Устройство высокого напряжения: Распределительные устройства высокого напряжения — Что такое Распределительные устройства высокого напряжения?

Указатель высокого напряжения (УВН) | Заметки электрика

Дорогие читатели, приветствую Вас на своем ресурсе «Заметки электрика».

Сегодня мы поговорим с Вами об указателе высокого напряжения, или сокращенно его называют УВН.

Данную статью пишу, так сказать, по горячим следам.

Несколько дней назад проводили фазировку электрооборудования с классом напряжения от 0,4 (кВ) до 10 (кВ).

Обойтись без указателей высокого и низкого напряжения там просто невозможно. Читайте мою подробную статью о применении, конструкции и испытании указателей низкого напряжения (УНН).

Применение УВН

Напомню сразу, что указатель высокого напряжения, да и не только высокого, но и низкого, является основным изолирующим электрозащитным средством. Об этом более подробно Вы можете прочитать в статье средства защиты в электроустановках.

Указатели высокого напряжения (УВН) применяются для проверки наличия, либо отсутствия высокого напряжения в распределительном устройстве на тех токоведущих частях, где будут производиться работы. А также УВН используют для проверки совпадения фаз, т.е. фазировки высоковольтного электрооборудования.

Из чего состоит указатель высокого напряжения?

Чтобы научиться правильно пользоваться указателем высокого напряжения, необходимо знать его конструкцию.

Вот об этом мы сейчас и поговорим.

В своей работе и практики чаще всего приходится пользоваться указателем высокого напряжения типа УВН-10 и УВНУ-10. Поэтому в данной статье основной упор я буду делать на конструкцию, испытание и применение указателей напряжения УВН-10 и УВНУ-10.

Указатель высокого напряжения УВН-10 и УВНУ-10 состоит из следующих основных частей:

• рабочая часть
• индикаторная часть (газоразрядная или светодиодная лампа, прорезь-окно для лампы или затенитель)
• изолирующая часть
• рукоятка с ограничительным кольцом

Рабочая и индикаторная части крепятся к изолирующей части с помощью резьбы. На фото выше показан УВНУ-10 транспортировочного вида.

Чтобы его привести в рабочий вид необходимо выкрутить резьбу, перевернуть рабочую и индикаторную часть и закрутить наоборот. Что из этого получится — смотрите картинку ниже.

Рабочая часть состоит из элементов, которые реагируют на присутствие напряжения в контролируемой цепи. Корпус рабочей части выполняется из электроизоляционного материала с улучшенными диэлектрическими свойствами.

Указатели могут быть:

• контактного типа (УВН-10)
• бесконтактного типа
• комбинированного типа (УВНУ-10)

В первом случае в рабочей части УВН имеется электрод-наконечник (щуп) для прямого контакта с токоведущей частью. Во втором случае — электрод-наконечник отсутствует.

Индикаторная часть указателей высокого напряжения состоит из элементов световой или свето-звуковой индикацией.

Световая индикация выполняется с помощью:

• газоразрядных ламп
• светодиодных ламп (более новые конструкции УВНУ-10)

Изолирующая часть указателей напряжения выше 1000 (В) выполняется из электроизоляционного материала, отталкивающих влагу, с улучшенными диэлектрическими и механическими свойствами. Ее поверхность должна быть гладкой.

На изолирующей части указателей высокого напряжения должны отсутствовать различные трещины, царапины, расслоения и другие дефекты.

Запрещено в качестве изолирующей части использовать бумажно-бакелитовые трубки.

Рукоятка УВН может входить в состав изолирующей части, а может быть и отдельным звеном. Все зависит от типа и конструкции применяемого указателя напряжения.

Существуют нормы по минимальной длине рукояток и изолирующих частей указателей высокого напряжения в зависимости от класса напряжения. Все данные приведены в таблице ниже.

И еще, забыл упомянуть, что напряжение индикации УВН должно быть не более 25% от номинального напряжения сети.

Испытание указателей высокого напряжения (УВН)

Все УВН в процессе эксплуатации должны периодически проходить электрические испытания. Испытаниям повышенным напряжением подлежит изолирующая часть, а также проверяется напряжение индикации.

Рабочую часть УВН испытывают только по требованию руководства по эксплуатации.

