה לפני ההתקנה.
התחבר ישירות לרשת
יש לנקות את ההדקים של קצות המגעים של מוליכי כבל החשמל לפני החיבור למסופי המתג.
הליך ההפשטה משתנה בהתאם לחומר הסופי המשמש:
- עבור מסופי נחושת ואלומיניום ללא ציפוי נוסף, הניקוי מתבצע עם נייר זכוכית מגרסית M20 ומטה, ולאחר מכן הסרת שומנים של פני המתכת.
- אם מסופי הנחושת או האלומיניום מצופים בשכבת כסף, מספיק לנקות אותם עם מטלית נטולת מוך.
זה לא מקובל להשתמש בכבלים שציפוי הכסף שלהם על המסופים פגום על פני שטח של יותר מ-5%. במקרה זה, יש להחליף את האלמנט הפגום. מידע נוסף על מסופים לחיבור חוטים ניתן למצוא ב החומר הזה.
מוליכים חיצוניים מחוברים למסופים של מתג הוואקום בצורה כזו שלא נוצרים כוחות מכניים על מסופי המכשיר מהמוליכים החיצוניים. החיבורים נעשים באמצעות צימוד בריח באמצעות דסקיות מתכת אלסטיות שטוחות.
איך מתבצעת הארקה?
מכשירים נייחים מחוברים לפלטפורמת "האדמה" באמצעות חיבור מוברג (M12) ישירות בנקודה המסומנת "הארקה".
יש להסיר שומנים באזור נקודת המגע "הארקה" לפני החיבור. מוליך ההארקה צריך להיות אוטובוס בעל חתך מספיק (כללי התקנה חשמלית), חוט גמיש או מוליך קלוע. לפני הנחת המוליך על משטח המגע, יש לשמן את משטחי המגע עם חומר סיכה מיוחד (CIATIM-203).
עיצוב סוג המשיכה מקורקע באמצעות האלמנטים של עגלת הציוד. הארקה של מפסק הוואקום מתבצעת דרך המבנה של עגלת החומרה, שעבורה יש גם אלמנטים הידוק.
הפעלת המכשיר
המכשיר מופעל לאחר בדיקה נוספת של הציוד המותקן והמוכן. בפרט, נבדקים אמינות ההארקה, מצב ההידוק של רכיבי הרכבה וגישה של מדיום הקירור לגופי חימום שעלולים להתחמם.
יש לטפל במשטחים של המוטות נושאי הזרם במגע עם הלמלות של קבוצות המגע של השושנים בכמות קטנה של חומר סיכה CIATIM. באופן כללי, יש צורך לבצע את כל ההליכים שנקבעו על ידי PES במקרה של בדיקות קבלה ולוודא שמתח ההפעלה תואם את הגבולות המותרים.
כוח אדם שיש לו הרשאה לטפל במתקני חשמל הפועלים במתחים מעל 1000 וולט רשאים להפעיל את מפסק הוואקום. קבוצת הגישה המאושרת לאנשי שירות חייבת להיות לא נמוכה משלישית. לפני שמתחילים לעבוד עם ציוד, הצוות עובר מינימום טכני על מנת ללמוד את המורכבויות של דגם ציוד ספציפי.
איך בוחרים מפסק ואקום?
המכשיר נבחר תוך התחשבות בפרמטרים הנומינליים שלו, הנחשבים ביחס לפרמטרים של הרשת הקיימת באתר ההתקנה. הבחירה נעשית על פי הקריטריון של מצבי הפעולה הטעונים המקסימליים הצפויים לתנאי ההפעלה.
המתח הנקוב של מפסק הוואקום מותר להיות שווה (או מוגבר) ביחס למתח הנקוב של המערכת המופעלת דרך המפסק.
פרמטר הזרם המדורג לטווח ארוך נבחר גבוה מהזרם הנקוב של המערכת המסופקת. פרמטר זרם הניתוק המדורג נבחר מעל הערך המרבי זרם מדורג קצר חשמלי (נלקח בחשבון הרגע של סטיית המגע).
מנקודת מבט של תנאי קצר חשמלי אפשריים, הבחירה נעשית תוך התחשבות בתנאים החמורים ביותר.
ערך הרכיב הא-מחזורי מחושב תוך התחשבות בתנאי הקצר עם מתח אפס בכל אחד מקווי הפאזה. במקרה זה, יש לקחת בחשבון את פרמטר הזרם הא-מחזורי שנקבע על ידי יצרן הציוד.
מסקנות וסרטון שימושי בנושא
אתה יכול ללמוד עוד חומר על התכנון, עקרון הפעולה ותנאי ההתקנה של מפסק ואקום מהסרטון הבא:
מתגי ואקום שונים מסוגים אחרים של מכשירים במבנה הפשוט והאמין שלהם יחסית. לכן, סוג זה של ציוד משמש במשך זמן רב ללא תלונות. חיי הבלאי הטבעי נקבעים לפי מספר הפעולות השווה לפחות ל-20,000. בתנאי שהתחזוקה מתבצעת בזמן, חיים אלו גדלים ב-5-10%.בינתיים, תחזוקת נפץ מוגבלת למספר קטן של פעולות קלות.
אם במהלך קריאת המידע יש לך שאלות לגבי נושא המאמר או שיש לך מידע רב ערך שתוכל לחלוק עם הקוראים שלנו, אנא השאר את הערותיך, שתף את החוויה שלך ושאל שאלות בבלוק מתחת למאמר.
האם אתה יכול לברר ביתר פירוט מדוע יש צורך בהארקה כזו של המתג?
צהריים טובים, ארטם. המטרה העיקרית של הארקה כזו היא להבטיח את בטיחות העבודה.
התמונה הראשונה היא קטע מתרשים של מיתוג חיצוני. מה שנראה שמוצג (האותיות אינן ברורות) הוא מפסק ואקום ושנאי זרם. האחרונים קשורים טכנולוגית לחומרי נפץ. אזורים כאלה של מיתוג חייבים להיות "מגודרים" עם להבי הארקה נייחים, המבטיחים את בטיחות העבודה של אנשי תיקון, שירות חומרי נפץ, שנאים ואלמנטים אחרים של קטע המעגל. מתגי הארקה אלו מוסדרים על ידי סעיף 4.2.28. PUE. מצורף צילום מסך.
התמונה השנייה היא שבר של מתג שלם של 10 קילוואט סגור. המטרה של סכינים אלה דומה. בזמן ביצוע העבודה, הצוות משתמש במנתקים כדי לבודד את אזור העבודה (מנתק את החשמל מכל הצדדים של אספקת מתח שגויה אפשרית), ומשתמש בסכיני הארקה כדי לחבר את הציוד שהוצא לתיקון ל"אדמה".