Высоковольтных выключателей техническое обслуживание

Эксплуатация высоковольтных выключателей переменного тока

25 января 2012 в 10:00

Требования, предъявляемые к выключателям, заключаются в следующем:

1. надежность в работе и безопасность для окружающих;
2. быстродействие – возможно малое время отключения;
3. удобство в обслуживании;
4. простота монтажа;
5. бесшумность работы;
6. сравнительно невысокая стоимость.

Применяемые в настоящее время выключатели отвечают перечисленным требованиям в большей или меньшей степени. Однако конструкторы выключателей стремятся к более полному соответствию характеристик выключателей выдвинутым выше требованиям.

Масляные выключатели

Различают масляные выключатели двух видов – баковые и маломасляные. Методы деионизации дугового промежутка в этих выключателях одинаковы. Различие заключается лишь в изоляции контактной системы от заземленного основания и в количестве масла.

До недавнего времени в эксплуатации находились баковые выключатели следующих типов: ВМ-35, С-35, а также выключатели серии У напряжением от 35 до 220 кВ. Баковые выключатели предназначены для наружной установки, в настоящее время не производятся.

Основные недостатки баковых выключателей: взрыво- и пожароопасность; необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и вводах; большой объем, масла, что обусловливает большую затрату времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений.

Маломасляные выключатели

Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распространение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами.

Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструкций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке), отсюда сохранилось название выключателей «горшковые».

Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. Самое широкое применение получили выключатели 6-10 кВ подвесного типа (ВМГ-10, ВМП-10). В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрен один разрыв контактов и дугогасительная камера.

Конструктивные схемы маломасляных выключателей 1 – подвижный контакт; 2 – дугогасительная камера; 3 – неподвиж-ный контакт; 4 – рабочие контакты

При больших номинальных токах обойтись одной парой контактов (которые выполняют роль рабочих и дугогасительных) трудно, поэтому предусматривают рабочие контакты снаружи выключателя, а дугогасительные – внутри металлического бачка. При больших отключаемых токах на каждый полюс имеется два дугогасительных разрыва. По такой схеме выполняются выключатели серий МГГ и МГ на напряжение до 20 кВ включительно. Массивные внешние рабочие контакты 4 позволяют рассчитать выключатель на большие номинальные токи (до 9500 А). При напряжениях 35 кВ и выше корпус выключателя выполняется фарфоровым, серия ВМК – выключатель маломасляный колонковый). В выключателях 35, 110 кВ предусмотрен один разрыв на полюс, при больших напряжениях – два разрыва и более.

Недостатки маломасляных выключателей: взрыво- и пожароопасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей; невозможность осуществления быстродействующего АПВ; необходимость периодического контроля, доливки, относительно частой замены масла в дугогасительных бачках; трудность установки встроенных трансформаторов тока; относительно малая отключающая способность.

Область применения маломасляных выключателей – закрытые распределительные устройства электростанций и подстанций 6, 10, 20, 35 и 110 кВ, комплектные распределительные устройства 6, 10 и 35 кВ и открытые распределительные устройства 35 и 110 кВ.

Выбор высоковольтных выключателей: по типам, мощности, расчет, формулы, примеры

Все высоковольтные потребители подстанций, питающиеся от подстанций (цеховые трансформаторы, высоковольтные двигатели, батареи конденсаторов), подсоединяют посредством высоковольтных ячеек. Рекомендуется использовать комплектные ячейки КРУ и КСО. Такое решение позволяет существенно повысить производительность монтажных работ, сократить стоимость подстанций, повысить надежность электроснабжения и безопасность обслуживания. Выбор конкретной ячейки комплектного распределительного устройства зависит от токов рабочего режима и короткого замыкания в соответствующем присоединении, предопределяющих выбор выключателя или другого коммутационного аппарата.

В распределительных устройствах 10 (6) кВ применяют маломасляные, элегазовые, вакуумные и другие выключатели. Большой диапазон исполнений дает возможность применять выключатели как для присоединения электроустановок средней мощности, так и на стороне вторичного напряжения крупных трансформаторов.

Количество ячеек, присоединенных к секции шин, должно быть выбрано исходя из следующих потребностей: по одной ячейке на каждое проектируемое присоединение 10(6) кВ; по одной резервной ячейке на каждой секции шин; ячейка с межсекционным выключателем; ячейка с измерительным трансформатором напряжения на каждой секции шин; ячейка с вводным выключателем. Наиболее типичной схемой РУ 10 кВ промышленного предприятия является схема с одиночными секционированными шинами. Выбор высоковольтных выключателей производят:

По термической стойкости проверка осуществляется по расчетному импульсу квадратичного тока короткого замыкания и найденным в каталоге значениям:

При удаленном коротком замыкании значение теплового импульса тока короткого замыкания Вк может определяться по формуле

где т — расчетное время отключения выключателя, с.

Время действия релейной защиты может быть принято: при расчете кабелей и выключателей тупиковых присоединений ЗУР (высоковольтные двигатели, цеховые трансформаторы) t р.з. = 0,01 с; для вводных выключателей РУ 6—10 кА 4УР

t р.з. = 0,5… 0,6 с; для коммутационных аппаратов 5УР t р.з. = 1,2…2,0 с.

При коротком замыкании вблизи группы двигателей тепловой импульс определяется как суммарный от периодической Вкп и апериодической В к.а. составляющих:

Апериодические составляющие токов двигателей от системы затухают по экспонентам с близкими постоянными времени, поэтому апериодическую составляющую тока в месте короткого замыкания можно представить в виде одной экспоненты с эквивалентной постоянной времени:

Тепловой импульс от апериодической составляющей тока короткого замыкания

При наличии синхронных двигателей на соседней секции шин максимальное результирующее значение тока внешнего короткого замыкания определяется с учетом суммарной подпитки от обеих секций, так как секционный выключатель может быть включен. При проектировании подстанции промышленного предприятия возникает необходимость повторения процедур выбора аппаратов и токоведущих устройств столько раз, сколько отходящих линий имеется на предприятии.

Характеристики некоторых видов выключателей:

Интересное видео о высоковольтных выключателях смотрите ниже:

Воздушные выключатели

В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом при давлении 2-4 МПа, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Конструктивные схемы воз-душных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоляционного промежутка между контактами в отключенном положении, способа подачи сжатого воздуха в дугогасительное устройство.

В выключателях на большие номинальные токи имеется главный и дугогасительный контур подобно маломасляным выключателям МГ и МГГ. Основная часть тока во включенном положении выключателя проходит по главным контактам 4, расположенным открыто. При отключении выключателя главные контакты размыкаются первыми, после чего весь ток проходит по дугогасительным контактам, заключенным в камере 2. К моменту размыкания этих контактов в камеру подается сжатый воздух из резервуара 1, создается мощное дутье, гасящее дугу. Дутье может быть продольным или поперечным.

Необходимый изоляционный промежуток между контактами в отключенном положении создается в дугогасительной камере путем разведения контактов на достаточное расстояние. Выключатели, выполненные по конструктивной схеме с открытым отделителем, изготовляются для внутренней установки на напряжение 15 и 20 кВ и ток до 20000 А (серия ВВГ). В данном типе выключателей после отключения отделителя 5 прекращается подача сжатого воздуха в камеры и дугогасительные контакты замыкаются.

Конструктивные схемы воздушных выключателей 1 – резервуар со сжатым воздухом; 2 – дугогасительная камера; 3 – шунтирующий резистор; 4 – главные контакты; 5 – отделитель; 6 – емкостный делитель напряжения на 110 кВ – два разрыва на фазу (г)

В воздушных выключателях для открытой установки на напряжение 35 кВ (ВВ-35) достаточно иметь один разрыв на фазу.

В выключателях напряжением 110 кВ и выше после гашения дуги размыкаются контакты отделителя 5 и камера отделителя остается заполненной сжатым воздухом на все время отключенного положения. При этом в дугогасительную камеру сжатый воздух не подается и контакты в ней замыкаются.

По данной конструктивной схеме созданы выключатели серии ВВ на напряжение до 500 кВ. Чем выше номинальное напряжение и чем больше отключаемая мощность, тем больше должно быть разрывов в дугогасительной камере и в отделителе.

По конструктивной схеме рис, г выполняются воздухонаполненные выключатели серии ВВБ. Напряжение модуля ВВБ 110 кВ при давлении сжатого воздуха в гасительной камере 2 МПа. Номинальное напряжение модуля выключателя серии ВВБК (крупномодульного) составляет 220 кВ, а давление воздуха в гасительной камере 4 МПа. Аналогичную конструктивную схему имеют выключатели серии ВНВ: модуль напряжением 220 кВ при давлении 4 МПа.

Для выключателей серии ВВБ количество дугогасительных камер (модулей) зависит от напряжения (110 кВ – одна; 220 кВ – две; 330 кВ – четыре; 500 кВ – шесть; 750 кВ – восемь), а для крупномодульных выключателей (ВВБК, ВНВ) количество модулей соответст-венно в два раза меньше.

Выключатели нагрузки

Выключатель нагрузки — высоковольтный коммутационный аппарат, который занимает промежуточное положение между разъеденителем и выключателем по уровню допустимой нагрузки комутационных токов. Способен отключать без повреждения как номинальные нагрузочные токи, так и сверхтоки при аварийных режимах. Выключатель нагрузки допускает коммутацию номинального тока, но не рассчитан на разрыв токов КЗ.

По принципу гашения дуги выключатели нагрузки классифицируются:

• Автогазовые(самый распространенный тип)
• Вакуумные
• Элегазовые
• Воздушные
• Электромагнитные

В распределительных сетях наиболее распространены конструкции выключателей нагрузки (ВНР, ВНА, ВНБ) с гасительными устройствами газогенерирующего типа.

Рисунок 6 – Выключатель нагрузки с гасительными устройствами газогенерирующего типа (BH) а – общий вид выключателя; б – гасительная камера

Как видно по рисунку, устройство основано на элементах трехполюсного разъединителя для внутренней установки. На опорных изоляторах разъединителя укреплены гасительные камеры. Но привод разъеденителя изменен для того, чтобы обеспечить достаточную скорость срабатывания при включении и отключении.

В положении «включено» ножи входят в гасительные камеры. Контакты разъединителя и скользящие контакты гасительных камер замкнуты. При отключении тока сначала отключаются контакты разъединителя, затем ток смещается через вспомогательные ножи в гасительные камеры. После этого размыкаются контакты в камере. Зажигаются дуги, которые гасятся в потоке газов, являющихся продуктами разложения вкладышей из оргстекла, находящихся в камере. В положении «отключено» вспомогательные ножи находятся вне гасительных камер, обеспечивая достаточные изоляционные разрывы.

Элегазовые выключатели

Элегаз (SF6 – шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плотность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая прочность элегаза в 2 – 3 раза выше прочности воздуха; при давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравнима с прочностью масла.

В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, который в 100 раз превышает ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях. Исключительная способность элегаза гасить дугу объясняется тем, что его молекулы улавливают электроны дугового столба и образуют относительно неподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза, т. е. при газовом дутье, поглощение электронов из дугового столба происходит еще интенсивнее.

В элегазовых выключателях применяют автопневматические (автокомпрессионные) дугогасительные устройства, в которых газ в процессе отключения сжимается поршневым устройством и направляется в зону дуги. Элегазовый выключатель представляет со-бой замкнутую систему без выброса газа наружу.

В настоящее время элегазовые выключатели применяются на всех классах напряжений (6-750 кВ) при давлении 0,15 – 0,6 МПа. Повышенное давление применяется для выключателей более высоких классов напряжения. Хорошо зарекомендовали элегазовые выключа-тели следующих зарубежных фирм: ALSTOM; SIEMENS; Merlin Gerin и др. Освоен выпуск современных элегазовых выключателей ПО «Уралэлектротяжмаш»: баковые выключатели серии ВЭБ, ВГБ и колонковые выключатели серии ВГТ, ВГУ.

В качестве примера рассмотрим конструкцию выключателя серии LF фирмы Merlin Gerin напряжением 6-10 кВ.

Базовая модель выключателя состоит из следующих элементов:

• корпуса выключателя, в котором расположены все три полюса, представляющего собой «сосуд под давлением», заполненный элегазом под низким избыточным давлением (0,15 МПа или 1,5 атм.);
• механического привода типа RI;
• передней панели привода с рукояткой для ручного взвода пружин и индикаторами состояния пружины и выключателя;
• высоковольтных силовых контактных площадок;
• многоштырьевого разъема для подключения цепей вторичной коммутации.

Эксплуатация выключателей

4.1 Эксплуатация воздушных выключателей

Конструктивные схемы воздушных выключателей различны. Однко их общими элементами являются:

1) дугогасительные устройства;

2) устройства создания изоляционного промежутка между контактами выключателя при его отключенном положении;

3) изоляционные конструкции;

4) шунтирующие резисторы;

5) резервуары для хранения сжатого воздуха;

6) механизмы системы управления.

В воздушных выключателях сжатый воздух выполняет следующие две функции: гашение дуги и управление механизмом выключателя.

Конструктивные схемы воздушных выключателей на ПС отличаются способом создания изоляционного промежутка между контактами выключателя, способом подачи сжатого воздуха в дугогасящие устройства, системой управления выключателем, наличием шунтирующих резисторов и делителей напряжения и др.

В качестве материала для изоляции токоведущих частей от земли служит фарфор.

Наиболее характерными причинами отказов воздушных выключателей являются следующие:

1) отказы в отключении токов КЗ, которые происходят из-за недостаточной отключающей способности воздушных выключателей гасить электрическую дугу, а также при отключении неудаленных КЗ, сопровождающихся большой скоростью восстановления напряжения на контактах. При удалении точки КЗ от шин ПС скорость восстановления напряжения уменьшается. Для улучшения работы выключателей в таких случаях применяется шунтирование дугового разрыва низкоомным резистором и повышение эффективности дугогасящих устройств путем увеличения последовательно включенных мест разрыва;

2) дефекты контактных систем из-за дефектов конструкций отдельных узлов выключателя, заклинивания деталей, приводящих к зависанию подвижных контактов в промежуточном положении или к недостаточному вжиманию контактов. Если зависание происходит во время отключения КЗ, то горящей дугой разрушаются контактные системы и фарфоровая изоляция;

3) перекрытия опорной изоляции по наружной поверхности, которые обусловлены в основном загрязнением изоляторов уносами с предприятий и пылью при ее увлажнении. Проникновение влаги внутрь изоляторов, а также прекращение продувки внутренних полостей воздухопроводов приводит к перекрытию изоляции по внутренней поверхности и разрушениям выключателей;

4) неисправности механизмов приводов и клапанов, с которыми связано значительное число отказов в работе выключателей, обусловленных дефектами клапанов, попаданием под клапаны посторонних предметов, повреждением электромагнитов и цепей управления. Иногда происходит самопроизвольное уменьшение сброса давления из-за попадания в каналы клапанов пыли и смазки. Все эти неисправности, как правило, приводят к неполнофазной работе выключателей;

5) повреждение резиновых уплотнителей происходит из-за потери упругих свойств резины и приводит к нарушению герметичности соединений. Для устранения таких нежелательных явлений производится обжатие всех элементов эластичного крепления изоляторов. Следует учесть, что частые обжатия приводят к деформации и преждевременному выходу из строя резиновых прокладок и уплотнений.

Осмотры воздушных выключателей являются неотъемлемой частью процедуры их обслуживания.

При осмотре по показаниям сигнальных ламп и манометров проверяется фактическое положение всех фаз воздушного выключателя, отсутствие утечек воздуха, целостность изоляторов гасительных камер, отделителей, шунтирующих резисторов и емкостных делителей напряжения, опорных колонок и изолирующих растяжек, а также отсутствие загрязненности поверхности изоляторов.

По манометрам, установленным в распределительном шкафу, контролируется давление воздуха в резервуарах выключателя и поступление его на вентиляцию.

У воздушных выключателей давление должно быть на уровне 2 МПа. При давлении ниже 1,6 МПа один из манометров размыкает цепь включения и отключения, а другой при давлении ниже 1,9 МПа переключает цепи АПВ на отключение.

Контроль за поступлением воздуха на вентиляцию ведется по указателю продувки, представляющему собой стеклянную трубку с находящимся в ней алюминиевым шариком. Шарик под действием струи воздуха должен находиться во взвешенном состоянии между рисками, нанесенными на указателе. Регулирование расхода воздуха осуществляется винтом на верхней части редукторного клапана.

Включение выключателей, длительно находящихся без вентиляции, должно производиться после просушки их изоляции путем усиления продувки в течение 12–24 ч. При этом шарик указателя продувки будет находиться в верхнем положении.

При осмотре визуально проверяется целостность резиновых уплотнений в соединениях изоляторов гасительных камер, отделителей и их опорных колонок.

Обслуживание выключателей в процессе эксплуатации включает проведение следующих мероприятий:

1) из резервуаров выключателей с периодичностью 1–2 раза в месяц удаляется накопившийся в них конденсат;

2) с той же периодичностью продувается сжатым воздухом рабочего давления воздухораспределительная сеть. Несоблюдение периодичности продувок при резких изменениях температуры окружающей среды приводит к конденсации влаги в резервуарах выключателей и образованию льда в воздухораспределительной сети;

3) чтобы не допускать скопления конденсата в блоках пневматических клапанов, из них также удаляют конденсат через спускной клапан;

4) при понижении температуры окружающего воздуха ниже 5 °C в шкафах управления и в распределительном шкафу включают электрический обогрев;

5) не реже 2 раз в год проверяют работоспособность выключателя путем контрольных опробований на отключение и включение при номинальном и минимально допустимом давлении.

Воздух, поступающий в резервуары выключателей, должен быть очищен от механических примесей. Очистка и осушка воздуха производятся компрессорной воздухоприготовительной установкой. Для дополнительной очистки сжатого воздуха в распределительных шкафах выключателей установлены войлочно-волосяные фильтры. Смена фильтрующих патронов в них должна производиться систематически в зависимости от степени загрязнения воздуха.

4.2 Эксплуатация элегазовых выключателей

Элегазовые выключатели являются одним из самых современных типов высоковольтных выключателей и получают все более широкое применение, в основном в КРУ 110–220 кВ. Эти выключатели являются достаточно надежными в работе и долговечными; они позволяют осуществлять не менее 10 тысяч операций включения и отключения номинального тока и 40 отключений номинального тока КЗ.

В качестве дугогасительной, изолирующей и теплоотводящей среды в них применяется электротермический газ (элегаз) — шестифтористая сера SF6.

Элегаз обладает следующими достоинствами: он безвреден, химически не активен, не горит и не поддерживает горение, обладает повышенной теплопроводностью, удачно сочетает в себе изоляционные и дугогасящие свойства и легкодоступен. Электрическая прочность элегаза в 2,5 раза больше прочности воздуха. Его электрические характеристики обладают высокой стабильностью. При нормальной эксплуатации элегаз не действует на материалы и конструкции, не стареет и не требует такого ухода, как, например, масло.

Электрическая дуга частично разлагает элегаз. Основная масса продуктов разложения восстанавливается (рекомбинирует). Оставшаяся часть поглощается фильтрами-поглотителями, встроенными в резервуары выключателей. Продукты разложения, не поглощенные фильтрами, взаимодействуют с влагой, кислородом и парами металла и выпадают в выключателях в виде тонкого слоя порошка. Сухой порошок является хорошим диэлектриком.

Полюс элегазового выключателя представляет собой герметичный заземленный, заполненный сжатым воздухом металлический резервуар, в котором размещено дугогасительное устройство. Оно крепится к стенкам резервуара с помощью эпоксидных опорных изоляторов.

Подвижные части дугогасящего устройства выключателя перемещаются изоляционной тягой, связанной с пневматическим приводом, шток которого входит в резервуар.

В процессе обслуживания элегазовых выключателей персонал обязан следить за давлением элегаза в резервуарах выключателей, с тем чтобы предотвратить чрезмерные утечки элегаза и снижение по этой причине электрической прочности изоляционных промежутков.

Контроль давления осуществляется по показаниям манометров и плотномеров. Плотномеры используются в случаях, когда температура окружающей среды изменяется в широких пределах, что затрудняет измерение давления.

При эксплуатации практически невозможно обеспечить абсолютную герметизацию резервуара, в связи с чем утечки элегаза неизбежны, но они не должны превышать 3 % общей массы в год.

Проводить операции с выключателями при пониженном давлении элегаза не допускается.

При осмотрах выключателей проверяется: чистота наружной поверхности, отсутствие звуков электрических разрядов, треска, вибраций, работа приточно-вытяжной вентиляции, температура в помещении РУ (должна поддерживаться на уровне не ниже 5 °C), а также проверяется давление в резервуарах пневматических приводов выключателей (должно находиться в пределах 1,6–2,1 МПа).

Элегаз в 5 раз тяжелее воздуха и при утечках скапливается в пониженных местах (на полу, в подвалах, траншеях, кабельных каналах). Персонал, находящийся в таких местах, почувствует недостаток кислорода и удушье. Безопасный уровень концентрации чистого (не загрязненного продуктами разложения) элегаза в помещении составляет порядка 0,1 % (5000 мг/м3), а при кратковременном пребывании — до 1 %.

Поэтому проведение работ в помещениях РУ, где обнаружена утечка элегаза, может допускаться при включенной приточно-вытяжной вентиляции и применении средств индивидуальной защиты. Следует иметь в виду, что в продуктах разложения элегаза электрической дугой содержатся активные высокотоксичные фториды и сернистые соединения. Наличие продуктов разложения обнаруживается по неприятному запаху. Эти химические соединения в газообразном и твердом состоянии очень опасны для людей.

