Oncool.ru

Строй журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Размер гост высоковольтного выключателя

Высоковольтный выключатель

Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например, электромагнитный привод, ручной привод).

Содержание

  • 1 Параметры
  • 2 Свойства
  • 3 Классификация высоковольтных выключателей
  • 4 Общее устройство и принцип действия воздушных выключателей
  • 5 Общее устройство и принцип действия элегазовых выключателей
  • 6 Требования к выключателям
  • 7 Производители
  • 8 См. также
  • 9 Литература
  • 10 Ссылки

Параметры [ править ]

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:

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.

Свойства [ править ]

Выключатели среднего и высокого напряжения (номинальное напряжение 6 — 220 киловольт) и большим током отключения (до 50 килоампер) используются на электрических станциях и подстанциях. Эти выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, пневматическими или гидравлическими приводами. В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели, в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели, в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, электромагнитные выключатели (как правило до 10 кВ), с так называемым магнитным дутьём и дугогасительными камерами с узкими щелями или решётками, элегазовые выключатели, в которых используется электропрочный газ SF6 — «элегаз», и вакуумные выключатели, в которых дугогашение происходит в вакууме — в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.

Классификация высоковольтных выключателей [ править ]

Общее устройство и принцип действия воздушных выключателей [ править ]

В воздушных выключателях (ВВ) энергия сжатого воздуха используется и как движущая сила, перемещающая контакты, и как дугогасящая среда. Принцип действия дугогасительного устройства (ВВ) заключается в том, что дуга, образующаяся между контактами, подвергается интенсивному охлаждению потоком сжатого воздуха, вытекающего в атмосферу. При прохождении тока через ноль температура дуги падает и сопротивление промежутка увеличивается. Одновременно происходит механическое разрушение дугового столба и вынос заряженных частиц из промежутка.

ВВ конструктивно подразделяются на:

  • Выключатель с открытым отделителем
  • Выключатель с газонаполненным отделителем
  • Выключатель с камерами в баке со сжатым воздухом

Общее устройство и принцип действия элегазовых выключателей [ править ]

Изолирующей и гасящей средой выключателей служит гексафторид серы SF6 (элегаз). Выключатели представляют собой трехполюсный аппарат, полюсы которого имеют одну (общую) раму и управляются одним приводом, либо каждый из трех полюсов выключателей имеет собственную раму и управляется своим приводом (выключатель с пополюсным управлением).

Принцип работы аппаратов основан на гашении электрической дуги (возникающей между расходящимися контактами при отключении тока) потоком элегаза.

Источников возникновения потока газа — два :

  • повышение давления в одной из заполненных газом полостей дугогасительного устройства, обусловленное уменьшением её замкнутого объема, возможность истечения газа из которой в зону расхождения дугогасительных контактов появляется непосредственно перед их размыканием;
  • повышение давления газа в этой же полости вследствие его расширения под действием тепловой энергии самой электрической дуги.

Первый источник превалирует при отключении малых токов, а второй — больших.

Полюс выключателя

Колонковое исполнение. Полюс представляет собой вертикальную колонну, состоящую из двух (и более) изоляторов, в верхнем из которых размещено дугогасительное устройство (ДУ), а нижний служит опорой ДУ и обеспечивает ему требуемое изоляционное расстояние от заземленной рамы. Внутри опорного изолятора размещена изоляционная штанга, соединяющая подвижный контакт ДУ с приводной системой аппарата.

Баковое исполнение. Полюс представляет собой металлический цилиндрический бак, на котором установлены два изолятора, образующие высоковольтные вводы выключателя. ДУ в таком выключателе размещено в заземленном металлическом корпусе.

Комбинированное исполнение. Полюс представляет собой металлический корпус в виде сферы, на котором установлены фарфоровые изоляторы, образующие высоковольтные вводы выключателя, в одном из которых размещено дугогасительное устройство, а в другом — встроенные трансформаторы тока.

В верхней части изолятора обычно устанавливается фильтр — поглотитель влаги и продуктов разложения элегаза под действием электрической дуги. Фильтрующим элементом в нем служит активированный адсорбент — синтетический цеолит NAX.

Также на всех современных выключателях установлен предохранительный клапан — устройство с тонкостенной мембраной, разрывающейся при давлении возникающем при внутреннем коротком замыкании, но не достигающем значения, при котором испытываются собственно изоляторы.

Дугогасительное устройство

Дугогасительное устройство предназначено обеспечивать быстрое гашение электрической дуги, образующейся между контактами выключателя при их размыкании. Разработка рациональной и надежной конструкции дугогасительного устройства представляет значительные трудности, так как процессы, происходящие при гашении электрической дуги, чрезвычайно сложны, недостаточно изучены и обусловливаются многими факторами, предусмотреть которые заранее не всегда представляется возможным. Поэтому окончательная разработка дугогасительного устройства может считаться завершенной лишь после его экспериментальной проверки.

Современные выключатели оснащены дугогасительным устройством автокомпрессионного типа, которые демонстрируют свои расчетные преимущества при отключении больших токов.

ДУ содержит неподвижную и подвижную контактные системы, в каждой из которых имеются главные контакты и снабженные элементами из дугостойкого материала дугогасительные контакты. Главный контакт неподвижной системы и дугогасительный подвижной — розеточного типа, а главный контакт подвижной системы и дугогасительный неподвижной — штыревые.

Подвижная система содержит, кроме главного и дугогасительного контактов, связанную с токовым выводом ДУ неподвижную токоведущую гильзу; поршневое устройство, создающее при отключении повышенное давление в подпоршневой полости, и два фторопластовых сопла (большое и малое), которые направляют потоки газа из зоны повышенного давления в зону расхождения дугогасительных контактов. Большое сопло, кроме того, препятствует радиальному смещению контактов подвижной системы относительно контактов неподвижной, поскольку никогда не выходит из направляющей втулки главного неподвижного контакта.

Главный контакт подвижной системы представляет собой ступенчатую медную гильзу, узкая часть которой адаптирована ко входу в розеточный главный контакт неподвижной системы, а широкая часть имеет два ручья, в которых размещены токосъемные (замкнутые проволочные) спирали, постоянно находящиеся в контакте с охватывающей их неподвижной токоведущей гильзой.

Газовая система

Газовая система аппаратов включает в себя:

  • клапаны автономной герметизации (КАГ) и заправки колонн;
  • коллектор, обеспечивающий во время работы аппарата связь газовых полостей колонн между собой и с сигнализатором изменения плотности элегаза;
  • сам сигнализатор, представляющий собой стрелочный электроконтактный манометр с устройством температурной компенсации, приводящим показания к величине давления при температуре 20ºС;
  • соединительные трубки с ниппелями и уплотнениями.

Сигнализатор изменения плотности элегаза (датчик плотности) имеет три пары контактов, одна из которых, замыкающаяся при значительном снижении плотности элегаза из-за его утечки, предназначена для подачи сигнала (например, светового) о необходимости дозаправки колонн, а две других, размыкающихся при недопустимом падении плотности элегаза, предназначены для блокирования управления выключателем или для автоматического отключения аппарата с одновременной блокировкой включения (что определяется проектом подстанции).

Приводы выключателей обеспечивают управление выключателем — включение, удержание во включенном положении и отключение. Вал привода соединяют с валом выключателя системой рычагов и тяг. Привод выключателя должен обеспечивать необходимую надежность и быстроту работы, а при электрическом управлении — наименьшее потребление электроэнергии.

В элегазовых выключателя применяют два типа приводов:

  • аккумулятором энергии является комплект винтовых цилиндрических пружин
  • управляющим органом является кинематическая система рычагов, кулачков и валов.
  • аккумулятором энергии является комплект тарельчатых пружин
  • управляющим органом является гидросистема.

Требования к выключателям [ править ]

Выключатель является самым ответственным аппаратом в высоковольтной системе, при авариях он всегда должен обеспечивать четкую работу. При отказе выключателя авария развивается, что ведет к тяжелым разрушениям и большим материальным потерям, связанных с недоотпуском электроэнергии, прекращением работы крупных предприятий.

В связи с этим основным требованием к выключателям является особо высокая надежность их работы во всех возможных эксплуатационных режимах. Отключение выключателем любых нагрузок не должно сопровождаться перенапряжениями, опасными для изоляции элементов установки. В связи с тем, что режим короткого замыкания для системы является наиболее тяжелым, выключатель должен обеспечивать отключение цепи за минимально возможное время.

Общие требования к конструкциям и характеристикам выключателей устанавливается стандартами:

  • ГОСТ Р52565-2006 «Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.»
  • ГОСТ 12450-82 «Выключатели переменного тока высокого напряжения. Отключение ненагруженных линий».
  • ГОСТ 8024-84 «Допустимые температуры нагрева токоведущих элементов, контактных соединений и контактов аппаратов и электротехнических устройств переменного тока на напряжение свыше 1000 В.»
  • ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции».

Вывод выключателя для ревизии и ремонта связан с большими трудностями, так как приходится либо переходить на другую схему распредустройства, либо просто отключать потребителей. В связи с этим выключатель должен допускать возможно большее число отключений коротких замыканий без ревизии и ремонта. Современные выключатели могут отключать без ревизии до 15 коротких замыканий при полной мощности отключения.

Производители [ править ]

Число крупнейших производителей высоковольтных выключателей является относительно небольшим, что обусловлено слияниями и поглощениями, которые произошли в 1980-2000х годах. Основными производителями высоковольтных выключателей для сетей передачи и распределения являются ЗЭТО, Таврида Электрик, ABB, ALSTOM (бывш. Areva T&D), Siemens, Toshiba, Mitsubishi и HVB AE Power Systems, последние три представлены в основном на рынках Юго-Восточной Азии, Америки и Австралии. Для распределительных сетей можно выделить также Schneider Electric, Высоковольтный союз и Eaton

Читать еще:  Автоматический выключатель schneider electric gv3me80

Высоковольтный выключатель

Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например, электромагнитный привод, ручной привод).

Содержание

  • 1 Параметры
  • 2 Свойства
  • 3 Классификация высоковольтных выключателей
  • 4 Общее устройство и принцип действия воздушных выключателей
  • 5 Общее устройство и принцип действия элегазовых выключателей
  • 6 Требования к выключателям
  • 7 См. также
  • 8 Литература
  • 9 Ссылки

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:

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.

Свойства

Выключатели среднего и высокого напряжения (номинальное напряжение 6 — 220 киловольт) и большим током отключения (до 50 килоампер) используются на электрических станциях и подстанциях. Эти выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, пневматическими или гидравлическими приводами. В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели, в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели, в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, электромагнитные выключатели (как правило до 10 кВ), с так называемым магнитным дутьём и дугогасительными камерами с узкими щелями или решётками, элегазовые выключатели, в которых используется электропрочный газ SF6 — «элегаз», и вакуумные выключатели, в которых дугогашение происходит в вакууме — в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.

Классификация высоковольтных выключателей

Общее устройство и принцип действия воздушных выключателей

В воздушных выключателях (ВВ) энергия сжатого воздуха используется и как движущая сила, перемещающая контакты, и как дугогасящая среда. Принцип действия дугогасительного устройства (ВВ) заключается в том, что дуга, образующаяся между контактами, подвергается интенсивному охлаждению потоком сжатого воздуха, вытекающего в атмосферу. При прохождении тока через ноль температура дуги падает и сопротивление промежутка увеличивается. Одновременно происходит механическое разрушение дугового столба и вынос заряженных частиц из промежутка.

ВВ конструктивно подразделяются на:

  • Выключатель с открытым отделителем
  • Выключатель с газонаполненным отделителем
  • Выключатель с камерами в баке со сжатым воздухом

Общее устройство и принцип действия элегазовых выключателей

Изолирующей и гасящей средой выключателей служит гексафторид серы SF6 (элегаз). Выключатели представляют собой трехполюсный аппарат, полюсы которого имеют одну (общую) раму и управляются одним приводом, либо каждый из трех полюсов выключателей имеет собственную раму и управляется своим приводом (выключатель с пополюсным управлением).

Принцип работы аппаратов основан на гашении электрической дуги (возникающей между расходящимися контактами при отключении тока) потоком элегаза.

Источников возникновения потока газа — два:

  • повышение давления в одной из заполненных газом полостей дугогасительного устройства, обусловленное уменьшением её замкнутого объема, возможность истечения газа из которой в зону расхождения дугогасительных контактов появляется непосредственно перед их размыканием;
  • повышение давления газа в этой же полости вследствие его расширения под действием тепловой энергии самой электрической дуги.

Первый источник превалирует при отключении малых токов, а второй — больших.

Полюс выключателя

Колонковое исполнение. Полюс представляет собой вертикальную колонну, состоящую из двух (и более) изоляторов, в верхнем из которых размещено дугогасительное устройство (ДУ), а нижний служит опорой ДУ и обеспечивает ему требуемое изоляционное расстояние от заземленной рамы. Внутри опорного изолятора размещена изоляционная штанга, соединяющая подвижный контакт ДУ с приводной системой аппарата.

Баковое исполнение. Полюс представляет собой металлический цилиндрический бак, на котором установлены два изолятора, образующие высоковольтные вводы выключателя. ДУ в таком выключателе размещено в заземленном металлическом корпусе.

Комбинированное исполнение. Полюс представляет собой металлический корпус в виде сферы, на котором установлены фарфоровые изоляторы, образующие высоковольтные вводы выключателя, в одном из которых размещено дугогасительное устройство, а в другом — встроенные трансформаторы тока.

В верхней части изолятора обычно устанавливается фильтр — поглотитель влаги и продуктов разложения элегаза под действием электрической дуги. Фильтрующим элементом в нем служит активированный адсорбент — синтетический цеолит NAX.

Также на всех современных выключателях установлен предохранительный клапан — устройство с тонкостенной мембраной, разрывающейся при давлении возникающем при внутреннем коротком замыкании, но не достигающем значения, при котором испытываются собственно изоляторы.

Дугогасительное устройство

Дугогасительное устройство предназначено обеспечивать быстрое гашение электрической дуги, образующейся между контактами выключателя при их размыкании. Разработка рациональной и надежной конструкции дугогасительного устройства представляет значительные трудности, так как процессы, происходящие при гашении электрической дуги, чрезвычайно сложны, недостаточно изучены и обусловливаются многими факторами, предусмотреть которые заранее не всегда представляется возможным. Поэтому окончательная разработка дугогасительного устройства может считаться завершенной лишь после его экспериментальной проверки.

Современные выключатели оснащены дугогасительным устройством автокомпрессионного типа, которые демонстрируют свои расчетные преимущества при отключении больших токов.

ДУ содержит неподвижную и подвижную контактные системы, в каждой из которых имеются главные контакты и снабженные элементами из дугостойкого материала дугогасительные контакты. Главный контакт неподвижной системы и дугогасительный подвижной — розеточного типа, а главный контакт подвижной системы и дугогасительный неподвижной — штыревые.

Подвижная система содержит, кроме главного и дугогасительного контактов, связанную с токовым выводом ДУ неподвижную токоведущую гильзу; поршневое устройство, создающее при отключении повышенное давление в подпоршневой полости, и два фторопластовых сопла (большое и малое), которые направляют потоки газа из зоны повышенного давления в зону расхождения дугогасительных контактов. Большое сопло, кроме того, препятствует радиальному смещению контактов подвижной системы относительно контактов неподвижной, поскольку никогда не выходит из направляющей втулки главного неподвижного контакта.

Главный контакт подвижной системы представляет собой ступенчатую медную гильзу, узкая часть которой адаптирована ко входу в розеточный главный контакт неподвижной системы, а широкая часть имеет два ручья, в которых размещены токосъемные (замкнутые проволочные) спирали, постоянно находящиеся в контакте с охватывающей их неподвижной токоведущей гильзой.

Газовая система

Газовая система аппаратов включает в себя:

  • клапаны автономной герметизации (КАГ) и заправки колонн;
  • коллектор, обеспечивающий во время работы аппарата связь газовых полостей колонн между собой и с сигнализатором изменения плотности элегаза;
  • сам сигнализатор, представляющий собой стрелочный электроконтактный манометр с устройством температурной компенсации, приводящим показания к величине давления при температуре 20ºС;
  • соединительные трубки с ниппелями и уплотнениями.

Сигнализатор изменения плотности элегаза (датчик плотности) имеет три пары контактов, одна из которых, замыкающаяся при значительном снижении плотности элегаза из-за его утечки, предназначена для подачи сигнала (например, светового) о необходимости дозаправки колонн, а две других, размыкающихся при недопустимом падении плотности элегаза, предназначены для блокирования управления выключателем или для автоматического отключения аппарата с одновременной блокировкой включения (что определяется проектом подстанции).

Приводы выключателей обеспечивают управление выключателем — включение, удержание во включенном положении и отключение. Вал привода соединяют с валом выключателя системой рычагов и тяг. Привод выключателя должен обеспечивать необходимую надежность и быстроту работы, а при электрическом управлении — наименьшее потребление электроэнергии.

В элегазовых выключателях применяют два типа приводов:

  • аккумулятором энергии является комплект винтовых цилиндрических пружин
  • управляющим органом является кинематическая система рычагов, кулачков и валов.
  • аккумулятором энергии является комплект тарельчатых пружин
  • управляющим органом является гидросистема.

Требования к выключателям

Выключатель является самым ответственным аппаратом в высоковольтной системе, при авариях он всегда должен обеспечивать четкую работу. При отказе выключателя авария развивается, что ведет к тяжелым разрушениям и большим материальным потерям, связанным с не доступом электроэнергии, прекращением работы крупных предприятий.

В связи с этим основным требованием к выключателям является особо высокая надежность их работы во всех возможных эксплуатационных режимах. Отключение выключателем любых нагрузок не должно сопровождаться перенапряжениями, опасными для изоляции элементов установки. В связи с тем, что режим короткого замыкания для системы является наиболее тяжелым, выключатель должен обеспечивать отключение цепи за минимально возможное время.

Общие требования к конструкциям и характеристикам выключателей устанавливается стандартами:

  • ГОСТ Р 52565-2006 «Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.»
  • ГОСТ 12450-82 «Выключатели переменного тока высокого напряжения. Отключение ненагруженных линий».
  • ГОСТ 8024-84 «Допустимые температуры нагрева токоведущих элементов, контактных соединений и контактов аппаратов и электротехнических устройств переменного тока на напряжение свыше 1000 В.»
  • ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции».

Вывод выключателя для ревизии и ремонта связан с большими трудностями, так как приходится либо переходить на другую схему распредустройства, либо просто отключать потребителей. В связи с этим выключатель должен допускать возможно большее число отключений коротких замыканий без ревизии и ремонта. Современные выключатели могут отключать без ревизии до 15 коротких замыканий при полной мощности отключения.

Читать еще:  Ремонт выключателя масляного типа вмп

Классификация высоковольтных выключателей

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных переключений и аварийных коммутаций в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей или электрооборудования при ручном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например электромагнитный привод, ручной привод).

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 повторною включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

Цикл 1: О-tбп-ВО-180 с-ВО; Цикл 2: О—180 с—ВО−180 с-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, которае 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.

В случае большого напряжения и тока в цепи основная проблема выключателя — гашение дугового разряда, возникающего при размыкании контактов. Если ток короткого замыкания в цепи окажется больше допустимого тока отключения для выключателя, система не сможет погасить дугу и выключатель окажется бесполезным.

Свойства

Выключатели с очень большим номинальным напряжением (6 — 1150 киловольт) и очень большим током отключения (до полусотни килоампер) используются на электрических подстанциях. Эти выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитным приводом. В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели, в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели, в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, элегазовые выключатели, в которых используется электропрочный газ SF6-«„элегаз“», и вакуумные выключатели, в которых дугогашение происходит в вакууме — в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги:

  • Элегазовые выключатели(баковые и колонковые);
  • Вакуумные выключатели;
  • Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
  • Воздушные выключатели.
  • Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротерми-ческих установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких, как условия короткого замыкания
  • Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях.
  • Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
  • Выключатели специального назначения.

По виду установки

  • Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
  • Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
  • Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
  • Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств.
  • Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.

По категориям размещения и климатическому исполнению

  • пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);
  • шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависи-мости от географического места установки.

Производители

Число крупнейших производителей высоковольтных выключателей является относительно небольшим, что обусловлено слияниями и поглощениями которые были произведены в 1980-2000х годах. Основными производителями высоковольтных выключателей для сетей передачи и распределения являются ABB, Areva T&D, Siemens, Toshiba, Mitsubishi и HVB AE Power Systems , последние три представлены в основном на рынках Юго-Восточной Азии, Америки и Австралии. Для распределительных сетей можно выделить так же Schneider Electric и Eaton.

Что касается РФ, то крупным локальным производителем элегазовых выключателей для сетей 110-220 кВ является Энергомашкорпорация . Так же имеется большое количество местных производителей вакуумных выключателей на напряжение до 35 кВ для распределительных сетей.

Примечания

  • ГОСТ Р 52565-2006. Выключатели переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ. Общие технические условия

Ссылки

  • Видеоролик. Возникновение дуги при размыкании цепи.
  • Выключатель
|следующая лекция ==>
В краткосрочном периоде инфляция, обусловленная избыточным совокупным спросом, вызывает рост уровня цен и увеличение реального ВВП. В долгосрочном – только рост уровня цен.|ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Дата добавления: 2016-07-05 ; просмотров: 4285 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Типы высоковольтных выключателей

Выключатели среднего и высокого напряжения с большим током отключения используются на электрических станциях и подстанциях. Они представляют собой сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, пневматическими или гидравлическими приводами.

По способу гашения дуги выключатели делятся на:

  • 1. Элегазовые выключатели
  • 2. Вакуумные выключатели
  • 3. Масляные выключатели
  • 4. Воздушные выключатели
  • 5. Выключатели нагрузки
  • Заключение

1. Элегазовые выключатели

Рисунок 1 – Конструкция элегазового выключателя

Элегазовый выключатель работает за счет изоляции фаз между собой с помощью газа(обычно используется электропроточный газ SF6 – так называемый «элегаз»). При поступлении сигнала отключения оборудования контакты камер размыкаются. Они создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде. Дуга разделяет газ на отдельные компоненты, а высокое давление в резервуаре способствует ее гашению.

  • Многофункциональность(может использоваться при любом напряжении)
  • Высокая скорость срабатывания
  • Возможность использования в критических ситуациях(пожар, землетрясение)
  • Большой срок службы
  • Большая цена конструкцииНевозможность работы при низких температурах
  • Сложность обслуживания
  • Необходимость установки специального фундамента для такой конструкции

2. Вакуумные выключатели

Рисунок 2 – Конструкция вакуумного выключателя

Принцип действия вакуумного выключателя основывается на высокой диэлектрической прочности вакуума и его диэлектрических свойствах. В момент размыкания контактов в промежутке между ними возникает дуга за счет испарения металла с их поверхности. При переходе тока через ноль вакуум восстанавливает диэлектрические свойства и дуга больше не возникает.

Рисунок 3 – Принцип работы вакуумного выключателя

  • Простота конструкции и ремонта
  • Возможность работы не только в горизонтальном положении
  • Надежность и длительный срок эксплуатации
  • Компактность
  • Низкая пожароoпасность
  • Небольшой ресурс при КЗ
  • Опасность возникновения коммутационных перенапряжений
  • Высокая стоимость

3. Масляные выключатели

Рисунок 4 – Конструкция масляного выключателя

В дугогасительных устройствах масляных выключателей гашение дуги происходит при помощи ее эффективного охлаждения в потоке газа и пара, вырабатываемого при разложении и испарении масла

  • Надежность
  • Простота конструкции и эксплуатации
  • Прочность
  • Большие габариты
  • Пожароопасность
  • Сложность при установке

4. Воздушные выключатели

Рисунок 5 – Конструкция воздушного выключателя

Принцип работы воздушного выключателя состоит в гашении дуги с помощью скоростного потока сжатого воздуха, направляемого в дутьевые каналы. Под действием воздушного потока дуга растягивается и направляется в дутьевые каналы, где окончательно гасится.

  • Высокая скорость срабатывания
  • Высокая пожаробезопасность
  • Большой срок службы
  • Высокая стоимость оборудования и установки(компрессоры, ресиверы и т.д.)
  • Необходимость регулярного обслуживания

5. 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.

Заключение

Учитывая современные тенденции развития коммутационного оборудования, наиболее выгодными для использования являются элегазовые выключатели. Их основные достоинства обусловлены свойствами элегазов, т.к. при атмосферном давлении их диэлектрическая прочность в 3 раза больше, чем у воздуха, а при повышенном давлении больше, чем у трнасформаторного масла.

Также большими перспективами обладают и вакуумные аппараты благодаря большой скорости коммутации токов, малому весу и габаритам.
В современных условиях крайне важно уделять внимание вопросам модернизации оборудования или его замены. Для того, чтобы обеспечивать достаточную безопасность и стабильность работы систем необходимо своевременно обслуживать и заменять высоковольтное оборудование.

  1. Л.Д.Рожкова;В.С.Козулин «Электрооборудование станций и подстанций »;второе издание,1980 г.
  2. Б.Н.Неклепаев «Электрическая часть электростанций и подстанций »; 2-е издание, переработанное и дополненное
  3. ГОСТ 19431-84 «Энергетика и электрификация. Термины и определения»
Читать еще:  Автоматические выключатели hyundai 3200

Обозначение автоматического выключателя на схеме

Для обустройства электроснабжения необходимы проекты чертежей. Чтобы разобраться в чертеже и прочитать его, нужно знать условные обозначения. Автоматический выключатель на схеме указывают по-разному, что часто приводит к недоразумениям, ошибкам при сборке электрощитов и монтаже проводки.

  1. Условные обозначение электрических элементов и виды схем
  2. Обозначение автоматического выключателя на схеме
  3. Обозначение УЗО на однолинейной схеме
  4. Пример реального проекта
  5. Обозначение дифференциального автомата на схеме

Условные обозначение электрических элементов и виды схем

Первоначальный вопрос, с которым обычно сталкивается каждый электрик, — проектная документация помещения или объекта, который необходимо электрифицировать. Прежде чем приступить к монтажу оборудования, квалифицированный специалист должен ознакомиться с сопровождающими документами.

Оборудование и элементы на схеме могут обозначаться как буквенным, так и графическим изображением. Чертежи разрабатываются в соответствии с ГОСТами и правилами маркировки оборудования и элементов на чертежах и планах. Подробное описание и требования к электрическим схемам приводятся в ГОСТе 2.702-2011 ЕСКД. Кроме графических и буквенных обозначений на схемах проставляют номинальные размеры.

Принципиальная схема квартирного электрощитка

Есть много типов различных схем. В электрике чаще всего используют три основных вида. Функциональные отображают основные узлы устройства, без подробной детализации. Они выглядят как набор отдельных блоков, связанных между собой определенным образом. Схема дает общее представление о работе объекта.

Принципиальная схема содержит подробные указания для каждого элемента, его контакты и связи. Она может описывать как отдельное устройство, так и электросеть. На однолинейных схемах указывают силовые цепи. Способ управления и контроль описывают на отдельном листке. Если устройство не сложное, все размещают на одном документе.

На монтажных схемах указывают элементы и точное их расположение. Если это проводка в квартире или доме, обозначают место установки выключателей, светильников, розеток. Также проставляют расстояния и номиналы. Указывают положение деталей, порядок и способ их соединения.

Устройство защитного отключения (УЗО) и дифавтомат на схеме не имеют определенного геометрического начертания. Для их графического выполнения используют изображение блоков и динамических блоков. Каждому устройству на схеме присваивают буквенную маркировку и указывают позиционный номер.

Кроме того, наносят параметры элементов, которые есть в чертеже. Расписывают основные данные об элементе, чтобы не ошибиться при монтаже и подобрать соответствующее устройство. Эти условные знаки применяют для составления чертежей электроснабжения, силового оборудования и электрического освещения. А также в принципиальной однолинейной схеме электрощитов.

Обозначение автоматического выключателя на схеме

Трехполюсной автоматический выключатель

Условное графическое обозначение автомата на схеме обусловлено ГОСТом 2.755-87 ЕСКД, буквенно-цифровое – ГОСТ 2.710-81 ЕСКД. Особых требований к маркировке нет, поэтому электромонтеры часто используют собственные значения и метки. Можно встретить документацию, когда определение коммутационного аппарата отличается в разных проектах.

Каждый проектировщик, выполняя схему, может изобразить УЗО на свое усмотрение. Достаточно в пояснениях к схеме указать УГО (условные графические обозначения) и их расшифровку.

В зависимости от характеристик устройства элементы имеют разные буквенные символы, а также следующие графические обозначения на электрических схемах.

Автоматические выключатели рекомендуется позиционировать как, QF1, QF2, QF3. Рубильники разъединители – QS1,QS2,QS3. Предохранители на схемах показывают как FU с порядковым номером, где кодировка буквы Q расшифровывается как выключатель или рубильник силовых цепей, а F – защитный. Эта комбинация вполне применима не только к обычным автоматам, но может быть обозначением диф автомата на схеме.

Для УЗО используют комбинацию QSD, обозначение дифференциального автомата на схеме выглядит как QFD.

Обозначение УЗО на однолинейной схеме

Это вид выключающего аппарата, в функции которого входит разъединение сети или ее части, когда произошло превышение определенной отметки дифференциального тока. Устройство способствует повышению электробезопасности, предотвращает возникновение чрезвычайных ситуаций, как в производственной сфере, так и дома. Схема подключения УЗО проста, но недочеты при монтаже могут привести к серьезным неприятностям.

Так можно обозначить УЗО на принципиальной схеме.

УЗО вместе с другими элементами в проектной документации чаще всего выполняют условно, что затрудняет расшифровку принципа работы как всей схемы, так и отдельно взятых элементов. Изображение защитного устройства может выглядеть как обычный выключатель. Но на нелинейной схеме он представляет собой два параллельно расположенных выключателя. На однолинейной – элементы, провода и полюса изображаются символически.

Подключение нулевого и заземляющего провода после УЗО

Любое схематическое изображение должно быть правильно составлено, а в дальнейшем прочитано. Самый маленький изъян может привести к неисправности УЗО или всей системы. Важно учитывать следующие часто встречающиеся ошибки:

  • Ноль и заземление соединяются после защитного устройства. Если схема неправильно интерпретирована, нейтраль может быть соединена с открытой частью электроустановки или с нулевым защитным проводником.
  • Если устройство подключено неполнофазно, возникает ложное срабатывание автомата.
  • Неправильное соединение проводников в розетках приводит к срабатыванию устройства, даже если в розетку ничего не включено.
  • Соединение нулевых проводников двух автоматов приводит к неконтролированным отключениям.
  • Распространенной ошибкой является ситуация, когда перепутаны фазы и нули, относящиеся к разным устройствам.
  • Несоблюдение полярности ведет к движению токов в одном направлении. Перед установкой следует внимательно ознакомиться с расположением клемм.

Всегда выполняется предварительная схема, с учетом возможных ошибок, происходящих в сети. Если документ составлен правильно, работа защитного устройства приносит эффект.

Важно помнить о технике безопасности. Необходимо периодически проводить осмотр проводов, в случае их повреждения УЗО срабатывает и прекращается подача электроэнергии. Поэтому с ремонтом лучше не медлить.

Пример реального проекта

Трехфазное устройство защитного отключения (УЗО)

Однолинейная принципиальная схема (ОПС) не что иное, как чертеж плана, например, квартиры. На нем должны быть указаны распределительные группы. Для этого необходимо измерить все стены и выполнить чертеж с соблюдением масштаба. Понадобится несколько копий, что бы на каждой изобразить отдельную группу.

Распределительные группы – это точки, которые будут подключены к одному автомату квартирного щитка. Всю проводку нельзя подключать к одной группе. В противном случае понадобится мощный кабель, который будет способен выдержать нагрузку всех приборов.

В зависимости от количества комнат и наличия энергопотребляющих устройств распределительные группы могут выглядеть следующим образом.

  • освещение комнаты, прихожей и кухни;
  • свет и розетки в туалете;
  • розетки в жилой комнате;
  • розетки в коридоре и кухне;
  • электрическая плита.

Помещения с повышенной влажностью рекомендуется подключать отдельной группой, для которой необходима установка УЗО. Если в квартире есть маленькие дети, защитное устройство подключают на каждую группу.

Принципиальная, или однолинейная схема необходима для правильного подключения щитовой и распределительных групп.

В данном примере отражено подключение к трехфазному питанию. Всю квартиру питает вводный кабель из 5 жил, сечением 10 мм2. Фазы пронумерованы, как L1, L2, L3, заземление – PE, которое замыкается с нолем. Вводный автомат (ВА) отключает все автоматы групп, которые маркируются таким же способом.

Количество фаз определяется по количеству черточек на схеме. Однофазная – , или трехфазная – \. Маркировка провода ВВГ НГ говорит о том, что он с негорящей изоляцией, трехжильный с сечением 1,5 мм2.

Чертеж дает возможность определиться с количеством и маркой нужных защитных устройств. Подсчитать число выключателей и розеток, а также, сколько метров кабеля потребуется.

Все соединения проводов должны находиться в распределительных коробках. Рекомендуется для каждого помещения отдельная коробка. Если, например, в кухне располагается газовый котел и другие электроприборы, потребуются две распределительные коробки.

Особых требований по установлению розеток и выключателей не существует. Их устанавливают так, чтобы было удобно. На кухне и на рабочем месте розетки размещают над столом.

Стационарную бытовую технику, бойлеры, вытяжки, сушилку для полотенец подключают сразу через клеммники. Интернет и телевизионные розетки можно объединять с электрическими.

Обозначение дифференциального автомата на схеме

Дифференциальный автомат совмещает в одном аппарате устройство защитного отключения и автоматический выключатель, чем и отличается от УЗО. В этом случае графическое изображение на схеме выглядит следующим образом.

Если для УЗО принимаются буквенно-цифровые обозначения Q1, то для АВДТ (автоматический выключатель дифференциального тока) – QF1. Буквы говорят о функциях аппарата, а цифры указывают на его порядковый номер в схеме. Другая буквенная комбинация QF1D, где D обозначает «дифференциальный».

Основной характеристикой таких устройств является номинальный рабочий ток, при котором автомат остается включенным продолжительное время. Эти показатели строго стандартизированы, а ток может иметь значения: 6 Ампер; 10; 16; 25; 50 и т.д.

Другая важная характеристика – это быстродействие. Токовый показатель обозначается буквами B, C, D, стоящими перед значением номинального тока. Например, комбинация C16, говорит, что автомат быстродействия C, рассчитан на номинальный ток в 16 Ампер.

Дифференциальный допустимый показатель укладывается в следующий ряд: 10; 30; 100; 500 миллиампер. На корпусе прибора обозначается знаком «дельта» с цифрой, соответствующей току утечки.

Эксплуатационные возможности автомата рассчитаны на номинальное напряжение в 220 Вольт для однофазной цепи и 380 для трехфазной.

Дифавтоматы различают по типам, в зависимости от тока утечки и маркируются такими буквенными индексами:

  • A – реагирующие на утечку переменного или постоянного пульсирующего тока;
  • AC – рассчитанные на срабатывание при утечке с постоянной составляющей;
  • B – тип устройства, включающий обе предыдущие возможности.

Эта характеристика может маркироваться небольшим рисунком, обозначающим вид тока.

Устройства работают по селективному признаку, обладают способностью задержки по времени срабатывания. Это обеспечивает выборочное отключение прибора от сети и устойчивость системы защиты. Такая характеристика обозначается буквой S и дает задержку в 200–300 миллисекунд. Маркировка G соответствует 60–80 миллисекундам.

Так как пусковые токи превышают рабочее значение, защита устроена так, что электромагнитный независимый расцепитель отключает устройство в том случае, когда ток в несколько раз превышает номинальный размер.

В нормативных документах содержится много специальных шифров и знаков. Большая их часть в быту практически не применяется. Для правильного чтения электрической схемы нужно знать основные обозначения и учитывать некоторые нюансы. Один из них — страна производитель оборудования, кабелей или проводки, так как существует разница в маркировке и условных обозначениях, что затрудняет правильную трактовку чертежа.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector