Ivalt.ru

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

Воздушный выключатель колонкового типа

КОММУТАЦИОННЫЕ И ЗАЩИТНЫЕ АППАРАТЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

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)

Требования к эксплуатации

При эксплуатации данного оборудования должны соблюдаться следующие требования:

  • правильный выбор элемента с учётом технических характеристик;
  • надлежащее техническое обслуживание, согласно требованиям, предусмотренным заводом-изготовителем;
  • соблюдение условий эксплуатации, допустимых для конкретного устройства;
  • наличие обученного и аттестованного персонала, допускаемого к обслуживанию оборудования.

Установленные устройства должны надлежащим образом проходить регулярные проверки, испытания и другие необходимые виды работ.

Выбор выключателя

Испытания и проверки, какими приборами ведётся контроль

Эксплуатация высоковольтных выключателей предусматривает проведение следующих проверок:

  • визуального осмотра на предмет наличия внешних дефектов;
  • замеров сопротивления изолирующего покрытия;
  • проверок сопротивления обмоток и контактов, при сравнении полученного значения с нормируемыми показателями;
  • времени срабатывания;
  • температуры контактов и другие.

Инструментальные измерения выполняются мегомметром, термометром и секундомером. Также для проверки устройств могут использоваться специальные стенды, предназначенные для выполнения данных видов работ.

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги

  • Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);
  • Вакуумные выключатели;
  • Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
  • Воздушные выключатели;
  • Автогазовые выключатели;
  • Электромагнитные выключатели;
  • Автопневматические выключатели.

По назначению

  • Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания.
  • Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. Отличаются, как правило, большими значениями номинального тока (до 10000А) и тока отключения.
  • Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
  • Выключатели нагрузки — выключатели, предназначенные для коммутаций под номинальным током, но не рассчитанные на разрыв сверхтоков. Применяются в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью для коммутации небольших нагрузок — до нескольких мегавольт-ампер.
  • Реклоузеры подвесные секционирующие дистанционно управляемые выключатели, снабжённые защитой и устанавливаемые на опорах воздушных ЛЭП.
  • Выключатели специального назначения.

По виду установки

  • Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
  • Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
  • Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распределительных устройств.
  • Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатывания из ячеек распредустройств (для обслуживания, ремонта и для создания т.н. «видимого разрыва» при работах на линиях).
  • Встраиваемые в комплектные распределительные устройства (КРУ).

По категориям размещения и климатическому исполнению

  • пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);
  • десять климатических исполнений (У, ХЛ, УХЛ, ТВ, ТС, Т, М, ОМ, В и О) в зависимости от географического места установки.

Техническое обслуживание выключателей

Выключатели должны регулярно осматриваться для определения наличия повреждений, которые можно выявить по внешнему виду устройства. При остановках оборудования в рамках технического обслуживания должна проводиться его очистка, настройка, удаление нагара с контактов, другие необходимые операции, предусмотренные технической документацией изготовителя.

Каждые 4 года устройства подвергаются регламентированному текущему, а 8 лет – капитальному ремонту. Необходимость проведения текущего ремонта может быть обусловлена:

  • нарушением целостности элементов;
  • шумом и треском в ходе срабатывания выключателя;
  • перегревом контактов;
  • повышенным расходом масла.

Работы обычно выполняются по месту эксплуатации устройств, к их выполнению привлекается обученный персонал в составе специализированной организации.

Высоковольтные выключатели – важные устройства, от исправности которых зависит правильность выполнения коммутационных операций.

Более подробно можете прочитать в учебнике(начиная со страницы 237, а про выбор выключателя со страницы 268):Открыть и читать книгу

Высоковольтная коммутационная аппаратура

Высоковольтная коммутационная аппаратура состоит из разъединителей и высоковольтных выключателей. Разъединители — электрические коммутационные аппараты, предназначенные для включения и отключения отдельных элементов оборудования или целых участков электрической сети высокого напряжения при отсутствии тока нагрузки. Характерной особенностью разъединителей является наличие видимого разрыва между контактами, чем обеспечивается безопасность работы обслуживающего персонала. У разъединителя отсутствует дугогасительное устройство, и дуга, возникающая на контактах, гасится в результате ее растяжения ножом подвижного контакта. На рис.1.7 показаны зависимости максимального


вылета дуги на контактах разъединителя в функции тока при разных номинальных напряжениях. Даже при относительно небольших отключаемых токах вылет дуги таков, что может привести к перебросу дуги на соседние фазы и заземленные части и к возникновению междуфазного к.з. или

Рис. 1.7

замыкания на землю. Поэтому разъединители применяются для коммутации ранее обесточенных с помощью выключателей участков цепи, для переключения в нормальных условиях присоединения распределительного устройства с одной ветви на другую без прерывания тока и для коммутации очень малых токов ненагруженных силовых трансформаторов.
Коммутация нагруженных силовых цепей осуществляется высоковольтными выключателями нагрузки. Исполнение этих аппаратов различно. Они могут быть, в зависимости от конструктивных особенностей и способов гашения дуги, автогазовыми с гашением дуги газами, выделяемыми газогенерирующими материалами дугогасительной камеры; масляными с гашением дуги в масле; вакуумными; элегазовыми с гашением дуги в среде элегаза (SF6).