4.3 Эксплуатация вакуумных выключателей

Вакуумные выключатели находят широкое применение в электроустановках напряжением 10 кВ и выше. По сравнению с другими выключателями высокого напряжения вакуумные выключатели имеют следующие преимущества:

1) высокое быстродействие;

2) полную взрыво- и пожаробезопасность;

3) экологическую чистоту;

4) широкий диапазон температур (от +200 до −70 °C);

5) надежность в работе;

6) минимальные эксплуатационные затраты;

7) минимальные габаритные размеры;

8) повышенную устойчивость к ударным вибрационным нагрузкам;

9) высокую изностойкость при коммутации токов нагрузки;

10) произвольное рабочее положение вакуумного дугогасительного устройства.

Принцип использования вакуума для гашения дуги при высоких напряжениях был известен давно. Однако на практике их стали применять лишь после появления технических возможностей — создания вакуумночистых проводниковых и изоляционных материалов больших размеров, проведения вакуумночистых сборок этих материалов и получения высокого вакуума.

Главной частью вакуумного выключателя является вакуумная дугогасительная камера.

Конструктивно вакуумный выключатель выполнен следующим образом.

Цилиндрический корпус камеры, как правило, состоит из двух секций полых керамических изоляторов, соединенных металлической прокладкой и закрытых с торцов фланцами. Внутри камеры расположена контактная система и электростатические экраны, защищающие изоляционные поверхности от металлизации продуктами эрозии контактов и способствующие распределению потенциалов внутри камеры. Неподвижный контакт жестко прикреплен к нижнему фланцу камеры, а подвижный контакт проходит через верхний фланец камеры и соединяется с ним сильфоном из нержавеющей стали, создающим герметичное подвижное соединение. Камеры полюсов выключателя крепятся на металлическом каркасе с помощью опорных изоляторов.

Подвижные контакты камер управляются общим приводом с помощью изоляционных тяг и перемещаются при отключении на 12 мм, что позволяет достигать высоких скоростей отключения — порядка 1,7–2,3 м/с.

Воздух из камер откачан до глубокого вакуума, который сохраняется в течение всего срока их службы. Поэтому гашение электрической дуги в вакуумном выключателе происходит при полном отсутствии среды, проводящей электрический ток. Вследствие этого изоляция межэлектродного промежутка восстанавливается быстро и дуга гаснет при первом же прохождении тока через нулевое значение. При этом эрозия контактов под действием дуги незначительна — в пределах допустимого значения (4 мм).

При обслуживании вакуумных выключателей проверяется отсутствие дефектов изоляторов (сколов и трещин) и загрязнений их поверхности, а также отсутствие следов разрядов и коронирования.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы мной были произведены расчеты, которые необходимы для составления структурной схемы электростанции. Также были произведены расчеты необходимые для выбора трансформаторов, с последующим вычислением их коэффициентов загрузки трансформаторов. Также были описаны принципы эксплуатации трёх типов выключателей.

Список литературы

1. Шпиганович, А. Н., Захаров, К. Д. Внутризаводское электроснабжение и режимы. Липецк: ЛГТУ, 2007. 742 с.

2. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. М.: Гардарики, 2002. 638 с.

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.

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.

Осмотр и текущий ремонт высоковольтных выключателей переменного тока.

Осмотры масляных выключателей проводят без снятия напряжения 1 раз в день на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом и в сроки, установленные местными инструкциями, но не реже 1 раза в 10 дней — на тех подстанциях, где его нет.

При осмотрах масляных выключателей проверяют:

— внешнее состояние выключателя и привода;

— отсутствие загрязнений, видимых сколов и трещин изоляторов; следов выброса масла из дополнительных резервуаров или выхлопных устройств (клапанов);

— состояние наружных контактных соединений;

— уровень и отсутствие течи масла в полюсах выключателя;

— работу подогрева выключателя и привода (в период низких температур);

— показания счетчика числа аварийных отключений;

— соответствие показаний указа¬телей действительному положению мас¬ляного выключателя.

Характер ремонта зависит от типа применяемых выключателей..

Текущий ремонт масляных выключателей производится со снятием напряжения бригадой в составе трех человек (на масляных выключателях напряжением 110 и 220 кВ) и двух — на остальных выключателях.

При текущем ремонте малообъемных масляных выключателей выполняют сначала осмотр выключателя и привода. При осмотре проверяют загрязнение наружных частей выключателя, особенно изоляционных деталей, отсутствие на них трещин; наличие выбросов масла и следов его подтекания через уплотнения полюсов; уровень масла в полюсах; отсутствие признаков чрезмерного перегрева (например, по цветам побежалости).

Протирают изоляторы и наружные части выключателя ветошью, смоченной в керосине, возобновляют смазку на трущихся частях, проверяют работу маслоуказательных устройств. Проверяют надежность крепления выключателя и привода; исправность крепежных деталей, правильность сочленения привода и выключателя; выполняют пробное включение и отключение выключателя. Уточнив объем работ, приступают к текущему ремонту.

Текущий ремонт выключателя ВМПЭ-10 с частичной разборкой проводят в следующем технологическом порядке:

-снимают междуполюсные перегородки, сливают масло из полюсов снимают нижние крышки с розеточными контактами, вынимают дугогасительные ка­меры и распорные цилиндры. Вынутые из полюсов детали тщательно промывают сухим маслом, протира­ют и осматривают;

-переводят выключатель вручную в положение, соответствующее включенному, и осматривают концы подвижных стержней;

-если контакты и камеры имеют несущественный из­нос (небольшие наплывы металла на рабочих поверхностях контактов, поверхностное обугливание перегородок камеры без увеличения сечения дутьевых каналов), то достаточно зачистить их поверхности напильником или мелкой наждач­ной шкуркой, а затем промыть маслом. В этом случае следу­ющий очередной ремонт производят раньше срока в зависи­мости от степени износа контактов и камер. Если контакты и камеры сильно повреждены дугой (имеются раковины и сквоз­ные прожоги тугоплавкой облицовки контактов и поврежде­ния медной части ламелей и стержней, увеличенные размеры дутьевых каналов и центрального отверстия камеры более чем на 3 мм по ширине или диаметру и т. п.), они должны быть заменены из комплекта запасных частей;

-при ремонте розеточного контакта сле­дят за тем, чтобы в собранном контакте ламели 4 были ус­тановлены без перекосов, при вытянутом стержне находи­лись в наклонном положении к центру с касанием между собой в верхней части и опирались на опорное кольцо. При необходимости замены контакта подвижного стержня производят дальнейшую разборку полюса в сле­дующем порядке:

-отсоединяют верхние шины;

-снимают корпус с механизмом, предварительно отсоединив его от тяги, изоляционного цилиндра и верх­ней скобы изолятора;

-снимают планку и вынимают токоотводы;

-переводят механизмы во включенное положение и отсоединяют вал механизма, от­соединив при этом стопорную планку. При замене новый контакт подвижного стержня должен быть ввинчен до отказа (зазор между стержнем и контактом недопустим), протачивают кон­такт и надежно раскернивают в четырех местах. В случае значительного повреждения медной части стержня над контактом заменяют его новым из комплекта запасных частей;

-собирают детали полюсов в последовательности, обратной разборке. Токоведущие части промывают и протирают. Контактные выводы полюсов смазывают тонким слоем смазки ГОИ-54 или ПВК. При сборке обеспечивают плотное прилегание головки, верхне­го фланца с корпусом; нижней крышки с фланцем. В собранных полюсах проверяют работу механизма. При повороте его за наружный рычаг подвижный стержень должен сво­бодно, без заеданий, перемещаться по всему ходу до розеточного контакта;

-тщательно очищают все изоляционные части, фарфоровые изоляторы и маслоуказатели;

-проверяют исправность масляного буфера, в случае необходимости его разбирают, промывают и заполняют индустриальным маслом, буферную пружину очищают и смазывают.

При ремонте привода выключателя особое внимание обращают на рабочую поверх­ность «собачек», состояние бло-контактов и пружин.

После текущего ремонта проводят испытания по ограни­ченной программе.

Кроме измерения сопротивления постоянному току контак­тов масляного выключателя, сопротивления обмоток включаю­щей и отключающей катушек, сопротивления изоляции вторич­ных цепей, обмоток включающей и отключающей катушек и ис­пытания масла из бака выключателя, обязательно опробуют вык­лючатель трехкратным включением и отключением с определе­нием зазора между роликом на валу выключателя и упорным бол­том 4 буферного устройства (рис. 4.14). Величина зазора должна быть 1—1,5 мм при включенном положении привода.

Текущий ремонт многообъемных масля­ных выключателей выполняют без вскрытия баков в следующем порядке.

Технической салфеткой, смоченной в бензине, протирают вводы, проверяют отсутствие сколов и трещин фарфора и армировок. Проверяют крепление ошиновок, наклеивая на контакт­ные поверхности термопленки; отсутствие течи в маслоуказателях и уровень масла во вводах, доливая его при необходимости.

Открывают боковые крышки механизма выключателя, проверяют сопротивление изоляции трансформаторов тока мегаомметром на 1000 В, измеряют переходное сопротивление контактов.

Внеочередной ремонт выключателя производят после вы­работки механического ресурса или нормированного допусти­мого количества операций по износостойкости. Коммутационный (механичес­кий) ресурс для часто переключаемых выключателей преобразовательных агрегатов опре­деляется числом коммутаций рабочего тока и составляет для металлокерамических кон­тактов 1000 операций, для медных контактов — 250 операций.

Классификация электрических аппаратов 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

Назначение аппарата высоковольтного АВИЦ-120:

Аппараты высоковольтные испытательные АВИЦ-120 и АВИЦ-175 предназначены для воспроизведения и измерения напряжения и силы постоянного тока, напряжения и силы переменного тока промышленной частоты. Модификации АВИЦ-120 и АВИЦ-175 отличаются максимальным выходным напряжение и силой постоянного тока. Предназначены для проведении испытаний и диагностировании изоляции силовых кабелей, ограничителей перенапряжений, твердых диэлектриков, средств защиты и других объектов и материалов, для испытаний которых требуется высокое напряжение.
Аппарат высоковольтный испытательный цифровой АВИЦ-120 поставляется в 3 исполнениях:

• Исполнение 1 — стальной корпус, вертикальное и горизонтальное рабочее положение;
• Исполнение 2 — пластиковый корпус, вертикальное и горизонтальное рабочее положение;
• Исполнение 3 — стальной корпус, исполнение под стойку 19′.

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 аппаратов по назначению

Электрический аппарат это электротехническое устройство предназначенное для управления электрическими и не электрическими объектами и защиты их в ненормальных режимах работы.

Классификация высоковольтных эл. аппаратов по назначению:

1) Коммутационные. ( выключатели, отделители, короткозамыкатели, разъединители)

2) Защитные ( предохранители)

3) Ограничивающие ( реакторы, разрядники, ОПН- ограничители перенапряжения нелинейный)

4) Измерительные аппараты (ТТ, ТН)

Выключатель предназначен для коммутации любых режимов: номинальных, токов КЗ, токов х.х. тр-ов, токов холостых линий и кабелей. Характерной особенностью этого аппарата является наличие дугогос. устр. Различают шесть групп выключателей по среде гашения дуги:

1) Маслянные выключатели — дуга, образующаяся между контактами, горит в трансформаторном масле. Под действием энергии дуги масло разлагается и образующиеся газы и пары используются для ее гашения. В зависимости от способа изоляции токоведущих частей различают баковые(35-220 кВ) выключатели и маломасляные(6-220 кВ).

2) Электромагнитные выключатели Гашение дуги происходит за счет увеличения сопротивления дуги вследствие ее ин-тенсивного удлинения и охлаждения. (6-10 кв)

3) В вакуумных выключателях контакты расходятся под вакуумом (давление равно 10-4 Па). Возник-щая при расхождении контактов дуга быстро гаснет благодаря интенсивной диффузии зарядов в вакууме. (10-35 кВ)

4) В воздушном выключателе в качестве гасящей среды исполь-ся сжатый воздух, находящийся в баке под давлением 1-5 МПа; при отключении сжатый воздух из бака подается в дугогасительное устройство. (110-1150 кВ)

5) В элегазовых выключателях гашение дуги осуществляется за счет охлаждения ее двигающимся с большой скоростью элегазом (шестифтористой серой SF6), который используется и как изолирующая среда.

6) Выключатели нагрузки ДУ этих выключателей рассчитаны только не гашение маломощной дуги, возникающей при отключении нагрузки, поэтому их нельзя использовать для отключения цепей при коротких замыканиях. Для этого с ним последовательно ставится предохранитель. (6-10 кВ)

Разъединители, отделители, короткозамыкатели – это коммут аппараты у которых нет ДУ.

Разъединитель служит для включения и откл. цепи ВН либо при токах, знчительно меньших номинальных, либо в случаях, когда отключается номинальный то, но напряжение на контактах недостаточно для образования дуги. (ручной привод)

Короткозамыкатель- это быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого по сигналу РЗ созд-ся КЗ сети. Отделитель предст собой разъединитель, который быстро откл обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Токоограничивающий реактор- катушка индуктивности, которая служит для ограничения тока КЗ и поддержания необходимого напряжения на сборных шинах. Реакторы позволяют применить высоковольтные выключатели и другие АВН облегченного типа, а также повысить надежность работы эл.уст-ки

Реакторы. Различают: бетонные, масляные, сдвоенные.

Разрядники, ОПН- ограничивают напряжение в эл уст-ке при коммутационных и атмосферных перенапряжениях. Разряднки: трубчатый, вентильный ОПН- усовершенствованный вентильный разрядник.ТТ, ТН- они изолируют цепи высокого напряжения от токовых цепей и цепей напряжения измерительных приборов и РЗ. ТТ- Измерительным трансформатором тока называют трансформатор, предназн-аченный для преобразования тока до значения, удобного для измерения. Вторичные токи 1, 5А

По конструкции: одновитковые( для преобраз больших токов); многовитковые ( исп-ся на малые токи); каскадные. По изоляции: масляные, литые, сухие. Новый элегазовый- ТГФ в фарфоровом корпусе > 220 кВ. ТН- предназначены для преобраз напряжения до 100, В. TН: однофазные, трехфазные, каскадные

По изоляции: масляные, литой, сухой.

Марки НАМИ-6(10),35 кВ-тр-р напряжения антирезонансный, маслян изоляц дополнит обмотка защиты изоляции

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

Особенности аппарата высоковольтного АВИЦ-120:

• Разработка и производство России;
• Графический экран — промышленный, рабочая температура -30…+50 гр. Цельсия;
• Провод межблочный — гибкий при отрицательных температурах;
• Провод питания — производства России;
• Режим проверки трансформаторного масла с фиксацией значений U;
• Запуск таймера с любого напряжения;
• Режим стабилизации тока — ПРОЖИГ;
• Режим работы с ванной испытательной АВИЦ-20П;
• Режим источника напряжения 0…230 В и тока 0…12 А;
• Режим источника больших токов 0…36 В и тока 0…100 А;
• Встроенный интерфейс USB и ПО с фотографией результата;
• Встроенное разрядное устройство;
• Встроенный диодный столб;
• Графическое и цифровое отображение напряжения и тока;
• Отсутствие коронации, гула, дребезга;
• Влагопылезащитное исполнение блоков IP54 и IP60;
• Защита экрана — поликарбонат с защитным покрытием;
• Легкий и компактный;
• Установка тока отключения от 1 до 39 мА с шагом 1 мА;
• Установка тока ограничения от 1 мА до 35 мА с шагом 1 мА;
• Фиксация значений U и I при пробое в нагрузке;
• Оптимизирован для проверки трансформаторного масла;
• Автоматический и ручной режим работы, таймер;
• Температурная защита высоковольтного блока 50 град;
• Необслуживаемый высоковольтный блок.

Аппараты высокого напряжения

Рассмотрены принципы действия, устройство, расчет и проектирование аппаратов высокого напряжения. Приведены основные параметры современных аппаратов высокого напряжения и их выбор. По основным аппаратам — выключателям, трансформаторам тока, трансформаторам напряжения и реакторам — даны примеры расчета и проектирования, позволяющие студентам выполнить курсовой проект. Для студентов вузов. Может быть полезно для инженерно-технических работников, проектирующих аппараты высокого напряжения или занимающихся их эксплуатацией.

