Эксплуатация высоковольтных выключателей кратко

Обновлено: 04.07.2024

Техническое обслуживание масляных и вакуумных высоковольтных выключателей

Выключатели служат для коммутации электрических цепей во всех эксплуатационных режимах: включая и отключения токов нагрузки, токов короткого замыкания, токов намагничивания трансформаторов, зарядных токов линий и шин.

Наиболее тяжелым режимом для выключателя является отключение токов короткого замыкания. При прохождении токов короткого замыкания выключатель подвергается воздействию значительных электродинамических сил и высоких температур. Кроме того, всякое автоматическое или ручное повторное включение на не устранившееся короткое замыкание связано с пробоем промежутка между сходящимися контактами и прохождению ударного тока при малом давлении на контакте, что приводит их к преждевременному износу. Для увеличения срока службы контакты изготавливают из металлокерамики.

В конструкции выключателей заложены различные принципы гашения дуги.

Основными требованиями, предъявляемые к выключателям во всех режимах работы, является:

а) надежное отключение любых токов в пределах номинальных значений.

б) быстродействие при отключении, т.е. гашение дуги за возможно короткий период времени.

в) пригодность для автоматического повторного включения.

г) взрыво- и пожаробезопасность.

д) удобство в обслуживании.

В настоящее время на станциях и подстанциях применяются выключатели разных типов и конструкций. Преимущественное распространение получили масляные баковые выключатели с большим объемом масла, маломасляные выключатели с малым объемом масла и вакуумные выключатели.

Эксплуатация масляных выключателей

В баковых выключателях с большим объемом масла оно используется как для гашения дуги, так и для изоляции токопроводящих частей от заземленных конструкций.

Гашение дуги в масляных выключателях обеспечивается воздействием на неё дугогасящей среды – масла. Процесс сопровождается сильным нагревом, разложением масла и образованием газа. В газовой смеси содержится до 70% водорода, что и определяет высокую дугогасящую способность масла.

Чем больше значение отключаемого тока, тем интенсивнее газообразование и те успешнее гашение дуги.

Скорость расхождения контактов в выключателе также играет важную роль. При высокой скорости движения контактов дуга быстро достигает своей критической длинны, при котором восстанавливающееся напряжение оказывается недостаточным для пробоя промежутка между контактами.

Вязкость масла в выключателе отрицательно сказывается на скорости движения контактов. Вязкость увеличивается с понижением температуры. Загустение и загрязнении смазки трущихся частей передаточных механизмов и приводов в большой степени отражается на скоростные характеристики выключателей. Случается, что движение контактов становится замедленным или вообще прекратиться, и контакты зависнут. Поэтому при ремонте необходимо заменять старую смазку в узлах трения и заменять ее новой незамерзающей смазкой марок ЦИАТИМ-201, ЦИАТИМ-221, ГОИ-54.

Эксплуатация вакуумных выключателей

Основными достоинствами вакуумных выключателей являются простота конструкций, высокая степень надежности и небольшие расходы на обслуживание. Они нашли применение в электроустановках напряжением 10 кВ и выше.

Главной частью вакуумного выключателя является вакуумная камера. Цилиндрический корпус камеры состоит из двух секций полых керамических изоляторов, соединенных металлической прокладкой и закрытых с торцов фланцами. Внутри камеры расположена контактная система и электростатические экраны, которые защищают изоляционные поверхности от металлизации продуктами эрозии контактов и способствуют распределению потенциалов внутри камеры. Неподвижный контакт жестко прикреплен к нижнему фланцу камеры. Подвижный контакт проходит через верхний фланец камеры и соединяется с ним сильфоном из нержавеющей стали, создающим герметическое 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 (1,7…2,3 мс).

Из камер откачан воздух до глубокого вакууме, который сохраняется в течение всего срока их службы. Таким образом, гашение электрической дуги в вакуумном выключателе происходит в условиях, где практически отсутствует среда, проводящая электрический ток, поэтому изоляция межэлектродного промежутка восстанавливается очень быстро и дуга гаснет при первом прохождении тока через нулевое значение. Эрозия контактов под действием дуги при этом незначительна. Инструкциями допускается износ контактов на 4 мм. При обслуживании вакуумных выключателей проверяют отсутствие дефектов (сколов, трещин) изоляторов и загрязнений их поверхностей, а также отсутствие следов разрядов коронирования.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

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)

Производится несколько разновидностей выключателей, отличающихся конструктивным устройством и характеристиками. Далее – детальнее о различных видах данного оборудования. Каждый вид выключателя отличается по величине напряжения, номинальному току и току отключения(Iкз).

По способу гашения дуги:

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

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

По виду установки:

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

По категориям размещения и климатическому исполнению:

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

Ниже представлены конструкции выключателей, каждая схема кликабельна и её можно увеличить кликнув по ней.

Элегазовый

Изолирует фазы газовой средой, чем и объясняется принцип действия элемента. При поступлении сигнала на отключение, происходит замыкание контакта камер с созданием электрической дуги в газовой среде. От воздействия дуги, газ разделяется на составляющие. Дуга гасится за счёт резкого повышения давления газа.

Конструктивно такой элемент состоит из следующих частей:

Данные устройства отличаются следующими преимуществами:

многофункциональностью;
высокой скоростью срабатывания;
пригодностью для применения в экстренных случаях;
продолжительностью эксплуатации.

Среди недостатков – высокая стоимость в производстве и продаже, трудности в уходе, устройство специального основания для монтажа.

Указанные элементы отличаются следующими техническими характеристиками:

номинальным напряжением;
номинальным током;
аварийным током(током короткого замыкания).

В зависимости от характеристик и расценок производителя, данные устройства могут стоить от 6000 рублей и на порядок выше.

Вакуумный

Состоит из следующих элементов:

Изделие работает за счёт изолирующих свойств вакуума, обеспечивающих гашение возникающей дуги.

Достоинства такого устройства в следующем:

конструктивной простоте, облегчающей ремонт и эксплуатацию;
возможности различного расположения (вертикально или горизонтально);
надёжности и длительности работы;
компактным размерам;
пожарной безопасности.

К недостаткам причисляют малый ресурс в случае короткого замыкания, большую цену и возможность образования перенапряжения в процессе коммутации.

Устройства подбираются с учётом следующих технических характеристик:

номинального напряжения;
номинального тока;
отключающего тока – в пределах 25 кА.

Цена может колебаться в пределах от 12 до 240 тысяч рублей.

Масляный

металлического бака, заполненного маслом;
крышки;
проходного изолятора;
отключающей пружины;
вала выключателя;
подвижных и неподвижных контактов;
изоляции стенок бака.

Дуга охлаждается потоком газа и пара от испаряемого масла.

Отличаются надёжностью, простотой в использовании и прочностью конструкции. Из минусов следует отметить большие габаритные размеры, пожарную опасность и сложность монтажа.

Технические характеристики отличаются следующими значениями показателей:

номинальным напряжением;
номинальным током;
предельным током.

Стоимость – от 15 до 400 тысяч рублей за единицу.

Воздушный

Конструкция данного устройства предусматривает наличие следующих составных частей:

Дуга в данных элементах гасится сжатым воздухом, с выводом через дутьевые каналы и окончательным гашением.

Из преимуществ указанных устройств:

быстрое срабатывание;
высокие свойства пожаробезопасности;
продолжительность эксплуатации.

В числе недостатков большая цена на оборудование и необходимость регулярного обслуживания.

Из технических характеристик следует отметить величины:

номинального напряжения – от 3 до 1150 кВ;
номинального тока – от 200 до 2500 А;
максимального тока – от 26 до 32 кА.

Стоимость данных установок – от 100 до 800 тысяч рублей и выше.

Выключатель нагрузки

Это высоковольтное коммутационное устройство с промежуточными характеристикам, если сравнивать разъединители и выключатели. Бывают автогазовыми, вакуумными, элегазовыми, воздушными и электромагнитными.

Конструкция выключателя нагрузки

Контакты замыкаются ножами. В рабочем состоянии происходит замыкание контактов разъединителей и дугогасительных камер. Размыкание происходит последовательно, начиная с разъединителей и оканчивая вспомогательными ножами. Зажигаемая дуга гасится газовым потоком.

В отключённом положении надёжность изоляционных разрывов обеспечивается внешним расположением ножей относительно дугогасительных камер.

Отличаются следующими техническими характеристиками:

номинальным напряжением – от 3 до 10 кВ;
номинальным током – от 32 до 200 А;
максимальным током – от 12 до 32 А.

Цена данной продукции – в пределах от 300 до 30 000 рублей.

Требования к эксплуатации

При эксплуатации данного оборудования должны соблюдаться следующие требования:

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

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

Выбор выключателя

Испытания и проверки, какими приборами ведётся контроль

Эксплуатация высоковольтных выключателей предусматривает проведение следующих проверок:

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

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

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

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.

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).

Примеры высоковольтных переключателей показаны на рисунках 6.1 и 6.2.

Основными задачами технического обслуживания высоковольтных выключателей являются:
• систематическое наблюдение за их техническим состоянием, в особенности за состоянием приводов к ним, обеспечение их работоспособности с номинальными параметрами;
•устранение в них в возможно короткие сроки неисправностей, которые могут привести к аварии;
• своевременный ремонт и профилактические испытания элементов выключателей и приводов.

Персонал, обслуживающий выключатели, должен знать устройство
и принцип действия аппарата, знать и выполнять требования настоящей инструкции. За время эксплуатации обслуживающий персонал обязан:
–следить за тем, чтобы рабочее напряжение и ток нагрузки выключателя не превышали величин указанных в таблице данного устройства;
–следить за уровнем масла в полюсах выключателя и отсутствием течей масла.

Рисунок 6.1 - Три полюса выключателя 400 кВ

Рисунок 6.2 - Вакуумный выключатель ВБЭМ-10-20

После отключения короткого замыкания выключатель должен быть осмотрен. При этом проверяется отсутствие выброса масла через жалюзи маслоотделителя. Значительный выброс масла свидетельствует о ненормальном отключении короткого замыкания, выключатель должен быть выведен из работы и осмотрен. Внимательно осматриваются тяги, проходные и опорные изоляторы обращается внимание на отсутствие трещин и степень загрязнения фарфора, в необходимых случаях производится протирка изоляции после вывода выключателя из работы.

Для поддержания высоковольтного выключателя в работоспособном состоянии в течении всего периода эксплуатации установлены следующие виды технического обслуживания:

- периодический осмотр;
- текущий ремонт;
- средний ремонт;
- капитальный ремонт;
- внеплановый ремонт.

Примеры высоковольтных переключателей показаны на рисунках 6.1 и 6.2.

Рисунок 6.1 - Три полюса выключателя 400 кВ

Рисунок 6.2 - Вакуумный выключатель ВБЭМ-10-20

- периодический осмотр;
- текущий ремонт;
- средний ремонт;
- капитальный ремонт;
- внеплановый ремонт.

Выключатель является основным аппаратом распределительного устройства. От его надежности во многом зависит надежность эксплуатации распределительного устройства (РУ) и электростанции в целом.

Выключатель во многом определяет стоимость РУ, т.к. он самый дорогой элемент РУ.

К выключателю предъявляются несколько противоречивые требования.

неопределенно долго нести номинальный ток нагрузки, при этом его проводящие свойства не должны ухудшаться, например, контакты не перегреваться;
выдерживать значительные сквозные токи КЗ, при этом его контактная система должна оставаться работоспособной;
надежно отключать ток КЗ, а также допускать включение на КЗ;
обеспечить надежную работу в любых климатических условиях.

Временные характеристики выключателя - его быстродействие, несмотря на все неблагоприятные условия, должны сохраняться неизменными в течение межремонтного периода от 1 до 3 лет.

Итак, современный высоковольтный выключатель - один из наиболее сложных механизмов на электростанции и подстанции. Его ремонт требует высокой квалификации и скрупулезной аккуратности персонала.

Малейшая неточность в сборке, крупинка грязи или пылинка, могут привести к отказу выключателя, к аварии в системе, к разрушению дорогостоящего выключателя. Взрыв выключателя - тяжелая авария, которая может сопровождаться человеческими жертвами.

В настоящее время в энергосистемах эксплуатируется множество выключателей различных типов, происхождения и времени выпуска (срок службы выключателя - десятки лет).

В рамках данного курса мы рассмотрим только никоторые типы выключателей и общую схему работ по их обслуживанию и ремонту.

Имеется четыре основных типа выключателей: масляные, воздушные, вакуумные и элегазовые.

Преимущество масляных выключателей (МВ) - простота устройства, надежность, дешевизна, отсутствие воздушного хозяйства.

Недостатки МВ - малая разрывная мощность, малое быстродействие, пожароопасность.

Преимущество воздушных выключателей (ВВ) - большая, практически неограниченная разрывная мощность, большое быстродействие, возможность создания выключателей на любое высокое напряжение (MB ограничены 500 KB), модульность конструкции -повторяемость типовых элементов на ВВ любых напряжений.

Недостатки ВВ: наличие воздушного хозяйства, сложность конструкции, высокая стоимость, сложность ремонта.

В настоящее время получают развитие еще два типа выключателей:

Вакуумные выключатели - не требуют воздушного хозяйства, имеют очень большое быстродействие, высокую надежность, простоту, модульность конструкции.
Элегазовые выключатели просты по конструкции, не требуют воздушного и компрессорного хозяйства, имеют высшую надежность, большое быстродействие, малые габариты (в несколько раз меньше ВВ). За рубежом разработаны и выпускаются такие выключатели до 500 кВ, разрабатываются на 750 кВ. Использование их в России затруднено тем, что они не могут работать при низких температурах: при +6°С элегаз (ЭЛГ) сжижается при давлении 1,47 МПа (15 кгс/см2). Но при давлении уже 0,196МПа (2 кгс/см2) диэлектрическая прочность ЭЛГ равна прочности чистого трансформаторного масла. Для распространения ЭЛГ аппаратуры в России необходимо разработать вариант морозостойкого ЭЛГ.

Развитие ЭЛГ аппаратуры находится в начальной стадии.

2. Эксплуатация масляных выключателей

Контактная система МВ постоянно находится под током, от ее исправности во многом зависит работоспособность MB.

ГОСТ 8024-69 установил допустимое превышение температуры контактов при температуре окружающего воздуха +35°С в зависимости от материала, из которого они изготовлены. Нормы нагрева приведены в табл.10.

Таблица 10 - Превышение температуры контактов MB при температуре окружающего воздуха +35°С

Контакты	Допускаемые превышения температуры, °С
Контакты	В воздухе	В масле
Из меди или сплавов без покрытия	40	40
С гальваническим покрытием серебром	70	55
С накладными пластинками из серебра или из композиции СОК-10 и COM-I5 и др.	85	55

Основным показателем состояния MB является переходное сопротивление контактов. Хорошее состояние контактов позволяет в ряде случаев увеличить межремонтный период МВ.

В заводских инструкциях указываются допустимые значения переходных сопротивлений контактов после приемки МВ из ремонта и во время эксплуатации. Например, выключатель ВМГ-133, 10 кВ, 1000 А, Сопротивление контактов, мкОм:

новых или после ремонта - 75,
в эксплуатации - 100.

Выключатель МКП-110, 110 кВ, 600 А.

Сопротивление контактов, мкОм;

Измерение сопротивления контактов проводится методом А-В или двойным мостом. Результаты одинаковы, однако измерение большим током является более надежным. Поэтому желательно пользоваться аккумуляторной батареей, дающей ток 10-20 А, при этом падение напряжения на контактах будет 0,75-10 мВ. Милливольтметры с такими пределами имеются в любой электротехнической лаборатории.

При анализе результатов профилактических испытаний важно не только абсолютное значение измеренной величины и соответствие ее нормам, но и изменение данного параметра за время, прошедшее с предыдущих испытаний. Необходимо всегда сопоставлять результаты проведенных ранее измерений для. выяснения тенденции возникающих изменений.

Надежность контактов MB обеспечивается механическим усилием, необходимым для нажатия контактных поверхностей. Величина нажатия контактов указывается в каждом паспорте MB. Для некоторых типов MB дается механическая характеристика каждой пружины: ее деформация в мм при определенном прилагаемом усилии. Указываются также допустимые отклонения, признаки отбраковки пружин. Для большинства MB указывается сила нажатия всей контактной системы в целом, в собранном виде.

Силу нажатия пружин проверяют динамометрами различных конструкций.

Одновременность замыкания контактов MB - существенная характеристика исправности MB Приблизительно одновременность при медленном замыкании или размыкании'(с приводом от руки или домкрата) проверяют по загоранию или погасанию ламп согласно схеме на рис.1. При вжиме 15-20 мм разновременность должна быть менее 1 мм.

Окончательно одновременность проверяют осциллографированием при операции MB от его привода.

Привод выключателя, его работа существенно влияют на работоспособность MB. MB снабжены, как правило, соленоидным приводом постоянного или выпрямленного тока с питанием от аккумуляторной батареи или выпрямителя.

Рис.1. Схемы контроля вжима и одновременности замыкания и размыкания контактов выключателя: а - горшкових; б -баковых; в - баковых с гасительными камерами

Состояние привода существенно влияет на надежность MB: неисправность привода - причина 30-40% всех отказов. Привод должен не только надежно сработать (включить или отключить), но и обеспечить определенную скорость движения контактов. Замедление движения контактов увеличит время горения дуги, что приведет к завариванию контактов при включении или взрыву MB при отключении. Привод работает в тяжелых условиях - он преодолевает силы отключающих выключатель пружин, трения в приводе и контактах, инерции подвижных частей, сопротивления масла (гидродинамического) перемещению траверсы, сжатия контактных и буферных пружин, электродинамические силы, которые могут быть достаточно велики при протекании токов КЗ.

Приводы - достаточно мощные механизмы, кратковременно они развивают усилие в несколько тонн, потребляя ток до нескольких сот ампер. Например, привод ПЭ-11 для выключателя ВМГ-10 на напряжение 220В потребляет ток 58А; привод ПЭ-2 для выключателя МГГ-10-500 потребляет ток 145А в течение 0,12 с; привод ШПЭ-44 для MB У-220-10 потребляет ток 240 А в течение 0,1с.

Проверить состояние кинематики привода МВ можно, заменив одну из тяг вставкой с динамометром. При этом привод перемещают домкратом или вручную большим рычагом.

Более полную картину дает осциллографирование перемещения траверсы, т.к. при ручном перемещении привода отсутствуют динамические силы - инерция и трение о масло. Фактически в динамике усилия на МВ примерно на 50% больше, чем замеренные в статике.

Время включения и отключения MB замеряется электросекундомером. Однако наиболее полные сведения о работе MB даст осциллографирование скорости и времени перемещения подвижных контактов МВ.

Читайте также: