Ivalt.ru

И-Вольт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вакуумный высоковольтный выключатель электродвигателя

Сравнение элегазового и вакуумного высоковольтного выключателей

Здравствуйте уважаемые посетители сайта «Помощь электрикам» Сегодня бы хотел произвести сравнение конструктивных особенностей и способов эксплуатации двух высоковольтных выключателей. Элегазового выключателя и Вакуумного выключателя.

Здравствуйте уважаемые посетители сайта «Помощь электрикам» Сегодня бы хотел произвести сравнение конструктивных особенностей и способов эксплуатации двух высоковольтных выключателей. Элегазового выключателя и Вакуумного выключателя.

Преимущества и недостатки элегаза.

В нормальных условиях элегаз является инертным газом без запаха, невоспламеняющийся, нержавеющий и не токсичный. Тем не менее, при температуре выше 1000°C, элегаз разлагается на составляющие газы, включая газ S2F 10, который очень токсичен. К счастью, продукты распада внезапно воссоединяются после погасания дуги (при снижении температуры). В соответствии с электрической прочностью, элегаз обладает лучшими свойствами, чем вакуум (График). Поэтому элегаз используется в качестве изоляционного материала и дугогасительной среды. Использование элегаза позволяет делать электрооборудование более компактного размера и предоставляет больше пространства для его устройства. Это и лежит в основе того, почему приблизительно 50% общего объема элегаза является диэлектриком в таких электрических приборах, как высоковольтный переключатель.

Можно предположить, что элегаз стал прекрасной дугогасительной средой для высоковольтного выключателя, если бы он не был так опасен для окружающей среды. Элегаз является одним из опасных нагретых газов на планете, как было установлено на 3-й Сессии Конференции Участников ООН Рамочной Конвенции о климатических изменениях. Тот факт, что элегаз представляет собой особую угрозу для мирового сообщества, основан на его стабильном молекулярном составе, так как этот газ неразрушим уже в течение 3200 лет.

Преимущества и недостатки вакуума .

Для сравнения уточним, что дугогасительной средой в вакуумных высоковольтных выключателях выступает вакуум, он не представляет угрозы для окружающей среды. На самом деле, это обычный стеклянный контейнер и металлические компоненты, то есть вторсырье,
Вакуум имеет свои недостатки и преимущества, которые отличаются от недостатков и преимуществ элегаза. Одним из выдающихся преимуществ вакуумного высоковольтного выключателя является легкость в создании оборудования и небольшое количество компонентов, приблизительно, на 50% меньше, чем в элегазовом высоковольтном выключателе, что приводит к увеличению срока службы, с очень высоким числом рабочих циклов. Кроме того, небольшое количество компонентов и простота конструкции обеспечивают компактный размер и небольшой вес для вакуумного высоковольтного выключателя, и, соответственно, легкое техобслуживание и инспекция.
Еще одним из преимуществ высоковольтного вакуумного выключателя является высокое диэлектрическое сопротивление после нулевого значения тока.
И, наконец, как уже отмечалось ранее, вакуумный выключатель не представляет угрозы для окружающей среды, как в случае с элегазовым выключателем. В случае с вакуумным выключателем нет риска взрыва или пожара, как с масляным высоковольтным выключателем.
Тем не менее, одним из важнейших недостатков является стоимость. Элегазовый высоковольтный выключатель стоит дешевле, что говорит не в пользу конкурентоспособности вакуумного высоковольтного выключателя. Необходимо провести многие исследования с целью снижения затрат на вакуумный высоковольтный выключатель, чтобы они стали экономической альтернативой элегазовой технологии.

Делаем выводы:

Постоянные требования к сети электропередач увеличивают их производительность, надежность и устойчивость. Таким образом, важно продолжать развивать технологию новых выключателей, более надежных, производительных, недорогостоящих, не представляющих угрозу для окружающей среды и людей.

Вакуум – это среда с выдающимися свойствами в отношении объема, количества компонентов, простота, контроль тока короткого замыкания или стабилизация электрической прочности. Сегодня в распределительной сети высокого напряжения будет широко распространено оборудование, не использующее элегаз в качестве рабочего компонента. Тем не менее, необходимо внести изменения в дизайн и материалы, используемые для обеспечения соответствующей работы вакуумного высоковольтного выключателя на высоком напряжении.

Высоковольтные выключатели переменного тока

Высоковольтные выключатели служат для включения и отключения высоковольтных цепей в нормальных и аварийных режимах работы электро- установок.

К выключателям предъявляются следующие основные требования: надежность в работе и безопасность в обслуживании, минимальное время отключения, удобство и простота монтажа в эксплуатации, возможность после отключения автоматического повторного включения (АПВ), малые габариты и масса.

По принципу гашения дуги и роду дугогасящей среды выключатели подразделяются на масляные, воздушные, электромагнитные, элегазовые и вакуумные. На тяговых и трансформаторных подстанциях находится в эксплуатации еще достаточно большое количество масляных выключателей, однако в последнее время широкое распространение получают элегазовые и вакуумные выключатели, выпуск которых освоила отечественная промышленность.

1.1.1. Высоковольтные выключатели на напряжение 110 — 220 кВ

В открытых распределительных устройствах напряжением 110 — 220 кВ малообъемные масляные выключатели типа ВМТ-110 (220) заменяют морально устаревшие и отслужившие свой срок многообъемные выключатели. Основные характеристики выключателей серии ВМТ-110 (220) приведены в табл. 1.

В последние годы начинается широкое внедрение элегазовых выключателей. Гашение дуги в элегазовых выключателях происходит в среде шестифтористой серы SF6, плотность элегаза превышает в пять раз плотность воздуха. Достоинства элегазовых выключателей по сравнению с масляными: пожаро- и взрывобезопасность, быстрота действия, высокая отключающая способность, малый износ дугогасительных контактов, возможность создания серий с унифицированными узлами.

