Ремонт элегазовых выключателей кратко

Обновлено: 04.07.2024

Выключатели высокого напряжения предназначены для оперативной и аварийной коммутации в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном или автоматическом управлении. Во включенном положении выключатели должны пропускать токи нагрузки.

Характер режима работы выключателей несколько необычен: нормальным для них считается как включенное положение, когда по ним проходит ток нагрузки, так и отключенное, при котором они обеспечивают необходимую электрическую изоляцию между разомкнутыми участками цепи.

Коммутация цепи, осуществляемая при переключении выключателя из одного положения в другое, производится нерегулярно, время от времени, а выполнение специфических требований по включению цепи при имеющемся в ней короткого замыкания либо по отключению короткого замыкания вообще чрезвычайно редко. Наиболее тяжелым режимом для выключателей является режим отключения тока короткого замыкания.

Выключатели должны надёжно выполнять свои функции, находясь в любом из указанных положений, и одновременно быть всегда готовыми к мгновенному выполнению любых коммутационных операций, часто после длительного пребывания в неподвижном состоянии. Что бы поддерживать работоспособность выключателей необходимо вовремя проводить техническое обслуживание и ремонт оборудования, это и обуславливает актуальность дипломной работы.

Глава 1. Общее сведение об элегазовых выключателях 35 кВт

1.1Назначение и классификация выключателей

Элегазовый высоковольтный выключатель – это устройство, назначение которого управлять и осуществлять контроль над высоковольтной линией энергоснабжения. Конструкция такого оборудования напоминает механизм масляного устройства, только для гашения применяется соединение газов вместо масляной смеси. Как правило, используется сера. В отличие от масляного прибора, элегазовый не требует особого ухода. Его главным достоинством считается долговечность.

Элегазовые выключатели делятся на: колонковые и баковые

Колонковый. Применение такого строения оптимальное только для сети 220 кВ. Это отключающее устройство работает на одну фазу. В конструкцию входит две системы, которые размещаются в емкости с элегазом. Это контактная и дугогасительная система. Также они могут быть как ручными, так и дистанционными. Это считается основной причиной их больших размеров.

Баковый. По габаритам меньше, чем колонковые. В конструкции имеется дополнительный привод, который имеет несколько фаз. Благодаря этому можно плавно и мягко регулировать включение и выключение напряжения. А из-за того, что в систему встроен трансформатор тока, механизм способен переносить большие нагрузки.

По методу гашения электрической дуги элегазовые силовые выключатели делятся на:

· воздушный, его еще называют автокомпрессионный;

1.2 Особенности конструкции и принцип работы элегазового выключателя 35 кВт

Выключатели серии ВГБ-35 относятся к электрическим коммутационным аппаратам высокого напряжения, в которых гасящей средой является элегаз.

Общий вид выключателя ВГБ-35 приведен на рис. 1 Выключатель состоит из трех полюсов, размещенных в одном баке 3, и управляется электромагнитным приводом 7 постоянного или переменного тока. Имеется вариант установки выключателя на удлиненной свае с установкой привода на удлиненной дистанционной трубе (на 500 мм по сравнению с базовым вариантом) и дополнительным креплением привода к свае. Включение выключателя происходит за счет энергии включающего электромагнита привода 7, отключение - за счет отключающих пружин выключателя, взведение которых происходит в процессе включения. Бак 3, вмещающий в себя трехполюсное контактно-механическое устройство (КМУ), укомплектован шестью вводами 1 со встроенными трансформаторами тока 2 типа ТВЭ-35, клапаном 9, подогревательным устройством 6, сигнализатором давления 8 и клеммной коробкой 5.

Рисунок 1. Общий вид выключателя ВГБ-35

Бак 3 заполняется на заводе-изготовителе элегазом, соответствующим ТУ 6-02-1249. Давление заполнения, приведенное к 20°С, указано в технических данных. Внутри, на дне бака, закреплен тканевый мешок с адсорбентом, который поглощает как возможную влагу, так и газообразные продукты разложения, образующиеся при горении дуги.
Контактно-механическое устройство изображено в отключенном положении на рис. 2, а; рис. 2, б. Оно содержит изоляционные диски 3, жестко закрепленные с помощью болтов 12 и стойки 18 на корпусе 17. Корпус 17 закреплен болтами 10 на фланце 5 бака выключателя. На дисках 3 размещены шесть дугогасительных катушек 2 и неподвижные контакты 1 (по две дугогасительных катушки и два неподвижных контакта на каждый полюс). Неподвижные контакты 1 состоят из основания, на котором закреплены подпружиненные ламели 13 и 14, причем ламели 14 снабжены дугостойкими металлокерамическими напайками. Неподвижные контакты 1 шинами 7 соединены с нижними концами вводов 16. На главном валу 6 закреплена изоляционная траверса 8, несущая на своих концах, расположенных под 120°, подвижные контакты 4 трех полюсов.

Узел крепления и уплотнения главного вала установлен на фланце 5. Наружная часть вала, с закрепленным на ней главным рычагом 9, соединена с механизмом, расположенным в коробке 11.

Включенное положение подвижного контакта 1 (4 на рис. 3) и неподвижного контакта 2 (1 на рис. 3) показано на рис. 3 а. Подвижные контакты 1 снабжены наконечниками из дугостойкой металлокерамики. Взаимное расположение подвижных контактов 1 и дугогасительных катушек 6 (2 на рис. 2) в отключенном положении выключателя показано на рис. 3, б.

Включенное положение Отключенное положение

Рис. 3, а Рис. 3, б

1-подвижный контакт; 2-неподвижный контакт; 3-пружина; 4,5-ламели;
6-дугогасительная катушка; 7-диск.

Подогревательное устройство выключателя содержит два трубчатых нагревателя типа ТЭН-71А и закреплено под днищем бака в специальном корпусе. Концы проводов нагревателей закрыты бусами, забандажированы стеклотканью и выведены через трубу бака в клеммную коробку. Нагреватели на напряжение 220 В соединяются параллельно, а на напряжение 127 В - последовательно. Электроконтактный сигнализатор давления соединен с полостью бака через клапан автономной герметизации. Сигнализатор снабжен устройством температурной компенсации, автоматически приводящей показания давления к температуре плюс 20° С, что фактически обеспечивает контроль уровня плотности элегаза.

Сигнализатор имеет шкалу со стрелкой и две пары размыкающих контактов, что позволяет вести как визуальный контроль давления (плотности) элегаза в выключателе, так и давать предупредительные сигналы о снижении давления до 0,33 МПа и о достижении минимально допустимого давления - 0,3 МПа. Предупредительная сигнализация срабатывает только тогда, когда падение давления вызвано утечкой элегаза (понижением его плотности). Для заполнения бака элегазом и его опорожнения служит клапан 9 (см. рис. 1.8.1).

Узел крепления и уплотнения главного вала показан на рис. 1.8.4.
Вал 1 установлен в корпусе 2 на подшипниках качения 3 и уплотнен четырьмя манжетами 4.
Кроме того, для усиления уплотнения в корпусе имеется полость А, заполненная жидкостью полиметилсилоксановой ПМС-200.
Полость закрывается пробкой 5.

1-вал; 2-корпус; 3-подшипники качения; 4-манжета; 5-пробка; 6-крышка.

Механизм (см. рис. 5) состоит из главного рычага 5, закрепленного на главном валу 4, тяги 8, вспомогательного рычага 3, буферной пружины 6, отключающих пружин 9 и упоров 1 и 11. Вспомогательный рычаг 3 тягой 2 связан с электромагнитным приводом. Механизм изображен в отключенном положении выключателя. Включенное положение изображено штриховыми линиями.
На оси 12 вспомогательного рычага закреплен указатель положения выключателя (на рисунке не изображен), который виден через стекло крышки, закрывающей коробку механизма.

Вводы (см. рис. 6) служат для подсоединения выключателя к шинам распределительного устройства. Ввод состоит из литой эпоксидной втулки 8 с контактным стержнем, фарфоровой покрышки 7 и помещенных в колпак 9 трансформаторов тока 10. В зоне расположения трансформаторов тока 10 цилиндрическая поверхность эпоксидной втулки 8 имеет металлическое покрытие, на верхней части которого установлен экран 13. Покрытие и экран имеют потенциал земли. Пространство между втулкой 8 и фарфоровой покрышкой 7 заполнено виниполом 14 и с помощью прокладок 16, 17, наконечника 4 загерметизировано от окружающей среды. Трансформаторы тока 10 расклинены клиньями с резиновыми прокладками. Фланцевой частью втулки ввод крепится к баку с помощью болтов 11.

Встроенный трансформатор тока типа ТВЭ-З состоит из магнитопровода и двух обмоток: защитной (ОР) и измерительной (И). По два провода от каждого трансформатора тока выведены в клеммную коробку. При отгрузке выключателя провода трансформатора тока присоединены к отводам 600/5. При необходимости переключения на другие отводы следует пользоваться электрической схемой.
К нижней части коробки механизма через дистанционную трубу присоединен шкаф с приводом 7 Привод для управления выключателем имеет три исполнения.
Выключатели ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1(Т1) комплектуются приводами ПЭМ-1 или ПЭМ-11, а выключатели ВГБЭП-35-12,5/630 УХЛ1(Г1) - приводом ПЭМ-ТТТ.
Бак и шкаф привода снабжены болтами заземления.

1.3 Описание системы планово-предупредительных работ по обслуживанию и ремонту элегазового выключателя 35 кВт

Как и любое другое оборудование, электрооборудование приточно - вытяжной вентиляции имеет свой срок эксплуатации и соответственно могут возникать ситуации, когда необходимо проводить его ремонт. Для правильной эксплуатации электрооборудования приточно - вытяжной вентиляции необходимо осуществлять своевременные плановые ремонты такого оборудования, что позволит вовремя восстановить такой ресурс оборудования до момента прихода его в негодность.

Любой плановый ремонт электрооборудования приточно - вытяжной вентиляции можно отнести к одному из двух его основных видов:

Текущий ремонт электрооборудования приточно - вытяжной вентиляции необходим для своевременного восстановления его работоспособности. Такой ремонт предполагает восстановление и / или замену отдельных составных элементов электрооборудования. В свою очередь в зависимости от характера электрооборудования, его конструктивных особенностей и объёма необходимых работ, текущие ремонты могут также делиться на: первый текущий ремонт, второй текущий ремонт и т.п. Весь перечень необходимых для выполнения работ по текущему ремонту такого оборудования, обязан быть перечислен в соответствующей ремонтной документации на предприятии.

Капитальный ремонт электрооборудования приточно - вытяжной вентиляции необходим для обеспечения исправности такого оборудования, а также его полного восстановления. Такой ремонт предполагает восстановление и замену любой части электрооборудования, в том числе и его базовые составляющие. После такого ремонта электрооборудование должно быть на 80% идентично новому аналогичному оборудованию. Для проведения такого ремонта на любом предприятии должно быть соответствующее ТУ для всех видов ремонтируемого электрооборудования.

Текущий ремонт (Т) - это ремонт, осуществляемый для восстановления работоспособности оборудования и состоящий в замене и (или) восстановлении его отдельных составных частей.

В зависимости от конструктивных особенностей оборудования, характера и объема проводимых работ, текущие ремонты могут подразделяться на первый текущий ремонт (Т₁), второй текущий ремонт (Т₂) и т.д. Перечень обязательных работ, подлежащих выполнению при текущем ремонте, должен быть определен в ремонтной документации электроцеха (подразделения).

При текущем ремонте, как правило, выполняются:

- работы регламентированного ТО;

- замена (или восстановление) отдельных узлов и деталей; - ремонт футеровок и противокоррозионных покрытий;

- ревизия оборудования; - проверка на точность; - ревизия арматуры и другие работы, примерно такой же степени сложности.

Для проведения текущих ремонтов электрооборудования разрабатываются технологические карты.

Капитальный ремонт (К) - ремонт, выполняемый для обеспечения исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса оборудования с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые (под базовой понимают основную часть оборудования, предназначенную для компоновки и установки на нее других составных частей). Послеремонтный ресурс оборудования должен составлять не менее 80% ресурса нового оборудования.

В объем капитального ремонта входят следующие работы: - замена или восстановление всех изношенных агрегатов, узлов и деталей; - полная или частичная замена изоляции, футеровки; - выверка и центровка оборудования; - послеремонтные испытания.

Для выполнения капитального ремонта на предприятии должны иметься ТУ на каждое наименование ремонтируемого оборудования.

Глава 2. Особенности технического обслуживания и ремонта элегазового выключателя 35 кВт (написать свое предприятие)

На каждом энерго предприятии должен выполняться комплекс мероприятий, включая систему ТО и ремонта, обеспечивающий содержание газового хозяйства в исправном состоянии и соблюдение требований по безопасной эксплуатации газопроводов, оборудования и газоиспользующих установок (котлов).

Техническое обслуживание и ремонт объектов газового хозяйства должны выполняться в объеме и сроки, установленные Правилами и другими НД на оборудование и газоиспользующие установки.

К техническому обслуживанию и ремонту газопроводов и газового оборудования привлекаются предприятия газового хозяйства (газо-сбытовые или газоснабжающие организации) или другие специализированные организации.

Передача предприятием - владельцем работ по ТО и ремонту предприятиям газового хозяйства или специализированным организациям должна оформляться специальным договором, заключенным между заинтересованными сторонами. В договоре должны быть четко определены границы и объемы работ по ТО и ремонту, регламентированы обязательства заинтересованных сторон в обеспечении условий безопасной эксплуатации газового хозяйства.

- периодичность и объем проводимых проверок;

- порядок выявления и устранения нарушений;

- оценку состояния газопроводов и газового оборудования;

- проверку деятельности руководителей служб цехов и других подразделений по обеспечению ими условий для соблюдения на рабочих местах требований инструкций и правил.

Техническое обслуживание газопроводов и газового оборудования осуществляется оперативным персоналом цехов электростанций, при этом:

Контрольный осмотр подземных газопроводов, находящихся вне территории ТЭС, осуществляет персонал газовой службы предприятия или газоснабжающей (газо-сбытовой) организации (горгаза, промгаза) по договорам.

Контрольный осмотр подземных и надземных газопроводов, находящихся на территории ТЭС, осуществляет персонал газовой службы энергопредприятия или КТЦ (котельной).

Контрольный осмотр оборудования ГРП и внутренних газопроводов котлов, использующих газовое топливо, осуществляет дежурный персонал КТЦ (котельной).

Контроль за состоянием и применением средств измерений, релейной защиты и автоматического регулирования, МЭО, калориметрических установок, а также их ремонт осуществляет персонал цеха (участка) ТАИ.

Аварийно-восстановительные работы относятся к неплановым работам, необходимость в которых возникает вследствие нарушений целостности газопровода или сооружений на нем, создавших аварийную ситуацию. Аварийно-восстановительные работы осуществляет ЦЦР электростанций (газовая служба энергопредприятий) или специализированное подразделение газоснабжающей (газо-сбытовой) организации по договорам.

Технологическая инструкция на ремонт элегазовых выключателей LF1, LF3 6 кВ.

ВВЕДЕНИЕ.

Назначение документа, классификация технологии.

Настоящая технологическая инструкция на ремонт элегазовых выключателей 6 кВ типа LF1, LF3 (в дальнейшем именуемые - выключатели) описывает отдельные операции и процесс ремонта выключателей в целом с указанием возможных для применения при выполнении операций видов оборудования, технологической оснастки. Технологическая инструкция предназначена для ремонтного персонала электрического цеха электроэнергетического предприятия и подрядных организаций при организации и проведении ремонтов выключателей.

Перечень документов, на основании которых составлена технология.

Область применения технологии

Настоящая технологическая инструкция распространяет свое действие на ремонт элегазовых выключателей 6 кВ, применяемых на электроэнергетического предприятия в КРУ – 6 кВ:

Назначение выключателей.

Выключатели элегазовые предназначены для включения и отключения электрических цепей в нормальном режиме работы, а также при коротких замыканиях и перегрузках, возникающих при аварийных режимах.

Основные технические данные.

Наименование
параметра

Величина параметра
для типоисполнения

LF1 (630 А)

LF1 (1250 А)

LF3 (2500 А)

Номинальное напряжение (Uном), кВ

Наибольшее рабочее напряжение (Uн.р), кВ

Номинальный ток (Iном), А

Номинальный ток отключения (Iо.ном), А

Предельный ток термической стойкости (Iт) для промежутка времени 3 с, кА

Параметры сквозного тока короткого замыкания:
а) начальное действующее значение периодической составляющей (Iн.п.), кА
б) наибольший пик (iд), кА

Ток отключения в цикле 0-180с-ВО-180с-ВО, кА, не более

Собственное время отключения, с, не более

Полное время отключения, с, не более

Время включения, с, не более

Сопротивление главной электрической цепи, мкОм, не более

Количество операций отключения токов в диапазоне 0,6-1,0 Iо.ном без ревизии выключателя, не менее

Количество циклов ВО (включение – отключение) номинального тока без ревизии выключателя, не менее

Допустимое число отключений номинального тока в течение часа, не более

Рабочее избыточное давление элегаза при t=200C, МПа

Габаритные размеры, мм, не более:
- длина
- ширина
- высота

Для оценки качества проведенного ремонта и технического состояния выключателя после ремонта проводятся электрические, механические испытания и проверки.

Требования к персоналу, квалификация.

Периодичность пересмотра технологической инструкции.

Технологическая инструкция подлежит пересмотру 1 раз в 5 лет. При изменении требований технологии работ, оснастки, организации труда и т.п. технологическая инструкция подлежит внеочередному пересмотру.

Принятые сокращения и обозначения.

ВВИ - высоковольтные испытания;
ГС - главная схема;
ЗГИрем - заместитель главного инженера по ремонту;
ЗГИэ - заместитель главного инженера по эксплуатации;
ЗНЭЦр - заместитель начальника электрического цеха по ремонту;
ЗИП - запасной инструмент и принадлежности;
ИЭ - инструкция по эксплуатации;
КК - контрольная карта;
КР - капитальный ремонт;
КРУ - комплектное распределительное устройство;
НС АЭС - начальник смены станции;
НТД - нормативно – техническая документация;
ООТ - отдел охраны труда;
ОППР - отдел подготовки и проведения ремонтов;
ПТО - производственно-технический отдел;
САЭ - система аварийного энергоснабжения;
КолАЭР - Колатомэнергоремонт;
ТД и ИЭ - техническая документация и инструкция по эксплуатации;
ТИ - технологическая инструкция;
ТО и Р - техническое обслуживание и ремонт;
ТОс - технический осмотр;
ТО - техническое обслуживание;
ТУ - технические условия;
ЭЦ - электрический цех;
ЭМО (В) - электромагнит отключения (включения).

Принятые обозначения.

А - амперы; кА – килоамперы; кВ – киловольты. мк - микро; мм – миллиметры; см- сантиметры; мкОм – микроом; с – секунда. МПа – мегаПаскаль; Нм - Ньютон·метр; МОм – мегаом, Гц-герц.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ,
УКАЗАНИЯ И МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ.

Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасные условия труда.

выдано распоряжение;
произведен допуск к работе;
осуществлен надзор во время работы;
оформлено окончание работы.

Ответственными за безопасное ведение работ являются:

отдающий распоряжение;
допускающий;
производитель работ;
члены бригады.

Отдающий распоряжение – производителю работ;
Допускающий – производителю работ и членам бригады;
производитель работ – членам бригады.

Отдающий распоряжение в своем инструктаже помимо вопросов электробезопасности должен дать указания по технологии безопасного проведения работ, использованию ремонтных приспособлений, инструмента, выполнению замеров. Допускающий в целевом инструктаже должен указать производителю и членам бригады границы рабочего места, показать ближайшее к рабочему месту оборудование, находящееся под напряжением. После допуска надзор за соблюдением бригадой требований безопасности возлагается на производителя работ. После полного окончания работы производитель работ должен удалить бригаду с рабочего места, снять установленные бригадой временные ограждения, переносные плакаты безопасности, закрыть двери КРУ на замок и оформить в журнале учета работ по нарядам и распоряжениям полное окончание работ по ремонту выключателя своей подписью. Допускается выдача одного распоряжения для ремонта нескольких элегазовых выключателей, находящихся на одной секции КРУ-6кВ.

Технологические ограничения проведения работ, обеспечивающие безопасные условия труда.

При необходимости гашения нежелательной электрической дуги и аварийного разрыва цепи используют разные устройства. В высоковольтных сетях на практике часто прибегают к основанным на газовых смесях моделям. Такой принцип эксплуатирует элегазовый выключатель — приспособление для экстренного выключения.

Устройство и виды элегазовых выключателей

Эти системы предназначены для оперативного контроля состояния высоковольтных линий электропередач. Они очень похожи на масляные, но имеют иную рабочую среду — принцип действия основан на свойствах соединения газов вместо масла. В качестве среды используется SF6 (шестифтористая сера).

Преимущество элегаза — неприхотливость. Если масляным моделям требуется особый уход, периодическая замена масла и очистка, то элегазовые с такой проблемой не сталкиваются. Кроме того, газ долговечен: он не деградирует со временем и почти не вредит механическим элементам выключателя.

Физически SF6 — негорючий бесцветный и лишенный запаха газ. Он гораздо плотнее воздуха, а молекулярная масса в 5 раз превышает воздушную. Газ стоек ко внешним воздействиям и сохраняет характеристики: даже если в нем возникнет дуга и начнется распад, через некоторое время состояние смеси восстановится.

Элегазовые выключателя (далее ЭВ) бывают двух видов:

Колонковые ЭВ применяют в сетях 220 В, это стандартные однофазные выключатели. Они состоят из двух связанных между собой частей:

Обе имеют одинаковые размеры и объем.

Баковые ЭВ меньше. В их состав входит один из видов, рассмотренных ниже приводов. Распределение привода идет на несколько фаз, благодаря чему устройство мягко изменяет уровень напряжения. Еще одно достоинство баковых — большая допустимая нагрузка, что достигается наличием встроенного трансформатора.

Привод здесь — одновременно и регулятор: он обеспечивает включение/разрыв потока электричества и поддержания электродуги. Выделяют следующие типы приводов ЭВ:

пружинно-гидравлические (ППРГ);
более простые пружинные (ППРМ).

Обычно привод монтируется на низкой опоре или у земли, чтобы обслуживающий персонал мог легко до него добраться и отрегулировать. Деталь состоит из:

включающего механизма;
устройства расцепления;
фиксирующей защелки.

Пружинные надежны и устроены весьма просто, в них используется лишь несложная механика. При вводе в эксплуатацию устанавливается определенное сжатие пружины, а после смещения контрольного рычага происходит ее распрямление с дальнейшим размыканием контактов. Этот тип ЭВ часто служит стендом для презентаций поведения шестифтористой серы под действием электрического поля.

Пружинно-гидравлическое элегазовое оборудование имеет гидравлическое управление. Оно дороже, но эффективнее, поскольку способно самостоятельно менять позицию фиксатора.

Помимо конструкции, различают виды ЭВ по принципу прерывания электрической дуги:

вращающие;
воздушные (автокомпрессионные) ЭВ;
продольного дутья;
аналогичные предыдущему пункту, с разогревом газа.

Все внутренние компоненты ЭВ размещены в заполненной элегазом емкости. Контроль работы осуществляется дистанционно, с помощью электроники, или механическим способом вручную. Схема расположения всех компонентов типичного ЭВ:

Такие особенности приводят к довольно крупным габаритам приборов. Отметим, что сугубо ручное управление актуально для маломощных образцов, в других случаях прибегают к:

механическому контролю;
грузовому управлению;
пружинному;
электромагнитному способу;
пневматическому.

Но практически везде предусмотрен аварийный ручной рычаг.

Электромагнитный привод нуждается во внешнем питании, поэтому такой ЭВ подключают к источнику тока на 220 В и 58 А. Система весьма надежна и успешно эксплуатируется в неблагоприятных условиях. У пневматического, рабочим узлом выступает цилиндр с поршнем. Действие сжатого воздуха обеспечивает высокую скорость срабатывания.

Принцип работы

Элегазовые выключатели выполняют свою функцию путем изолирования фаз газовой прослойкой. Получив сигнал на отключение электрооборудования, контакты размыкаются, образуется находящаяся в среде газа дуга. Электричество разлагает SF6, но дуга при этом слабеет за счет высокого уровня давления. Если же выключатель отрегулирован на малое давление, в действие вступают нагнетающие компрессоры. Также используют выравнивающие ток шунты.

Схема функционирования ЭВ:

Благодаря этому системы на его основе получили распространение в электротехники, например:

в силовом трансформаторном оборудовании;
распределительных устройствах;
выключателях высокого напряжения;
на соединяющих удаленные системы высоковольтных линиях электропередач.

В баковых образцах управление выполняется трансформаторами и входящими в схему приводами.

1 — модули из фарфора или полимеров.
2 — трансформаторы.
3 — бак с прибором гашения.
4 — газонаполненная камера.
5 — расположенный внизу привод (в данном случае гидравлический).
6 — рама из металла.
7 — клапан для добавления элегаза.

Пример

Рассмотрим механизм срабатывания: в качестве примера используем выключатель элегазовый LW36 китайского производства. Когда происходит отключение:

встроенная пружина начинает действовать на подвижные элементы;
последние опускаются;
происходит размыкание контактов, за исключением дугогасящих;
после размыкания дугогасительных создается дуга;
нагретый газ переходит в тепловую камеру;
далее отрабатывает обратный клапан;
элегаз выходит из камеры в промежуток, электродуга гасится.

При гашении сравнительно слабого тока исходного давления рабочей камеры бывает мало, поэтому привлекается дополнительное из компрессионной емкости.

Преимущества и минусы элегазовых выключателей

Приборы обладают несомненными плюсами:

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

Но есть и обусловленные конструкцией недостатки:

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

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

Правила обслуживания элегазового выключателя

Обслуживание элегазовых выключателей регламентируется Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) 1.8.21.

При подключении системы следует проверить присутствие в баке минимального давления — без этого прибор сломается. Во избежание предупреждений конструкцией предусмотрена сигнализация, предупреждающая о критическом значении давления. Имеется также манометр для визуального контроля.

Шкаф привода содержит не позволяющие возникнуть конденсату на ответственных механизмах нагревательные элементы. Оператор ЭВ обязан следить за постоянной работой нагревателей и не допускать их выключения.

При осмотре ЭВ следует:

проконтролировать состояние внешней защиты;
убрать загрязнения при их наличии;
устранить повреждения;
выяснить и устранить причину нагрева контактов при наличии такового;
если обнаружены посторонние шумы и треск — выявить их источник;
проверить целостность металлической опорной рамы, поскольку она одновременно и часть контура заземления;
снять показания манометра и сверить их с указанными производителем паспортными данными;
проверить, исправны ли приборы управления и контроля, отремонтировать или заменить вышедшее из строя

При падении давления газа его запасы в камере пополняется.

Заключение

Несмотря на обусловленную сложностью производства и высокими требованиями к качеству газовой смеси стоимость, набор эксплуатационных характеристик позволил ЭВ почти полностью вытеснить с рынка другие типы выключающих систем высокого и сверхвысокого напряжения. А постоянно ведущиеся в этом направлении разработки приводят к выпуску еще более надежных и компактных моделей: например, за рубежом уже массово переходят на небольшие комплектные электрораспределители с элегазовой изоляцией (КРУЭ) и ЭВ для открытых распределяющих комплексов с напряжением от 110 кВ.

Для того чтобы безопасно отключать электропотребителя или нагрузку от сети переменного тока при высоких напряжениях нужны специальные надёжные устройства одни из них называется выключатель элегазовый. Он разработан специально для того, чтобы разрывать большие токи, и возникшую при этом дугу, для того чтобы она не смогла стать причиной пожара или же разрушения. Более техническими словами это коммутационный аппарат, для оперативного дистанционного управления, который может отключать линию от сети в аварийных случаях, чаще всего короткого замыкания или же перегрузки. Особое отличие, с часто применяемыми на подстанциях выключателями с маслинным наполнением, заключается в том что внутри элегазового выключателя нет масла, а значит, отсутствует вероятности возгорания и взрыва. Для коммутации в сетях низкого напряжения такие выключатели не используются, так как в них достаточно и обычных дугогасящих камер.

Принцип действия

Основная особенность этого выключателя это надёжная изоляция каждой из фаз с высоким напряжением, которое считается от 1000 Вольт, за счёт применения специального диэлектрического вещества элегаза. Что же это такое? Элегаз — это электротехнический газ, представляющий собой смесь химических элементов, а точнее, шестифтористую серу (шестифтор).

При обычной рабочей температуре он представляет собой газ:

без цвета;
без запаха;
не поддающийся горению;
не меняющий свои свойства и структуру со временем;
химически не активен, а также не агрессивен к металлу;
распадающийся при возникновении электрической дуги, и быстро восстанавливающийся при её исчезновении.

Высокая электрическая прочность обусловлена особенностью газа захватывать электроны, поэтому даже небольшие расстояния между силовыми контактами дают отличный разрыв электрической цепи, а значит и отключения данного участка от высокого напряжения.

Принцип работы самого механизма разрыва довольно прост. После поступления сигнала на привод, который работает за счёт пружинно-гидравлического механизма, контактная подвижная часть увеличивает расстояние между замкнутыми ранее элементами, возникает, естественно, электрическая дуга которая в среде такого газа быстро тухнет.

Конструктивные особенности и виды выключателей

По конструктивным особенностям элегазовые выключатели делятся на:

Колонковые. Они не отличаются от масляных не по размерам ни по внешним признакам, однако, имеют только один разрыв на фазу.

Баковые. Имеют значительно меньшие размеры, один общий привод на все три полюса, а также встроенные внутрь устройства трансформаторы тока.

Все данные элегазовые выключатели также можно разделить по способу гашения электрической дуги, возникающей при разрыве цепи. Этот способ зависит от следующих факторов:

Номинального напряжения аппарата;
Номинального тока отключения;
Особенностей мест установки и эксплуатации.

Для гашения дуги используются следующие способы гашения дуги:

Автокомпрессионные с дутьём в элегазе. Имеют одну степень давления, которое создаётся компрессорным механизмом;
С электромагнитным дутьём. Гашение дуги выполняется вращением её по кольцевым контактам под воздействием поперечного магнитного поля, которое создано самим током отключения;
Двухступенчатое давление. В них сжатый предварительно газ поступает из специальной ёмкости где он находится под относительно высоким давлением. Имеет две ступени давления;
Автоматически генерирующимся дутьём. Как и предыдущий вариант имеет продольное дутьё, но теперь повышение давление газа происходит непосредственно за счёт разогрева самой электрической дугой.

Привод данного выключателя должен надёжно удерживать контакты во включенном положении, а также в случае получения сигнала на отключение выполнить его. Вал выключателя и вал самого привода соединяются между собой посредством целой системы рычагов и тяг. Оттого как эта связка работает, зависит надёжность, а также быстрота срабатывания.

Здесь могут применяться два типа приводов:

Пружинный. Управляется он за счёт кинематической системы кулачков, валов, а также рычагов;
Пружинно-гидравлический, управляется системой, основанной на работе гидравлического механизма.

Преимущества и недостатки

Среди основных преимуществ выключателей с элегазовым наполнением выделяются:

Широкий спектр применения на всевозможные напряжения выше 1000 В;
Сам процесс гашения дуги происходит в замкнутом изолированном пространстве поэтому нет выхлопа в атмосферу;
Небольшие габариты, соответственно и вес;
Быстродействие;
Взрывобезопасен, а также не вызывает не контролируемого горения, то есть пожара;
Высокая отключающая способность;
Надёжность отключения небольших индуктивных, а также емкостных переменных токов в момент перехода тока через нулевую отметку без появления перенапряжений и среза;
Низкий износ контактов, участвующих в дугогашении;
При работе не производит большого шума;
Пригоден как для наружной, так и для внутренней электроустановки;
Можно эксплуатировать в различных климатических условиях даже очень суровых для человека;
Возможно изготовление серийных устройств с идентичными унифицированными узлами.

Как и любое устройство элегазовые выключатели имеют свои недостатки:

Требуется очень высокая точность при изготовлении, что влечёт за собой высокую стоимость продукции.
Нельзя использовать некачественный или низкокачественный газ;
Нужны дополнительные устройства для перекачки, наполнения, а также очистки элегаза;
Относительная дороговизна самого элегаза, без которого устройство работает не эффективно.

Особенности обслуживания и эксплуатации

В процессе эксплуатации таких коммутационных устройств на ОРУ (открытых распределительных устройствах) нужно учитывать что в шкафах приводов выключателей может скапливаться конденсат, который приводит к коррозии систем механизма, а также вторичных цепей управления и сигнализации. Для этого внутри шкафов заводом изготовителем предусмотрены нагревательные резисторы, работающие постоянно.

Все действия по включению или же отключению аппаратов возможны только, если давление газа не меньше допустимого, если пренебречь этим то появляется высокая вероятность повреждения и выхода со строя относительно дорого выключателя. Для этих целей должна быть налажена сигнализация минимального давления, а также блокировка управляющих цепей. Если же персонал заметил что давление упало, аппарат нужно вывести в ремонт и приступить к поиску причин снижения этого жизненно важного для него показателя. Естественно, что вывод его из работы должен выполняться со всеми необходимыми требованиями безопасности, предъявляемыми к данной электроустановке и изложенных в местных инструкциях. Для контроля давления должен быть обязательно исправный манометр, а после устранения утечки газа стоит дополнить его через специальное присоединение, которое расположено внутри приводного механизма.

Осмотр элегазовых выключателей выполняется ежедневно, а также один раз за две недели в ночное время суток. В сырую влажную погоду нужно обращать внимание на возникновение электрической коронации. Если величина отключаемого тока была предельно допустимая (при коротких замыканиях), то следует обеспечить качественное техническое обслуживание. Количество отключений как плановых, так и аварийных фиксируется в специально выделенных для этих нужд журналах.

Несмотря на существующие недостатки, элегазовый выключатель имеет свои сильные стороны поэтому является достойной заменой не только масляных, но и воздушных выключателей высокого напряжения.

Читайте также: