Выключатели с приводом от шнурка

Воздушный выключатель

Воздушный выключатель (англ. air-blast switch ) — высоковольтный выключатель, у которого гашение электрической дуги и перемещение контактов производится потоком сжатого воздуха, который создаётся отдельным устройством (в отличие от автогазового выключателя — здесь газы для дугогашения создаются внутри самого аппарата). Согласно ГОСТ Р52565-2006 [1] :

Выключатель воздушный: Выключатель, в котором дуга образуется в потоке воздуха высокого давления.

Содержание

• 1 Классификация воздушных выключателей
• 2 Дополнительные элементы для воздушных выключателей
• 3 Принцип работы воздушного выключателя
• 4 Преимущество воздушных выключателей
• 5 Недостатки воздушных выключателей
• 6 Эксплуатация
• 7 Примечания
• 8 Литература

Классификация воздушных выключателей [ править | править код ]

Воздушные выключатели подразделяются:

• по конструктивному исполнению:
  • выключатели с отделителем;
  • выключатели без отделителя.
• по назначению:
  • распределительные — номинальное напряжение до 750кВ, номинальный ток — до 3200А, отключающая способность — 40 — 50кА;
  • генераторные — номинальное напряжение до 25кВ, номинальный ток — до 20кА, отключающая способность — до 160кА.

Дополнительные элементы для воздушных выключателей [ править | править код ]

Поскольку воздушный выключатель не способен самостоятельно создавать поток сжатого воздуха, то для его работы необходимы следующие дополнительные элементы:

• Устройство создания сжатого воздуха — компрессор;
• Система пневмопроводов;
• Устройство хранения сжатого воздуха — ресивер

Согласно ГОСТ Р52565-2006:

Воздушные выключатели должны содержать следующие устройства:

а) манометр, показывающий давление воздуха в резервуаре выключателя (полюса, элемента полюса);

б) реле минимального давления или электроконтактный манометр (один или, если требуется, два) с контактами, обеспечивающими подачу сигнала о снижении давления ниже допустимого, а также разрыв соответствующих цепей управления; при наличии в выключателе электроконтактного манометра манометр по перечислению а) не требуется;

в) запорный вентиль, устанавливаемый на общем воздухопроводе выключателя (полюса);

г) обратный клапан, препятствующий выходу сжатого воздуха из резервуара (или резервуаров) выключателя при понижении давления в подводящем воздухопроводе (магистрали);

д) фильтр для очистки поступающего в выключатель воздуха;

е) указатель действия вентиляции (при её наличии); при применении тальковых дросселей продувки наличие указателя действия вентиляции необязательно;

ж) устройство для слива воды из нижней части резервуара (резервуаров) и выпуска воздуха.

Принцип работы воздушного выключателя [ править | править код ]

Гашение дуги в воздушном выключателе может происходить как продольным так и поперечным движением воздуха. Количество контактных разрывов в одном полюсе зависит от номинального напряжения выключателя. Параллельно дугогасящим контактам обычно подключается шунтирующие сопротивление для облегчения гашения дуги.

Принципы работы механизмов в выключателях с отделителем и без отделителя несколько отличается.

• В выключателях с отделителем дугогасящие контакты соединены с поршнями в контактно — поршневой механизм. Последовательно с дугогасительными контактами включен отделитель. Дугогасящие контакты с отделителем образуют полюс выключателя. Во включённом состоянии выключателя дугогосящие контакты и отделитель замкнуты. При подаче сигнала на отключение, срабатывает электромагнитный пневмоклапан, который открывает пневмопровод и воздух от расширителя (ресивера), воздействует на поршни дугогасящих контактов. Контакты размыкаются и возникающая дуга гасится потоком воздуха, затем отключается отделитель, разрывая остаточный ток. Время подачи воздуха рассчитывается так, чтобы возникшая дуга была гарантированно погашена. Как только подача воздуха прекращается, дугогасительные контакты возвращаются во включённое состояние, а разрыв цепи обеспечивается разомкнутым отделителем. Конструктивно отделитель может быть выполнен открыто — такая конструкция обычно применяется в выключателях вплоть до 35 кВ. В выключателях на большее номинальное напряжение отделители изготовляются в виде воздухонаполненных камер. Примером выключателя с отделителем может быть выключатель ВВГ-20 (СССР).
• В выключателях без отделителя дугогасящие контакты выполняют роль как дугогашения так и разрыв цепи в отключённом состоянии (функции отделителя).

В конструкции выключателей без отделителя применяются воздухонаполненные камеры (резервуары) с размещёнными внутри них дугогасительными устройствами. Привод контактов отделён от гасящей среды. Контакты могут быть выполнены одно- и двухступенчатыми.

Преимущество воздушных выключателей [ править | править код ]

• Воздушные выключатели давно эксплуатируются в энергосистемах России и СНГ и имеется большой опыт их эксплуатации и ремонта;
• Ремонтопригодность (особенно по сравнению с элегазовыми выключателями).

Недостатки воздушных выключателей [ править | править код ]

• Необходимость наличия развитой пневмосистемы и компрессорного оборудования;
• Сильный шумовой эффект при отключении токов К.З.
• Большие габариты (особенно по сравнению с элегазовыми), что вызывает большие размеры ОРУ.

Эксплуатация [ править | править код ]

В мире этот тип выключателей в основном используется в энергосистемах России и СНГ (в сетях 35 кВ и выше). Имеется мировая тенденция замены воздушных выключателей на элегазовые выключатели и вакуумные выключатели начиная с 1960-х гг .

Приводы выключателей

Изучение конструкции различных видов приводов выключателей

2. Программа работы

1. Изучить назначение, конструкцию и виды приводов выключателей

2. Изучить принцип работы приводов выключателей

3. Краткие теоретические сведения

Приводы служат для включения и отключения масляных выключателей за счет энергии, поступающей в них от внешнего источника. По виду используемой энергий они могут быть электромагнитными, пневматическими и пружинными. По способу включения и отключения выключателей приводы подразделяют на полуавтоматические, осуществляющие включение выключателя с помощью приложения мускульной силы, а отключение как дистанционно от ключа (устройства релейной защиты), так и вручную, и автоматические, осуществляющие включение и отключение выключателя дистанционно (от релейной защиты), а также отключение вручную.

Основными частями привода являются:

силовое устройство, служащее для преобразования подведенной к приводу энергии в механическую;

операционный и передаточный механизмы, служащие для передачи движения от силового устройства к механизму выключателя и для удержания его во включенном положении;

Электромагнитные приводыпостоянного тока применяются для управления всеми типами масляных выключателей напряжением 110 кВ. Привод представляет собой корпус с электромагнитом включения и операционным механизмом. В корпусе размещены также электромагнит отключения, контакты вспомогательных цепей, механизм ручного отключения и в ряде случаев механический указатель положения выключателя, жестко связанный с его валом.

1 — шток с пружиной; 2 — сердечник; 3 — обмотка электромагнита включения; 4 — удерживающий рычаг; 5 — ролик; 6, 8 — контакторы вспомогательных цепей; 7 — вал привода; 9 — рычаги механизма свободного расцепления; 10 — защелка; 11 — рычаг ручного отключе­ния; 12 — электромагнит отключения; 13 — сборка зажимов; 14 -корпус привода.

Рис.7.1.Привод электромагнитный для маломасляных выключателей

На рис. 7.1 показан привод для маломасляного выключателя. Силовое устройство — электромагнит включения — представляет собой магнитопровод с обмоткой 3 и сердечником 2 со штоком 1. Тяговое усилие необходимое, для включения выключателя, создается сердечником 2, который втягивается электромагнитом при прохождении, по его обмотке тока. Усилие передается выключателю системой рычагов операционного и передаточного механизмов.

После завершения операции включения выключателя цепь электромагнита автоматически разрывается и сердечник под действием силы тяжести (и пружины) опускается вниз.

Для отключения выключателя в обмотку электромагнита отключения подается оперативный ток. Сердечник втягивается электромагнитом, и его боек ударяет в одно из звеньев механизма свободного расцепления 9. Звенья механизма свободного расцепления складываются, вал выключателя поворачивается под действием встроенных отключающих пружин — происходит отключение выключателя.

Остановимся более подробно на некоторых элементах электромагнитного привода, с которыми, часто сталкивается оперативный персонал в своей практической деятельности. К таким элементам относятся запирающий механизм, отключающее устройство и механизм свободного расцепления.

Рис. 7.2.Запирающий механизм.

Запирающий механизм необходим для удержания выключателя во включенном положении. Простейшая конструкция запирающего механизма приведена на рис. 7.2. Удерживающее (запирающее) звено 1 с роликом 2 прижимается защелкой 3 вращающим моментом М. Для расцепления механизма, т.е. для поворота звена 1 в направлении, указанном стрелкой М, надо защелку 3 повернуть против вращения часовой стрелки. Такой поворот выполняется электромагнитом отключения 4 или вручную, воздействием на рычаг отключения.

Для надежной работы запирающего механизма, трущиеся поверхности ролика и защелки подвергаются шлифовке, они должны содержаться в чистоте и регулярно смазываться незамерзающей смазкой.

Отключающее устройство состоит из электромагнита и перемещающегося внутри обмотки ферромагнитного сердечника со штоком. При подаче напряжения наобмотку электромагнита(ключом идеи от реле) его сердечник втягивается и, ударяя по «хвосту» защелки, расцепляет запирающий механизм привода. Основные требования, которые могут быть предъявлены к электромагнитным механизмам отключения, — это быстродействие и постоянство динамических характеристик независимо от колебаний: (в допустимых пределах) напряжения источника питания и температуры окружающей среды. Для этого должно быть обеспечено свободное (без «заеданий») перемещение сердечника электромагнита на всем его пути, отрегулирован запас хода сердечника, проверена надежная работа электромагнитного механизма отключения при отклонениях напряжения от номинального на его выводах.

Механизм свободного расцепления — система складывающихся рычагов в приводе — является связующим звеном между силовым устройством и передаточным механизмом. Он разобщает силовое устройство с передаточным механизмом для последующего отключения выключателя в любой момент времени независимо от того, продолжает или нет действовать сила, осуществляющая включение. Необходимость такого механизма связана с требованием немедленного отключения выключателя действием релейной защиты в случае включения его на устраненное КЗ.

Рис. 7.3.Схема управления выключателем с электромагнитным приводом

На рис. 7.3 показана принципиальная схема дистанционного управления масляным выключателем с электромагнитным приводом. Схема соответствует отключенному положению масляного выключателя.

Включение выключателя осуществляется поворотом рукоятки ключа SAна 45° но часовой стрелке, при этом замыкаются контакты 1—3 в цепи реле команды «включить» КСС. Это реле замыкает контакты КСС.1в цепи питания контактора КМ. Контактор срабатывает и замыкает цепь электромагнита включения УАС- выключатель включается, ключ SA возвращается в нейтральное положение. Aналогично включается выключатель и при действии устройства автоматики, где команда на включение подается реле.

Отключение выключателя осуществляется поворотом ключа на 45° против вращения часовой стрелки, при этом создается цепь питания реле команды «отключить» КСТ. Реле замыкает контакты КСТ.1, в результате чего через замкнутые вспомогательные контакты привода выключателя АкВ.1подается напряжение на электромагнит отключения YAT — выключатель отключается, ключ SA возвращается в нейтральное положение.

Срабатывание устройства релейной защиты также приводит к отключению выключателя, так как контакты выходного, реле защиты включены параллельно контактам реле KCТ.

Заметим, что реальные схемы управления выключателями выглядят более сложными; они содержат цепиблокировок и сигнальные цепи.

Важнейшей блокировкой является блокировки против повторения операций включения и отключения, когда предпринимается попытка включения выключателя после его автоматического отключения М неустранёное КЗ. В этом случае команда на включение поданная ключом, сможет затянуться, а выключатель тем временем отключится релейной защитой. Такое состояние схемы управления приводит к повторному включению выключателя. Блокировка запрещает в данном случае повторные включения.

Схемы управления обычно дополняются устройствами сигнализации в виде сигнальных ламп, показывающих включен или отключен выключатель после снятия соответствующей команды. В схемах предусматривается световая и звуковая сигнализация о несоответствии положения выключателя его ключа управления (например в случае автоматического отключения выключатся; релейной защитой), а также сигнализация контроля цепей включения и отключений выключателя.

В электрических схемах управления и сигнализации выключателей всегда имеются контакты, коммутирующие вспомогательные цепи; электромагнитов включения и отключения, сигнальных ламп и другие цепипостоянного тока. Контакты управляются с помощью кинематических передач между валом привода и валом контактора. Скорость срабатывания контактов определяется технологической необходимостью: есть контактные пары, которые должны быстро размыкаться (или замыкаться) в конце выполнения операции или даже после её завершения; имеются контакты, скорость срабатывания которых зависит от скорости движения перемещающихся частей, и т.д. Конструкции контактов весьма разнообразны, в отечественных приводах исполь­зуются наборные контакты типа КСА (контакты сигнальные Аксентона). В эксплуатации необходимо следить за состоянием контакторов, нарушение в работе которых может привести к отказу в работе привода.

Схемы управления и сигнализации применяются на подстанциях в различных вариантах в зависимости от типа выключателя и его привода, использования устройств телемеханики и других условий.

1 — подача сжатого воздуха; 2.. — цилиндр; 3 — поршень; 4 — пружина; 5 — шток Рис. 7.4.Принципиальная схема поршневого пневматического блока одностороннего действия.

Рис. 7.5.Пневматический привод типа ШПВ – 46П для масляного выключателя с большим объемом масла типа У-220

Пневматические приводы применяются для управления масляными выключателями серий У, С и др. Источником энергии для них является сжатый воздух. В качестве силовых элементов используются поршневые пневматические блоки одностороннего действия (рис. 7.4), в которых сжатый воздух при работе Привода подается с одной стороны поршня 5, а обратный ход поршня осуществляется действием пружины 4. , Кинематическая схема пневматического привода подобна схе­ме электромагнитного привода.

На рис. 7.5 показан пневматический привод типа ШПВ-46П для масляного выключателя У-220,.созданный на базе электромагнитного привода. В нем вместо Электромагнита включения установлен пневматический блок, который состоит из рабочего цилиндра 4, дутьевого клапана 5, патрубка 6, соединяющего дутьевой клапан с_; воздухосборником сжатого воздуха 1, устройства, ручного отключений 3, электроподогревателя 7, включаемого при низких температурах наружного воздуха. К воздухосборнику присоединен контактный манометр 2, контролирующий давление сжатого воздуха. Привод рассчитан на номинальное давление сжатого воздуха 2 МПа. Объем воздуха в воздухосборнике достаточен для осуществления цикла АПВ.

Привод крепится на баке выключателя и соединяется тягой с механизмом полюса выключателя. Каждый полюс имеет самостоятельную схему управлений, обеспечивающую дистанционное трехполосное и пофазное управление выключателем.