Основным элементом любого высоковольтного выключателя нагрузки является дугогасительное устройство (ДУ). Это устройство, обеспечивающие быстрое гашение дуги в коммутационном аппарате. Время горения дуги зависит от коммутационного тока, интенсивности горения дуги и электрической прочности газа, в котором существует дуга.

Характеристики ДУ сильно зависят от среды гашения дуги: масло, газ, вакуум. Среди газов наибольшей дугогасительной способностью обладает элегаз (SF6 ), меньшей — водород; еще меньшей – воздух.

В высоковольтных выключателях разрыв цепи производится в среде масла или газа. Рассмотрим гашение дуги в масляном выключателе с продольным дутьем (рис.1.8). Стрелками показано движение газа и масла вдоль дуги и дальше через зазоры между подвижными контактами и перегородками. Камера действует следующим образом. Когда подвижный контакт 1 отходит от неподвижного 2, между ними возникает дуга 3, вокруг которой образуется газовый пузырь (главным образом водорода — продукт распада масла), в результате чего давление в верхней части камеры сильно повышается. Это давление заставляет масло перемещаться через зазоры между подвижными контактами и перегородками.

Когда подвижный контакт минует одну-две перегородки, начинается газовое дутье вдоль дуги и ее интенсивное охлаждение. В процессе разрыва дуги будут существовать два газовых потока: поток горячей плазмы (собственно дуга) и поток газов – продуктов распада масла. Скорости этих потоков различны: скорость газов достигает нескольких сот метров в секунду, в то время как скорость плазмы достигает нескольких тысяч метров в секунду. За счет разности скоростей на границах этих потоков будут образовываться завихрения и горячая плазма будет интенсивно охлаждаться газом. Камера выполняется из прочного материала, так как давление в ней может достигать 3*105– 5*105 н/м2(30 — 50 атм.) и более.

В ТП устанавливаются маломасляные выключатели типов ВМГ-10, ВМП-10, ВК-10, рассчитанные на рабочее напряжение 10 кВ и номинальные токи от 630 до 1600А. Помимо этих параметров, выключатель также характеризуется отключающей способностью для токов кротких замыканий, которая составляет 20, 31,5 кА и временем их отключения (не более 0.12с). Время отключения номинальных токов — 0,02 с.

К недостаткам масляных выключателей следует отнести большие габариты и ограниченный ресурс отключения коротких замыканий, так как каждое отключение сопровождается загрязнением масла продуктами дуги.

В автогазовом выключателе камера выполняется из газогенерирующего материала (например, оргстекла или фибры). Под действием высокой температуры дуги стенки камеры выделяют большое количество газов, при выбрасывании которых из дугогасительной камеры дуга разрывается и гасится в течении долей секунды. Такие выключатели используются на напряжение до 6 кВ.

В настоящее время наиболее совершенными являются выключатели нагрузки вакуумного типа. На рис.1.9 показаны зависимости разрядного напряжения от расстояния между контактами для различных сред. Из этого рисунка следует, что вакуум обладает максимальной электрической прочностью, что позволяет создавать коммутационные аппараты с минимальными габаритами. Помимо этого вакуумные выключатели

Рис. 1.10

Рис. 1.9


обладают высоким быстродействием, не требуют пополнения и замены дугогасящей среды, значительно дешевле в эксплуатации и обладают большим сроком службы (до 25 лет). Конструкция вакуумного выключателя представлена на рис.1.10. В цилиндрическом сосуде 1 из изоляционного материала расположен неподвижный контакт 2, укрепленный в металлическом фланце 3, герметически соединенным с цилиндром 1. Там же находится подвижный контакт 4, соединенный с фланцем 5 с помощью сильфона 6. Сильфон представляет собой цилиндрическую гармонику, выполненную из нержавеющей стали. Она имеет достаточную механическую прочность и позволяет подвижному контакту, связанному с ним, иметь перемещение до 20 мм. Из ДУ выкачен воздух. В современных выключателях давление внутри ДУ равно 1,33(10-4 10-6) Па (10-4 10-6 мм рт. ст.). Нажатие подвижного контакта на неподвижный создается за счет атмосферного давления.
При расхождении контактов возникает дуга, которая горит в среде паров металла электродов. При прохождении тока через ноль дуга гаснет. Малая плотность газа в ДУ обуславливает исключительно высокую скорость диффузии зарядов из-за большой разницы плотностей частиц в погасшей дуге и окружающем пространстве — вакууме. После прохождения тока через ноль за время 10 мкс между контактами восстанавливается электрическая прочность вакуума.

Читать еще:  Выключатель клавиша обогрева сидения ваз

Для защиты стенок изоляционного корпуса 1 от паров металла электродов служат экраны 7 и 8. При отсутствии экранов пары металла электродов осаждаются на поверхности цилиндра 1, что впоследствии приводит к перекрытию изоляции между контактами 2 и 4. Недостатком вакуумных выключателей является их повышенная стоимость.

Для включения высоковольтного выключателя, удержания его во включенном положении и отключении используется обычно отдельный или встроенный механизм, называемый приводом к выключателю. Приводы бывают ручные и двигательные. Двигательные приводы подразделяются на приводы прямого действия — электрические (электромагнитные и электродвигательные) и приводы косвенного действия — маховые (инерционные), пружинные, пневматические, совершающие включение за счет энергии, запасаемой в приводе до совершения операции коммутации.

Для контроля применяют следующие виды сигнализации аппаратов и устройств: визуальную положения разъединителя или выключателя нагрузки, действия релейной защиты (блинкер), световую положения масляных выключателей, звуковую отключения масляного выключателя (сирена), звуковую отключения нормального режима работы электроустановки и неисправности оперативных цепей (звонок).

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Многообъемный выключатель

МКП-220м SOTK до 15 000 тыс. ква); 2 — многообъемный выключатель на напряжение 6 — 10 кв с простым разрывом, мощность отключения до 100 тыс. ква ( ВМ-16, ВМО-6); 3 — многообъемный выключатель на напряжение 6 — 10 кв с простым разрывом и круглым баком, мощность отключения до 150 тыс. ква ( ВМБ-10, ВМ-22); 4 — баковый выключатель с уменьшенным объемом масла, дугогасительными камерами поперечного дутья, ( / н 6 — 35 кв, / я до I 000 a, Sa до 1000 тыс. ква; 5 — малообъемный выключатель колонкового типа, 1 / н 35 — 220 кв, I 800 a; S до 5 000 тыс. ква; дугогасительная камера продольного дутья ( серия ВМК-ВЭИ), при соединении двух колонок последовательно возможен вариант с U до 400 кв; 6 — малообъеыный выключатель с встроенным трансформатором тока, дугогасительной камерой масляного дутья ( МГ-35); 7 — малообъемный, генераторный, горшковый выключатель с дугогасительным устройством поперечного дутья, имеет главный и дугогасителькый токоведущие контуры ( МГГ-229, МГГ-529, МГГ-10); 8 — малообъемный горшковый выключатель с дугогасительным устройством поперечного дутья, до 350 тыс. ква ( ВМГ-133); 9 — малообъемный с принудительным масляным дутьем, U до 380 кв, / н до 1 000 о, S до 6 000 тыс. ква; 10 — выключатель с твердым газогенерирующим веществом ( ВГ-10); II — воздушный выключатель с камерой продольного дутья, с отделителем и шунтирующим сопротивлением малой величины, Uy до 30 кв, / д до 2 000 a, SOTK до 1 000 тыс. кю; 12 — воздушный выключатель без отделителя, t / H до 35 кв, SOTK до 1 000 тыс. ква ( ВВ-35); 13 — воздушный выключатель с отделителем, независимым питанием дуго-гасительных камер, t / H до 220 кв, SOTK до 5 000 тыс.. [32]

Для дуговых печей при питании напряжением 6 — т — 10 / се применяют масляные многообъемные выключатели типа ВМБ-10 , а при питании напряжением 35 кв — воздушные выключатели типа ВВ-35п. Малообъемные выключатели типов ВМГ, ВМП для печных подстанций не применяются, так как они не допускают частых включений. [34]

Показанный на рис. 18 — 7 трехфазный выключатель типа ВМБ-10 ( выключатель масляный баковый) является примером многообъемного выключателя без дугогасящих устройств. [36]

МКП-220м SOTK до 15 000 тыс. ква); 2 — многообъемный выключатель на напряжение 6 — 10 кв с простым разрывом, мощность отключения до 100 тыс. ква ( ВМ-16, ВМО-6); 3 — многообъемный выключатель на напряжение 6 — 10 кв с простым разрывом и круглым баком, мощность отключения до 150 тыс. ква ( ВМБ-10, ВМ-22); 4 — баковый выключатель с уменьшенным объемом масла, дугогасительными камерами поперечного дутья, ( / н 6 — 35 кв, / я до I 000 a, Sa до 1000 тыс. ква; 5 — малообъемный выключатель колонкового типа, 1 / н 35 — 220 кв, I 800 a; S до 5 000 тыс. ква; дугогасительная камера продольного дутья ( серия ВМК-ВЭИ), при соединении двух колонок последовательно возможен вариант с U до 400 кв; 6 — малообъеыный выключатель с встроенным трансформатором тока, дугогасительной камерой масляного дутья ( МГ-35); 7 — малообъемный, генераторный, горшковый выключатель с дугогасительным устройством поперечного дутья, имеет главный и дугогасителькый токоведущие контуры ( МГГ-229, МГГ-529, МГГ-10); 8 — малообъемный горшковый выключатель с дугогасительным устройством поперечного дутья, до 350 тыс. ква ( ВМГ-133); 9 — малообъемный с принудительным масляным дутьем, U до 380 кв, / н до 1 000 о, S до 6 000 тыс. ква; 10 — выключатель с твердым газогенерирующим веществом ( ВГ-10); II — воздушный выключатель с камерой продольного дутья, с отделителем и шунтирующим сопротивлением малой величины, Uy до 30 кв, / д до 2 000 a, SOTK до 1 000 тыс. кю; 12 — воздушный выключатель без отделителя, t / H до 35 кв, SOTK до 1 000 тыс. ква ( ВВ-35); 13 — воздушный выключатель с отделителем, независимым питанием дуго-гасительных камер, t / H до 220 кв, SOTK до 5 000 тыс.. [38]

Тяжелые многообъемные масляные выключатели на напряжения ПО кв и выше устанавливают на фундаментах. Крышки многообъемных выключателей на 110 кв и выше свариваются из котельной стали и привариваются к верхней кромке бака. Для проникновения внутрь бака ( после спуска масла) предусматривается люк ( лаз) в стенке бака ( рис. 17 — 8) или в его крышке. [39]

Масляные выключатели ( табл. 2.37) по своей конструкции подразделяются на многообъемные и малообъемные. В многообъемных выключателях внутренние токоведущие части, контактная система и дуго-гасительные устройства помещены в металлические баки, залитые трансформаторным маслом. В таких выключателях трансформаторное масло служит для гашения дуги и для изоляции токоведущих частей от металлических баков. В малообъемных выключателях токоведущне части, контактная система и дугогасительное устройство помещаются в фарфоровых покрышках, а заливаемое в них масло служит только для гашения дуги. [40]

Масляные выключатели по количеству содержащегося в них масла делят на малообъемные ( маломасляные, горпжовые) и многообъемные ( баковые) выключатели. В многообъемных выключателях масло служит газогенерирующим материалом для гашения дуги и для изоляции друг от друга и от заземленного бака токо-проводящих частей, а в малообъемных выключателях — только газогенерирующим материалом. [42]

Из сказанного следует, что время существования дуги в выключателе зависит от скорости расхождения контактов. В многообъемных выключателях средние скорости составляют 2 — 4 м / сек. [43]

Измерение сопротивления изоляции подвижных частей у многообъемных выключателей производится подключением мегаомметра с одной стороны к траверсе, находящейся в отключенном состоянии, а с другой — к любой точке конструкции или бака. Измерение у многообъемных выключателей производится до заливки баков маслом, в противном случае траверса будет недоступна для измерения и тогда о состоянии изоляции тяги можно будет судить только по разнице измерений сопротивления изоляции обоих выводов фазы по отношению к корпусу при отключенном и включенном выключателе, что недостаточно наглядно и усложняет принятие мер по улучшению состояния изоляции. [44]

Измерение сопротивления изоляции подвижных частей у многообъемных выключателей производится подключением мегомметра с одной стороны к траверсе, находящейся в отключенном состоянии, а с другой — к любой точке конструкции или бака. Измерение у многообъемных выключателей производится до заливки баков маслом, в противном случае траверса будет недоступна для измерения и тогда о состоянии изоляции тяги можно будет судить только по разнице измерений сопротивления изоляции обоих выводов фазы по отношению к корпусу при отключенном и включенном выключателе. У выключателей с опускающимися баками типа ВМ траверса доступна при опущенных баках. В этом случае измерения не связаны с наличием масла в баках. [45]

Монтаж элегазовых выключателей 110 кв на ору. Что такое элегазовый выключатель и для чего он нужен? Из чего состоит оборудование и какие бывают конструкции

Общие сведения

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

Структура условного обозначения

выключателя ВГТ-ХII * -40/2500У1:
ВГ — выключатель элегазовый;
Т — условное обозначение конструктивного исполнения;
Х — номинальное напряжение, кВ (110 или 220);
II * — категория по длине пути утечки по внешней изоляции
в соответствии с ГОСТ 9920-89;
40 — номинальный ток отключения, кА;
2500 — номинальный ток, А;
У1 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ
15150-69 и ГОСТ 15543.1-89. привода ППрК-1800С:
П — привод;
Пр — пружинный;
К — кулачковый;
1800 — работа статического включения, Дж;
С — специальный.

Условия эксплуатации

Высота установки над уровнем моря не более 1000 м. Температура окружающего воздуха от минус 45 до 40°С. Относительная влажность воздуха не более 80% при температуре 20°С. Верхнее значение 100% при температуре 25°С. Скорость ветра 15 м/с при гололеде с толщиной корки льда до 20 мм, а при отсутствии гололеда до 40 м/с. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Содержание коррозионно-активных агентов по ГОСТ 15150-69 (для атмосферы типа II). Тяжение проводов, приложенное в горизонтальном направлении, не более 1000 Н. Длина пути утечки внешней изоляции соответствует нормам ГОСТ 9920-89 для подстанционной изоляции (степень загрязнения II * , категория исполнения Б) — на 110 кВ — не менее 280 см, на 220 кВ — не менее 570 см. Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78 «Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия» и ТУ 2БП.029.001 ТУ, согласованным с РАО «ЕЭС России». ТУ 2БП.029.001 ТУ

Читать еще:  Чем заделать вокруг выключателей
Технические характеристики

Основные технические данные выключателей приведены в таблице.

Номинальное напряжение, кВ

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

Номинальный ток, А

Номинальный ток отключения, кА

Номинальное относительное содержание апериодической
составляющей, %, не более

Параметры сквозного тока КЗ, кА:
наибольший пик

составляющей
ток термической стойкости с временем протекания 3 с

Параметры тока включения, кА:
наибольший пик
начальное действующее значение периодической
составляющей

Емкостный ток ненагруженных линий, отключаемый
без повторных пробоев, А

Емкостный ток одиночной конденсаторной батареи с глухозаземленной нейтралью, отключаемый без повторных пробоев, А

Индуктивный ток шунтирующего реактора, А

Собственное время отключения, с

Полное время отключения, с

Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с

Собственное время включения, с, не более

Разновременность работы разных полюсов (дугогасительных устройств) при отключении и включении, с, не более

Расход газа на утечки в год, % от массы элегаза, не более

Избыточное давление элегаза, приведенное к 20 ° С, МПа:
давление заполнения
давление предупредительной сигнализации
давление блокировки оперирования

Масса выключателя, кг

Масса элегаза, кг

Выдерживаемое одноминутное напряжение частоты 50 Гц, кВ

Выдерживаемое напряжение грозового импульса (1,2/50 мкс)

Длина пути утечки внешней изоляции, см, не менее

Номинальное напряжение постоянного тока электромагнитов управления привода, В

Количество электромагнитов управления в приводе:
включающих
отключающих

Количество вспомогательных контактов

Диапазон рабочих напряжений, %
номинального значения электромагнитов управления:
включающих
отключающих

Номинальное значение установившегося постоянного тока,
потребляемого электромагнитами управления, А, не более:
при напряжении 110 В
при напряжении 220 В

Номинальный ток вспомогательных цепей, А

Ток отключения коммутирующих контактов для внешних
вспомогательных цепей при напряжении 110/220 В, А:
переменного тока
постоянного тока

Мощность электродвигателя завода включающих пружин, кВт

Номинальное напряжение трехфазного переменного тока электродвигателя завода включающих пружин, В

Время завода включающих пружин, с, не более

Номинальная мощность подогревательных устройств одного привода, Вт:
постоянно работающий подогрев
подогрев, автоматически включающийся при низких
температурах

Напряжение подогревательных устройств, В

Максимальное вертикальное усилие на фундаментные опоры (переднюю и заднюю), возникающее при срабатывании выключателя (длительность импульса – не более 0,02 с), кН:
вверх
вниз

Выключатели выполняют следующие операции и циклы: 1) отключение (О);
2) включение (В);
3) включение — отключение (ВО), в том числе — без преднамеренной выдержки времени между операциями (В) и (О);
4) отключение — включение (ОВ) при любой бесконтактной паузе, начиная от t к, соответствующей t ;
5) отключение — включение — отключение (ОВО) с интервалами времени между операциями согласно п.п. 3 и 4;
6) коммутационные циклы: О-0,3 с — ВО-180 с — ВО;
О-0,3 с — ВО-20 с — ВО;
О-180 с — ВО-180 с — ВО. Допустимое для каждого полюса выключателя без осмотра и ремонта дугогасительных устройств число операций отключения (ресурс по коммутационной стойкости) составляет: при токах в диапазоне свыше 60 до 100% номинального тока отключения — 20 операций;
при токах в диапазоне свыше 30 до 60% номинального тока отключения — 34 операции;
при рабочих токах, равных номинальному току — 3000 операций В-t п -О. Допустимое число операций В для токов КЗ должно составлять не более 50% допустимого числа операций О; допустимое число операций В при нагрузочных токах равно допустимому числу операций О. Выключатели имеют следующие показатели надежности и долговечности: ресурс по механической стойкости до капитального ремонта — 5000 циклов В-t п -О;
срок службы до первого ремонта — 20 лет, если до этого срока не исчерпаны ресурсы по механической или коммутационной стойкости;
срок службы — 40 лет. Гарантийный срок эксплуатации — 5 лет при наработке, не превышающей значений ресурсов по механической или коммутационной стойкости, исчисляется со дня ввода выключателя в эксплуатацию, но не позднее 6 мес для действующих предприятий и 9 мес — для строящихся предприятий со дня поступления продукции на предприятие.

Выключатели серии ВГТ относятся к электрическим коммутационным аппаратам высокого напряжения, в которых гасящей и изолирующей средой является элегаз (SF 6). Выключатель ВГТ-110II * (рис. 1) состоит из трех полюсов (колонн), установленных на общей раме и механически связанных друг с другом. Все три полюса выключателя управляются одним пружинным приводом типа ППрК-1800С.

Общий вид, габаритные, установочные и присоеденительные размеры выключателя ВГТ-110II * -40/2500У1: 1 — пружинный привод;
2 — полюс (колонна);
3 — вывод;
4 — отключающее устройство;
5 — трубка;
6 — сигнализатор;
7 — рама;
8 — указатель положения;
9 — кабельная муфта;
10 — болт М16;
11 — знак заземления;
12 — опора рамы Выключатель ВГТ-220II * (рис. 2) состоит из трех полюсов, каждый из которых имеет собственную раму и управляется своим приводом.

Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры выключателя ВГТ-220II * -40/2500У1: 1 — пружинный привод;
2 — колонна (дугогасительное устройство);
3 — шина;
4 — вывод;
5 — рама;
6 — отключающее устройство;
7 — указатель положения;
8 — конденсатор;
9 — болт М16;
10 — знак заземления;
11 — опора рамы Принцип работы выключателей основан на гашении электрической дуги потоком элегаза, который создается за счет перепада давления, обеспечиваемого автогенерацией, т.е. за счет тепловой энергии самой дуги. Включение выключателей осуществляется за счет энергии включающих пружин привода, а отключение — за счет энергии пружины отключающего устройства выключателя. Рама выключателя ВГТ-110 представляет собой сварную конструкцию, на которой установлены привод, отключающее устройство, колонны и электроконтактные сигнализаторы давления. В полости одного из опорных швеллеров рамы, закрытой крышками, размещены последовательно соединенные тяги, связывающие рычаг привода с рычагами полюсов (колонн). В крышке выполнено смотровое окно указателя положения выключателя. Рама имеет четыре отверстия диаметром 36 мм для крепления к фундаментным стойкам и снабжена специальным болтом для присоединения заземляющей шины. Рама полюса выключателя ВГТ-220II * имеет аналогичную конструкцию. Отключающее устройство установлено на противоположном от привода торце рамы и состоит из отключающей пружины, сжимаемой при включении выключателя тягой, соединенной с наружным рычагом крайней колонны. Пружина расположена в цилиндрическом корпусе, на наружном фланце которого находится буферное устройство, предназначенное для гашения кинетической энергии подвижных частей и служащее упором (ограничителем хода) при динамическом включении выключателя. Полюс выключателя ВГТ-110 представляет собой колонну, заполненную элегазом и состоящую из опорного изолятора, дугогасительного устройства с токовыми выводами, механизма управления с изоляционной тягой. Полюс выключателя ВГТ-220II * состоит из двух колонн, дугогасительные устройства которых установлены на опорных изоляторах и соединены последовательно двумя шинами. Для равномерного распределения напряжения по дугогасительным устройствам параллельно к ним подключены шунтирующие конденсаторы. Дугогасительное устройство содержит размыкаемые главные и снабженные дугостойкими наконечниками дугогасительные контакты, поршневое устройство для создания давления в его внутренней полости и фторопластовые сопла, в которых потоки элегаза приобретают направление, необходимое для эффективного гашения дуги. Надпоршневая полость высокого давления и подпоршневая полость снабжены системой клапанов, позволяющих обеспечить эффективное дутье в зоне горения дуги во всех коммутационных режимах. В верхней части дугогасительного устройства расположен контейнер, наполненный активированным адсорбентом, поглощающим из газовой области влагу и продукты разложения элегаза. Во включенном положении главные и дугогасительные контакты замкнуты. При отключении сначала размыкаются практически без дугового эффекта главные контакты при замкнутых дугогасительных, а затем размыкаются дугогасительные. Скользящий контакт между неподвижной гильзой поршневого устройства и корпусом подвижного контакта осуществляется уложенными в его углубления контактными элементами, имеющими форму замкнутых проволочных спиралей. Механизм управления колонны размещен в корпусе и опорном изоляторе и состоит из шлицевого вала с наружным и внутренним рычагом. Шлицевой вал установлен в подшипниках и уплотняется манжетами. Внутренний рычаг через нерегулируемую изоляционную тягу соединен со штоком подвижного контакта. В корпус механизма встроен клапан автономной герметизации, через который с помощью медной трубки подсоединяется сигнализатор давления, установленный на раме выключателя. Клапан автономной герметизации состоит из корпуса и подпружиненного клапана, узла подсоединения трубки сигнализатора и заглушки, устанавливаемой на время транспортирования и после заполнения элегазом при вводе в работу для обеспечения надежной герметизации внутренней полости колонны. Электроконтактный сигнализатор давления показывающего типа снабжен устройством температурной компенсации, приводящим показания давления к температуре 20°С, и двумя парами замкнутых при рабочем давлении выключателя контактов. Первая пара контактов размыкается при снижении давления до 0,34 МПа, подавая сигнал о необходимости пополнения полюса, вторая пара размыкается при давлении 0,32 МПа, блокируя подачу команды на электромагниты управления. Для исключения ложных сигналов при возможном срабатывании контактов от вибрации при включении и отключении выключателя, а также ввиду их малой мощности, в цепи контактов должно быть включено промежуточное реле времени (например, РП-2556 или РП-18) с выдержкой времени от 0,8 до 1,2 с. Сигнализатор закрывается специальным кожухом, предохраняющим его от прямого попадания осадков и солнечных лучей. Привод выключателя — пружинный с моторным и ручным заводом рабочих (цилиндрических, винтовых) пружин, типа ППрК-1800С. Привод представляет собой отдельный, помещенный в герметизированный трехдверный шкаф, агрегат. Привод имеет два отключающих электромагнита; снабжен устройствами, блокирующими: прохождение команды на включающий электромагнит при включенном выключателе и при невзведенных пружинах;
прохождение команды на отключающий электромагнит при отключенном выключателе;
«холостую» (при включенном выключателе), динамическую разрядку рабочих пружин;
включение электродвигателя завода пружин при ручном их заводе. Привод позволяет: иметь сигнализацию о следующих отклонениях от нормального (рабочего) его состояния: не включен автомат SF;
неисправность в системе завода пружин;
не включена автоматика управления электродвигателем;
не взведены пружины;
медленно оперировать контактами выключателя при его настройке без каких-либо дополнительных (например, домкратных) устройств. Привод имеет антиконденсатный (неотключаемый) и основной (управляемый терморегулятором) электроподогрев шкафа. Принципиальное отличие привода ППрК-1800С от других приводов семейства ППрК — наличие буфера, затормаживающего подвижные части выключателя при отключении. Привод прост в регулировке, диагностике неисправностей, в обслуживании. При правильной эксплуатации надежен в работе. Схема управления приводом представлена на рис. 3.

Читать еще:  3 полюсные контакторы выключатели

Электрическая схема управления приводом ППрК-1800С: а — исполнение с питанием двигателя от сети 380 В;
б — исполнение с питанием двигателя от сети 220 В

Устройство коммутирующее типа КСА-14 для внешних вспомогательных цепей

Контакт блокировочный в цепи отключения выключателя

Контакты блокировочные в цепи включения выключателя

Высоковольтные элегазовые выключатели

Ситуация следующая. Масло и воздух уступают элегазу и вакууму. Старые воздушные и масляные выключатели заменяют на новые элегазовые и вакуумные, старые РУ заменяют на новые. Идет процесс апгрейда энергосистем. Но не всех и не везде и не так быстро, как всем этого бы хотелось. Но лично видел это и всегда приятно, когда приезжаешь в новенькое РУ.

Преимущества и особенности элегаза были рассмотрены тут. В данной же статье речь пойдет про выключатели элегазовые.

Начнем с определения. Элегазовый выключатель — электрический аппарат, предназначенный для коммутаций (процессов включения и отключения) электрической цепи в нормальных и аварийных режимах.

Выпускаются элегазовые выключатели на напряжение среднее (6-35кВ) и высокое-сверхвысокое (110-750кВ). На среднее напряжение это могут быть выключатели для распредустройств 6-10 кВ, выключатели генераторного напряжения, выключатели КРУЭ (про КРУЭ будет отдельная статья). На напряжение выше 35 кВ выключатели бывают колонковые, баковые и смешанного типа.

Выпуском элегазовых выключателей занимаются: Mitsubishi Electric, ABB, Areva (ныне называется Orano вроде, хотя Арева реорганизуется постоянно и не знаю какое-именно подразделение занимается элегазовыми выключателями), Schneider Electric, Siemens, Электроаппарат, HEAG, ЗЭТО и прочие и прочие. Не злитесь сильно, если кого-то забыл упомянуть.

Принципы гашения дуги (дугогасительные устройства)

В различной каталожно-справочной литературе одни и те же способы гашения дуги в ДУ имеют различные названия, которые неподготовленному студенту, например, могут показаться различными способами. Поэтому классифицировать их становится сложно. Но, постараюсь справиться. Значит, в принципе есть три механизма гашения:

  • автокопрессия (гашение дутьем, когда дуга находится на месте, а у газа есть две ступени давления, газ поступает из области с высоким давлением в область с низким и гасит дугу)
  • электромагнитное дутье (гашение дуги в неподвижном элегазе, когда под действием магнитного поля дуга вращается и происходит ее гашение)
  • автопневматическое дутье (необходимый перепад давления создается за счет привода выключателя)
  • автогенерация

Также встречаются ДУ, где дуга вращается в магнитном поле и при этом еще происходит перетекание элегаза под давлением. То есть на таком обширном рынке все стремятся создать неоспоримое преимущество. Так, например, в выключателях 220кВ ВГТ имеется по два ДУ на фазу, что уменьшает в два раза отключаемую мощность и увеличивает эксплуатационный срок службы выключателя. На отдельных выключателях высокого напряжения уже стоит система мониторинга, которая, также будет следить за тем, чтобы выключатели не принесли неожиданных сюрпризов.

Выключатели 6-10кВ

В этом классе напряжений элегаз не так распространен, как вакуум. Однако, выбор есть. В таблице выше я привел данные по отдельным представителям из открытых источников по этому классу напряжения.

Элегазовые выключатели >35 кВ

Здесь выбор гораздо шире, чем у выключателей младшего класса напряжения. И производителей поболее. Конструктивно выключатели могут быть баковые, колонковые и смешанного типа (Жмите по картинке для увеличения таблицы).

В выключателях Аревы имеется один тип дугогасительной камеры, который устанавливается на выключатели всех классов напряжения. То есть 1 камера -245,300кВ; 2 камеры -362,550кВ; 4 камеры — 800 кВ.

У сименса определить колонковый или баковый можно по марке. Если в названии есть LT (Live Tank) — то это колонковый. А если DT (Dead Tank) — баковый.

У выключателей фирмы ABB кроме популярного автокомпрессионного (auto-puffer) способа гашения дуги можно встретить компрессионный (puffer). Автокомпрессионный показывает лучшие показатели при гашении токов кз больших величин. Так как для их погашения требуется меньшая мощность привода.

Также стоит отметить, что для элегазовых выключателей кроме самого SF6 могут применяться и различные смеси:

  • элегаз и азот (SF6+N2)
  • элегаз и хладон (SF6+CF4)

Из чего состоит элегазовый выключатель и как это всё приводит к отключению дуги

Так как выключатели могут иметь исполнение баковое, колонковое или же быть вообще для установки в КРУ. А кроме этого существуют различные виды ДУ, то и для каждого выключателя будет отдельный принцип работы и состав частей.

Рассмотрим, например, в этой статье для примера популярный выключатель шнайдер электрик с автокомпрессией на напряжение 12 кВ типа LFP.

Выключатель трехполюсный. Каждый полюс находится в изолированном корпусе, который заполнен элегазом под невысоким давлением. Внутри корпуса находится ДУ, на контакты которого посылаются команды включения, отключения или допустимых циклов. Эти команды подаются с пружинного привода, расположенного на лицевой панели или дистанционно.

Также в устройство входят датчики контроля давления элегаза в корпусе и датчики прироста величины давления. Для подключения к силовой цепи есть специальные зажимы сзади корпуса, также имеются клеммники для подключения вторичных цепей.

Принцип работы выключателя построен на автокомпрессионном способе гашения дуги.

Посмотрим на заводскую картинку, приведенную выше. У нас имеются основные контакты (под буквой а, рыжие) и дугогасительные контакты (буква б, темно-синие). Значит поступает команда на отключение выключателя. Основные контакты размыкаются, дугогасительные также размыкаются. В момент когда дугогасительные размыкаются между ними в расширительном объеме (буква с — область ограниченная розовой линией) образуется дуга. На верхнем из дугогасительном контактов расположены катушки. Так вот электрическая дуга под действием магнитного поля этой катушки начинает закручиваться. Объем газа под тепловым воздействием дуги начинает расширяться. Давление газа увеличивается и он ищет выход в область с меньшим давлением. Этот поток элегаза затягивает дугу в нижний дугогасительный контакт (область е на рисунке) и дуга растягивается. А затем в момент, когда ток проходит через ноль — дуга гаснет. В этот момент считается, что выключатель отключен. Это время составляет 70 мс.

В состав пружинного привода входят: двигатель взвода пружин, катушки отключения (YO1, YO2), катушка включения (YF), катушка отключения минимального напряжения (YM), реле прямого действия mitop, счетчик циклов В-О и прочие устройства необходимые для удобства при обслуживании выключателя. У катушек имеется различное число нормально закрытых, нормально открытых контактов и перекидывающий контакт.

Достоинства и недостатки элегазового выключателя

После описания выключателей логичным будет подвести итог. Итог подведу в форме плюсов и минусов использования данного вида оборудования в сравнении с аппаратами, использующими другие среды для гашения дуги.

  • высокая износостойкость и срок службы
  • снижение затрат на обслуживание по сравнению с масляными
  • высокая экологичность
  • быстрая скорость гашения дуги
  • высокая взрыво- и пожаробезопасность
  • меньший вес и размеры по сравнению с масляными
  • высокая химическая стабильность газа
  • широкий диапазон рабочих температур
  • персонал может почувствовать удушение из-за попадания большого количества элегаза в закрытое помещение
  • высокая стоимость выключателя
  • необходимость создания условий для наполнения выключателей элегазом, его транспортировки, хранения
  • требуются надежные стыки и прокладки, чтобы обеспечить надежную герметичность и невозможность утечки элегаза
  • сам газ не ядовит, но отдельные продукты распада при гашение дуги ядовиты. При ревизии выключателя необходимо тщательно очищать внутренние поверхности, так как с ухудшением свойств газа будут ухудшаться коммутационные способности элегазового выключателя. А ухудшение возможно из-за коррозионных и токсичных свойств продуктов разложения элегаза при гашении дуги
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector