Паспортные данные масляные выключатели

1) подвижных и направляющих частей, выполненных из органических материалов;

Сопротивление изоляции должно быть не ниже приведенного в табл. 18 приложения 2.

Измерение проводится мегомметром напряжением 2500 В.

2) электромагнитных выключателей с установленными дугогасительными камерами;

Не ниже 300 МОм.

Измерение проводится мегомметром напряжением 2500 В.

3) вторичных цепей электромагнитов управления или электродвигателей завода пружины

Не меньше 1 МОм

Измерение проводится мегаом- метром напряжением 1000 В

2. Испытание вводов

Проводится в соответствии с табл. 9 приложения 1

3. Оценка состояния внутри- баковой изоляции баковых масляных выключателей напряжением 35 кВ

Состояние внутрибаковой изоляции оценивают по значению tg δ вводов на полностью собранном выключателе в соответствии с табл. 17 приложения 2. Если исключение из схемы измерения tg δ внутрибаковой изоляции снижает абсолютное значение tg δ более чем на 5 %, изоляция подлежит сушке

4. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты выключателей до 35 кВ включительно:

Продолжительность испытания — 1 мин.

1) каждого полюса относительно корпуса и двух других полюсов;

Значение испытательного напряжения приведено в табл. 14 приложения 2.

2) межконтактного разрыва выключателей 6-10 кВ;

Значение испытательного напряжения приведено в табл. 14 приложения 2.

3) изоляции вторичных цепей и электромагнитов управления или электродвигателей завода пружины

Испытания проводятся напряжением 1000 В

Испытание напряжением промышленной частоты можно заменить испытанием мегомметром напряжением 2500 В

5. Измерение сопротивления постоянного тока:

1) токоведущего контура контактной системы;

Сопротивление не должно превышать значения, приведенного в паспорте на выключатель

2) шунтирующих резисторов дугогасительных устройств;

Значение сопротивления не должно отличаться от приведенного в паспорте на выключатель более чем на 3 %.

3) электромагнитов управления

Значение сопротивления должно соответствовать паспортным значениям завода-изготовителя

6. Проверка параметров:

Данные измерений должны соответствовать нормам завода-изготовителя

1) ход подвижной части;

2) ход в контактах (вжим);

3) неодновременность замыкания и размыкания контактов

7. Измерение скоростных и временных параметров выключателя

Данные измерений должны соответствовать паспортным данным завода-изготовителя

В масляных выключателях измерения проводятся при полностью залитом маслом выключателе и номинальном напряжении на электромагнитах управления

8. Проверка срабатывания привода на сниженном напряжении

Минимальное напряжение срабатывания электромагнитов должно быть не более:

— при питании привода от источника постоянного тока

— при питаний электропривода от источника переменного тока

9. Проверка действия механизма свободного расцепления привода

Механизм свободного расцепления должен быть проверен в работе при включенном положении привода и в двух-трех промежуточных его положениях

Проверка проводится при номинальном напряжении на электромагнитах управления

10. Проверка выключателя в сложных циклах

Проверке в цикле «Включение-Отключение» (В-О) подлежат все выключатели.

Проверке в циклах «Отключение-Включение» (О-В) и «Отключение-Включение-Отключение» (О-В-О) подлежат выключатели, работающие в режиме АПВ

11. Проверка трансформаторного масла из баков выключателя

Проверка проводится в соответствии с табл. 6 приложения 2

После отключения короткого замыкания мощностью больше половины паспортного значения разрывной мощности многообъемных масляных выключателей независимо от напряжения и мало объемных масляных выключателей напряжением 110 кВ и больше, проводится испытание масла. Масло из малообъемных выключателей на все классы напряжений и баковых — напряжением до 35 кВ после выполнения допустимого числа коммутаций заменяется свежим

Масляные баковые выключатели

Сущность и предназначение масляных выключателей. Требования к выключателям высокого напряжения. Устройство и принцип действия масляных баковых выключателей. Капитальный ремонт масляных выключателей. Достоинства и недостатки масляных баковых выключателей.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	06.12.2015
Размер файла	880,4 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Масляный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении. Дугогашение в таком выключателе происходит в масле.

В масляных выключателях 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 выключатели и маломасляные. В первых токоведущие части изолируются между собой и от земли с помощью масла, находящегося в стальном баке, соединенном с землей. В маломасляных выключателях изоляция токоведущих частей от земли и между собой производится с помощью твердых диэлектриков и масла.

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения в цепи в любых режимах:

Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

· надёжное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);

· быстрота действия, то есть наименьшее время отключения;

· пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, то есть быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

· возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше;

· лёгкость ревизии и осмотра контактов;

· взрывобезопасность и пожаробезопасность;

· удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток I _ном и номинальное напряжение U _ном.

1. Масляные баковые выключатели

В масляных баковых выключателях масло служит для гашения дуги и изоляции токоведущих частей.

Баковые масляные выключатели использовались в наружных установках напряжением 35 кВ и выше. Они отличались простотой конструкции, что определило их широкое применение и в настоящее время. В отличие от простейшего выключателя они имеют специальные устройства — гасительные камеры. масляный выключатель напряжение баковый

По принципу действия дугогасительные устройства можно разделить на три группы:

1) с автодутьем, в которых высокое давление и большая скорость движения газа в зоне дуги создаются за счет выделяющейся в дуге энергии;

2) с принудительным масляным дутьем, у которых к месту разрыва масло нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов;

3) с магнитным гашением в масле, в которых дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели.

Наиболее эффективным и простым являются дугогасительные устройства с автодутьем. Следует отметить, что устройства с автодутьем работают тем эффективнее, чем больше ток в дуге. При отключении малых токов давление газов может оказаться незначительным, вследствие чего дутье будет неэнергичным, что приведет к затягиванию гашения дуги. По этой причине некоторые гасительные устройства с автодутьем дополнены принудительным масляным дутьем, которое обеспечивает гашение малых токов.

Чем выше напряжение, тем больше необходимо разрывов. Для равномерного распределения напряжения между основными разрывами параллельно им включается шунтирующее сопротивление. После гашения дуги на основных разрывах ток, проходящий через шунтирующее сопротивление, гасится на вспомогательных разрывах, обычно вне камеры. В дугогасительных устройствах с помощью изоляционных пластин и выхлопных отверстий создаются рабочие каналы, по которым происходит движение масла и газов (дутье). В зависимости от расположения каналов различают камеры с поперечным, продольным и встречно-поперечным дутьем.

Выключатель работает по двухступенчатому циклу: сначала размыкаются контакты дугогасительных камер, происходит гашение дуг и прерывается цепь основного тока, затем в открытом разрыве контактов траверсы и контактов дугогасительных камер прерывается ток, протекающий через шунты. Траверса приводится в движение изолирующей тягой, связанной с приводным механизмом. На днище бака установлено льдоулавливающее устройство, предотвращающее всплытие замерзшего конденсата. Для подогрева масла при низких температурах к днищу крепится устройство электроподогрева, которое включается при температурах воздуха ниже — 150С. Это необходимо чтобы не снижалась скорость перемещения подвижных частей выключателя при увеличении вязкости масла. Например, в выключателе У-220 на три полюса необходимо 27000 кг масла.

При напряжении до 10кВ (в некоторых типах выключателей до 35кВ) выключатель имеет один бак, в котором находятся контакты всех трех фаз, при большем напряжении для каждой фазы предусматривается свой бак.

В установках 6 — 10 кВ применяли масляные выключатели ВМБ-10, ВМЭ-6, ВМЭ-10, ВС-10, им на смену пришли выключатели маломасляные и элегазовые.

Стальной бак выключателя подвешен к литой чугунной крышке с помощью болтов. Через крышку проходят шесть фарфоровых изоляторов, на нижних концах токоведущих стержней которых закреплены неподвижно контакты.

Подвижные контакты находятся на контактном мосту или траверсе. Движение им передается с помощью изолирующей тяги от приводного механизма, расположенного под крышкой выключателя. Во включенном положении траверса поднята и контактный мост замыкает цепь между неподвижными контактами. При этом отключающаяся пружина сжата.

Выключатель во включенном положении удерживается защелкой привода, с которой он связан валом.

При отключении автоматически или вручную освобождается защелка и под действием пружины траверса быстро опускается вниз (скорость движения достигает 1,5 — 2,7 м/ с), при этом образуется разрыв цепи в двух точках на каждом полюсе выключателя. Возникшие дуги разлагают и испаряют масло, образуется газопаровой пузырь, содержащий до 70% водорода. Давление внутри пузыря достигает 0,5 — 1 МПа, что повышает деионизирующую способность газов. Дуга гаснет через 0, 08 — 0, 1 с. На стенках бака имеются защитные изоляционные покрытия.

Читать еще: Выключатель автоматический дифференциальный двухполюсный авв

Масло в бак выключателя заливается не полностью, под крышкой остается воздушная подушка. Это необходимо, чтобы уменьшить силу удара в крышку выключателя, обусловленного высоким давлением, возникающим в процессе гашения дуги.

Если уровень масла будет недопустимо низок, то газы попадут под крышку сильно нагретыми, что может вызывать взрыв смеси водорода с воздухом.

В выключателе нет никаких специальных устройств для гашения дуги, поэтому отключающая способность его невелика. Выключатели такой конструкции (ВМБ — 10, ВМЭ — 6, ВМЭ — 10, ВС — 10) применяются в установках 6 — 10кВ, но в настоящее время они вытесняются маломасляными выключателями.

В масленых выключателях серий МКП, У, С и другие масло в баке служит для гашения дуги и для изоляции токоведущих частей от заземлённых конструкций; в маломасленных выключателях серий ВМГ, МГГ, ВМК и других — для гашения дуги и не обязательно для изоляции от земли частей, находящихся под напряжением. Их баки специально изолируются от земли.

Многообъемные выключатели напряжением 110 кВ и выше снабжаются маслонаполненными вводами. Надежная работа маслонаполненных вводов гарантируется, если обеспечивается тщательный надзор за заполняющим их маслом. Систематические отборы проб масла из вводов производятся при помощи маслоотборных устройств, обеспечивающих взятие проб из нижних слоев масла, где обычно концентрируются вода и шлам.

Однобаковый выключатель типа ВМЭ-6-200 предназначен для установки на экскаваторах (рис. 2). В нем применен упрощенный вариант ДУ, представляющий собой горизонтально расположенную фибровую трубку с отверстиями по концам для неподвижных контактов и с контактной перемычкой внутри. Привод ручной маховичный типа ПМ.

Рис. 2 Однобаковый масляный выключатель ВМЭ-6-200

В баковом масляном выключателе типа МКП-35-1000-25 на 35 кВ (рис. 3) все три полюса и привод смонтированы на общем сварном каркасе, причем на крышке каждого полюса смонтированы все основные размеры масляного выключателя со вводами с изоляцией категории Б узлы выключателя.

Баки овальной формы. На дне бака находится устройство для подогрева масла. Подъем и опускание бака осуществляются с помощью лебедки 6. В к снабжен ДУ с поперечным масляным дутьем. На каждом вводе могут быть размещены по два встроенных ТТ. Привод электромагнитный типа ПЭ-31. Баковый масляный выключатель типа G-25M-630-10 аналогичен выключателю типа МКП-35, ко имеет несколько меньшие габариты. Высота его 1940 мм, длина 1910 мм и ширина 860 мм. Привод пружинный типа ПП-67 или ПП-67К.

Рис. 3 Баковый масляный выключатель на 35 кВ:

1 — муфта для прохода кабеля; 2 — шкаф с приводом; 3 — ввод; 4 — масло указатель; 5 — каркас; 6 — лебедка; 7 — болт заземления

Баковый масляный выключатель на 110 кВ (рис. 4 и 5) имеет три бака цилиндрической формы. На крышке бака смонтированы маслонаполненные вводы 2, приводной механизм 3, предохранительный клапан, коробки со встроенными ТТ и патрубки для заливки масла. На каждом баке имеются лазы для доступа внутрь бака и к устройству для подогрева масла, расположенному под днищем бака. Изнутри стенки бака в несколько слоев изолированы электрокартоном или древеснослоистым пластиком 5. На каждом полюсе может быть установлено до четырех встроенных ТТ 4. Приводной механизм 3 сочленен с изоляционной тягой 6, перемещающейся в вертикальном направлении, и с соединительной тягой, движущейся в горизонтальном направлении. Два ДУ 7 с шунтирующим резистором 8 закреплены на нижних концах вводов 2.

Рис. 4 Полюс бакового масляного выключателя типа У-110-2-300-50 на 110 кВ

1 — бак; 2 — ввод; 3 — приводной механизм; 4 — встроенные ТТ; 5 — изоляция бака; 6 — изоляционная тяга; 7 — дугогасительное устройство; 8 — шунтирующий резистор

Рис. 5 Общий вид выключателя типа У-110-2000-50У1

В изоляционном корпусе ДУ 4 (рис. 6) закреплены по две камеры поперечного масляного дутья 7, соединенные последовательно посредством перемычки 6 с токоснимающими контактами. В корпусе 4 закреплены торцевые неподвижные контакты 8. Подвижная контактная система состоит из корпуса 1, в который ввернуты правый цилиндрический подвижный контакт 10 и изоляционный стержень 5, в верхней части которого закреплен левый подвижный контакт 5. При включении масляного выключателя подвижная траверса с двумя цилиндрическими контактами (на рисунке не показана) поднимается и входит в соприкосновение с корпусом 1. При последующем ее движении вместе с ней поднимаются подвижные контакты 5 и 10 и входят соответственно в неподвижные контакты 8 и 9, осуществляя замыкание цепи масляного выключателя.

При отключении масляного выключателя подвижная траверса вместе с контактами 5 и 10 опускается и происходит размыкание подвижных контактов 5 и 10 с неподвижными контактами 8 к 9 и возникновение двух дуг, которые гасятся в камерах масляного дутья 7. Ходу подвижных контактов способствует пружина 2.

Рис. 6 Дугогасящее устройство поперечного масляного дутья

Газы, выходящие из ДУ, сообщают слою масла, находящемуся над ними, большую кинетическую энергию. Разогнавшееся масло ударяется о крышку бака. Скорость масла в момент удара может достигать 10—20 м/с. В результате удара масла о крышку возникает усилие, направленное вверх, а при падении масла — усилие, направленное вниз (табл. 1). Все три полюса управляются одним электромагнитным или пневматическим приводом типа ПЭ-44, установленным на первом полюсе. Привод посредством тяг связан с механизмами всех трех полюсов.