Выключатели элегазовые серии ВГТ предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах, а также для работы в циклах АПВ в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 110 и 220 кВ.

Основные характеристики маломасляных выключателей серии ВМТ

Окончание табл. 1

Выключатели серии ВГТ имеют следующие преимущества:

высокая надежность работы, достигаемая благодаря пониженным усилиям оперирования выключателем, использованию в соединениях двойных уплотнений с обеспечением пониженного уровня естественных утечек, который составляет не более 1 % в год, современным технологиям и конструкторским решениям и применению надежных комплектующих, в том числе высокопрочных изоляторов зарубежных фирм;

высокая заводская готовность, простой монтаж и быстрый ввод в эксплуатацию;

высокая коррозийная стойкость покрытий, применяемых для стальных конструкций выключателя;

отсутствие необходимости в сложном техническом обслуживании и ремонтах при нормальных условиях эксплуатации, высокие механический и коммутационный ресурсы, повышенные сроки службы уплотнений и комплектующих, обеспечивающих 20-летний межремонтный период;

возможность отключения токов нагрузки при потере избыточного давления элегаза в выключателе;

сохранение электрической прочности изоляции выключателя при напряжении, равном 1,15 от наибольшего фазного напряжения в случае потери избыточного давления элегаза в выключателе;

отключение емкостных токов без повторных пробоев, низкие перенапряжения;

отсутствие феррорезонанса в сетях при эксплуатации выключателя ВГТ-220;

низкий уровень шума при срабатывании соответствует высоким природоохранным требованиям;

низкие динамические нагрузки на фундаментные опоры;

полная взаимозаменяемость (по габаритно-установочным размерам и приводам) с маломасляными выключателями серии ВМТ.

Основные технические характеристики элегазовых выключателей серии ВГТ приведены в табл. 2.

Основные характеристики элегазовых выключателей серии ВГТ

ВГТ-110- 40/2500 У1

Окончание табл. 2

Выключатель элегазовый баковый серии ВЭБ-110 также обладает рядом достоинств: срок эксплуатации 35 лет; период между капитальными ремонта-ми – 15 лет; минимальные затраты на обслуживание; транспортировка в собранном виде (отсоединен только привод); основной монтаж заключается в установке выключателя на раму и присоединении привода; не требуется отдельно стоящих трансформаторов тока; экономия площади ячейки ОРУ-110 кВ за счет малых габаритов выключателя.

Основные технические характеристики выключателя ВЭБ-110 приведены в табл. 3.

Основные технические характеристики выключателя ВЭБ-110

Окончание табл. 3

1.1.2. Высоковольтные выключатели на напряжение 27,5 и 35 кВ

В открытых распределительных устройствах напряжением 27,5 и 35 кВ до недавнего времени эксплуатировались в основном выключатели с гашением дуги в масле (ВМК-27,5, ВМК-35, ВМУЭ-27,5, ВМУЭ-35, С-35 и др.). Эти аппараты морально устарели, в большинстве случаев выработали свой ресурс и требуют замены. Их постепенно вытесняют вакуумные выключатели благодаря своим преимуществам: простота конструкции, высокая степень надежности и быстродействие, отсутствие шума при операциях, удобство обслуживания, длительный срок службы без ремонта при частых отключениях, небольшие габаритные размеры и масса.

Особые требования предъявляются к выключателям, установленным на фидерах контактной сети тяговых подстанций переменного тока, так как частота отключения фидеров вследствие большой вероятности повреждения сети на один – два порядка превышает частоту отключений питающих линий промышленных трехфазных сетей. Кроме того, требуется быстрое отключение повреждения с целью уменьшения вероятности пережога контактных проводов.

В 90-е годы на предприятиях промышленности по заданию Департамента электрификации и электроснабжения МПС налажен выпуск вакуумных выключателей ВВФ-27,5 и ВВК-27,5, которые использовались в ОРУ-27,5 кВ вместо масляных на тяговых подстанциях и постах секционирования. В процессе их эксплуатации были выявлены недостатки в конструкции вакуумных камер, привода и изолирующей тяги привода. Больших трудозатрат требует замена вакуумной камеры выключателя. Отсутствие встроенных трансформаторов тока привело к удорожанию и усложнило конструкцию ОРУ-27,5 кВ. Эти недостатки учтены при разработке новых конструкций вакуумных выключателей.

На Карпинском электромашиностроительном заводе был налажен выпуск вакуумных выключателей серии ВВС-27,5 и ВВС-35. В конструкции выключателей были максимально использованы элементы выключателей С-35. В дальнейшем при эксплуатации была выявлена их недостаточная надежность (по электромагнитному приводу и высоковольтным вводам). В настоящее время выпуск выключателей этой серии прекращен, преимущества имеют выключатели Нижнетуринского электроаппаратного завода серий ВБН-27,5, ВВФ-27,5, ВВК-27,5Б и ВБЦ-35.

Технические характеристики этих выключателей приведены в табл. 4.

Технические характеристики выключателей

серий ВБЦ-35, ВБН-27,5, ВВК-27,5Б и ВВФ-27,5

Окончание табл. 4

Выключатели типа ВБЭТ-35 II (вакуумный быстродействующий с электромагнитным приводом и встроенными трансформаторами тока) предназначены для коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в электрических сетях трехфазного переменного тока для открытых и закрытых распределительных устройств, объектов энергетики, тяговых подстанций.

Выключатели типа ВБЭТ-27,5 II предназначены для коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в электрических сетях однофазного переменного тока частотой 50 Гц для тяговых подстанций электрифицированных железных дорог, а также для постов секционирования и пунктов параллельного соединения контактной сети.

Технические данные выключателей серии ВБЭТ приведены в табл. 5.