Оглавление Предисловие Введение В.1. Классификация АВН В.2. Расположение АВН в электроустановках В.З. Род установки АВН В.4. Основные параметры АВН В.5. Требования, предъявляемые к АВН Глава первая. Изоляция аппаратов высокого напряжения 1.1 Классы номинальных напряжений и испытательные напряжения АВН. Координация внутренней и внешней изоляции 1.2 Расчету выбор изоляционных расстояний в воздухе 1.3 Расчет изоляционных расстояний в элегазе 1.4 Расчет и выбор изоляционных расстояний в масле 1.5 Расчет бумажно-масляной и конденсаторной изоляции 1.6 Особенности технологического процесса изготовления твердых изоляционных материалов, применяемых в АВН. Литая изоляция 1.7 Фарфоровые элементы АВН. Выбор этих элементов исходя из требований электрической изоляции и механической прочности Глава вторая. Выключатели переменного тока высокого напряжения. Общие сведения 2.1 Номинальный ток отключения 2.2 Циклы операций 2.3 Требования по восстанавливающемуся напряжению 2.4 Стойкость выключателей при сквозных токах КЗ 2.5 Время действия выключателя 2.6 Надежность 2.7 Краткие сведения по испытанию выключателей Глава третья. Воздушные и элегазовые выключатели 3.1 Общая компоновка воздушных выключателей 3.2 Электрическая дуга в продольном потоке сжатого воздуха 3.3 Термодинамическая закупорка сопла. Расчет его сечения по заданному току отключения 3.4 Восстановление электрической прочности междуконтактного промежутка в ДУ продольного дутья 3.5 Облегчение работы ДУ воздушного выключателя с помощью шунтирующих резисторов и конденсаторов 3.6 Элементы газовой динамики воздушных выключателей 3.7 Расчет и выбор основных параметров ДУ воздушного выключателя 3.8 Элементы системы управления воздушными выключателями 3.9 Конструкция воздушных выключателей 3.10 Свойства элегаза 3.11 Элементы расчета ДУ элегазового выключателя 3.12 Конструкция элегазовых выключателей 3.13 Перспективы развития воздушных и элегазовых выключателей 3.14 Пример расчета ДУ воздушного выключателя Глава четвертая. Масляные выключатели 4.1 Общая компоновка бакового и маломасляного выключателей 4.2 Конструкция и принцип действия ДУ 4.3 Расчет давления в ДУ автогазового дутья 4.4 Работа ДУ в режиме АПВ и при частых включениях и отключениях 4.5 Механизмы выключателя 4.6 Приводы выключателей 4.7 Порядок проектирований выключателя Глава пятая. Электромагнитные выключатели 5.1 Общие сведения 5.2 Вольтамперная характеристика дуги, охлаждаемой в щелевом канале 5.3 Отключение переменного тока сильно индуктивной цепи ДУ с узкой щелью 5.4 Нагрев стенок щели ДУ 5.5 Скорость движения дуги в ДУ электромагнитного выключателя 5.6 Остаточная проводимость ДУ электромагнитного выключателя 5.7 Конструкция ДУ электромагнитных выключателей 5.8 Порядок расчета ДУ электромагнитного выключателя Глава шестая. Вакуумные выключатели6.1 Общие сведения 6.2 Развитие вакуумного ДУ по номинальному току и номинальному току отключения 6.3 Электродинамическая и термическая стойкость ДУ вакуумного выключателя. Эрозия контактов 6.4 Электрическая прочность вакуумных ДУ 6.5 Конструкции вакуумных ДУ и вакуумных выключателей 6.6 Заключение Глава седьмая. Разъединители, отделители и короткозамыкатели. Выключатели нагрузки 7.1 Требования, предъявляемые к разъединителям, отделителям и короткозамыкателям 7.2 Конструкции разъединителей 7.3 Конструкции отделителей и короткозамыкателей 7.4 Выключатели нагрузки Глава восьмая. Предохранители высокого напряжения 8.1 Требования, предъявляемые к предохранителям 8.2 Конструкция предохранителей 8.3 Расчет и выбор основных параметров предохранителей Глава девятая. Предохранители высокого напряжения 9.1 Общие сведения 9.2 Компенсация погрешности 9.3 Режимы работы трансформаторов тока 9.4 Конструкция трансформаторов тока 9.5 Воздушные трансформаторы тока 9.6 Оптико-электронные трансформаторы тока (ОЭТТ) 9.7 Трансформаторы постоянного тока (ТПТ) 9.8 Выбор трансформаторов тока 9.9 Пример расчета электромагнитного трансформатора тока Глава десятая. Трансформаторы напряжения10.1 Общие сведения 10.2 Векторная диаграмма и погрешность 10.3 Компенсация погрешности 10.4 Конструкция ТН 10.5 Элементы электромагнитных ТН 10.6 Конденсаторные ТН 10.7 Трансформаторы постоянного напряжения (ТПН) 10.8 Оптико-электронные трансформаторы напряжения (ОЭТН) 10.9 Пример расчета ТН Глава одиннадцатая. Реакторы 11.1 Общие сведения 11.2 Конструкция реакторов 11.3 Расчет индуктивности реактора 11.4 Тепловой расчет реактора 11.5 Электродинамическая стойкость реактора 11.6 Изоляция реактора 11.7 Выводы реактора 11.8 Сдвоенные реакторы 11.9 Пример расчета реактора Глава двенадцатая. Разрядники 12.1 Назначение разрядников и требования к ним 12.2 Трубчатые разрядники 12.3 Вентильные разрядники 12.4 Ограничители перенапряжений Глава тринадцатая. Комплектные устройства высокого напряжения 13.1 Общие сведения 13.2 Комплектные распределительные устройства напряжением 10 кВ 13.3 Комплектные распределительные устройства с элегазом (КРУЭ) 13.4 Конструктивное исполнение некоторых элементов КРУЭ Список литературы