Таблица 1 Усилия, возникающие при работе масляного выключателя

Устройство и принцип действия масляных выключателей

Масляный выключатель предназначен для включения и отключения силовых электрических цепей в рабочем режиме (под нагрузкой), перегрузках, а также в случаях коротких замыканий на линии.

Масляные выключатели могут включаться и отключаться как вручную, так и в автоматическом режиме под управлением аппаратов защиты и управления.

Главным элементом масляного выключателя является контактная система, погруженная в трансформаторное масло, в которой происходит гашение электрической дуги, образующейся при разрыве цепи высокого напряжения.

Исследования показали, что в момент расхождения контактов между ними образуется электрическая дуга, которая держится несколько периодов. По мере увеличения расстояния между контактами дуга гаснет, а протекание тока в цепи прекращается. Физическая сущность данного явления заключается в следующем. При исчезновении тока магнитная энергия, запасенная в выключаемой цепи, превращается в электростатическую. Это можно выразить формулой баланса энергии:

Где L – индуктивность, а С – емкость коммутируемой цепи.

Отсюда можно выразить:

Отношение называют волновым сопротивлением, оно составляет для воздушных линий 400 – 500 Ом, а для кабельных линий 30 – 50 Ом.

Если отключение происходит в момент прохождения тока через максимум, то напряжение в цепи может повыситься во много раз по сравнению с номинальным. Особенно это опасно для изоляции электроустановки в случае отключения токов короткого замыкания. Но если процесс отключения происходит в момент прохождения тока через ноль, то величина напряжения оказывается небольшой и не поддерживает процесс горения электрической дуги. Именно в этот момент масляный выключатель и должен обеспечить окончательный разрыв электрической дуги.

Процесс выключения тока в масле происходит при интенсивном образовании в области дуги паров масла, так как температура во время процесса отключения может достигать порядка 6000 0 С.

При достижении определенного расстояния между размыкающимися контактами, в момент прохождения тока через нулевое значение, напряжение снижается и оказывается недостаточным для пробоя газового промежутка между контактами, электрическая дуга разрывается и процесс отключения заканчивается. Также быстрому гашению электрической дуги способствует высокое давление газов, выделяющихся вследствие частичного разложения масла в области образования дуги.

Если величина тока не зависит от конструкции масляного выключателя, то напряжение на дуге и время ее разрыва зависит не только от параметров электрической цепи, но и от конструкции выключателя.

Таким образом, гашение электрической дуги в масляных выключателях основано на быстром расхождении контактов и интенсивном охлаждении электрической дуги.

Кроме того, в некоторых конструкциях выключателей применяют расщепление электрической дуги на ряд параллельных дуг меньшего сечения и разделение электрической дуги на ряд коротких дуг.

Быстрое расхождение контактов масляного выключателя достигается путем применения специальных пружин.

Усиленное охлаждение электрической дуги достигается за счет высокой теплопроводности газов, образующихся при разложении масла, а также газового дутья, направленного вдоль или поперек дуги в зависимости от типа и конструкции масляного выключателя.

Высоковольтные выключатели подразделяют на масляные и воздушные. Масляные выключатели бывают баковые с большим объемом масла и горшковые с малым объемом масла. В баковых выключателях контакты всех трех фаз погружены в один закрытый бак, заполненный минеральным маслом.

В горшковых выключателях на каждой фазе имеется отдельный стальной цилиндр, заполненный маслом, в котором происходит разрыв контактов и гашение электрической дуги.

На рисунке ниже показано устройство многообъемного масляного выключателя типа ВМБ-10 на 10 кВ и 600 А, состоящего из следующий деталей:

Круглый бак со сферическим днищем 1. Бак внутри изолируется электрокартоном. Перегородки между фазами также выполняются из картона. Неподвижные медные контакты 2 выполнены в виде массивных колодок, к которым присоединены концы токоведущих стержней проходных изоляторов 3. Сферические подвижные контакты 4 привернуты к медной шине, прикрепленной к стальной траверсе 5. Надежный контакт при включении создается при помощи стальных пружин 6. Бак заполняется трансформаторным маслом.

Читать еще: Как устроены советские выключатели

Довольно распространенным в сетях 6 – 10 кВ малообъемным масляным выключателем горшкового типа является ВМГ-133, показанного на рисунке ниже:

Этот выключатель выполняется на номинальный ток до 1000 А и характерен, как и все другие малообъемные выключатели, весьма незначительным объемом масла (примерно 10 кг против 180 кг, заполняющих, например, бак масляного выключателя ВМ-22, который снят с производства, но кое-где его все же можно встретить). Это делает их непожаро- и невзрывоопасными и позволяет их устанавливать в открытых камерах распределительных устройств высокого напряжения.

Масляный выключатель ВМГ-133 имеет следующее устройство: на сварной раме 1 укреплено шесть опорных изоляторов 2 (по два изолятора на фазу). На изоляторах подвешены три стальных бачка 3, в которых размещается контактная система.

Контактная система состоит из розеточного неподвижного контакта, находящегося на дне цилиндра, токоведущего подвижного контакта стержня, контактной колодки в месте выхода токоведущего стержня и гибкой токоведущей связи для соединения с выводами. Розеточный контакт состоит из шести сегментов, сжимаемых к центру пружинами, что обеспечивает надежный контакт с токоведущими стержнями.

На двух чугунных подшипниках в верхней части расположен вал 4 с приваренными к нему рычагами 5 для привода. При включении выключателя вал поворачивается на угол 54 0 . К коротким плечам крайних рычагов вала прикреплены отключающие пружины 6, работающие на сжатие при отключении. С механизмом выключателя привод соединен валом 7.

Внутри стальных цилиндров выключателя помещаются бакелитовые изоляционные цилиндры. Дуга гасится в выключателе ВМГ-133 в специальной дугогасительной камере, находящейся в цилиндре в месте разрыва контактов. Камера изготавливается из гетинакса или фибры.

Дугогасительные камеры набираются из изоляционных перегородок, образующих три поперечные дутьевых щели, соединенные отдельными выходами с верхней частью цилиндра. При отключении под нагрузкой, под действием электрической дуги часть масла испаряется, при этом давление в нижней части цилиндра быстро растет, пары масла устремляются в дутьевые щели и создает поперечное дутье, способствующее быстрой деионизации и гашению дуги.

В рассматриваемом выключателе масло уже не служит для изоляции токоведущих частей между фазами и от земли, а предназначено лишь для гашения электрической дуги и изоляции промежутка между разомкнутыми контактами данной фазы.

К той же группе, что и описанный ВМГ-133, относится и выключатель ВМП-10 (рисунок ниже), имеющий меньшие габариты и вес:

Небольшой обзор устройства и принципа действия ВМПП-10:

Вес масла в нем составляет 4,5 кг. Выключатели ВМП-10 устанавливаются в комплектных ячейках типа КСО, а ВМП-10К – в малогабаритных комплексных распределительных устройствах с выкатными тележками типа КРУ.

Выключатель ВМП-10К имеет меньшую ширину, чем ВМП-10, что достигается сближением полюсов и установкой между ними изоляционных перегородок.

При использовании малообъемных выключателей значительно снижается стоимость распределительного устройства, повышается возможность индустриализации монтажа за счет применения комплектных ячеек с установленными в них горшковыми выключателями и прочим высоковольтным оборудованием.

Основные технические данные некоторых выключателей приведены в таблице ниже:

В.И. Масорский Маломасляные выключатели ВМП-10

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электроснабжения горных и промышленных предприятий

МАЛОМАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ В М П-10

Методические указания к лабораторной работе для студентов направления 551700 «Электроэнергетика» всех форм обучения

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 2 от 25.09.01

Рекомендованы к печати учебнометодической комиссией по направлению 551700 Протокол № 5 от 4.09.01

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

Знакомство с назначением, техническими параметрами, изучение конструкции и принципа работы высоковольтных маломасляных выключателей типа ВМП-10 и электромагнитного привода ПЭ-II. Экспериментальное определение регулировочных и скоростных параметров.

ПРОГРАММА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с назначением выключателей, их классификацией

и техническими данными.

2. Изучить конструкцию и принцип работы выключателя с приводом ПЭ-II, при этом провести полную разборку и сборку полюса выключателя.

3. Замерить и при необходимости отрегулировать ход и вжим подвижного электрода, одновременность замыкания контактов.

4. Снять виброграмму включения и отключения выключателя, при обработке которой построить кривые скорости включения и отключения. Замерить параметры характерных точек кривых скорости согласно требованиям табл.2.

5. Составить отчет о проделанной работе, в которой после названия и цели работы представить табл.2 экспериментальных и паспортных значений контролируемых параметров, а также построить кривые скорости включения и отключения. По усмотрению студента в отчет помещаются материалы, необходимые для ответов на контрольные вопросы.

1. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Выключатели серии ВМП-10 представляют собой трехполюсные коммутационные аппараты, предназначенные для работы во внутренних установках переменного тока высокого напряжения частотой 50 Гц, в том числе для комплектных распределительных устройств (КРУ) внутренней установки. Выключатели предназначены для включения и отключения электрических цепей под нагрузкой и при коротких замыканиях.

По роду установки выключатели разделяются на две группы: — для стационарных распределительных устройств типа КСО;

— для комплектных распределительных устройств с ячейками выкатного типа.

Каждый выключатель имеет варианты исполнения по номинальному току, отличающиеся между собой сечением токопровода и размерами выводов. В табл.1 приведены электрические, механические и регулировочные характеристики выключателей серии ВМП-10. Основные технические данные вводятся в структуру условного обозначения, которая расшифровывается следующим образом:

2. КОНСТРУКЦИЯ И РАБОТА ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВМП-10

Выключатель в собранном виде в трехфазном исполнении с электромагнитным приводом ПЭ-II показан на рис.1. Каждая фаза имеет отдельный выключатель (полюс) 5, который смонтирован на двух опорных изоляторах 2 с внутренним механическим креплением арматуры, установленных на общей стальной раме 1. Рама является основанием выключателя.

Выключатель управляется приводом 8, связанным тягами 6 и 7 с главным валом 4 выключателя. На валу 4 против каждого полюса установлен двухплечий рычаг, который одним концом соединен с изоляционной тягой 3 полюса, а другим – с отключающей пружиной.

Для амортизации при включении и отключении выключатель снабжен масляным и пружинным демпферами. Масляный демпфер смягчает удары при отключении, а пружинный – при включении.

Х а р а к т е р и с т и к а

Номинальное напряжение, кВ

Предельный сквозной ток, кА

Ток отключения при напряжении 10 кВ, кА

Мощность отключения при напряжении 10 кВ, мВА

Ток термической устойчивости, кА

Вес выключателя без масла, кг

Время включения выключателя с приводом, с, не более

Скорость выключения в момент замыкания контактов,

Скорость включения максимальная, м/с, не более

Скорость отключения в момент размыкания контактов,

Скорость отключения максимальная, м/с, не более

Ход подвижных контактов, мм

Ход токоведущего стержня в контактах, мм

Неодновременность замыкания контактов, мм, не более

Сопротивление токопровода, мкОм:

Рис.1. Установка выключателя ВМП-10 с приводом ПЭ-II

Если расстояние между центрами полюсов менее 250 мм (в шкафах КРУ), то между полюсами выключателя устанавливаются изоляционные перегородки 9.

Токопроводы подсоединяются к верхнему и нижнему фланцам выключателя. Следовательно, выключатель ВМП в эксплуатации находится под напряжением.

Конструктивное устройство одного полюса выключателя ВМП-10 показано на рис.2. Каждый полюс выключателя состоит из прочного влагостойкого изоляционного цилиндра 1, на концах которого заармированы металлические фланцы 2 и 9. Внутри корпуса 4 из алюминиевого сплава, укрепленного на верхнем фланце, размещен выпрямляющий механизм 6, подвижный контактный стержень 16, роликовое токосъемное устройство 3 и маслоотделитель 17.

Корпус механизма сверху закрыт крышкой 5 из изоляционного материала, имеющий канал 19 для соединения внутренней полости цилиндра с атмосферой и маслоналивное отверстие, закрытое пробкой 18.

Рис.2. Разрез полюса выключателя ВМП-10: а – на токи 600 и 1000 А; б – на ток 1500 А

Нижний фланец 9 снизу закрыт крышкой 12 из меди, внутри которой расположен неподвижный розеточный контакт 10, а снаружи – маслоспускная пробка 13. К крышке 12 с помощью болтов крепится токоведущая шина.

Конструкция нижнего фланца 9 позволяет создать воздушную подушку при залитом трансформаторным маслом цилиндре выключателя. Подушка выполняет роль амортизатора при повышении давления в нижней части цилиндра в момент горения электрической дуги.

Устройство неподвижного розеточного контакта показано на рис.3.

Рис.3. Неподвижный розеточный контакт

Контакт состоит из медных сегментов 1 в количестве 5 шт. в выключателях на 600-1000 А и 6 шт. – на 1500 А, пружин 2, создающих нажатие в контакте, прокладки 3, упорного кольца 4, неподвижного контактодержателя 7, роль которого выполняет нижний фланец, и гибких связей из тонких медных полосок 5, которые соединяют контакто-

держатель с сегментами. С целью уменьшения износа от воздействия электрической дуги верхний конец сегмента армирован металлокерамикой 8.

При входе контактного стержня 16 (рис.2) в розетку сегменты расходятся, сжимая при этом контактные пружины 2. Тем самым обеспечивается ход стержня в розеточном контакте с поджатием. Внутри изоляционного цилиндра над розеточным контактом расположена дугогасительная камера 15 (рис.2).

Дугогасительная камера выключателя набирается из чередующихся гетинаксовых и фибровых пластин (рис.4). Пластины верхней части камеры круглые и имеют центральное отверстие для прохода контактного стержня. Причем диаметр отверстия у гетинаксовых пластин (не считая верхних) больше, чем у фибровых. Кроме того, отверстия имеют удлиненную форму. Это позволяет при сборке камеры создать так называемые карманы. Помимо центрального отверстия, верхние пластины имеют также еще три или два отверстия (соответственно исполнение I или 2), благодаря которым в собранном виде создаются вертикальные каналы, переходящие в нижней части камеры в горизонтальные (поперечные), расположенные один над другим.

Читать еще: Устройство выключателя типа вмт

Чтобы предотвратить возможность загорания дуги между подвижным стержнем 16 и стенками нижнего фланца 9, внутри последнего находится изоляционный распорный цилиндр 11 (рис.2). Этот цилиндр одновременно удерживает дугогасительную камеру 15 от смещения.

Процесс гашения электрической дуги в выключателе показан на рис.5. Во включенном положении подвижный стержень находится в розетке (рис.5,а). При отключении выключателя контактный стержень выходит из розеточного контакта и в этот момент загорается электрическая дуга. Под действием высокой температуры дуги трансформаторное масло газогенерирует. В связи с тем, что в начале размыкания контактов поперечные каналы еще перекрыты стержнем, давление в камере повышается и воздушная подушка «А» в амортизационной камере сжимается. При дальнейшем движении контактного стержня освобождаются поперечные каналы и находящиеся под давлением масло и газы устремляются поперек дуги, производя интенсивную ее деионизацию (рис.5,б). Отработавшие газы по вертикальным отверстиям камеры попадают в верхнюю часть цилиндра и через отверстия – в маслоотделитель, в котором газы очищаются от капелек масла. После очистки газы через отверстие уходят в окружающую воздушную среду.

Рис.4. Дугогасительная камера: 1, 2, 8 – пластины из гетинакса; 3-7, 9-13

– пластины из электрокартона; 14 – пластины из прессматериала АГ-4В;

15 – шпилька; 16 – гайка; 17, 18, 19 – Рис.5. Процесс гашения дуги щели; 20 – 22 – вертикальные кана-

лы; 23 – 25 – масляные карманы; 26 – центральное отверстие; 27 – вкладыш из фибры

Если отключаются небольшие токи, то давление в камере может быть недостаточным для быстрого гашения дуги. Дуга в этом случае, растягиваясь, входит в центральное отверстие камеры, где соприкасается с фибровыми пластинами. Образующиеся при этом дополнительные газы поступают в карманы верхней части камеры. В момент прохождения тока через нуль, когда происходит естественное погасание дуги, газы из карманов устремляются в область межконтактного промежутка и производят интенсивную его деионизацию.

После нескольких отключений масло в выключателе загрязняется примесью обгоревшей фибры и его изоляционные свойства ухудшаются. Поэтому в отключенном положении между контактным стержнем и поверхностью масла должна быть воздушная прослойка около 15 мм.

Для наблюдения за уровнем масла в выключателе служит маслоуказатель (рис.2). В выключателе должен строго поддерживаться определенный уровень масла, отмеченный на маслоуказателе.

3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАЗБОРКИ И СБОРКИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Разборка полюса выключателя . Разборка цидиндров масляного выключателя производится с целью осмотра деталей, расположенных внутри его, для их своевременного ремонта или замены новыми.

Ревизия с разборкой цилиндров, а по мере надобности и текущий ремонт выключателя производятся в обязательном порядке не реже одного раза в год, а также после отключения не более шести коротких замыканий.

Процесс разборки полюса выключателя осуществляется в следующем порядке (позиции деталей даются по рис.2):

1. Снимают междуполюсные перегородки (у выключателей, устанавливаемых в КРУ).

2. Сливают масло из цилиндров, выкрутив пробки 13. При этом одновременно проверяют работу маслоуказателя.

3. Отсоединяют от полюса изоляционную тягу 3 (рис.1) и полюс снимают с опорных изоляторов.

4. Открывают нижнюю крышку с неподвижными контактами и вынимают распорный цилиндр 11 и дугогасительную камеру 15.

5. Открывают верхнюю крышку и вынимают маслоотделитель 17.

6. Снимают корпус механизма, предварительно отсоединив его от верхнего изолятора, тяги и изоляционного цилиндра.

7. Снимают диск, крепящий направляющие стержни 7.

Замена масляных выключателей на вакуумные

Все больше предприятий производит замену устаревших масляных и маломасляных выключателей напряжением от 6 до 35 кВ в КРУ (комплектных распределительных устройствах) на более надежные вакуумные. Такой выбор обусловлен долговечностью и безопасностью современного оборудования, а также его необслуживаемостью и существенным сокращением эксплуатационных издержек.

Принципы работы масляных и вакуумных выключателей

Основное назначение высоковольтного выключателя ― это отключение токов короткого замыкания и коммутация в нормальных режимах работы. Для успешного выполнения этой задачи выключатель должен соответствовать следующим требованиям:

включение/отключение цепи в любых режимах, в том числе аварийных;
надежность ― выключатель не требует обслуживания или ремонта в течение всего срока эксплуатации;
большой коммутационный и механический ресурс;
взрыво- и пожаробезопасность.

Главным недостатком масляных выключателей является то, что дугогасительной средой в них является масло. Его уровень и качество необходимо постоянно контролировать, но даже в этом случае не идет речи о пожаробезопасности и высоком коммутационном ресурсе.

Принципиальная схема масляного выключателя

Выделяют устройства двух типов:

баковые выключатели ― все три фазы погружены в общий бак с маслом (в зависимости от напряжения его объем может достигать нескольких тысяч литров);
горшковые (маломасляные типов ВМП, ВМГ, ВМК, МКП и др.) с тремя раздельными баками на каждую фазу.

Масляные выключатели могут работать в ручном и автоматическом режиме. Главный элемент конструкции ― контактная система, погруженная в трансформаторное масло, в котором происходит гашение электрической дуги, образующейся при разрыве цепи высокого напряжения.

По мере увеличения расстояния между контактами дуга растягивается, охлаждается, деионизируется и, в конце концов, (по прошествии 6―8 полупериодов) гаснет, цепь размыкается. Процесс сопровождается интенсивным образованием газов (преимущественно водорода ― до 80%) и паров масла, поскольку в этот момент температура может достигать 6 000 ºС.

Принципиальная схема вакуумного выключателя:

Коммутационные аппараты этого типа изначально создавались для применения в шкафах КРУ (комплектных распределительных устройств). Сейчас их широко применяют и для ОРУ (открытых распределительных устройств).

Гашение дуги в устройствах основано на высоких диэлектрических свойствах вакуума. В момент размыкания контактов в вакуумной дугогасительной камере также возникает электрическая дуга. Она поддерживается за счет ионизированного металлического пара, который исходит с поверхности контактов. Аксиальное магнитное поле воздействует на дугу таким образом, что ее энергия распределяется по всей поверхности контактов, и этот процесс существенно снижает эрозию контактной поверхности. Гашение дуги происходит при прохождении тока через ноль (в течение одного полупериода).

Этот быстродействующий коммутационный аппарат нового поколения показал свою эффективность и безопасность на практике и получил признание по всему миру.

Преимущества вакуумных выключателей

Простая конструкция. Надежность устройства объясняется фактическим отсутствием элементов, которые требуют регулярной замены. В случае с масляными выключателями не обойтись без замены масла.

Быстрый ремонт. При неисправности дугогасительной камеры вакуумного коммутационного аппарата ее можно сразу же заменить на новую. Для этого не требуется сложных и дорогостоящих электромонтажных работ.

Безопасная эксплуатация. Вакуумные коммутационные аппараты практически не подвержены аварийным ситуациям. Это надежное взрыво- и пожаробезопасное оборудование, которое к тому же можно назвать и экологичным.

Компактность. Вакуумные высоковольтные выключатели занимают значительно меньше места по сравнению с масляными. Их можно монтировать как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.

Длительный срок эксплуатации. Вакуумные выключатели отличаются высоким коммутационным ресурсом. Многие производители гарантируют бесперебойную службу оборудования до 30 лет.

Недостатки вакуумных выключателей

Несмотря на все преимущества коммутационных аппаратов нового поколения, есть у них и слабые стороны:

существует большая, по сравнению с маломасляными и элегазовыми моделями, вероятность появления коммутационных перенапряжений;
вакуумные выключатели и их комплектующие стоят дороже по сравнению с масляными.

Вместе с тем стоит принять во внимание и недостатки масляного оборудования:

трудности с подбором комплектующих при необходимости капитального ремонта, поскольку многие модели уже сняты с производства;
техническая сложность, вследствие чего обслуживание и ремонт таких устройств требуют привлечения узкоспециализированных специалистов;
экономическая нецелесообразность эксплуатации из-за риска появления технических сбоев и высоких расходов на обслуживание.

Когда требуется замена масляных выключателей на вакуумные?

Как показывает статистика, обновление коммутационного оборудования ― это общемировая тенденция. Дело в том, что выключатели представляют собой важнейший элемент оборудования распределительных систем подстанций. С их помощью осуществляется включение и отключение участков электросети под рабочим (номинальным) током. В случае возникновения аварийных ситуаций оборудование также должно отключить аварийные токи короткого замыкания.

От качества и безотказности работы выключателей зависит бесперебойное электроснабжение конечных потребителей, а также сохранность дорогостоящих систем в случае возникновения аварийных ситуаций. Гарантированный срок эксплуатации вакуумных выключателей составляет 25―30 лет, в то время как для масляных он несоизмеримо ниже. Даже если возникает необходимость в ремонте, преимущество все равно у современных коммутационных аппаратов:

дугогасительная и контактная часть вакуумных выключателей не обслуживается до истечения коммутационного ресурса;
масляным аппаратам требуется капитальный ремонт каждые 7 отключений токов короткого замыкания.

По этой причине для многих предприятий решение вопроса замены устаревшего оборудования связано с убедительным обоснованием экономической выгоды.

Заказать замену масляных выключателей на вакуумные можно в ГК «Энерготехмонтаж» ― у лидера в области современных решений для организации электроснабжения.