Выключатель вакуумный типа ВБПС-35 (вакуумный быстродействующий для производственных и сетевых установок) предназначен для коммутаций электрических цепей трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 35 кВ в нормальных и аварийных режимах в производственных и сетевых установках.

Технические данные выключателя серии ВБПС приведены в табл. 6.

Вакуумные выключатели серий ВБЭТ и ВБПС выпускаются научно-производственным предприятием «Контакт» (г. Саратов).

Технические данные выключателя ВБЭТ-35 II (27,5 II)

Технические данные выключателя ВБПС-35-40/2000 УХЛ1

ПараметрЗначение параметра
Номинальное напряжение, кВ35
Наибольшее рабочее напряжение, кВ40,5
Номинальный ток, А2000
Номинальный ток отключения, кА40
Собственное время включения, мс, не более150
Собственное время отключения, мс, не более25
Масса выключателя, кг1000
Читать еще:  Выключатель кнопочный вкн 325

1.1.3. Высоковольтные выключатели на напряжение 10 кВ

В закрытых распределительных устройствах напряжением 10 кВ подстанций с большим числом отходящих линий рекомендуется применять вместо масляных вакуумные выключатели.

Выключатель типа ВВТЭ-М-10 (выключатель вакуумный трехполюсный со встроенным электромагнитным приводом) предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока с изолированной нейтралью частоты 50 Гц с номинальным напряжением до 12 кВ. Выключатели ВВТЭ-М-10 предназначены для установки в шкафы комплектных распределительных устройств, а также для замены маломасляных выключателей в любых типах распределительных устройств. Выключатели серии ВВТЭ выпускаются ОАО «Электрокомплекс» (г. Минусинск).

Технические данные вакуумного выключателя ВВТЭ-М-10 приведены в табл. 7.

Технические данные выключателя ВВТЭ-10

ПараметрЗначение параметра
Номинальное напряжение, кВ10
Номинальный ток, А630, 1000, 1600
Номинальный ток отключения, кА12,5; 20; 31,5
Процентное содержание апериодической составляющей, не более50
Ток включения, кА12,5
Параметры тока короткого замыкания: наибольший пик (ток электродинамической стойкости), кА начальное действующее значение периодической составляющей, кА, не менее среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости), кА время протекания тока (время короткого замыкания), с32 12,5 12,5 3
Бестоковая пауза при АПВ, с0,3
Собственное время отключения, с, не менее0,018
Полное время отключения не более, с0,04
Собственное время включения выключателя, с, не более0,1
Номинальное напряжение электромагнитов управления и элементов вспомогательных цепей от сети переменного тока через выпрямительный блок, В220
Масса выключателя, кг, не более77

Выключатели типа ВБПЭ-10 и ВППЭ-10 (выключатель вакуумный быстродействующий с подвесным исполнением полюсов с электромагнитным приводом) предназначены для работы в трехфазных сетях переменного тока с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью напряжением 6 – 10 кВ частотой 50 Гц в нормальных и аварийных режимах в электроустановках с частыми коммутациями.

Выключатели ВБПЭ-10 и ВППЭ-10 могут быть использованы для замены маломасляных выключателей ВМПЭ-10 в шкафах комплектных распределительных устройств, находящихся в эксплуатации. Они сконструированы таким образом, что исключают возникновение в электроустановках высокого уровня перенапряжения, в том числе при отключении индуктивных токов.

Основные технические характеристики выключателей ВБПЭ-10 и ВППЭ-10 приведены в табл. 8.

Технические характеристики выключателей ВБПЭ-10 и ВППЭ-10

ПараметрЗначение параметра
Номинальное напряжение, кВ10
Номинальный ток, А630, 1000, 1600
Номинальный ток отключения, кА20
Сквозной ток короткого замыкания, кА52
Начальное действующее значение периодической составляющей20
Номинальный ток включения, кА52
Собственное время включения, с, не более0,2
Номинальное напряжение постоянного тока электромагнита включения, В220/110
Потребляемый ток включающего электромагнита, А, не более: при U = 220 В при U = 110 В75 150
Потребляемый ток отключающего электромагнита, А, не более: при U = 220 В при U = 110 В2,5 5
Масса, кг, не более200

Выключатели вакуумные серии ВБЭ-10 (выключатель вакуумный быстродействующий с электромагнитным приводом) предназначены для частых коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в ячейках комплектных распределительных устройств в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 6 — 10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью. Выключатели выпускаются научно-производственным предприятием «Контакт» (г. Саратов).

Вакуумные выключатели серии ВБЭС-10 предназначены для стационарного варианта исполнения, ВБЭК-10 – для встраивания в базовые ячейки с выкатными контактами.

Основные технические характеристики выключателей ВБЭ-10 приведены в табл. 9.

Технические характеристики выключателей ВБЭ-10

Параметры, типы и принцип работы высоковольтных выключателей

Высоковольтными выключателями – называют коммутационные аппараты, производящие оперативное включение или отключение отдельных линий и электрического оборудования при нормальном или аварийном режиме, управляемых вручную, дистанционно или автоматически. Рассмотрим конструктивные особенности данных устройств, выпускаемые разновидности, порядок проверки и технического обслуживания.


Элегазовый колонковый выключатель 110 кВ(слева) и Вакуумный выключатель 10 кВ(справа)

Классификация высоковольтных выключателей

Все высоковольтные выключатели классифицируются по различным параметрам. В зависимости от способа гашения дуги, они могут быть автогазовыми и автопневматическими, вакуумными, воздушными, а также масляными и электромагнитными.