Если же по характеру работы с УВН рабочая часть может стать причиной замыкания фазы на землю или двух фаз между собой, то в этом случае необходимо проводить электрические испытания рабочей части УВН.

В нашей электролаборатории мы проводим электрические испытания только изолирующей части УВН и проверку напряжения индикации УВН.

Испытание изолирующей части указателей напряжения выше 1000 (В) проводится следующим образом.

Испытательное напряжение от испытательного трансформатора прикладывают на место соединения ее с рабочей частью (резьба или разъем) и  на временный электрод, который предварительно устанавливается около ограничительного кольца рукоятки.

Например, для указателей напряжения:

• до 10 (кВ) испытательное напряжение составляет 40 (кВ)
• от 10 — 20 (кВ) испытательное напряжение составляет 60 (кВ)
• от 20 — 35 (кВ) испытательное напряжение составляет 105 (кВ)
• 110 (кВ) испытательное напряжение составляет 190 (кВ)
• от 110 — 220 (кВ) испытательное напряжение составляет 380 (кВ)

Во всех случаях продолжительность испытания указателей напряжения составляет 5 минут.   Ток, проходящий через изделие не нормируется. Периодичность испытаний УВН — 1 раз в год.

Проверка напряжения индикации УВН с газоразрядной лампой проводится следующим образом.

Испытательное напряжение прикладывают на электрод-наконечник (если такой имеется, об этом читай выше) и на место соединения рабочей части с изолирующей частью (резьба или разъем). Испытательное напряжение плавно поднимают до значения, которое соответствует 25% от номинального напряжения сети.

Проверка напряжения индикации УВН со светодиодной лампой немного отличается от предыдущей проверки. Разница заключается в том, что напряжение от испытательного трансформатора прикладывается только на электрод-наконечник. Устанавливать вспомогательный электрод и заземлять его в этом случае нет необходимости.

Правила пользования указателем высокого напряжения

Перед применением указателя высокого напряжения нужно проверить его состояние — исправен он или нет, а также наличие штампа о прохождении испытания.

Как это сделать?

Исправное состояние УВН можно проверить путем кратковременного прикосновения им к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Как проверить отсутствие напряжения?

Проверка отсутствия напряжения указателем высокого напряжения производится в контролируемой цепи на токоведущих частях путем непосредственного контакта. Время контакта должно быть не менее 5 секунд.

Пользоваться указателем напряжения выше 1000 (В) следует только в диэлектрических перчатках.

Указатели напряжения (УВН) реагируют на емкостной ток. При внесении указателя высокого напряжения в электрическое поле, которое создается от токоведущих частей, находящихся под напряжением, емкостной ток проходит через УВН по цепи: токоведущая часть — щуп — газоразрядная лампа (светодиодная лампа) — конденсатор, встроенный в трубку — проводимость изолирующей части — проводимость человека — земля.

P.S. На этом статью на тему указатель высокого напряжения я завершаю. Думаю, что данный материал будет Вам полезен, т.к. повторяю еще и еще, что электробезопасность превыше всего, а тем более в электроустановках высокого напряжения.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Вводное устройство — высокое напряжение

Cтраница 1

Вводное устройство высокого напряжения размещено в специальном стальном кожухе на баке трансформатора. Проходные изоляторы высокого напряжения входят внутрь кожуха из масляного бака. Внутри кожуха могут быть размещены две концевые заделки силовых кабелей. Контактное устройство допускает подключение двух жил кабеля к каждой фазе. Это дает возможность соединять несколько КТП цепочкой или в кольцо.
 [1]

Однотрансформаторная комплектная подстанция КТП-630 / 6 — 10 / 0 4.  [2]

Вводное устройство высокого напряжения размещено в специальном стальном кожухе на баке трансформатора. Проходные изоляторы высокого напряжения входят внутрь кожуха из масляного бака. Внутри кожуха могут быть размещены две концевые заделки силовых кабелей. Контактное устройство допускает подключение двух жил кабеля к каждой фазе, что позволяет соединять несколько КТП цепочкой или в кольцо.
 [3]

Вводное устройство высокого напряжения ВВ-1 представляет собой металлический шкаф, укрепленный на баке силового трансформатора; вводное устройство ВВ-2 — закрытый шкаф со встроенными в него выключателем нагрузки ВНП-17 с предохранителями типа ПК. Выключатель нагрузки предназначен для отключения трансформатора со стороны высшего напряжения при холостом ходе или по номинальной нагрузке. При коротком замыкании трансформатор отключается предохранителями. Выключатели ВНП-17 с приводом ПРА-17 имеют защиту от работы на двух фазах.
 [4]

Вводное устройство высокого напряжения типа ВВ-1 представляет собой металлический шкаф, укрепленный на баке силового трансформатора; вводное устройство типа ВВ-2 — закрытый шкаф с встроенными в него выключателем нагрузки типа ВНП-17 с предохранителями типа ПК. Выключатель нагрузки предназначен для отключения трансформатора со стороны ВН при х.х. или при номинальной нагрузке. При к.з. трансформатор отключается предохранителями. Для отключения одной из линий в шкафу типа ВВ-2 имеются съемные шинные накладки. Разделка высоковольтного кабеля предусмотрена сухая.
 [5]

Вводное устройство высокого напряжения типа ВВ-1 представляет собой металлический шкаф, укрепленный на баке силового трансформатора; вводное устройство типа ВВ-2 — закрытый гпкаф со встроенными в него выключателем нагрузки типа ВНП-17 и с предохранителями типа ПК. Выключатель нагрузки предназначен для отключения трансформатора со стороны высшего напряжения при холостом ходе или при номинальной нагрузке. При коротком замыкании трансформатор отключается предохранителем.
 [6]

Вводное устройство высокого напряжения типа ВВ-1 представляет собой металлический шкаф, укрепленный на баке силового трансформатора; вводное устройство типа ВВ-2 — закрытый шкаф со встроенными в него выключателем нагрузки типа ВНП-17 и с предохранителями типа ПК. Выключатель нагрузки предназначен для отключения трансформатора со стороны высшего напряжения при холостом ходе или при номинальной нагрузке. При перегрузках или коротком замыкании трансформатор отключается предохранителем.
 [8]

Вводное устройство высокого напряжения типа ВВ-1 представляет собой металлический шкаф, укрепленный на баке силового трансформатора; вводное устройство типа ВВ-2 — закрытый шкаф со встроенными в него выключателем нагрузки типа ВНП-17 с предохранителями типа ПК. Выключатель нагрузки предназначен для отключения трансформатора со стороны высшего напряжения при холостом ходе или при номинальной нагрузке. Для отключения одной из линий в шкафу типа ВВ-2 имеются съемные шинные накладки. Разделка высоковольтного кабеля предусмотрена сухая.
 [9]

Вводное устройство высокого напряжения типа ВВ-1 представляет собой металлический шкаф, укрепленный на баке силового трансформатора; вводное устройство типа ВВ-2 — закрытый шкаф со встроенными в него выключателем нагрузки типа ВНП-17 и с предохранителями типа ПК. Выключатель нагрузки предназначен для отключения трансформатора со стороны высшего напряжения при холостом ходе или при номинальной нагрузке.
 [11]

Вводное устройство высокого напряжения типа ВВ-1 представляет собой металлический шкаф, укрепленный на баке силового трансформатора; вводное устройство типа ВВ-2 — закрытый шкаф со встроенными в него выключателем нагрузки типа ВНП-17 и с предохранителями типа ПК. Выключатель нагрузки предназначен для отключения трансформатора со стороны высшего напряжения при холостом ходе или при номинальной нагрузке.
 [12]

В комплект КВПП входят: вводное устройство высокого напряжения ( 6 или 10 кв), силовой трансформатор для внутренней установки с регулированием напряжения в пределах 5 %, шкаф выпрямительного устройства с кремниевыми вентилями типа ВКД-200 и аппаратурой управления, защиты и сигнализации, шкаф с быстродействующим автоматом постоянного тока.
 [13]

ГКТПМ состоит из следующих узлов: вводное устройство высокого напряжения; силовой трансформатор и распредустройство низкого напряжения.
 [14]

Комплектация КТПН состоит из одного или двух силовых трансформаторов, вводного устройства высокого напряжения и распределительного устройства низкого напряжения.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

Высоковольтные устройства

Текстовый индекс высокого напряжения >>>

Руководство по сборке PDF-файл, 470 КБ.

Универсальный блок питания высокого напряжения. Этот высоковольтный источник питания может использоваться в различных высоковольтных приложениях, таких как:

кирлианская фотография
гелий-неоновый источник питания для лазерных трубок
рентгеновские трубки
плазменные трубки 6 генераторы отрицательных ионов, 900 и т.д.

Регулировка частоты с помощью потенциометра. Также имеет переключатель диапазона высоких-низких частот.

Кроме того, эта цепь должна питаться либо от батареи 9–25 В постоянного тока (максимум 25 В при 300 мА), либо от настенного трансформатора также 9–25 В (максимум 25 В при 300 мА) с выходом переменного или постоянного тока.

Несмотря на то, что батареи обеспечивают преимущество портативности (для работы в полевых условиях), при использовании любого источника питания, который может обеспечивать ток более 300 мА. нужно поставить
токоограничивающий резистор последовательно с блоком питания. Например, при питании цепи от свинцово-кислотных аккумуляторов на 24 В (2 батареи по 12 В) следует последовательно добавить резистор 84 Ом мощностью 10 Вт между источником питания и цепью, чтобы ограничить ток в цепи до 300 мА.

При использовании стандартных конденсаторов C1 и C4 диапазон низких частот составляет примерно 700–1300 Гц. Диапазон высоких частот составляет примерно 800-2000 Гц. При входном напряжении 24 В постоянного тока в цепи выходное напряжение, измеренное с помощью искрового разрядника и сферических электродов, составляет примерно 10–14 кВ. Меняя конденсаторы С1 и С4, можно изменять рабочую частоту и выходное напряжение схемы, см. таблицу ниже.

* Стандартное устройство

ВХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ 24 В пост. тока
С1(мкФ)	С4(мкФ)	Низкочастотный диапазон	Выходное напряжение	Высокочастотный диапазон	Выходное напряжение
0,047	0,1	700 Гц / 1300 Гц	17/15 кВ	800 Гц / 2000 Гц	14/10 кВ
0,22	0,22	70 Гц / 200 Гц	0/10 кВ	250 Гц / 500 Гц	0/10 кВ
0,22	0,47	70 Гц / 250 Гц	0/12 кВ	125 Гц / 330 Гц	0/22 кВ
1	1	30 Гц / 40 Гц	0кВ	40 Гц / 60 Гц	0кВ

Руководство по сборке (файл PDF 470 КБ)

Учебное видео по строительству в низком разрешении (файл WMV 7,52 Мб)
Учебное видео по строительству в высоком разрешении (файл WMV 16,9 Мб)

HVPS-01 — 94,95 $
Высоковольтный источник питания (комплект; требуется сборка)

Генератор ионов

Генерирует отрицательные ионы и выдувает воздух без каких-либо движущихся частей.

Высоковольтный генератор отрицательных ионов создает «ионный ветер» без вентилятора или движущихся частей. Ветер создается силой отталкивания ионов. Принципиально аналогичен ионным двигателям, используемым НАСА в современных космических кораблях. Генерация отрицательных ионов для здоровья и удаления загрязнений из воздуха на небольших площадях. В комплект входит отрицательный источник питания 7,5 кВ постоянного тока на 400 мкА, 7 ионных ветряных трубок и крепежные детали для ионного ветрогенератора.

IG8 — 94,95 долл. США
Комплект генератора ионов (комплект; требуется сборка)

12 В постоянного тока, 500 мА — 13,95 долл. США
PN# ACA-12VDC-M-WP

Выберите продукт:
Генератор ионов IG8 $94,95ACA-12VDC-M-WP $13,95

Трансформатор обратного хода высоковольтного источника питания

Универсальный блок питания высокого напряжения. Этот высоковольтный источник питания может использоваться в различных высоковольтных приложениях.

Твердотельный высоковольтный источник питания идеально подходит для экспериментов с высоким напряжением, таких как фотосъемка по методу Кирлиана. Генерирует до 15 кВ при 22 кГц от полупроводниковой цепи. Высокое напряжение на терминале не убьет вас электрическим током, так что это относительно безопасно, но оно может вас обжечь, поэтому будьте осторожны.

Кроме того, эта цепь должна питаться либо от батареи 12 В постоянного тока, либо от настенного трансформатора также 12 В с выходом переменного или постоянного тока. 12 В постоянного тока 500 мА.

HVPS-02 — 94,95 долл. США
Высоковольтный источник питания (комплект; требуется сборка)

PS21 — 9,95 долл. США
PN# ACA-12VDC-MWW

Выберите продукт:
HVPS-02 $94,95ACA-12VDC-MWW $9,95

Высоковольтный плазменный генератор

• Создает искры диаметром 0,25 дюйма для ручной отвертки
• Люминесцентные лампы без проводов
• Создайте свой собственный плазменный шар
• Генерирует до 15 кВ при 22 кГц от полупроводниковой схемы

Твердотельный высоковольтный источник питания идеально подходит для экспериментов с высоким напряжением,
как кирлианская фотография. Высокое напряжение на терминале не
убить вас электрическим током, так что это относительно безопасно, но может обжечь вас,
так что будьте осторожны. 12 В постоянного тока 500 мА.

Руководство (PDF)

HVPS-03/PG13 — 96,95 долл. США
Комплект плазменного генератора (комплект; требуется сборка)

ACA-12VDC-MWW — 9,95 долл. США
Адаптер переменного тока

Выберите продукт:
Комплект HVPS-03/PG13 $96,95ACA-12VDC-MWW $9,95

Блок питания с отрицательными ионами

Спецификация (PDF 91 КБ)

HVPS-06 — $48,95
Высоковольтный блок питания

ACA-12VDC-500mA — $9,95
PN# ACA-12VDC-MWW

Регулируемый источник питания высокого напряжения отрицательного

HVPS-07 — 74,95 долл. США
Регулируемый источник питания высокого напряжения отрицательного напряжения

ACA-12VDC-MWW — 9,95 долл. США
Адаптер переменного тока

Генератор отрицательных ионов

Компактный генератор отрицательных ионов очищает воздух от примесей и обеспечивает фонтан
свежего воздуха. Эти отрицательные ионы того же типа, которые производятся в
гроза. Этот блок настроен на 7,5 кВ и может работать напрямую от стандартного
120 В переменного тока. Очень прост в использовании — просто подключите любой сетевой шнур переменного тока к черному и
белые провода питания, и будет испускаться огромное количество отрицательных ионов
с помощью показанного узла излучателя с 4 иглами. Полностью инкапсулированный модуль примерно
2 дюйма х 1 5/8 дюйма х 7/8 дюйма

IG-01 — $29,95
Генератор отрицательных ионов

Скоро

2.1 Типы высоковольтных устройств

2.1 Типы высоковольтных устройств

Далее: 2. 2 Методы проектирования устройств
Up: 2. Высокое напряжение и мощность
Предыдущий: 2. Высокое напряжение и мощность

Подразделы

• 2.1.1 Полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника
• 2.1.2 Биполярный транзистор с изолированным затвором

Огромный диапазон напряжений, охватываемый полупроводниковыми приборами, уже предполагает
что невозможно удовлетворить все требования с помощью одного устройства
тип. На самом деле используется широкий спектр различных устройств. Сегодня для переключения
приложениях обычно используются два основных типа устройств MOSFET (металлические
Oxide Semiconductor FET) и IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором)
[19]. Последний особенно используется для напряжений выше
300В. В настоящее время доступны модули IGBT для блокирующих напряжений до
6,5кВ [20,21] и максимальным суммарным током до
несколько тысяч ампер [22]. Для полноты оба
устройства будут кратко описаны, несмотря на то, что эта работа сосредоточена на MOSFET
устройства в автомобильных приложениях, где устройства IGBT редко используются.

Принцип работы полевых транзисторов (FET) заключается в управлении током в
твердого полупроводника электрическим полем. Впервые эту концепцию предложил
Lilienfeld [23] в двух патентах [24,25], выданных в 1930 и 1933 гг. Функциональность была подтверждена в
1948 г., но из-за проблем с интерфейсом и поверхностью, а также из-за изобретения и
Успех биполярного транзистора (BJT) полевого транзистора
дальше не преследовался. Внедрение термически выращенных диоксидов кремния
в 1959 [26] проложили путь для устройств MOSFET. По сравнению с
BJT, преимущества МОП-устройств заключаются в более простой обработке и лучшем
масштабируемость при сниженном энергопотреблении [27]. Тем не менее
настоящий прорыв произошел с ростом требований к интегральным схемам и
методы изготовления КМОП (комплементарных МОП) [27].

В области энергетики и высокого напряжения биполярный транзистор широко использовался до 1980-х годов.
[28]. Основным недостатком БЮТ в этом режиме является низкая
коэффициент усиления по току, для создания которого требовались сложные и дорогие схемы управления.
базовый ток. Эти схемы требовали дополнительной мощности и повышенного
тепловыделение было большой проблемой. Также внедрение мобильных устройств
повысился спрос на более высокую эффективность. Попытка увеличения
усиление тока в биполярных транзисторах приводит к более низким напряжениям пробоя и, следовательно, также не
универсальное решение. С другой стороны, полевые транзисторы имеют напряжение
управляется и не требует статического управляющего тока. Это помогло преодолеть
проблемы в цепи управления. Дополнительным преимуществом устройств MOSFET является то, что
второй поломки нет. Более высокие температуры приводят к уменьшению
подвижность носителей и, следовательно, ток стока уменьшается. Это приводит к
в снижении потерь мощности и тепловыделения. Таким образом, в отличие от BJT,
Устройства MOSFET можно просто соединить параллельно [29].], который
основа для проектирования силовых структур MOSFET.

Эти силовые МОП-транзисторы состоят из множества одиночных структур МОП-транзисторов.
соединены параллельно на уровне микросхемы. Сначала конструкции строились с
V-образный затвор, выгравированный на кремнии, дает устройству название VMOS (см.
Рис. 2.1(а)). В этом методе изготовления было проблематично производить
стабильные пороговые напряжения. Еще одной проблемой были сильные электрические поля вблизи
нижний пик оксида, ухудшившего напряжение пробоя. Эволюция
VMOS — это UMOS (см. рис. 2.1 (b)), где ворота выгравированы на
U-образная форма, в результате чего ток в канале течет вертикально к поверхности чипа. Этот
структура избегала пикового электрического поля, которое появлялось в нижней части
V-образная структура. UMOS изготовлен с использованием траншейного травления, которое было
первоначально представленный для изготовления высокоинтегрированной динамической памяти
клетки.

В конструкции канала используется другой метод изготовления.
MOSFET с двойной диффузией или просто DMOS (см. рис. 2.2). Вот, канал
область строится за счет боковой диффузии n- и p-примесей, обе маскируются
ворота. Длина канала определяется коэффициентом диффузии примесей и
температура и время процесса диффузии. Литографические ограничения не
влияют на минимальную длину канала, так как ее можно отрегулировать, изменив
температура и время процесса диффузии. Так как ворота можно использовать как
маска для диффузии канала, этот процесс является самовыравнивающимся и высокоэффективным.
можно получить точность.

Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) [30] сочетает в себе
высокое входное сопротивление МОП-транзистора и высокая плотность тока,
возможны из-за биполярного переноса тока. Очень низкое поверхностное сопротивление
может быть достигнуто, что приводит к низкому падению напряжения и, следовательно, уменьшает
тепловая мощность, вырабатываемая в устройстве. На рис. 2.3 две разные формы
показаны структуры IGBT. Первые предложенные конструкции были изготовлены
с использованием методов двойной диффузии, как это используется для DMOSFET. Другой
структура вводит траншейный затвор UMOS в IGBT и помогает
дальнейшее снижение падения напряжения в открытом состоянии. Основное преимущество IGBT
по сравнению с тиристором и запирающим транзистором (GTO) является
емкостное управление затвором. Для низких частот это приводит к почти
беспотенциальное управление напряжением. Таким образом, сложные схемы управления, которые
особенно необходимо отключить GTO можно избежать.

Сравнение IGBT и MOSFET в высоковольтных приложениях показывает, что
удельные листовые сопротивления во включенном состоянии могут быть достигнуты с помощью
БТИЗ.