Электрические машины и аппараты

Цикличные 
Под цикличными реле времени подразумевают такие устройства, 
которые выдают управляющий сигнал через какой-либо заданный промежуток 
времени (для подогрева чайника, открытия окон сутра, включения 
сигнализации на ночь и т.д.). Такое автоматическое включение имеет 
определенный сценарий, повторяющийся через какой-либо промежуток 
времени, из-за чего эту группу устройств также называют сценарными 
выключателями. Ранее циклическое включение осуществлялось посредством 

12 
механического пружинного устройства, сегодня эта функция перешла к 
микропроцессорным элементам. Электронные таймеры находят широкое 
применение в самых различных сферах, некоторые из которых приведены на 
рисунке. 
Рисунок 2.6 – Сфера применения цикличных реле 

13 
3. Высоковольтные вакуумные выключатели 
Среди современного высоковольтного оборудования, предназначенного 
для коммутации электрических цепей в энергетике, особое место отводится 
вакуумным выключателям. Они широко применяются в сетях от 6 до 35 кВ и 
реже в схемах 110 или 220 кВ включительно. 
Их номинальный ток отключения может составлять от 20 до 40 кА, а 
электродинамической стойкости – порядка 50÷100. Общее время отключения 
таким выключателем нагрузки или аварии составляет около 45 миллисекунд. 
При отключении и включении значительных нагрузок между 
контактами коммутационных аппаратов возникает электрическая дуга, 
приводящая к повреждению самих контактов и к перекрытию дугой соседних 
токоведущих частей. Такая ситуация провоцирует серьезные аварии или 
пожар. 
Для предотвращения этого в конструкции имеется специальная камера. 
В ней происходит гашение дуги. Высоковольтные выключатели оборудуются 
дугогасящими камерами, где дуга разрывается под воздействием масла, 
потоком сжатого воздуха или в среде элегаза. 
Одно из перспективных направлений – создание высоковольтных 
выключателей с вакуумной дугогасящей камерой. 
Для гашения дуги между контактами выключателя применяется среда 
сильно разреженного газа – технический вакуум. Благодаря тому, что 
электрическая прочность вакуума во много десятков раз выше, чем у любого 
другого 
газа, 
стало 
возможным 
создание 
быстродействующих 
коммутационных аппаратов небольших размеров. 
Рассмотрим подробнее принцип гашения дуги. В момент размыкания 
контактов в вакууме между ними возникает электрический разряд, который 
поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности. При этом 
проводник электрического тока – плазма. 

14 
Рисунок 3.1 – Образование дуги в вакуумном промежутке 
Так как переменный электрический ток с течением времени меняется не 
только по величине, но и по направлению, при переходе синусоиды через ноль 
электрическая дуга гаснет. Частицы металла между контактов за небольшой 
промежуток времени (от 7 до 10 микросекунд) оседают на контактах и стенках 
камеры. Это приводит к восстановлению электрической прочности 
пространства между контактами. 
Кроме дугогасящей камеры с контактами в конструкцию полюса 
вакуумного выключателя входит привод и тяговый изолятор. Для сохранения 
вакуума внутри дугогасящей камеры применяют сильфон. Он не позволяет 
проникать другим газам внутрь при движении контакта. 
Рисунок 3.2 – Конструкция вакуумного выключателя 
Один из контактов закреплен неподвижно, второй – подвижный. Он 
получает движение через тяговый изолятор посредством электромагнитного 

15 
привода. Меняя полярность постоянного тока, подаваемого на электромагнит, 
можно размыкать или замыкать контакты. Для удержания деталей привода в 
выбранном положении используется постоянный круговой магнит. 
Для обеспечения оптимальной скорости движения якоря и уменьшения 
переходного сопротивления контактов применяется пружинная система. 
Привод выключателя собран в одном корпусе, куда также входят 
кинематическая и электрическая схемы для контроля и управления работой. У 
выключателя три полюса, которые разделены между собой. 
Рисунок 3.3 – Вакуумный выключатель 
Управление выключателем осуществляется через блок управления, 
который выносится на отдельную панель (шкаф) или располагается в корпусе 
выключателя. Блок управления может быть микропроцессорным или работать 
на электромеханических реле. 
Ресурс по включению и отключению контактов – не менее 20000 
операций. Во время всего срока службы выключатель не требует сложного 
технического обслуживания. Дугогасящая камера не подлежит ремонту и при 
необходимости заменяется новой. Конструкция привода предусматривает 
возможность включения и отключения выключателя вручную. 
По исполнению вакуумные выключатели выпускаются для установки 
как в закрытых распределительных устройствах, так и в открытых. Вакуумные 
выключатели, 
предназначенные 
для 
установки 
в 
закрытых 

16 
распредустройствах, могут быть выкатного или стационарного исполнения. В 
этом случае они отделяются от токоведущих частей видимым разрывом, 
осуществляемым при помощи линейного и шинного разъединителей. 

17 
Список используемой литературы 
1. 
Игнатович, В.М. Электрические машины и трансформаторы: 
Учебное пособие для академического бакалавриата / В.М. Игнатович, Ш.С. 
Ройз. – Люберцы: Юрайт, 2016. – 181 c. 
2. 
Кацман, М.М. Электрические машины: Учебник / М.М. Кацман. – 
М.: Academia, 2017. – 320 c. 
3. 
Основы теории электрических аппаратов: учебник для ВУЗов / 
Ю.Г. Кубарев, А.А. Наумов, А.Ю. Кубарев, Ю.Ю. Вассунова. – Казань: Казан. 
гос. энерг. ун-т, 2015. – 373 с. 
4. 
Шумилов, Р.Н. Электрические машины: Учебник / Р.Н. Шумилов, 
Ю.И. Толстова, А.Н. Бояршинова. – СПб.: Лань, 2016. – 352 c. 
5. 
Электрические машины и аппараты: методические указания к 
выполнению практических работ / составители В.А. Правильников. – Липецк: 
Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2020. – 126 
c.