Загрузите наш каталог продукции 2025 года, чтобы ознакомиться с подробными чертежами и техническими параметрами всех компонентов распределительного устройства.
Получить каталог Загрузите наш каталог продукции 2025 года, чтобы ознакомиться с подробными чертежами и техническими параметрами всех компонентов распределительного устройства.
Получить каталог
Средневольтные автоматические выключатели нуждаются во вспомогательных устройствах для инициирования размыкания в нештатных условиях. Доминируют два механизма: шунтирующая катушка отключения и Расцепитель пониженного напряжения (UVR). Оба расцепляют механизм выключателя с накопленной энергией, но работают по принципиально противоположной электрической логике. Шунтирующий расцепитель подает напряжение для отключения. Расцепитель при пониженном напряжении обесточивается для отключения.
Эта обратная зависимость определяет топологию схемы управления, поведение при отказе, философию безопасности и стратегию обслуживания. Инженеры, рассматривающие эти устройства как взаимозаменяемые, рискуют создать системы, которые будут опасно выходить из строя или срабатывать непроизвольно во время нормальной работы.
Фундаментальное различие заключается в логике работы электрооборудования и поведении при отказе.
Шунтирующая катушка отключения: Зарядка до отключения
Катушка шунтирующего расцепителя остается обесточенной при нормальной работе выключателя. Когда управляющее напряжение - обычно 110 В постоянного тока или 220 В переменного тока в MV-приложениях - приводит в действие соленоид, электромагнитная сила освобождает удерживающую защелку выключателя. Катушка требует лишь кратковременного включения, обычно 50-100 мс, для завершения последовательности отключения.
Полевые испытания на промышленных подстанциях подтверждают время срабатывания 20-50 мс с момента подачи напряжения на катушку до размыкания контактов. Катушки шунтирующих расцепителей потребляют 50-200 Вт во время работы, при этом пусковой ток достигает 5-10-кратного значения в установившемся режиме. Согласно IEC 62271-100, вспомогательные цепи должны надежно работать при 85-110% от номинального напряжения управления.
Освобождение от пониженного напряжения: Снятие напряжения до отключения
Расцепитель при пониженном напряжении работает в обратном направлении. При нормальной работе катушка остается под постоянным напряжением, удерживая подпружиненную механическую защелку в сдержанном положении. Когда напряжение питания падает ниже порога срабатывания расцепителя - обычно 35-70% от номинального напряжения - пружина преодолевает ослабленный электромагнитный захват и отключает расцепитель.
Тестирование показало, что время отключения UVR составляет 15-40 мс после падения напряжения ниже порога. Непрерывное потребление энергии составляет 5-15 Вт, создавая постоянную потребность во вспомогательной энергии, которую можно избежать срабатыванием шунта.
Понимание как работают вакуумные выключатели обеспечивает существенный контекст, поскольку оба устройства интегрируются с пружинным механизмом VCB через один и тот же интерфейс срабатывания.
| Параметр | Шунтирующая катушка отключения | Отключение при пониженном напряжении |
|---|---|---|
| Логика срабатывания | Применение напряжения вызывает отключение | Потеря напряжения вызывает отключение |
| Нормальное состояние | Обесточен (не потребляет электроэнергию) | Постоянно под напряжением |
| Потребляемая мощность | 50-200 Вт кратковременно | 5-15 Вт в непрерывном режиме |
| Время отклика | 20-50 мс | 15-40 мс |
| Предвзятое отношение к неудачам | Не закрыт (не срабатывает при отказе катушки) | Не размыкается (срабатывает при отказе катушки) |
| Диапазон управляющего напряжения | 85-110% из номинальной | Отсев в 35-70% от номинала |
| Катушка | Мгновенный (прерывистый) | Непрерывный |
| Типичные области применения | Релейные выходы защиты, блокировки пожарной системы, E-стопы | Защитные блокировки, отказоустойчивая изоляция, питатели двигателей |
Различие между отказами определяет большинство решений по выбору. Шунтирующие расцепители работают в направлении несрабатывания - выключатель остается закрытым, когда он должен открыться. Ультрафиолетовые расцепители работают на отказ - выключатель размыкается при отсутствии фактической неисправности. Ни один из них не является универсальным преимуществом; область применения определяет, какой режим отказа является приемлемым.
Когда следует указывать шунтирующий выключатель
Шунтирующие катушки подходят для применения в тех случаях, когда:
Типичные установки включают в себя генераторные выключатели с защитой от обратного тока, разъединители пожарных насосов с блокировками спринклерных систем и трансформаторные фидеры с релейными входами внезапного давления.
В каких случаях необходимо указывать деблокировку при пониженном напряжении
Разблокировка при пониженном напряжении подходит для применения в тех случаях, когда:
Типичные установки включают в себя фидеры двигателей, требующие безопасного отключения при отказе системы управления, соединительные выключатели между независимыми шинами, а также выключатели изоляции в зонах повышенной опасности.
[Экспертный взгляд: философия выбора].
- Нефтехимические предприятия обычно требуют использования УФР для фидеров электродвигателей в классифицированных зонах - потеря питания должна гарантировать отключение оборудования
- Центры обработки данных часто предпочитают использовать шунтирующее отключение для предотвращения каскадных отключений из-за переходных процессов в электросети
- Если оба устройства установлены на одном выключателе, убедитесь, что логика управления учитывает их взаимодействие; указание обоих устройств без четкого функционального разделения приводит к путанице в обслуживании.
- Всегда подтверждайте независимость источника управляющего напряжения от защищаемой цепи
Шунтирующая цепь отключения
Основная схема шунтирующего выключателя состоит из:
[+DC] ──┬──── [Реле защиты NO] ── [52a Aux] ── [Шунтирующая катушка] ── [-DC]
│
└── [Manual Trip PB NO] ─────────────────────┘
Вспомогательный контакт 52a размыкается при срабатывании выключателя, прерывая ток через катушку. Без этого контакта катушка остается под напряжением постоянно, если инициирующий контакт защелкивается, что приводит к тепловому разрушению в течение нескольких секунд.
Цепь отключения при пониженном напряжении
Базовая схема UVR состоит из:
[+DC] ── [Главный переключатель управления] ── [Защитная блокировка NC] ── [Катушка УФР] ── [-DC]
Каждый последовательно соединенный нормально замкнутый контакт представляет собой условие, инициирующее отключение. Размыкание любого контакта приводит к падению напряжения на UVR, что вызывает размыкание выключателя.
Важнейшие замечания по конструкции
Катушки постоянного и переменного тока не являются взаимозаменяемыми. Катушки постоянного тока на переменном токе будут дребезжать из-за отсутствия затеняющих колец. Катушки переменного тока на постоянном токе перегреваются, поскольку им не хватает сопротивления для ограничения тока. Всегда проверяйте, чтобы номинальное напряжение катушки точно соответствовало типу источника питания.
Для получения авторитетного руководства по испытаниям вспомогательных устройств обратитесь к IEEE C37.09 описание процедур проверки автоматических выключателей.
Понимание режимов отказов служит основой для выбора и стратегии технического обслуживания.
Режимы отказа шунтирующего расцепителя
| Отказ | Причина | Последствия |
|---|---|---|
| Разомкнутая цепь катушки | Тепловое повреждение, нарушение соединения | Команда отключения игнорируется; выключатель остается закрытым |
| Короткое замыкание катушки | Пробой изоляции | Перегорает предохранитель управления; возможно отключение |
| Механический переплет | Коррозия, мусор, несоосность | Недостаточное усилие для расцепления механизма |
| Вспомогательный контактный шов | Повреждение дугой, механический износ | Перегорание катушки при следующей команде поездки |
Чистое предубеждение против неудач: Шунтирующие выключатели не срабатывают. Выключатель остается замкнутым, когда должен быть разомкнут.
Режимы отказа при снятии пониженного напряжения
| Отказ | Причина | Последствия |
|---|---|---|
| Разомкнутая цепь катушки | Тепловое повреждение, нарушение соединения | Немедленное отключение; выключатель не может оставаться замкнутым |
| Весенняя усталость | Велосипед, возраст, неправильная регулировка | Прерывистое аварийное отключение |
| Механический переплет | Коррозия, загрязнение | Функция отключения отключена; выключатель остается закрытым |
| Сбой питания системы управления | Предохранитель, трансформатор, неисправность проводки | Немедленная поездка (по проекту) |
Чистое предубеждение против неудач: Электрические неисправности UVR обычно вызывают ложное срабатывание. Механические неисправности могут предотвратить срабатывание - менее распространенное, но более опасное состояние.
Инженеры, выбирающие компоненты в авторитетных производитель вакуумных выключателей необходимо убедиться, что дополнительные устройства соответствуют определенным номинальным значениям напряжения и требованиям к механическим интерфейсам.
[Экспертный взгляд: наблюдения за сбоями в работе]
- Перегорание катушки шунтирующего расцепителя чаще всего происходит из-за отсутствия или неисправности вспомогательных контактов 52a - всегда проверяйте работу вспомогательных контактов при вводе в эксплуатацию
- Нештатные срабатывания UVR часто связаны с определением размера управляющего трансформатора; постоянный ток удержания UVR может вызвать просадку напряжения ниже порога падения во время запуска двигателя на той же шине управления
- В условиях повышенной влажности пружинные механизмы UVR выходят из строя через 8-12 лет; прибрежные установки требуют более частой проверки
- Измерение сопротивления катушки во время планового технического обслуживания обеспечивает раннее предупреждение о деградации обмотки до ее полного выхода из строя
Температурные эффекты
Сопротивление катушки увеличивается с ростом температуры, снижая силу удержания (UVR) или силу отключения (шунтовое отключение). При повышенных температурах окружающей среды напряжение отключения UVR возрастает, что может привести к аварийным отключениям во время летних пиков. И наоборот, в холодной среде смазка на механических соединениях загустевает, увеличивая трение и потенциально связывая механизмы отключения.
Интервалы технического обслуживания
Для шунтирующих катушек отключения:
Для отключения при пониженном напряжении:
Процедуры технического обслуживания должны быть интегрированы с более широкими программы для компонентов распределительных устройств для обеспечения систематического охвата всех вспомогательных устройств.
Компания XBRELE производит вакуумные выключатели и компоненты распределительных устройств с полной совместимостью со вспомогательными устройствами. Наша команда инженеров обеспечивает:
Понимание технология вакуумного прерывателя помогает понять, как вспомогательные расцепители интегрируются с основными компонентами прерывания в современных распределительных устройствах среднего напряжения.
Свяжитесь с XBRELE сегодня для получения спецификации или запроса предложения на вакуумные автоматические выключатели с правильно подобранными вспомогательными расцепителями.
В: Можно ли установить на одном автоматическом выключателе и шунтирующий расцепитель, и расцепитель пониженного напряжения?
О: В большинстве выключателей MV механически можно использовать оба устройства, но логика управления становится сложной и требует тщательного согласования для предотвращения конфликтующих сигналов отключения или путаницы при обслуживании во время тестирования.
В: Что произойдет, если я использую катушку, рассчитанную на постоянный ток, в сети переменного тока?
О: Катушка будет постоянно дребезжать, поскольку в катушках постоянного тока отсутствуют затеняющие кольца, которые используются в катушках переменного тока для поддержания магнитной силы через точки пересечения нуля, что приводит к быстрому механическому износу и потенциальному повреждению механизма.
Вопрос: Как проверить катушку шунтирующего расцепителя, не вызывая фактического отключения выключателя во время работы?
О: Многие производители поставляют изолированные испытательные клеммы, позволяющие проверить включение катушки путем измерения тока без задействования механической защелки расцепителя - обратитесь к документации на конкретный выключатель, чтобы узнать о наличии испытательного порта.
В: Почему мой UVR вызывает неприятные срабатывания во время запуска двигателя на соседних фидерах?
О: Вероятно, управляющий трансформатор испытывает просадку напряжения ниже порога отключения UVR во время пуска двигателя; решения включают в себя специальный источник питания управления, более мощный трансформатор или добавление реле с временной задержкой 0,5-2 секунды.
Вопрос: Каков типичный срок службы вспомогательных расцепителей в распределительных устройствах среднего напряжения?
О: Катушки шунтирующих расцепителей обычно рассчитаны на 5 000-10 000 операций или 15-20 лет при нормальных условиях эксплуатации, в то время как катушки UVR могут потребовать замены раньше из-за постоянного напряжения и связанных с ним тепловых нагрузок.
Вопрос: Какое устройство лучше использовать для аварийной остановки?
О: Шунтовое отключение обычно предпочтительнее для E-stop, поскольку для отключения требуется подача активного сигнала; UVR может вызвать ложные срабатывания, если проводка E-stop повреждена, отсоединена или по какой-либо причине потеряла питание.
В: Должно ли питание управления UVR поступать с той же шины, которую защищает выключатель?
О: Как правило, избегайте такой топологии - если UVR отключает выключатель, питающий его собственный трансформатор управления, возникает состояние блокировки, при котором выключатель не может повторно отключиться без восстановления внешнего питания.
