В электрических цепях применяются различные средства коммуникации – реле, пускатели, контакторы и другие аналогичные устройства. Они обеспечивают своевременное включение и отключения установок и оборудования. Среди множества приборов следует отметить вакуумный контактор, выполняющий те же самые функции, но конструктивно отличающийся от своих аналогов. Главной его особенностью является наличие вакуумной камеры, где размещаются контакты. В этом месте созданы специальные условия, препятствующие образованию электрической дуги. Она вспыхивает лишь на короткое мгновение в момент соприкосновения контактов и тут же пропадает.
Для чего нужен вакуумный контактор
Вакуумные контакторы применяются для дистанционного управления электродвигателями, системами освещения, трансформаторами и другими приборами. От других типов контакторов данные устройства отличаются отсутствием электрической дуги за счет использования вакуумной камеры. Именно здесь размещаются контакты, и осуществляется коммутация.
Различные типы конструкций делают возможным работу с постоянным и переменным током, подключение к одно- и трехфазных цепях. Безопасная коммутация позволяет использовать вакуумные контакторы в нефтегазовом, химическом, горнорудном и других производствах с повышенной опасностью и высокими нагрузками. С помощью этих приборов довольно легко организовать прямое управление различными типами электроприводов.
В настоящее время на многих предприятиях заменяется устаревшее оборудование с искрогасителями. Вместо него устанавливаются вакуумные устройства, исключающие образование электрической дуги. Благодаря надежному и герметичному корпусу обеспечивается надежная защита от пыли и грязи. Поэтому такие контакторы хорошо зарекомендовали себя в производствах с повышенной запыленностью, например, связанных с добычей угля.
Небольшие размеры также способствуют увеличению спроса на эти изделия. Их выпуск постоянно растет, разрабатываются новые модификации под конкретные схемы, получившие широкое распространение. Подобное разнообразие продукции позволяет выбрать наиболее подходящий контактор для конкретного участка цепи.
Особенности конструкции
Основным предназначением вакуумных контакторов является включение-выключение различных устройств, коммутация их с силовыми цепями переменного тока. Для выполнения рабочих процессов используется электромагнит постоянного тока. Каждый такой контактор оборудован герметичным устройством гашения дуги, которое служит вакуумной камерой. В ней коммутируемая цепь отключается в вакуумной среде в течение 1-2 полупериодов.
Подобная конструкция стала основой для создания трехфазных вакуумных контакторов с номиналами 160, 250, 400 и 630 А при номинальных напряжениях 660 и 1140 вольт. Они обладают высокой устойчивостью к износу, а количество рабочих циклов составляет 600 и 1200 в час.
В приборе использована конструкция блочного типа с изоляционным основанием (1), где размещаются все узлы. На схеме представлены элементы – вакуумная камера (2), якорная ось вращения (3) и сам якорь (4), полюсный наконечник и сердечник (5 и 6), катушка (7), основа электромагнита (8), отключающая она же возвратная пружина (9), ось, на которой вращается подвижный контакт (10). В конечном итоге контактор состоит из трех дугогасительных камер, электромагнита и блок-контактов.
В вакуумной камере расположены главные контакты, изготовленные в цилиндрической форме. Между ними имеется зазор в размере 1,2 мм, постепенно увеличивающийся до 2 мм. В процессе эксплуатации зазор можно отрегулировать один раз.
Следует отдельно рассмотреть вакуумную камеру для гашения дуги, которую отличают высокие дугогасительные и изоляционные свойства, повышенное пробивное напряжение между контактами, быстрое восстановление электрической прочности в межконтактном промежутке.
На представленной ниже схеме показаны все детали камеры и их взаимодействие между собой. Подвижный контакт (1) соединяется при помощи отключающей пружины с якорем электромагнита. Установка неподвижного контакта (2) выполняется в корпусе (3), изготовленном в виде двух фланцев. На поверхностях контактов закрепляются пластины из металлокерамики (4, 5). Для соединения подвижного контакта (1) с нижней частью камеры используется гофрированный сильфон (6), изготовленный из нержавеющей стали. Благодаря этому приспособлению, перемещение подвижного контакта происходит без нарушения герметичности вакуумной камеры.
Для изоляции друг от друга подвижного и неподвижного контактов, предусмотрен цилиндр (7) из керамики или стекла. Между контактами установлены экраны (8, 9), выравнивающие электрическое поле, обеспечивающие защиту сильфона и цилиндра от металлических паров, образующихся при электрической дуге.
Привод вакуумного контактора осуществляется при помощи электромагнита постоянного тока с двумя стержнями и поворотным якорем. За счет этого повышается устойчивость к износу, а узел вращения способен выдержать около 20 млн рабочих циклов, со скоростью 1200 включений каждый час. Сила электромагнита должна превосходить показатели усилия пружин при напряжении не менее чем на 85% от номинала.
Технические характеристики и маркировка
Параметры и технические характеристики вакуумных контакторов отображаются в их маркировке. В качестве наглядного примера можно взять прибор КВТ-1,18 – 3,8/115-У4-1-РГ:
- КВТ – означает вакуумный контактор с тремя полюсами.
- 1,18 – соответствует номинальному напряжению в числовом виде (кВ).
- 3,8 – номинальный отключающий ток в числовом выражении (кА).
- 115 – значение номинального переменного тока в главной цепи (А).
- У4 – категория использования в определенных климатических условиях.
- 1 – порядковый номер привода в дополнительном варианте.
- РГ – буквенное обозначение данного варианта в конкретном конструктивном исполнении.
Основные разновидности и модификация
Большинство вакуумных контакторов разделяется на два основных типа – КВ-1 и КВ-2.
Каждая группа имеет свои конструктивные особенности и область применения:
- Приборы КВ-1 выпускаются в открытом исполнении с использованием естественного воздушного охлаждения. Основная функция заключается в изменениях включающих и отключающих токов в устройствах с короткозамкнутым ротором. Эти устройства широко используются в системах управления электроприводами с большими нагрузками, в условиях низких температур, большого количества пыли и влаги. Отличаются небольшими размерами и массой. Могут работать в разных режимах, включающих короткое время, короткое повторяющееся время, продолжительный и прерывистый продолжительный период.
- Контакторы КВ-2 отличаются наличием у них различных защитных элементов. Например, некоторые модели оборудуются блоками ограничения перенапряжения, защищающими подключенное оборудование. Могут устанавливаться тепловые реле для защиты от токовых перегрузок, а также процессорные устройства против обрыва фаз и токовых утечек. Приборы серии КВ-2 отличаются повышенной защитой корпуса, дополнительными контактами и т.д.
- Вакуумный контактор КВТ-10 относится к разряду высоковольтных, используется на промышленных предприятиях в качестве приемника электроэнергии. Рабочий температурный режим не должен выходить за рамки от минус 50 до плюс 40 градусов, высота над уровнем моря – до 1000 м. Такие приборы должны размещаться либо под навесом, либо в отдельных помещениях.
Преимущества вакуумных контакторов
- Небольшая масса и габаритные размеры, легкая установка.
- Продолжительный срок эксплуатации при сравнительно низкой стоимости.
- Простое управление, благодаря электромагнитному приводу.
- Широкий ассортимент изделий в различных модификациях, что облегчает выбор.
- Идеальный вариант для взрывоопасной среды и других сложных условий.
- Повышенное быстродействие в сравнении с аналогичными устройствами, бесшумная работа.
- Изделия отличаются высокой надежностью и большим запасом электрической прочности.
- Работа прибора не зависит от его положения в пространстве.
- Разборные конструкции легко поддаются ремонту.
Да, на сегодня вакуумный контактор это незаменимая вещь в некоторых сферах, и если выбирать из них я бы обратил внимание все же на отечественные.