По своему назначению эти устройства классифицируются следующим образом:

  • Сетевые. Используются в электрических цепях с напряжением 6 кВ и выше. Основной функцией является пропуск и коммутирование тока в обычных условиях или в ненормальной ситуации в течение установленного времени, например, при коротких замыканиях.
  • Генераторные. Предназначены для работы с напряжением 6-20 кВ. Применяются в цепях электродвигателей с высокой мощностью, генераторов и других электрических машин. Пропускают и коммутируют ток не только в обычном рабочем режиме, но и в условиях пуска и коротких замыканий. Отличаются большим значением тока отключения, а номинальный ток может составлять до 10 тыс. ампер.
  • Устройства для электротермических установок. Рассчитаны на значение напряжений от 6 до 220 кВ и применяются в цепях с крупными электротермическими установками. Как правило, это рудотермические, сталеплавильные и другие печи. Могут пропускать и коммутировать ток в различных эксплуатационных режимах.
  • Выключатели нагрузки. Их основное назначение состоит в работе с обычными номинальными токами, они используются в сетях с напряжением от 3 до 10 кВ и осуществляют коммутацию незначительных нагрузок. Данные устройства не рассчитаны на разрыв сверхтоков.
  • Реклоузеры. Подвесные секционные выключатели, управляемые дистанционно. Они снабжены защитой и предназначены для установки на опорах воздушных линий электропередачи.

Высоковольтный выключатель может устанавливаться разными способами. С соответствии с этим они бывают опорными, подвесными, настенными, выкатными. Кроме того, эти приборы могут встраиваться в КРУ – комплектные распределительные устройства.



Параметры

В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:

  • номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);
  • номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);
  • номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;
  • допустимое относительное содержание апериодического тока в токе отключения;
  • если выключатели предназначены для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

Цикл 1: О — tбп — ВО — 180 — ВО; Цикл 2: О — 180 — ВО — 180 — ВО,
где О — операция отключения, ВО — операция включения и немедленного отключения, 180 — промежуток времени в секундах, tбп — гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении). Для выключателей с АПВ должно быть в пределах 0,3…1,2 с, для выключателей с БАПВ (быстродействующей) — 0,3 с.

  • устойчивость при сквозных токах КЗ, которая характеризуется токами термической стойкости Iт и предельным сквозным током
  • номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений при Uном и заданном цикле.
  • собственное время отключения — промежуток времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дуго-гасительных контактов.
  • параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе отключения — скорость восстанавливающегося напряжения, нормированная кривая, коэффициент превышения амплитуды и восстанавливающегося напряжения.



Баковые и маломасляные выключатели

Оба устройства представляют собой масляные типы высоковольтных выключателей. Деионизация дуговых промежутков в каждом из них осуществляется одними и теми же методами. Они отличаются друг от друга лишь количеством используемого масла, а также способами, с помощью которых контактная система изолируется от заземленного основания.

Баковые устройства в настоящее время сняты с производства, поскольку у них имелись серьезные недостатки. Уровень масла в баке требовалось постоянно контролировать. Оно использовалось в большом объеме, из-за чего замена масла отнимала много времени. Эти приборы относились к категории взрыво- и пожароопасных и не могли устанавливаться внутри помещений.

На смену им пришли маломасляные или горшковые выключатели, рассчитанные на все виды напряжений. Они могут устанавливаться в любые распределительные устройства, как закрытого, так и открытого типа. Масло в данном случае выступает прежде всего в качестве дугогасящей среды и лишь частично выполняет функции изоляции между разомкнутыми контактами.

Токоведущие части изолируются между собой с помощью фарфора и других твердых изолирующих материалов. Выключатели для внутренней установки оборудованы контактами, помещенными в стальной бачок или горшок. Эта конструктивная особенность дала название всему устройству. В зависимости от модели, приводы высоковольтных выключателей могут различаться между собой.

Приборы, рассчитанные на работу при напряжении 35 кВ, помещаются в фарфоровом корпусе. Наибольшее распространение получили подвесные устройства ВМГ-10 и ВМП-10 на 6-10 кВ. У них крепление корпуса осуществляется с помощью фарфоровых изоляторов к основанию, общему для всех полюсов. В свою очередь, каждый полюс оборудуется одним разрывом контактов и камерой для гашения дуги.

При работе с большими номинальными токами недостаточно одной пары контактов, которые одновременно являются рабочими и дугогасительными. Поэтому снаружи выключателя отдельно устанавливаются рабочие контакты, а внутри металлического бачка – дугогасительные.

Выпрямительная установка

Эти системы могут быть нескольких видов:

  • передвижные;
  • переносные;
  • стационарные.

Любая из них имеет:

  1. Испытательный трансформатор.
  2. Пульт управления.
  3. Высоковольтный выпрямитель.

Выпрямление осуществляется по однополупериодной схеме (это контур, проводящий во время одной половины цикла переменного тока), а обмотка трансформатора получает питание от регулировочного автотрансформатора.

Ток утечки в высоковольтных установках для испытания кабеля проверяется с помощью микроамперметра (имеет два полюса: один заземлен, второй соединен с вторичной обмоткой трансформатора). В саму цепь при этом включен регистр R. Он ограничивает ток в случае пробоя кабеля.

Примеры установок для высоковольтных испытаний:

  • HVTS-HP;
  • RETOM-6000;
  • ВИСТ-120;
  • АИСТ 50/70.

Есть и многие другие, цены на них начинаются от 100 тысяч рублей.

Выключатели воздушные

Для гашения дуги в выключателях воздушного типа используется сжатый воздух под давлением 2-4 Мпа. Дугогасительное устройство и токоведущие части изолируются с помощью фарфора и других аналогичных материалов. Воздушные выключатели конструктивно различаются между собой в зависимости от таких факторов, как номинальное напряжение, способ подачи сжатого воздуха и других.

Читать еще:  Ремонт выключателя дрели своими руками

Устройства высокого номинального тока, аналогично маломасляным выключателям, оборудованы главным и дугогасительным контурами. При включении основной ток попадает на главные контакты, расположенные открыто. После отключения они размыкаются первыми и далее ток попадает уже на дугогасительные контакты, расположенные в другой камере. Непосредственно перед их размыканием из резервуара в камеру осуществляется подача сжатого воздуха, гасящего дугу, в продольном или поперечном направлении.

В отключенном положении между контактами создается изоляционный зазор необходимых размеров. С этой целью контакты разводятся на достаточное расстояние. Выключатели для внутренней установки рассчитаны на ток до 20 тыс. ампер и напряжение 10-15 кВ. Они имеют отделитель открытого типа, после отключения которого сжатый воздух перестает поступать в камеры и происходит замыкание дугогасительных контактов.

Типовая конструктивная схема воздушного выключателя состоит из дугогасительной камеры, резервуара со сжатым воздухом, главных контактов, шунтирующего резистора, отделителя и емкостного делителя напряжения на 110 кВ, обеспечивающего два разрыва на фазу. В выключателях открытой установки, рассчитанных на напряжение 35 кВ, вполне достаточно одного разрыва на фазу.

Оформление документов

В качестве доказательства, подтверждающего проверку, выступают протоколы высоковольтных испытаний электрооборудования с повышенным напряжением. Это обязательная часть проверки, которая контролируется соответствующими органами.

Документы фиксируют факт своевременного осмотра электрооборудования, а выдаются специалистами, осуществляющими высоковольтные испытания.

К нему относятся все электрические устройства, которые эксплуатируются на предприятии. Каждое из них должно иметь акт индивидуального испытания. В него включаются:

  • точное название модели оборудования и его тип;
  • серийный номер, который выбит на самом устройстве;
  • дата выпуска и всех проверок, проведенных ранее.

Протокол испытаний нужен, чтобы подтвердить осуществление проверки и разрешить дальнейшую эксплуатацию оборудования.

Если такого документа нет, органы контроля не позволят продолжить использование.

В ходе испытания нового оборудования устанавливается соответствие реальных показателей с заявленными от завода-производителя (температурный режим, мощность, допустимая нагрузка).

Отдельно проводится испытание на электробезопасность, составляется соответствующий акт.

Документы должны быть оформлены сразу после проверки. Помимо этого, срок контроля инспекторской службой также ограничен, поэтому перед началом проведения испытаний удостоверьтесь, что компания имеет на них право.

Проверку могут осуществлять предприятия, которые зарегистрированы в Ростехнадзоре и имеют разрешение на оказание услуг по высоковольтным испытаниям электрооборудования.

Элегазовые высоковольтные выключатели

Элегазом называется смесь серы и фтора в определенной пропорции. В результате образуется инертный газ с плотностью выше чем у воздуха примерно в 5 раз и электрической прочностью в 2-3 раза больше воздушной.

Данный вид выключателей, используя элегаз, способен погасить дугу, ток которой примерно в 100 раз выше тока, отключаемого в обычном воздухе, в тех же самых условиях. Такая способность объясняется возможностями молекул улавливать электроны, находящиеся в дуговом столбе, с одновременным созданием относительно неподвижных отрицательных ионов. При потере электронов дуга становится неустойчивой и очень легко гаснет. Если элегаз подается под давлением, то электроны из дуги поглощаются еще быстрее.

Электроинструмент

Это инструмент с электрическим источником энергии: дрель, шуруповерт, шлифовальная машина, отбойный молоток, резак и многое другое.

Согласно нормативам, в целях безопасности необходимо проводить испытания данных инструментов после их получения от завода-изготовителя. Его испытания также желательно проводить после ремонта, замены составляющих, в рамках графика профилактических испытаний.

При плановой проверке данные необходимо сравнивать с результатами предыдущих испытаний, включая заводские. Электроинструмент при частом пользовании лучше проверять раз в 6-8 месяцев.

Температура воздуха должна быть строго положительной, так как если в кабеле есть частицы воды, при отрицательной температуре воздуха она замерзнет. Лед – это диэлектрик, такой эффект не проявится при высоковольтном испытании.

Во избежание печальных последствий, перед началом работ исключите:

  • Повреждения на штепсельной вилке.
  • Дефекты кабеля.
  • Целостность цепи заземления.
  • Наличие защитной трубки. Она находится на стыке корпуса и кабеля электроинструмента).

Частая проверка электроинструмента обеспечит безопасность, предупредит поломки и продлит срок службы оборудования.

Виды электрозамеров:

  • проверка автоматов
  • Испытание УЗО
  • Замер сопротивления изоляции
  • Проверка заземления
  • Прогрузка АВР
  • проверка молниезащиты
  • Прогрузка автоматов
  • Испытание автоматических выключателей
  • Прогрузка силового кабеля
  • Поиск обрыва кабеля
  • обслуживание подстанций (сюда входят как ремонт, так и испытание подстанций).

Когда требуются испытания электрики?

Разумеется, самым лучшим вариантом является штатное регулярное проведение профилактических мероприятий всего имеющегося электрооборудования и коммуникаций. Однако опыт аварии на подстанции в Чагино показывает, что большинство испытаний заказываются «по остаточному принципу».

Испытания обычно производятся:

  • либо для того, чтобы выявить остаточный ресурс какой-либо системы;
  • либо для того, чтобы проверить соответствие заявленных технических параметров электроаппаратуры и кабелей реальности.

В обоих случаях требуется, чтобы данные мероприятия производились максимально безопасно (то есть квалифицированно), а также оперативно. обладает всем необходимым перечнем оборудования, а также полностью укомплектованным штатом компетентных специалистов для проведения электроиспытаний любого характера.

Электромагнитный привод вакуумного высоковольтного выключателя

Владельцы патента RU 2310941:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным приводам высоковольтных вакуумных выключателей с магнитной защелкой. Техническим результатом является улучшение эксплутационно-технических характеристик привода, повышение надежности и упрощение управления при наименьших затратах энергии. Электромагнитный привод с одним устойчивым состоянием магнитной системы содержит магнитопровод, якорь, установленные с возможностью перемещения, катушку управления и постоянные магниты, установленные в магнитной системе с ориентацией одноименных полюсов в сторону рабочего зазора, последовательно с магнитным потоком, создаваемым катушкой управления. Причем магнитная система содержит, по крайней мере, четыре постоянных магнита, образующих совместно с магнитопроводом и якорем четыре параллельные магнитные цепи. Привод может быть снабжен механизмом ручного отключения, содержащим, по крайне мере, две магнитомягкие пластины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным приводам высоковольтных вакуумных выключателей с магнитной защелкой.

Известные электромагнитные приводы высоковольтных вакуумных выключателей в общем случае состоят из мощного включающего электромагнита, механического удерживающего устройства (защелки), кинематических звеньев и цепей передачи усилия от электромагнита к вакуумным дугогасительным камерам (КДВ), отключающего электромагнита и расцепителей защиты присоединений.

Недостатком таких приводов является их многозвенная система кинематического соединения от штока якоря к механизмам поджатия КДВ, большая масса и сложная система отключения выключателя при оперативном и аварийном его отключении, обязательное наличие механической защелки, а также большое потребление энергии от сети питания.

В настоящее время существует новое поколение вакуумных выключателей, имеющих приводную часть с электромагнитными приводами и удерживающими устройствами на постоянных магнитах.

К такому типу электромагнитных приводов относятся привода, разработанные в СП РЗВА, г.Ровно и на предприятии «Таврида-электрик», г.Москва. Электромагнитный привод, состоящий из шихтованного магнитопровода, якоря, выполненного в форме прямоугольной призмы, двух катушек управления, двух установленных соосно постоянных магнитов из соединений редкоземельных элементов, которые образуют две магнитные цепи, называемые «магнитными защелками», в которых фиксируется якорь в двух устойчивых положениях «включено» и «отключено», причем постоянные магниты установлены таким образом, что формируются параллельные магнитные потоки от управления катушек и постоянных магнитов (патент РФ №2214640, Н01Н 33/66).

Близким по технической сути к предлагаемому изобретению является также привод с «магнитной защелкой», разработанный на предприятии «Таврида-электрик» для выключателей серии BB/TEL (патент РФ №2020631, Н01Н 33/66), состоящий из круглого якоря, верхней и нижней плит, составляющих основной магнитопровод, катушки управления и кольцевого магнита, выполненного из магнитотвердого сплава и охватывающего катушку. Привода устанавливаются под каждым полюсом выключателя. При включении привода катушка управления электромагнита создает необходимую энергию электромагнитного поля для преодоления противодействующих сил и одновременно с этим намагничивается кольцевой магнит до определенного значения остаточной индукции, необходимой для удержания якоря во включенном состоянии. При отключении в катушку управления подается импульс обратной полярности, кольцевой магнит размагничивается до некоторого минимального значения остаточной индукции и привод снимается с магнитной защелки, т.е. происходит отключение выключателя.

К существенным недостаткам привода, разработанного на СП РЗВА, следует отнести то обстоятельство, что как и у всякой двухпозиционной устойчивой системы существенно затруднено ручное включение выключателя, т.к. при этом необходимо преодолеть довольно значительное усилие удержания якоря магнитным полем постоянных магнитов, чтобы перевести систему из одного устойчивого положения в другое, а также наличие двух катушек управления и большие массогабаритные характеристики данного типа привода.

К недостаткам привода для выключателей серии BB/TEL предприятия «Таврида-электрик» следует отнести зависимость степени остаточной намагниченности кольцевого магнита при включении от колебаний питающего напряжения, например, при понижении питающего напряжения количество энергии, расходуемое на намагничивание кольцевого магнита, уменьшится, в результате чего магнитное кольцо намагнитится до меньшего значения остаточной индукции, что повлияет на усилие удержания в сторону его уменьшения. Кроме того, в выключателях серии BB/TEL применяются три магнита с магнитной защелкой под каждым полюсом, что усложняет схему управления этой системой электромагнитов, а это приводит к снижению надежности выключателя.

Эти недостатки снижают эксплуатационно-технические характеристики приводов.

Предлагаемое изобретение — это новый тип электромагнитного привода, использующего принцип «магнитной защелки», в котором отсутствуют недостатки, присущие прототипам.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача создания нового типа электромагнитного привода, который удовлетворяет всем требованиям ГОСТ 687-78, предъявляемым к эксплуатационно-техническим характеристикам выключателей на основе такого типа приводов, и вместе с тем является многофункциональным, объединяющим функции включения-выключения выключателя, а также является элементом защиты присоединений и выполнен в едином механизме. При этом улучшены технико-экономические и массогабаритные характеристики, надежность и легкость управления при наименьших затратах энергии.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что электромагнитный привод вакуумного высоковольтного выключателя, содержащий магнитопровод из магнитного материала, круглый якорь, перемещающийся в двух направляющих в пределах рабочего зазора, постоянные магниты высокой энергии на основе соединений редкоземельных элементов, установленные в магнитной системе с ориентацией одноименными полюсами в сторону рабочего зазора, одну катушку управления, отличается тем, что имеет однопозиционную, с одним устойчивым состоянием магнитную систему, которая имеет, по крайней мере, четыре постоянных магнита, образующих совместно с магнитопроводом и якорем четыре параллельные магнитные цепи, в каждой из которых постоянные магниты своими полюсами установлены последовательно с образующимся при включении и отключении магнитным потоком катушки управления, при этом имеет механизм ручного отключения, содержащий как минимум две магнитомягкие пластины, за счет которых происходит шунтирование основного магнитного потока двух из четырех магнитных цепей и таким образом обеспечивающий ослабление его в рабочем зазоре и отключение при сравнительно невысоких затратах энергии.

Читать еще:  Около выключателя мажутся обои

Изобретение поясняется чертежами:

на фиг.1 изображен привод вакуумного выключателя во включенном состоянии;

на фиг.2 — механизм ручного отключения, вид В.

Конструктивно электромагнитный привод вакуумного выключателя состоит (фиг.1) из цилиндрического якоря 3 со штоком 10, нижней опорной плиты 8, фланца 2, четырех планок 4, выполненных из магнитомягкого материала, двух бронзовых втулок направляющих якоря — верхней 1 и нижней 9, поводка 11, кинематически связывающего якорь с рычагом промежуточного вала выключателя, восьми опорных стоек 14 из немагнитного материала, катушки управления 5 и четырех постоянных магнитов высокой энергии, изготовленных на основе редкоземельных элементов 6.

В состав привода входит и механизм ручного отключения, состоящий из вала 12, двух подшипников скольжения 15, двух ферромагнитных пластин 7, выполненных из магнитомягкого материала и рычага управления 13.

Работа электромагнитного привода происходит следующим образом.

При подаче напряжения управления постоянного тока на обмотку катушки 5 электромагнита в ней возникает магнитное поле, направленное последовательно и согласно с магнитным полем постоянных магнитов 6 в рабочий зазор, в результате чего якорь перемещается в сторону уменьшения рабочего зазора к нулю и совершает при этом определенную работу, и через рычаг промежуточного вала выключателя включает его, а при снятии рабочего напряжения с катушки якорь удерживается в притянутом к нижней плите 8 положении энергией магнитного поля постоянных магнитов 6, при этом выключатель остается во включенном положении. Такая кинематическая схема обеспечивает минимальное количество звеньев и как следствие минимальный износ деталей на протяжении всего срока эксплуатации. Для отключения выключателя необходимо подать на управляющую катушку напряжение обратной полярности. Возникающий магнитный поток катушки при этом направлен встречно магнитному потоку постоянных магнитов и компенсирует его действие, уменьшая удерживающее усилие. Под воздействием энергии сжатых пружин поджатия КДВ и отключающей пружины выключатель отключается. В режиме удержания якоря результирующая сила магнитного поля постоянных магнитов составляет 1600÷2300 Н. Такое усилие обеспечивает надежную фиксацию КДВ во включенном положении, в том числе в условиях значительных вибраций и ударов.

Для перевода выключателя из включенного положения в отключенное вручную необходимо переместить рукоятку 13 (фиг.2, вид В) влево таким образом, чтобы пластины 7 вошли в зацепление с двумя магнитными цепями в зоне установки постоянных магнитов 6 и замкнули магнитные потоки от этих двух магнитов по кратчайшему пути. При этом результирующее удерживающее усилие резко уменьшается и под воздействием пружин поджатия КДВ и отключающей пружины выключатель отключается. После завершения операции отключения рукоятка 13 и пластины 7 возвращаются в исходное (фиг.2, вид В) положение.

Таким образом, предлагаемый электромагнитный привод обладает рядом достоинств, по сравнению с существующими приводами на силовых электромагнитах:

— малые токи потребления при операциях «включено» и «отключено»;

— стабильность характеристик при колебаниях питающего напряжения в широком интервале значений;

— любое рабочее пространственное положение;

— безусловное выполнение требований ГОСТ 687-78 в части установки выключателя на защелку (полного включения) в условиях короткого замыкания в главных цепях и быстрого спада питающего выключатель оперативного напряжения;

— легкость ручного включения и отключения выключателя;

— существенно меньший «дребезг» главных контактов КДВ при проведении операции «включено».

Предлагаемое изобретение позволит создать высокотехнологическую, эффективную, многофункциональную и малогабаритную серию электромагнитных приводов нового типа с необходимыми мощностями управления для создания на их базе нового поколения вакуумных выключателей.

Опытный образец предлагаемого электромагнитного привода с магнитной защелкой прошел все нормативные испытания на базе серийно выпускаемого выключателя типа ВБ 10-20 с КДВ типа КДВА-5 и подтвердил соответствие расчетных параметров требованиям, предъявляемым к вакуумным выключателям с электромагнитным приводом зависимого (прямого) действия ГОСТ 687-78, в том числе и в части решения задач аварийной защиты присоединений.

1. Электромагнитный привод вакуумного высоковольтного выключателя, содержащий магнитопровод из магнитного материала, круглый якорь, перемещающийся в двух направляющих в пределах рабочего зазора, постоянные магниты высокой энергии на основе соединений редкоземельных элементов, установленные в магнитной системе с ориентацией одноименными полюсами в сторону рабочего зазора, одну катушку управления, отличающийся тем, что имеет однопозиционную, с одним устойчивым состоянием магнитную систему, которая имеет, по крайней мере, четыре постоянных магнита, образующих совместно с магнитопроводом и якорем четыре параллельные магнитные цепи, в каждой из которых постоянные магниты своими полюсами установлены последовательно с образующимся при включении и отключении магнитным потоком катушки управления.

2. Электромагнитный привод по п.1, отличающийся тем, что имеет механизм ручного отключения, содержащий как минимум две магнитомягкие пластины, за счет которых происходит шунтирование основного магнитного потока двух из четырех магнитных цепей и таким образом обеспечивающий ослабление его в рабочем зазоре и отключение при сравнительно невысоких затратах энергии.

Применение синхронного вакуумного выключателя в городских электрических сетях

Применение синхронного вакуумного выключателя в городских электрических сетях

Применение синхронного вакуумного выключателя в городских электрических сетях

Ачитаев А.А., магистрант; Павлюченко Д.А., канд. техн. наук, доцент,
зав. каф. систем электроснабжения предприятий; Прохоренко Е.В., канд. техн. наук, доцент каф. автоматики; Шевцов Д.Е., аспирант каф. систем электроснабжения предприятий.
Новосибирский государственный технический университет,
630073, г. Новосибирск, пр-т К. Маркса, 20

Рассмотрена тенденция развития коммутационных аппаратов среднего напряжения, а также основные достоинства и недостатки вакуумных выключателей традиционной конструкции. Показан опыт применения вакуумного коммутационного аппарата, реализующего принцип синхронной коммутации как эффективного средства снижения коммутационных перенапряжений и бросков тока в городских электрических сетях 6-10 кВ.

Предложенным алгоритмом синхронной коммутации удалось уменьшить броски тока при включении с 2,1·I пуск до 1,1·I пуск , полностью исключить перенапряжения, повысить коммутационный ресурс выключателя.

Ключевые слова: Синхронная коммутация, синхронный вакуумный выключатель, коммутационные перенапряжения.

Тенденция развития коммутационных аппаратов среднего напряжения

В сетях 6-10 кВ применяются выключатели следующих видов: маломасляные, элегазовые, вакуумные. Причем и в России, и в мире отчетливо прослеживается тенденция расширения доли вакуумных выключателей, что видно из рис. 1 [1]. В Европе и США доля вакуумных выключателей в общем количестве выпускаемых аппаратов составляет 70 %, а в Японии она равна 100 %. В России в последние годы эта доля имеет постоянную тенденцию к росту и в настоящее время составляет более 50 % [2].

Рис. 1. Тенденция развития выключателей среднего напряжения

Преимущества вакуумных коммутационных аппаратов

Рост использования вакуумных выключателей на среднем напряжении объясняется их преимуществами перед другими типами выключателей. Ниже рассмотрены основные преимущества.

1. Вакуумные выключатели обладают высокой надежностью. Вакуумный выключатель практически не обслуживается в течение всего срока службы. Осмотр и периодические проверки вакуумных выключателей рекомендуется проводить один раз в 3-5 лет (табл. 1). Во время этих проверок необходимо выполнить высоковольтные испытания вакуумной дугогасительной камеры и изоляции выключателя, а также проверить переходное сопротивление контактов. В некоторых случаях рекомендуется проверить время включения и отключения главных цепей и работоспособность вспомогательных блок контактов.

Обслуживание и ремонт выключателей 6-10 кВ

Операции технического обслуживания и ремонта

1 раз в 6 месяцев или после операции «О» короткого замыкания

Один раз в 3-5 лет

Не реже 1 раза в 4 года

1 раз в 6-8 лет или после 3000 операций «ВО» или после шести операций «О» короткого замыкания

2. Низкие массогабаритные характеристики аппаратов. Развитие вакуумных выключателей связано с тем, что вакуум является идеальной изоляционной средой. Электрическая прочность изоляционного межконтактного промежутка в вакууме значительно выше, а длина дуги значительно меньше, чем в маломасляных и элегазовых выключателях. Это позволяет существенно снизить габариты вакуумного выключателя.

3. Высокий коммутационный и механический ресурс. Высокий механический ресурс вакуумных выключателей обусловлен, в первую очередь, тем, что ход контактов вакуумной дугогасительной камеры составляет от 6 до 10 мм на напряжения 6-10 кВ. Для маломасляных выключателей на эти же напряжения ход контактов достигает 100-200 мм, а, следовательно, применяется более сложная конструкция привода, требующая больших затрат энергии на включение и отключение выключателя, что приводит к необходимости постоянного ухода и проверок состояния деталей привода, что также повышает эксплуатационные расходы на содержание выключателя.

Как видно из табл. 2, при примерном соответствии срока службы коммутационный ресурс вакуумных выключателей в 5 раз больше элегазовых и почти 17 раз больше, чем у маломасляных выключателей.

3. Низкие эксплуатационные затраты. Низкие затраты вакуумных выключателей определяются отсутствием необходимости содержания масляного и компрессорного хозяйств, кроме того вакуумная дугогасительная камера не требует пополнения дугогасящей среды и использования специализированных защитных средств, например, необходимых при обслуживании (утилизации) аппаратов с элегазом SF 6 . Высокая коммутационная износостойкость позволяет значительно сократить расходы по обслуживанию вакуумных выключателей, а также перерывы в электроснабжении, связанные с выполнением регламентных работ.

4. Экологическая безопасность оборудования. В мире ужесточаются требования по экологической безопасности оборудования, и решения, которые раньше считались приемлемыми, сегодня подвергаются пересмотру. Так законодательство России и стран-участниц Монреальского протокола запрещают выброс в атмосферу фторосодержащих веществ, к которым относится элегаз. Поэтому для обеспечения безопасности и выполнения современных экологических требований, повышения качества и культуры эксплуатации при внедрении элегазового оборудования необходимо оснащение предприятий распределительного электросетевого комплекса современными газотехнологическими аппаратами. Необходимо также оборудование для очистки элегаза и утилизации продуктов его разложения. Это требует серьезных финансовых затрат. Использование вакуумных выключателей идеально с экологической точки зрения.

5. Широкий температурный диапазон работы вакуумных выключателей (от -45 до +55 о С) является важным преимуществом сравнительно с элегазовыми аппаратами. Это особенно актуально в условиях климата Сибири и других северных районов. Однако в любом случае нижний предел диапазона будет всегда определяться допустимой температурой работы релейной защиты и автоматики. Тем не менее, при эксплуатации вакуумных выключателей можно существенно сэкономить на обогреве распределительных пунктов.

6. Пониженное энергопотребление коммутационных аппаратов. Ход контактов вакуумной дугогасительной камеры очень мал по сравнению с другими типами камер. Это позволяет значительно уменьшить энергопотребление привода при включении и отключении выключателя.

В табл. 2 представлена сравнительная оценка основных эксплуатационных параметров базовых типов выключателей. Сравнение производилось для выключателей с одинаковыми техническими характеристиками (номинальное напряжение, ток и т.д.).

Сравнение основных эксплуатационных параметров выключателей 6-10 кВ

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector