Vnitřní vakuové vypínače
ISM/TEL
Tavrida Electric
jedno- a trojpólové provedení
jmenovité napětí 12 a 25 kV
jmenovitý proud až 1000 A
Vakuové vypínače ISM/TEL
Vypínače Tavrida Electric ISM/TEL vynikají vysoce
spolehlivým spínacím mechanismem. U vypínačů
klasické koncepce je použit komplikovaný
mechanismus k přenosu síly od akčního členu
k hlavním kontaktům. Pohyblivé kontakty jsou
drženy v pozicích ZAP a VYP pomocí
mechanických západek. Při C-O cyklech jsou takto
mechanicky zkonstruované vypínače kriticky
namáhány a to je hlavní důvod jejich závad.
elementy jsou sestaveny osově symetricky do jedné
přímé řady. To znamená, že všechny mechanické
pohyby probíhají přímo a lineárně.
Vypínače klasické koncepce mohou mít poruchy
např. kvůli mechanickému zablokování, poruchy
řetězů, táhel, motorů, mechanismů napínání pružin.
U vypínačů ISM poruchy tohoto typu nemohou
vznikat.
Vypínače je možno dodávat pro samostatnou
montáž nebo na vozíku s příslušenstvím.
Vakuové vypínače Tavrida Electric mají maximálně
zjednodušenou mechaniku vypínače. Tyto vypínače
konstruovány
s ohledem
na
minimalizaci
mechanických komponent.
Ovládací modul CM nahrazuje funkci spouští,
kontakty pro zapnutí a vypnutí vypínače jsou
bezpotenciálové.
Opalování kontaktů je minimalizováno spínáním v
axiálním magnetickém poli. Všechny spínací
Výhody vypínačů
Vakuové vypínače ISM/TEL společnosti Tavrida
Electric jsou vypínače jednoduché konstrukce s
nadprůměrně dlouhou mechanickou a elektrickou
životností.
Výsledkem je 30 000 až 150 000 (speciální
provedení) C-O cyklů se jmenovitým proudem nebo
100 cyklů s plným zkratovým vypínacím proudem
bez potřeby náhrady nebo úpravy jakéhokoliv dílu
ISM. Vakuové vypínače jsou bezúdržbové při
celkové očekávané životnosti nejméně 25 let.
Použitím axiálního magnetického pole je zajištěno
souměrného rozložení proudové hustoty mezi
kontakty a podstatné zlepšení přerušení proudu ve
vakuu. Důkladně vybraný materiál a speciální
konstrukce kontaktů společně s optimalizovaným
pohybem a rychlostí spínání jsou výsledkem
plynulého sepnutí kontaktů bez odskoku.
Vypínače ISM jsou zkonstruovány s ohledem na
maximální kompaktnost a minimální hmotnost.
Použitím těchto vypínačů lze sestavit rozvaděče,
které jsou velmi malé a kompaktní. ISM jsou
konstruovány pro spolehlivé spínání při montáži
v jakékoliv poloze (neplatí pro ISM na vozíku).
Podstatné zvýšení mechanické životnosti a
zmenšení velikosti vakuových vypínačů bylo mimo
jiné dosaženo využitím ocelové manžety složené a
svařené z jednotlivých disků ve srovnání s tradičně
používanou ohýbanou ocelovou manžetou.
Vakuové vypínače jsou vyrobeny z materiálů, které
nepoškozují životní prostředí. Při jejich likvidaci
nejsou požadovány žádné zvláštní postupy.
Jemně rozptýlený oblouk ve vakuu je důsledkem
působení axiálního magnetického pole.
Srovnání ocelových manžet: složená ocelová manžeta
TEL – typ svařovaný z jednotlivých disků.
Trvalý dohled
Standardně
používané
výkonové
neposkytují žádnou formu dohledu nebo
pouze částečný dohled. Je nutné
pravidelnou údržbu a kontrolu pro
spolehlivosti během provozu.
vypínače
poskytují
provádět
zajištění
Vakuové vypínače ISM/TEL mají funkci sledování
stavu a trvalého dohledu. Při zjištění poruchy je
generován řídicím modulem CM chybový signál.
Výhodou trvalého dohledu je možnost opravy
poruchy ještě před tím, než by byl v kritický okamžik
proveden pokus s neúspěšným sepnutím. Tímto
jsou sníženy náklady na plánovanou údržbu.
2
Vnitřní vakuový vypínač (ISM) a řídicí modul (CM)
1. Vakuové zhášedlo
2. Horní výkonový přívod
3. Spodní výkonový přívod
4. Pohyblivý kontakt s těsnící manžetou
5. Pružná vodivá spojka
6. Izolační táhlo
7. Rozpínací pružina
8. Kontaktní přítlačná pružina
9. Cívka elektromagnetu
10. Kotva elektromagnetu
11. Elektromagnet
12. Blokovací kolíky
13. Konec hřídele s drážkou
14. Synchronizační tyč
15. Pomocné kontakty
16. Nosná konstrukce
17. Izolátory
Princip spínání
Ve vypnutém stavu jsou kontakty vakuového vypínače drženy vypínací
pružinou. Vypínací pružina je umístěna v monostabilním magnetickém
akčním členu. K sepnutí kontaktů vakuového vypínače slouží pulzní
proud, který je dodán ze spínacích kondenzátorů v řídicím modulu CM a
je přiveden přímo na cívku pohonu.
Proud procházející cívkou vytváří magnetický tok v mezeře mezi jádrem
magnetického obvodu a kotvou akčního členu. Vzrůstající proud
procházející cívkou zvyšuje magnetický tok a elektromagnetickou
přitažlivost mezi jádrem a kotvou. To má za následek překročení síly
tvořené vypínací pružinou. Kotva magnetického obvodu, izolační táhlo a
pohyblivé kontakty jsou v pohybu.
Jakmile se kotva přiblíží k horní straně magnetického jádra, vzduchová
mezera se zmenšuje a následkem toho se magnetická síla zvětšuje.
Tato vzrůstající síla urychluje kotvu a zároveň pohyblivé kontakty na
rychlost 1 m/s. Tato rychlost zaručuje optimální sepnutí kontaktů bez
odskoku a snižuje možnost výboje ve vakuu ještě před sepnutím
kontaktů.
Pokud jsou silové kontakty sepnuty, pohyblivé kontakty jsou v klidovém
stavu, ale kotva je neustále tlačena zpět silou, která je tvořena stlačením
kontaktní pružiny. V koncové poloze je kotva držena silou saturovaného
permeabilního materiálu jádra. Saturace feromagnetického materiálu
jádra je dostatečně silná, vytváří dostatečný magnetický tok, který je
schopen držet kotvu v sepnutém stavu, přestože proud procházející
cívkou byl již vypnut.
V zapnutém stavu jsou kontakty vakuového vypínače drženy silou
magnetického pohonu. Intenzivním testováním se ukázalo, že reziduální
tok prstencového magnetu je dostatečný k tomu, aby udržel akční člen
zapnutý při vibracích i při podmíněných nárazech.
Pro vypnutí vakuového vypínače je zapotřebí řídicím modulem dodat
malý proud s obrácenou polaritou, který prochází cívkou 15 až 20 ms.
Tento proud částečně odmagnetizuje prstencový magnet a zredukuje
magnetickou přídržnou sílu v kotvě. Obrácené síly stlačené rozpínací
pružiny a kontaktní přítlačné pružiny působí na kotvu, a tím uvolní
pohyblivý kontakt a značně urychlí vypnutí vypínače.
ISM také může být vypnut manuálně otočením synchronizační tyče. Síla
magnetických přídržných sil prstencového magnetu působí na kotvu,
která se následně začíná pohybovat. Jak se zvyšuje vzduchová mezera,
vypínací pružina a kontaktní přídržná pružina překoná magnetickou
přídržnou sílu a vakuový vypínač vypne.
3
Provedení vypínačů ISM
ISM/TEL 12-20/1000-055, -067
Standardní provedení
ISM/TEL 12-20/1000-086
Provedení s průběžnou přípojnicí
ISM/TEL 12-20/1000-049
Jednopólové provedení
ISM/TEL 24-16/800-057, -058
Standardní provedení
ISM/TEL 24-16/800-087
Provedení s průběžnou přípojnicí
ISM/TEL 24-16/800-053
Jednopólové provedení
Typ
Ur
[kV]
Ik
[kA]
16
ISM/TEL
12
20
Typ
ISM/TEL
Standardní
Ir
[A]
630
800
1000
630
800
1000
Ur
[kV]
Ik
[kA]
Ir
[A]
25
16
630
800
p=150mm
...-067
...-067
...-067
...-067
...-067
...-067
p=210mm
...-055*
...-055*
...-055*
...-055*
...-055*
...-055*
Vysoká
četnost
spínání
p=210mm
...-055F
...-055F
...-055F
...-055F
Standardní
p=210mm
...-057
...-057
p=275mm
...-058*
...-058*
Průběžná
přípojnice
Jednopól
p=210mm
...-086
...-086
...-089
...-089
...-089
...-089
...-089
...-089
...-086
...-086
Průběžná
přípojnice
p=275mm
...-087
...-087
Jednopólový
...-053
...-053
* Provedení vypínače na vozíku lze objednat s typy vypínačů ISM/TEL 12- ../.. -055 a ISM/TEL 24-. ../.. -058.
Příklad značení:
ISM/TEL 12-20/1000-055: vakuový vypínač ISM, pro jmenovité napětí 12 kV, jmenovitý zkratový vypínací proud
20 kA, jmenovitý proud 1000A, rozteč pólů 210 mm a 30 000 C-O operací.
Provedení řídicích modulů CM
Řídicí modul
CM/TEL
Jmenovité napájecí napětí
24/60 V DC
100/220 V AC/DC
Typová řada
12-01 A
12-01 A
Příklad značení:
CM/TEL 100/220-12-01 A: modul pro ovládací napětí 100/220 V AC/DC, typová řada 12-01 A.
4
Technické údaje vypínače ISM
Typ
Jmenovité hodnoty
Jmenovité napětí (Ur)
Jmenovitý proud (Ir)
Jmenovité jednominutové krátkodobé výdržné napětí (Ud)
Jmenovité výdržné napětí při atmosférickém impulsu (Up)
Jmenovitý zkratový vypínací proud (Isc)
Jmenovitý dynamický proud (Ip)
Jmenovitý krátkodobý proud (Ik)
Jmenovitá doba zkratu (tk)
Jmenovitá frekvence (fr)
Spínací výkon
Mechanická životnost (cykly ZAP-VYP)
Provozní cykly5), jmenovitý proud (cykly ZAP-VYP)
Maximální počet cyklů ZAP-VYP za hodinu
Provozní cykly5), jmenovitý zkratový vypínací proud
3)
Maximální zapínací čas
3)
Maximální vypínací čas
Maximální doba přerušení3)
Jmenovitý sled spínání (CM/TEL -12-01A, -02A, -03A)
Jmenovitý sled spínání (CM/TEL ...-14-01)
Standardy
Třída provedení – provozní podmínky dle IEC 932
Provedení vypínačů dle normy
Mechanická odolnost proti vibracím dle IEC721-3-4
Ostatní data
Odpor hlavního obvodu
Hmotnost (závislá na provedení) trojpólového ISM
Typ řídicího mechanizmu
Konstrukce, spínací kapacita pomocných kontaktů
Počet možných pomocných kontaktů trojpólového ISM
Počet možných pomocných kontaktů jednopól. ISM
Min. proud pro 12 V AC / DC ohmická zátěž
Min. proud pro 12 V AC / DC induktivní zátěž (t=20ms,
cosφ=0,3)
Max. proud pro 30 V DC, ohmická zátěž
Max. proud pro 30 V DC, induktivní zátěž (t=20 ms)
Max. proud pro 60 V DC, ohmická zátěž
Max. proud pro 60 V DC, induktivní zátěž (t=20 ms)
Max. proud pro 125 V DC, ohmická zátěž
Max. proud pro 125 V DC, induktivní zátěž (t=20 ms)
Max. proud pro 250 V DC, ohmická zátěž
Max. proud pro 250 V DC, induktivní zátěž (t=20 ms)
Max. proud pro 125 V AC, ohmická zátěž
Max. proud pro 125 V AC, induktivní zátěž (cosφ=0,3)
Max. proud pro 250 V AC, ohmická zátěž
Max. proud pro 250 V AC, induktivní zátěž (cosφ=0,3)
...-55, ...-055F, ...-067,
...-086, ...-089
...-053, ...-057, ...-058,
...-087
12 kV
až 1000 A
28 kV
75 kV
až 20 kA 6)
až 50 kA
až 20 kA
3s
25 kV
až 800 A
50 kV
125 kV
až 16 kA 6)
až 40 kA
až 16 kA
3s
50/60 Hz
50 000 2)
50 000 2)
30 000
30 000
viz CM
100
100
77 ms
32 ms
42 ms
42 ms
0-0,3s-CO-15s-CO
0-0,1s-CO-1s-CO-1s-CO-80s-CO-0.1s-CO-1s-CO-60s
Třída 1
Třída 0
EN 62271-100
Třída 4M4
< 40 µΩ
< 40 µΩ
34, 36, 37 kg
33, 36, 38, 39 kg
Monostabilní magnetický pohon
6 NO + 6 NC
2 NC + 2 NO
100 mA
100 mA
5 A4)
3A
0,9 A
0,9 A
0,5 A
0,03 A
0,2 A
0,03 A
5 A4)
5 A4
5 A4)
5A
2)
ISM/TEL...-055F možno s 150 000 ZAP-VYP cyklů
V kombinaci s přiřazeným CM
4)
Proud 10 A je přípustný 5 minut
5)
Viz graf (počet spínacích cyklů v závislosti na
velikosti spínaného proudu)
6)
Při 40 % DC složky
Standardní ISM 12 kV
ISM pro časté spínání -055F 12 kV
ISM HD 12 kV
Standardní ISM 24 kV
5
Cykly CO
3)
Spínaný proud, efektivní hodnota (kA)
Technické údaje řídicího modulu CM
Typ
Typ operace
Jmenovitá provozní sekvence
Maximální počet cyklů ZAP-VYP za hodinu
Napájení 24/60
Napětí
Provozní rozsah (80 – 125 %)
Napájení 100/220
Napětí
Provozní rozsah (80 – 125 %)
Provozní rozsah (70 – 125 %)
Napájení 100/220
Napětí
Provozní rozsah (80 – 125 %)
Provozní rozsah (65 – 125 %)
Příkon
Nabíjení zapínacích a vypínacích kondenzátorů
Stálá spotřeba (stand by)
Reakční časy
Přípravný čas na provoz CM po zapnutí pomocného napájení
Přípravný čas na provoz CM po předchozí zapínací operaci
Přípravný čas na vypínací operaci CM po připojení napájení
Vypínací schopnost po selhání pomocného napájení
Elektrická odolnost
Výdržné krátkodobé napětí, 1 min
Výdržné napětí při atmosférickém impulsu, 1,2/50 µs/ 0,5 J
Izolační odpor při 1.000 V DC nejvýše 1 minutu při 2.000 V DC
Životnost (roky)
Graf závislosti životnosti CM na okolní teplotě
Teplota okolí (°C)
6
CM/TEL... -12-01A, -02A, -03A
0-0,3s-CO-15s-CO
100
24 V DC až 60 V DC
19,2 V DC až 75 V DC
110 V DC až 220 DC
88 V DC až 275 V DC pro zapínací operace
77 V DC až 275 V DC pro vypínací operace
100 V AC až 220 V AC
80 V AC až 275 V AC pro zapínací operace
65 V AC až 275 V AC pro vypínací operace
≤ 50 W/70 VA
≤ 10 W/15 VA
max. 15 s
max. 9 s
max. 0,5 s
min. 30 s
2 kV
5 kV
> 5 MΩ
Rozměrové výkresy – trojpólové vypínače ISM/TEL – 12 kV
ISM/TEL 12-16(20)/630(800, 1000)-067; hmotnost: 34 kg
ISM/TEL 12-16(20)/630(800, 1000)-055(F); hmotnost: 36 kg
ISM/TEL 12-16(20)/630(800)-086; hmotnost: 37 kg
7
Rozměrové výkresy – trojpólové vypínače ISM/TEL – 25 kV
ISM/TEL 24-16/630(800)-057; hmotnost: 36 kg
ISM/TEL 24-16/630(800)-058; hmotnost: 38 kg
ISM/TEL 24-16/630(800)-087; hmotnost: 39 kg
8
Rozměrové výkresy – jednopólové vypínače ISM/TEL – 12 kV
ISM/TEL 12-16(20)/630(800,1000)-089; hmotnost: 13 kg
Rozměrové výkresy – jednopólové vypínače ISM/TEL – 25 kV
ISM/TEL 24-16/630(800)-053; hmotnost: 14 kg
Rozměrový výkres řídicího modulu CM/TEL
CM/TEL 24/60-12-01A; CM/TEL 100/220-12-01A; hmotnost 1,8 kg
9
Rozměrový výkres – provedení na vozíku – 12 kV
Vozík s vypínačem ISM/TEL 12-16(20)/630(800, 1000)-055(F); hmotnost: 70 kg
Rozměrový výkres – provedení na vozíku – 25 kV
Vozík s vypínačem ISM/TEL 24-16/630(800)-058; hmotnost: 75 kg
Výrobce si vyhrazuje právo na změny.
DRIBO 03/2013
10
Download

Vnitřní vakuové vypínače ISM/TEL Tavrida Electric