Пружинные приводы предназначаются для маломасляных выключателей 6-10 кВ. Источником энергии в приводах служат мощные предварительно заведенные рабочие пружины. Завод пружины обычно осуществляется с помощью электродвигателя, соединен­ного с редуктором, но возможен и ручной завод съемным рычагом. Время завода пружин для разных типов приводов составляет от нескольких секунд до десятков секунд.

Операция включения выключателя, выполняемая за счет потенциальной энергии рабочих пружин, может происходить лишь после их полного завода, что контролируется специальной блокировкой и сигнализируется указателем готовности привода к работе. В пружинных приводах ППМ-10, ПП-67 рабочие пружины должны заводиться перед каждой операцией включения. Завод рабочих пружин возможен как при отключенном, так и при включенном выключателе — в последнем случае для осуществления электрического АПВ.

4. Порядок выполнения работы

1. Рассмотреть принцип действия приводов выключателей

2. Определить различия между видами приводов

Выводы

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Для чего служат приводы выключателей.

2. Основные части приводы выключателя.

3. Электромагнитные приводы.

4. Запирающий механизм в приводе.

5. Отключающее устройство привода.

6. Механизм расцепления.

7. Пневматические приводы.

8. Пружинные приводы.

9. Классификация приводов

10. Основные требования, предъявляемые к электромагнитным механизмам отключения

Лабораторная работа №8

Выключатели масленые.

Подробно об элегазовых выключателях

Принцип действия и область применения

За счет чего работает элегазовый выключатель большого напряжения? За счет изолированности фаз между собой посредством элегаза. Принцип работы механизма следующий: при поступлении сигнала об отключении электрического оборудования, контакты каждой камеры размыкаются. Встроенные контакты создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде.

Эта среда разделяет газ на отдельные частицы и компоненты, а из-за высокого давления в резервуаре, сама среда снижается. Возможное применение дополнительных компрессоров, если система работает на низком давлении. Тогда компрессоры усиливают давление и образовывают газовое дутье. Также используется шунтирование, применение которого необходимо для выравнивания тока.

Обозначение на схеме ниже указывает расположения каждого элемента в механизме выключателя:

Что касается моделей бакового вида, так в них контроль осуществляется с помощью приводов и трансформаторов. Для чего нужен привод? Его механизм является регулятором и его назначение заключается в том, чтобы включать или выключать электроэнергию и, если необходимо, удерживать дугу на установленном уровне.

Приводы делятся на пружинные и пружинно-гидравлические. Пружинные обладают большой степенью надежности и имеют простой принцип работы: вся работа делается благодаря механическим деталям. Пружина способна под действием специального рычага сжимать и разжиматься, а также фиксироваться на установленном уровне.

Пружинно-гидравлические приводы выключателей дополнительно имеют в конструкции гидравлическую систему управления. Такой привод считается более эффективным и надежным, ведь пружинное устройство может само изменить уровень фиксатора.

Преимущества и минусы элегазовых выключателей

Приборы обладают несомненными плюсами:

• универсальность. Их можно ставить в сетях с практически любым напряжением;
• неприхотливость — ЭВ работают даже в пожароопасных местах и сейсмоопасных зонах;
• скорость срабатывания. Элегаз реагирует на возникновение дуги за доли секунды, благодаря чему происходит почти моментальное обесточивание защищаемых устройств;
• долговечность. Газ не изнашивает соприкасающиеся с ним элементы, газовая смесь не деградирует и не нуждается в регулярной замене, а внешняя оболочка ЭВ прочна и хорошо защищает от неблагоприятных воздействий;
• работают и с переменным, и с постоянным высоким напряжением. Это выгодно отличает их от не способных функционировать в высоковольтных сетях вакуумных;
• взрыво- и пожаробезопасность;
• замкнутая рабочая среда — при срабатывании не происходит выхлопа вовне.

Но есть и обусловленные конструкцией недостатки:

• высокая стоимость. Элегазовый выключатель просто устроен, но сложен в производстве, синтез газовой смеси также довольно трудоемок и затратен;
• нельзя поставить в произвольном месте. Выключатели монтируются только на особый электрический щит или специально подготовленных фундамент;
• требовательность к температурным условиям — при низких температурах ЭВ неэффективны (но элегаз можно подогревать);
• для обслуживания требуются специфические навыки и оборудование;
• система с электромагнитным приводом нуждается в емком аккумуляторе.

Основной недостаток смеси — наблюдающийся при определенных условиях ее переход в жидкую фазу. Это происходит при некоторых соотношениях температуры и давления. Например, в холодных условиях (минус 40 градусов Цельсия) требуется давление не выше 0.4 МПа с плотностью газа ниже 0.03 килограмма на кубический сантиметр — что не обеспечивает должных характеристик. Поэтому на практике во избежание перехода в состояние жидкости элегаз подогревают.

Свойства элегаза.

Элегаз (электротехнический газ) представляет собой шестифтористую серу SF6 .
При рабочих давлениях и обычной температуре элегаз — бесцветный, без запаха, не горюч, в 5 раз тяжелее воздуха. Элегаз не стареет, т.е, не меняет своих свойств с течением времени, при электрическом разряде распадается, но быстро рекомбинирует, восстанавливая первоначальную диэлектрическую прочность. При температурах до 1000 К элегаз инертен и нагревостоек, до температур Порядка 500 К химически не активен и не агрессивен по отношению к металлам, литьевой смоле и резинам.
Элегаз является «электроотрицательным» газом. Его молекулы в электрическом поле обладают способностью захватывать электроны, образуя малоподвижные, тяжелые отрицательные ионы. Благодаря этому элегаз обладает высокой электрической прочностью. При давлении 0,23 МПа разрядное напряжение в элегазе равно разрядному напряжению трансформаторного масла. В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, в несколько раз превышающим ток, отключаемый в воздухе при том же давлении молекулы элегаза улавливают электроны дугового столба; потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза, т.е, при газовом дутье, электроны из дугового столба поглощаются еще более интенсивно.
Эксплуатационная способность элегаза улучшается в равномерном поле, поэтому конструкция отдельных элементов выключателя должна обеспечивать наибольшую равномерность и однородность электрического поля.
В неоднородном поле появляются местные перенапряженности электрического поля, которые вызывают коронирующие разряды. Под действием этих разрядов элегаз разлагается, образуя низшие фториды, действующие неблагоприятно на конструкционные материалы, используемые в дугогасящем устройстве. Во избежание разрядов поверхности металлических экранов, выравнивающих поле, должны быть чистыми, гладкими, без заусенцев. Грязь, пыль, металлические частицы на поверхности экранов создают локальную неоднородность поля, ухудшающую электрическую прочность элегазовой изоляции.
Высокая диэлектрическая прочность элегаза обеспечивает высокую степень изоляции при минимальных размерах и расстояниях, а надежное гашение дуги и охлаждаемость элегаза увеличивают отключающую способность выключателей и уменьшают нагрев токоведущих частей. Применение элегаза позволяет при прочих равных условиях увеличить токовую нагрузку на 25 %.
Недостатком элегаза является переход его в жидкое состояние при сравнительно высоких температурах (-40°С), что определяет дополнительные требования к температурному режиму элегазового оборудования в эксплуатации, например, бак элегазового выключателя нагревают до +12С.

Элегазовый выключатель с гашением дуги вращением.

Элегазовые выключатели среднего класса напряжения имеют больше разновидностей, чем вакуумные. Выше мы рассмотрели наиболее распространенный элегазовый компрессионный выключатель. Сейчас рассмотрим принцип действия более нового элегазового выключателя, принцип действия которого радикально отличается от описанного выше выключателя. На рис. 9. представлен элегазовый выключатель с гашением дуги вращением.
При включенном состоянии ток течёт по главному токопроводу, который состоит из верхнего и нижнего токового ввода (1и 14) и из неподвижного дугогасящего контакта и подвижного контакта главного токопровода и дугогасящего контакта (7,10 и 11). После команды отключения привод приводит в действие вал (13), который вращаясь через систему уплотнения, передает механически момент рычагу (12).

1 — верхний токовый ввод.
абсорбирующий материал. корпус из изолирующего материала
точки крепления катушка
главный токовый ввод неподвижный дугогасящий контакт
верхнее кольцо дуги нижнее кольцо дуги
подвижный контакт главного токопровода подвижный дугогасящий контакт
рычаг из изолирующего материала вал с герметизируюииш уплотнением
нижний токовый ввод Рис. 9. Элегазовый выключатель с гашением дуги вращением.

Замкнутый выключатель Разомкнутый главный контакт Период дугогашения Разомкнутый
выключатель Рис. 10. Принцип работы элегазового выключателя с гашением дуги вращением.
Рычаг тянет за собой вниз подвижный контакт главного токопровода, на котором закреплен подвижный дугогасящий контакт. После разрыва главного токопровода дуга начинает гореть между неподвижным и подвижным дугогасящими контактами и переходит между верхним и нижним кольцами дуги. При этом отключаемый ток перераспределяется от главного токопровода на дугогасительный токопровод, протекая через катушку (5) верхнего и нижнего колец дуги . После перераспределения тока от главного токопровода на дугогасительный, под воздействием магнитного поля катушки, дуга начинает вращаться на поверхности колец, выдуваясь и охлаждаясь элегазом. После гашения тока при переходе через нуль дуга полностью гаснет и элегаз восстанавливает изоляционную прочность между верхним и нижним кольцами. Описанный процесс изображен на рис. 10. Гибридной конструкцией вышеописанных, автокомпрессионного и с гашением дуги вращением, элегазовых выключателей является, так называемый, автокомпрессионный элегазовый выключатель с гашением дуги вращением, принцип действия которого приводится на рис 11. Рис. 11. Принцип работы автокомпрессионного элегазового выключателя с гашением дуги вращением.
Из рисунка видно, что при включенном состоянии ток течет через главный токопровод. После команды отключения, в начальный момент, происходит разрыв главного токопровода. При этом неподвижный и подвижный дугогасящие контакты остаются замкнутыми и отключаемый ток перераспределяется от главного токопровода на дугогасительный токопровод протекая через катушку неподвижного дугогасящего контакта, подвижный дугогасящий контакт и через гибкую шину. После расхождения неподвижного и подвижного дугогасящих контактов, между ними загорается дуга, которая под воздействием магнитного поля катушки вращается по поверхности неподвижного и подвижного дугогасящих контактов, выдувается и охлаждается элегазом через подвижный дугогасительный контакт под воздействием избыточного давления дугогасительной камеры. При полном расхождении контактов дуга полностью гаснет и элегаз восстанавливает изоляционную прочность между контактами.

Преимущества применения элегазовых выключателей

По сравнению с масляными и вакуумными аналогами, элегазовые выключатели имеют ряд достоинств:

• Хороший энергоресурс – запас прочности на большое количество циклов отключений и включений

Приводы к выключателям высокого напряжения — Грузовые приводы

Содержание материала

• Приводы к выключателям высокого напряжения
• Введение
• Классификация приводов
• Привод ПМ-10
• Привод ПРБА
• Реле и отключающие катушки
• Приводы ПРА
• Устройство механизма электромагнитного привода
• Расчет включающих и отключающих электромагнитов
• Электромагнитные приводы с малым моментом включения
• Приводы для подстанционных выключателей с большим моментом включения
• Электромагнитные приводы ШПЭ
• Схемы управления приводов для подстанционных выключателей, ШПС-20
• Обмотки катушек электромагнитов
• Виды пневматических приводов
• Пневматический привод с небольшим моментом включения
• Пневматические приводы для выключателей с большим моментом включения
• Грузовые приводы
• Грузовой привод ПГМ-10
• Пружинно-грузовой привод
• Пружинные приводы
• Пружинный привод с электродвигательным заводом
• Конструкция и принцип действия гидравлического привода
• Особенности управления гидравлическими приводами
• Приводы на оперативном переменном токе
• Работа привода постоянного тока от сети переменного тока с применением выпрямителей
• Электрическая схема электромагнитных приводов переменного тока
• Инерционные приводы
• Центробежные электродвигательные приводы
• Электродвигательные приводы прямого действия
• Применение приводов к различным выключателям
• Испытание приводов
• Монтаж приводов
• Установка приводов ПГ-10, ПГМ-10, ППМ-10 и УПГП
• Установка электромагнитных приводов ПС-10, ПЭ-2
• Монтаж приводов ШНР-35 с выключателями ВМ-35
• Монтаж приводов ШПЭ, ШПС-10
• Дефекты приводов и методы их устранения
• Правила хранения приводов
• Подготовка приводов к эксплуатации
• Правила эксплуатации приводов
• Литература

Глава пятая ГРУЗОВЫЕ ПРИВОДЫ

1. НАЗНАЧЕНИЕ ГРУЗОВОГО ПРИВОДА

Для автоматизации и телемеханизации управления выключателями на мелких подстанциях необходимы такие приводы, которые обеспечивали бы включение выключателя от импульса, переданного устройством телеуправления или же автоматическое включение от действия устройств автоматического повторного включения (АПВ) или автоматического включения резерва (АВР), но не требовали бы дорогостоящих мощных аккумуляторных батарей или специальных компрессорных установок.
Этим условиям удовлетворяют грузовые приводы.
Как было отмечено, грузовые приводы могут быть подразделены на: 1) приводы с ручным заводом при помощи мускульной силы оператора и 2) приводы· с заводом при помощи электрического двигателя.
Эти приводы применяются для выключателей, имеющих статический максимальный момент на валу при включении не более 40 кГ·м, с работой включения до 16 кГ-м при изменении угла поворота вала от 90 до 160.

2. ГРУЗОВОЙ ПРИВОД С РУЧНЫМ ЗАВОДОМ ТИПА ПГ-10

а) Конструкция привода.

Ленинградский завод «Электроаппарат» выпускает автоматические грузовые приводы с ручным заводом, в которых оперативное включение выключателя производится посредством энергии падающего груза. Общий вид такого привода показан на рис. 5-1, где груз 4 соединен посредством троса со шкивом на штурвале 3. При падении груза шкив поворачивается по часовой стрелке и производит включение выключателя, соединенного с приводом.
Механизм привода, реле защиты и электромагниты включения и отключения размещены в металлическом сварном корпусе. Штурвал 3 диаметром 320 мм надет на четырехгранную ступицу вала привода вместе со шкивом для троса. Трос закреплен одним концом на шкиве, к другому концу троса подвешен груз.
Для смягчения ударов при падении груза внутри него установлена буферная пружина. Груз представляет собой набор съемных кольцевых гирь; вес груза может регулироваться в пределах от 18 до 55 кг и зависимости от количества гирь.

Рис. 5-1. Общий вид и габаритные размеры грузового привода типа ПГ-10.
1—блок-контакты; 2 — рукоятка; 3—маховик; 4—груз; 5—электромагнит дистанционного отключения; 6 — кнопка включения.

Необходимый вес груза зависит от типа выключателя и от кинематической схемы соединения привода с выключателем.
Корпус привода закрывается крышкой, состоящей из двух съемных частей: верхняя половина крышки закрывает механизм привода, при снятии втором половины крышки открывается доступ к электромагнитам.
Ручное управление приводом производится посредством штурвала 3, который служит также для подъема груза 4. Кнопка 6 служит для включения выключателя; рукоятка 2, служащая для отключения выключателя и для вывода АПВ, расположена в средней части с левой стороны привода. Блок-контакты 1 типа КСА на 4, 6 и 8 цепей устанавливаются на стене над приводом.
Приводы типа ПГ-10 изготовляются в разных вариантах в зависимости от типа встроенных реле и отключающих электромагнитов. На рис. 5-2 представлена кинематическая схема привода.

б) Включение выключателя.

Прежде чем включить выключатель, необходимо поднять груз до его верхнего предельного положения. Это выполняется путем поворота штурвала против часовой стрелки. При повороте штурвала поворачивается рычаг 12 и в конечном положении рычаг запирается и удерживается роликом устройства 6 в заведенном состоянии. Включение выключателя может быть произведено либо вручную путем нажатия кнопки 30 оператором, либо дистанционно путем подачи импульса тока на катушку включающего электромагнита 31.
В том и в другом случае освобождается рычаг 12 от удерживающего устройства 6 и под действием груза, вращаясь по часовой стрелке, захватывает защелкой 8 рычаг 19 (на рис. 5-2 рычаг 19 показан во включенном положении выключателя, при отключенном положении этот рычаг повернут на 180). Так как рычаг 19 жестко связан с валом привода 16, то при повороте рычага 19 вместе с ним поворачивается и вал привода. Рычаг 19 защелкой 8 доводится до запирания его неподвижной защелкой 20. Для ограничения поворота рычага 12 служит буфер 24.
В начале поворота по часовой стрелке рычаг 12 производит завод серповидного рычага 4 при помощи ролика 9.
Этот рычаг в заведенном положении защелкивается роликом удерживающей стойки 17, и тем самым привод подготовлен на отключение выключателя.

в) Отключение выключателя.

Отключение выключателя может производиться либо вручную путем поворота ручки 32, либо дистанционно посредством электромагнита отключения, либо от реле защиты. Во всех этих случаях происходит воздействие на релейно-отключающий механизм. При ручном отключении в начале поворота ручки 32 конец рычага 5, поднимаясь вверх, выводится из зацепления с роликом рычага 15 и тем самым блокирует действие АПВ.
При дальнейшем повороте ручки ОТКЛ через механизм отключения 28 происходит поворот валика 21, планка которого нажимает на удерживающую стойку 17 и освобождает планку серповидного рычага 4. Освобожденный рычаг 4 ударяет по нижнему концу защелки 20, чем освобождает рычаг 19 и вал 16. После этого вал 16 под воздействием пружин выключателя свободно поворачивается и тем самым не препятствует отключению выключателя.
Дистанционное отключение выключателя производится при подаче импульса тока в электромагнит 26, вследствие чего втягивается сердечник этого электромагнита и через механизм отключения 28 поворачивается валик 21. В результате этого освобождается серповидный рычаг 4, который при своем падении производит отключение выключателя так же, как описано выше.
г) Отключение выключателя с мгновенным механическим АПВ, Когда выключатель отключается от действия защиты, происходит мгновенное АПВ. При действии защиты посылается импульс тока в катушку электромагнита 25 или 26, в результате чего сердечник катушки штоком поднимает планку 22, жестко соединенную с валиком 21. При этом валик 21 поворачивается в опорах 23 и воздействует на стойку 17, чем освобождает серповидный рычаг 4.

Рис. 5-2. Схема механизма привода типа ПГ-10.
1—блок-контакты; 2 — тяга; 3 — ось; 4—серповидный рычаг; 5—рычаг; 6 — удерживающее устройство; 7 —валик; 5 —защелка; 9 — ролик; 10 — рычаг; 11 —механизм завода; 12 — рычаг; 13 — рычаг; 14 — удерживающая планка; 15 — рычаг с роликом и сектором; 16 — вал привода; 17—удерживающая стойка; 18 — пружина, ускоряющая движение серповидного рычага 4; 19 — рычаг; 20 — защелка; 21 — валик; 22 — отключающая планка; 23 — опора валика; 24 — буфер; 25 и 26 —электромагниты отключения от реле защиты; 27—электромагнит дистанционного отключения; 28 — механизм отключения; 29 — блок-контакт; 30 — кнопка включения; 31 — включающий электромагнит; 32—ручка отключения и вывода механического АПВ; 33 —39—регулировочные элементы.

Освобожденным серповидный рычаг 4 падает и ударяет о нижнюю часть защелки 20. чем производит расцепление рычага 19 и освобождает вал привода 16, в результате чего выключатель отключается. В это время вал привода 16 поворачивается против часовой стрелки и с ним поворачиваются рычаг 19 и рычаг с роликом 15. Ролик ударяет по рычагу 5, воздействует на удерживающее устройство 6, в результате чего освобождается удерживающийся рычаг 12. Рычаг 12 под действием груза поворачивается по часовой стрелке и захватывает защелкой 8 рычаг 19, увлекает его за собой и поворачивает вал 16. Таким образом, происходит включение выключателя по циклу мгновенного механического АПВ (без выдержки времени).

д) Действие механизма свободного расцепления и вывод механического АПВ.

Как уже было описано выше, при повороте рычага 12 одновременно с ним производится завод серповидного рычага 4 посредством ролика 9, при чем полный завод рычага 4 производится в начальной стадии поворота рычага 12 по часовой стрелке на угол около 40°. При повороте рычага 12 на угол 140° рычаг 4 может свободно падать при действии защиты и при падении он расцепляет рычаг и тем самым не допускает включения выключателя.
Если выключатель включен, а груз спущен, тогда серповидный рычаг 4 при его срабатывании, т. е. при падении, ударяет своим концом по свободным концам защелок 8 и 20 и тем самым производит расцепление рычага 19, т. е. отключает выключатель. Из рассмотренного видно, что механизм свободного расцепления привода действует на большой части хода подвижных контактов выключателя, не давая ему включиться, если в цепи авария.
В эксплуатации иногда бывает необходимость временно вывести механическое АПВ. В этом случае следует повернуть ручку 32 против часовой стрелки до фиксированного положения ВЫВОД АПВ. В результате этого при отключении выключателя и поворота вала 16 и рычага 15 против часовой стрелки ролик рычага 15 пройдет под поднятым рычагом 5 и не воздействует на механизм АПВ.

е) Электрическое-релейное АПВ и включение резерва АБР.

Электрическая релейная схема для грузового привода может быть осуществлена по таким же типовым схемам АПВ, как и для электромагнитных приводов, но при этом в приводе необходимо вывести механическое АПВ, причем импульс тока на включение от релейной схемы АПВ должен подаваться на катушку 31 дистанционного включения. Для использования привода при автоматическом включении резерва АВР может быть применена механическая или электрическая схема.
При механическом включении резерва достаточно воздействовать на кнопку привода 30 ВКЛ посредством командной тяги, действующей от вала рядом установленного привода рабочего выключателя. При электрическом включении резерва необходимо в первую очередь вывести механическое АПВ в самом приводе и после этого подать импульс тока через блок-контакты привода рабочего выключателя на катушку включения 31 привода резервного выключателя.

ж) Регулировка механизма привода.

Для правильной и безотказной работы привода весьма важным является взаимодействие рычагов механизма. Чтобы проверить правильность работы механизма, необходимо рычаг 12 (рис. 5-2) установить в положение, соответствующее опущенному грузу. Рычаг с роликом 15 устанавливается так, чтобы этот рычаг в своем нижнем положении имел зазор 10—15 мм при встрече с опускаемым рычагом 5. После этого включается выключатель и проверяется зазор между вышеуказанными рычагами. При необходимости дальнейшую регулировку механизма привода следует проводить регулировочными элементами от 33 до 39, показанными на рис. 5-2.
Для надежного удержания груза в верхнем заведенном положении и надежного срабатывания привода при включении служит винт 33. Так как рычаг 12 может западать за ролик механизма 6, то глубина западания должна быть приблизительно равна 1 мм. При таком положении электромагнит включения должен срабатывать при напряжении 90—110% от его номинального напряжения на зажимах.
Для регулировки завода серповидного рычага 4 роликом 9 предусмотрен винт 34. Он должен находиться в таком положении, чтобы при включении зазор между роликом стойки 17 и планкой 14 в момент подъема составлял порядка 3—5 мм. При этом серповидный рычаг 4 не должен упираться в верхнюю стенку корпуса.
Для регулирования западания планки 14 за ролик стойки 17 служит винт 35. Винтом должно быть отрегулировано такое западание, чтобы легко можно было производить отключение и надежно удерживался серповидный рычаг на ролике.
Винты 36 и 37 служат для облегчения работы отключающих электромагнитов. После момента отключения приводом сердечники электромагнитов должны иметь свободный ход не более 1,5 мм.
Для регулировки зацепления сегментообразной защелки 8 за рычаг 19 при включении служит винт 38, при этом величина захвата должна быть 5—6 мм.
Для регулировки механизма отключения служит гайка 39. Тяга подбирается такой длины, чтобы при отключении привода вручную или электромагнитом 27 диск блок-контакта 29 освобождается свободно. При выводе АПВ защелка не должна отходить.

з) Основные технические данные привода ПГ-10.

Как отмечалось выше, привод ПГ-10 имеет механическое АПВ. Это АПВ может быть отрегулировано в пределах поворота вала привода от 50 до 160о за счет сектора рычага 15, на котором имеется 18 положений уставок через каждые 5°.
Включающий груз имеет ход по вертикальной оси 450 мм. Поднятие груза может быть осуществлено вручную оператором как при отключенном, так и при включенном выключателе. Последнее действие бывает необходимо для АПВ. Вес привода вместе с грузом составляет около 90 кг.