Испытания масляных выключателей реферат

Обновлено: 08.07.2024

При наружном осмотре масляных выключателей проверяют целостность фарфоровых изоляторов, наличие и уровень масла в баках и отсутствие следов подтекания масла из выключателя.
Выключатели и приводы к ним должны быть смонтированы строго по уровню и отвесу и надежно закреплены на основании. По протоколу ревизии выключателя проверяют правильность регулировки его механической части.

ИЗМЕРЕНИЕ ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ВВОДОВ

Тангенс угла диэлектрических потерь (tg б) измеряют для вводов всех типов, кроме чисто фарфоровых, поскольку это измерение производят на вводах, установленных выключателей.
Тангенс угла диэлектрических потерь мастиконаполненных вводов на напряжение 20— 35 кВ не должен превышать 2,5% при температуре +20°С. Если измеренная величина превышает указанную, необходимо повторить измерение с исключением влияния внутрибаковой изоляции. Для этого опускают баки выключателя так, чтобы контакты выключателя находились вне масла, и в этом положении снова производят измерение. Если при измерении значение tg6 вводов снизится более чем на 4—5%. это свидетельствует о том, что внутрибаковая изоляция увлажнена и подлежит сушке.
Если же тангенс угла диэлектрических потерь остается выше нормы, то такой ввод должен быть заменен.

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПОДВИЖНЫХ ЧАСТЕЙ

Сопротивление изоляции подвижных частей выключателя, выполненных из органического материала, измеряют мегомметром на напряжение 2500 в. Величина сопротивления изоляции должна быть не ниже 1000 Мом для выключателей напряжением 3—10 кВ и 3000 Мом для выключателей 20—35 кВ.

ИСПЫТАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ПОВЫШЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

Это испытание производят напряжением переменного тока 50 Гц в течение 1 мин.
Величина испытательного напряжения зависит от номинального напряжения выключателя и принимается в соответствии со следующими данными:

Испытательное напряжение в кВ

Выключатели испытывают повышенным напряжением в том случае, если измерения тангенса угла диэлектрических потерь вводов и сопротивления изоляции подвижных частей показали удовлетворительные результаты. Для испытания применяют аппараты АМИ-60, АИИ-70 или специальные повысительные трансформаторы.
Выключатели испытывают во включенном положении, что позволяет проверить изоляцию всех вводов и подвижных частей.

ИЗМЕРЕНИЕ ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТАКТОВ

Измерением переходного сопротивления контактов выключателя проверяют их надежность. Повышенное переходное сопротивление может привести в эксплуатации к перегреву контактов, их оплавлению и выходу выключателя из строя. Переходное сопротивление можно измерять микроомметром типа М-246, мостом типа Р-316, двойным мостом типа МД-6 или методом амперметра-вольтметра на постоянном токе. В двух последних случаях в качестве источника тока используют аккумулятор или сухую батарею.
При измерениях методом амперметра- вольтметра переходное сопротивление контакта подсчитывают по формуле
R = (Uab /1а )*1000 мком,

где Uab —напряжение на выводах выключателя в в;
1а —ток измерения в а.
Схема измерения такая же, как и при измерениях сопротивлений обмоток силовых трансформаторов (см. рис. З,а).
Для выключателей, например типа МГГ, имеющих, кроме главных, специальные дугогасительные контакты, переходные сопротивления измеряют сначала для всей цепи, а затем отдельно для дугогасительных контактов. Для того чтобы измерить сопротивления дугогасительных контактов между главными контактами выключателя, прокладывают прокладки из тонкого прессшпана.
Величина переходных сопротивлений контактов выключателей не должна превышать значений, приведенных в табл. 5.
Таблица 5

Номинальное напряжение в кВ

Номинальный ток в а

Сопротивление контактов в мкОм

МГГ (главные контакты)

МГГ (дугогасительные контакты)

Перед измерением переходного сопротивления контактов нужно несколько раз включить и отключить выключатель для очистки контактов.
В случае неудовлетворительных результатов измерения проверяют поверхность соприкосновения контактов щупом толщиной 0,05 мм и регулируют величину нажатия контактных поверхностей. Для выключателей, у которых в силу их конструктивных особенностей нет возможности проверить величину нажатия контактов (розеточные контакты выключателей типа ВМГ и др.), проверяют величину выдергивающего усилия.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Скорость движения контактов выключателя при включении и отключении — очень важный показатель, характеризующий работу выключателей. От скорости расхождения контактов при разрыве дуги зависит предельная отключаемая мощность выключателя. При малой скорости отключения увеличивается обгорание контактов и выключатель может не разорвать мощность короткого замыкания, гарантированную паспортом.
Значительные отклонения от нормальной скорости включения также отрицательно влияют на работу выключателя. При малых скоростях включения возможно недовключение выключателя или приваривание его контактов при включении на большую нагрузку или короткое замыкание. При повышенных скоростях включения увеличиваются ударные механические нагрузки, вибрации, при которых возможны повреждения фарфоровой изоляции, отказы при выключении и другие ненормальные явления.
Наиболее просто скоростные характеристики определяют путем измерения времени включения и отключения выключателя при помощи электрического секундомера типа ПВ-52. Схема измерений приведена на рис. 18. Измеренное время пропорционально средней скорости движения контактов.

Рис. 18. Схема измерения времени работы масляного выключателя
а — на включение; б — на отключение; Э. С. — электросекундомер
Скорость движения контактов выключателя и время его включения и отключения зависят от напряжения оперативного тока, поэтому измерения следует выполнять при номинальном напряжении. Для выключателей, не имеющих дистанционного включения, определяют только время отключения.
Для выключателей напряжением 35 кВ и выключателей напряжением 6—10 кВ, работающих в сетях, где мощность короткого замыкания близка по величине к номинальной разрывной мощности выключателя, а также для выключателей наиболее ответственных присоединений, недостаточно ограничиваться только измерением времени включения и отключения выключателя, так как средняя скорость на протяжении всего пути движения контактов неполно характеризует работу выключателя и его привода. Необходимо также знать значения скорости на отдельных участках движения контактов, и главное, в моменты их замыкания и размыкания.

Рис. 19. Схема вибрографа
I — сердечник: 2 — катушка; 3 — корпус; 4 — держатель; В — якорь; 6 — пишущее устройство; 7 — выключатель; 8 — винт регулировки резонанса; 9 — пружина; 10 — грифель

Скоростные характеристики включения и отключения снимаются при помощи электромагнитного отметчика времени — вибрографа (рис. 19). Виброграф представляет собой электромагнит, на подвижном якоре которого укреплено пишущее устройство (карандаш). Катушка вибрографа подключается к сети
переменного тока напряжением 127—220 в, и якорь за каждый период дважды притягивается к сердечнику, таким образом, при промышленной частоте тока 50 Гц якорь с пишущим устройством совершает 100 колебаний в секунду. К движущейся части выключателя, несущей контакты, прикрепляют бумажную ленту, к которой подводят карандаш вибрографа. При включении катушки вибрографа и одновременном включении (отключении) выключателя карандаш вибрографа вычертит на ленте синусоиду с периодами различной длины.
Среднюю скорость движения контактов на любом интересующем участке определяют по формуле

где 5 — длина участка пути в м
t — время движения на этом участке в сек.
Время движения на участке определяют по числу периодов синусоиды на виброграмме. Продолжительность одного периода при частоте тока сети 50 Гц— 0,01 сек.
На рис. 20 приведена примерная виброграмма, снятая при помощи вибрографа.

Рис. 20. Виброграмма
Верхние цифры на виброграмме обозначают длину участка в мм, нижние цифры — время и скорость движения контактов соответственно в сек и в м/сек. Кривые скорости движения кон тактов выключателя приведены на рис 21

Рис.21. Кривые скорости движения контактов масляного выключателя типа МГГ- 229 с приводом типа ПС-30
— включение;
— отключение
Время включения и отключения выключателя, измеренное при помощи электросекундомера, и скорости движения контактов в характерных точках, определенные по виброграмме, сравнивают с заводскими данными и в случае значительных расхождений (свыше 20%) выключатель подвергают дополнительной регулировке.

ОПРОБОВАНИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ С ПРИВОДОМ

Поскольку в сети оперативного тока во время эксплуатации возможны отклонения величины напряжения от номинального значения.
надежность действия выключателя с приводом должна быть проверена при пониженном и повышенном напряжениях.
Привод должен надежно срабатывать при понижении напряжения до 65% номинального на отключение и до 80% — на включение. Кроме этого, во избежание ложных отключений привода при снижениях сопротивления изоляции и замыканиях в сети оперативного тока минимальное напряжение срабатывания катушек отключения привода должна быть не ниже 30% номинального.
При проверке выключателя с приводом необходимо произвести 3—4 операции по включениям и отключениям при номинальном значении напряжения оперативного тока, 5 включений при пониженном напряжении до 90% номинального, 5 включений при повышенном напряжении до 115% и 10 отключений при пониженном напряжении до 80% номинального. При этом не должно быть отказов в работе выключателя.

1. Измерение сопротивления изоляции.

2. Испытание вводов.

3. Оценка внутрибаковой изоляции и изоляции дугогасительных устройств.

4. Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.

5. Измерение сопротивления постоянному току.

6. Измерение скоростных и временных характеристик выключателей.

7. Измерение хода подвижных частей (траверс) выключателя, вжима контактов при включении, одновременности замыкания и размыкания контактов.

8. Проверка регулировочных и установочных характеристик механизмов, приводов и выключателей.

9. Проверка действия механизма свободного расцепления.

10. Проверка напряжения срабатывания приводов выключателей.

Перед испытаниями производится внешний осмотр выключателя. При этом проверяют чистоту и целостность изоляции, уровня масла, отсутствия течи масла, состояния привода, заземление корпуса и т. п. При этом масляный выключатель, полностью собранный и отревизованный, должен быть проверен на разновременность замыкания и размыкания контактов, должны быть измерены ход подвижной части, вжим и ход контактов при включении.

Тип прибора или установки

Мост переменного тока

Измерение тангенса угла диэлектрич. потерь, емкость

Мост постоянного тока

от 1 до 99990 Ом

от 0.1 до 0.9999 Ом

Миллисекундомер ПВ 53 М

переменное до 250 кВ,

50 гц, однофазное

Мегаомметр Ф 4102/2-М1

Приборы должны быть заведомо исправны и прошедшие госповерку. Допускается замена другими типами приборов с аналогичными характеристиками и не ниже класса точности.

3.1. Измерение сопротивления изоляции.

Сопротивление изоляции обмоток включение и отключение, вторичных цепей привода выключателя и т.п. производится согласно “Методики по измерению сопротивления изоляции” мегаомметром на напряжение 1000 В. Значение сопротивления изоляции должно быть не ниже значений, указанных в таблице 1.

Номинальное напряжение, кВ

Сопротивление изоляции, МОм

В скобках даны значения для выключателей, находящихся в эксплуатации на основании приложения 1.1 ПЭЭП.

Первое измерение производится обычно при включенном положении выключателя. Измеряется суммарное сопротивление изоляции вводов, подвижных и направленных частей выключателя. Если измеренные сопротивления изоляции окажутся ниже приведенных значений, проводится второе измерение при отключенном выключателе и соединенных между собой вводах каждой фазы выключателя. Сопротивление изоляции подвижных и направленных частей определяется по результатам двух измерений из выражения:

Rвкл и Rоткл - сопротивление изоляции, измеренные соответственно при включенном и отключенном положениях выключателя.

В тех случаях, когда масло в баки выключателя не залито или есть возможность опустить баки, для измерения сопротивления изоляции присоединяют мегаомметр непосредственно к подвижным и направляющим частям.

3.2. Испытание вводов.

Вводы масляных выключателей испытываются до установки их на выключатель на основании “Методики испытания вводов и переходных изоляторов”.

3.3. Оценка состояния внутрибаковой изоляции и дугогасительных устройств.

Производится для выключателей напряжением 35 кВ путем измерения тангенса угла диэлектрических потерь (tg d ) вводов после установки их на выключатель. За счет влияния внутрибаковой изоляции tg d может измениться. На основании ПУЭ внутрибаковая изоляция подлежит сушке, если измеренное значение tg d в два раза превышает tg d вводов, измеренный до установки вводов на выключатель.

Измерение tg d производится на полностью собранном выключателе мостом Р 5026 М по перевернутой схеме согласно “Методике по измерению диэлектрических потерь мостом переменного тока Р 5026 М”.

Для баковых масляных выключателей 35 кВ оценка влияния внутрибаковой изоляции при повышенных значениях tg d обязательна. Если эти значения превышают норм, указанных для вводов в таблице 2 “Методики испытания вводов и переходных изоляторов”, то в этих случаях из измерения должна быть исключена внутрибаковая изоляция (слив масла, опускают баки, шунтируют дугогасительные камеры). Внутрибаковая изоляция подлежит сушке, если исключение ее влияния снижает tg d вводов более чем на 4 ¸ 5%.

3.4. Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.

Значения испытательных напряжений для масляных выключателей принимаются в соответствии с таблицей 2.

Испытательное напряжение для аппаратов с изоляцией, кВ

Класс напряжения, кВ

нормальной из орг. материалов

облегченной из орг. материалов

В скобках даны значения согласно ПЭЭП.

Продолжительность приложения испытательного напряжения 1 минута. Испытанию подвергаются выключатели напряжением до 35 кВ включительно. Испытанию подлежит опорная изоляция и изоляция выключателей относительно корпуса. У малообъемных выключателей 6-10 кВ повышенным напряжением испытывается также изоляция контактного разрыва.

Изоляция вторичных цепей и обмоток привода испытывается на напряжение переменного тока 1 кВ в течение 1 минуты.

3.5. Измерение сопротивления постоянному току.

3.5.1. Измерение сопротивления постоянному току контактной системы масляных выключателей производится пофазно у каждой пары рабочих контактов выключателей микроомметром, мостом или методом амперметра - вольтметра, рассмотренных в других методиках. Значение сопротивления контактов постоянному току должно соответствовать данным завода - изготовителя. Если результаты измерений больше значений, необходимо провести повторное измерение после ревизии контактов.

3.5.2. Измеряются сопротивления шунтирующих резисторов дугогасительных устройств. Измеренные значения сопротивлений не должны отличаться от заводских более чем на 3%. У выключателей серии ВМТ сопротивление токоведущего контура постоянному току при приемо - сдаточных испытаниях (согласно заводской инструкции) не измеряют.

3.5.3. Производят измерение обмоток электромагнитов включения и отключения. Значения должны соответствовать данным заводов - изготовителей.

3.6. Измерение скоростных и временных характеристик выключателя.

Измерение временных характеристик производится для выключателей всех классов напряжения. Измерение скорости включения и отключения следует производить для выключателей 35 кВ, когда это требуется инструкцией завода - изготовителя.

3.6.1. Временные характеристики выключателя.

Собственное время включения и отключения выключателя (от подачи импульса до замыкания или размыкания контактов выключателя) измеряется электрическим секундомером.

Измеренные значения должны соответствовать заводским нормам. Полное время включения определяется как сумма собственного времени включения и времени движения траверсы от момента замыкания контактов до полной остановки траверсы. Полное время отключения определяется как сумма собственного времени отключения и времени движения траверсы от момента размыкания контактов до полной остановки траверсы. Времена движения траверсы после замыкания контактов при включении и после размыкания контактов при отключении выключателя до ее полной остановки определяются по виброграммам.

3.6.2 Скоростные характеристики.

Скорость движения подвижных частей выключателя характеризует качество регулировки выключателя и привода. Большая скорость может вызвать чрезмерны ударные механические нагрузки, малая скорость может привести к вибрации и снижению отключающей способности выключателя.

Измерение скорости производят на масляном выключателе, полностью залитом маслом, при температуре окружающей среды не менее +10 ° С при номинальном значении напряжения на зажимах обмоток электромагнитов включения и отключения.

Измерение производят обычно вибрографом, состоящего из вибратора и пишущего устройства, закрепленного на стальной пластине с якорем; и обеспечивает 100 колебаний в секунду пишущего устройства при подаче на обмотку вибрографа переменного напряжения 12 ¸ 36 В, 50 Гц.

Виброграмма может быть получена двумя способами:

а) Лента закрепляется непосредственно на штанге выключателя, несущего траверс

б) Лента закрепляется на промежуточной подвижной детали выключателя (на тяге, волу и т. п.) - в этом случае производится предварительная графировка ленты:

на штанге траверсы наносят метки и при медленном включении выключателя делают на виброграмме отметки вручную, соответствующие включенному и отключенному положению и моментам главных и дугогасительных контактов.

Подключение вибрографа к источнику питания производится одновременно с подачей импульса на включение (отключение) выключателя. Ход подвижных частей определяется непосредственным измерением длины виброграммы. Время движения определяется по числу периодов синусоиды. Скорость движения подвижных частей на всем пути различна. Средняя скорость на данном небольшом участке определяется из выражения

S - длина участка пути , (см);

t - время движения на этом участке, с.

По виброграмме может быть построена кривая скорости движения подвижных частей выключателя (см. рис. 3), где

б - кривая скорости включения;

S 1 - ход в контактах;

S 2 - ход в камере;

S 3 - полный ход траверсы.

1 - подвижной контакт выключателя; 2 - рубильник; 3 - щиток с лампами.

Выключатель медленно вручную включается и при загорании лампы делается отметка на тяге (для ВМП-10 - на контрольном стержне), после чего выключатель доводится до включенного положения и вновь делается отметка. Измеренное расстояние между отметками соответствует вжиму контактов. Измерения производятся для каждой фазы выключателя.

Проверка одновременности замыкания и размыкания контактов выключателя производится с помощью схемы, приведенной на рисунке 4. Разновременность замыкания и размыкания контактов определяется при медленном ручном включении и отключении выключателя по меткам, наносимым при загорании и погасании ламп, фиксирующих моменты замыкания и размыкания соответствующих контактов выключателя.

Измеренные значения хода подвижных частей, вжима контактов, одновременности замыкания и размыкания контактов должны соответствовать заводским нормам.

Проверка регулировочных и установленных характеристик механизмов приводов и выключателей производится в объеме и по нормам заводских инструкций и паспортов для каждого типа привода и выключателя.

3.8. Проверка регулировочных и установленных характеристик механизмов, приводов и выключателей.

Проверка производится в объеме и по нормам заводских инструкций и паспортов для каждого типа привода и выключателя.

3.9. Проверка действия механизма свободного расщепления.

Измерение производится без тока в первичной цепи выключателя с целью определения фактических значений напряжения на зажимах электромагнитов приводов, при которых выключатели сохраняют работоспособность, т. е. выполняют операции включения и отключения до конца. При этом временные и скоростные характеристики могут не соответствовать нормируемым значениям. Напряжение срабатывания должно быть на 15 -20% меньше нижнего предела рабочего напряжения на зажимах электроприводов. Напряжения срабатывания электромагнитов управления выключателей с пружинными приводами должны определяться при рабочем натяге включающих пружин согласно указаниям заводских инструкций.

Кроме измерения напряжения срабатывания определяются значения напряжений на зажимах электромагнитов приводов, при которых обеспечивается надежная работа масляных выключателей (без тока в первичной цепи) с соблюдением нормируемых временных и скоростных характеристик. Надежная работа выключателя при отключении должна обеспечиваться при напряжениях 65 -120% номинального, при включении 80 -110% номинального для выключателей с током включения до 50 кА и 85 - 110% номинального для выключателей с током включения более 50 кА.

Напряжение срабатывания эл. магнитов приводов выключателей измеряют по схемам на рисунке 2.

3.11. Испытание выключателя многократным включением и отключением.

Многократные опробования масляных выключателей производятся при напряжении на зажимах электромагнитов:

включения - 110, 100, 80 (85) % номинального и минимальном напряжении срабатывания;

отключения - 120, 100, 65 % номинального и минимальном напряжении срабатывания.

Количество операций при повышенном и пониженном напряжениях должно быть 3 - 5 и при номинальном напряжении - 10. Кроме того, выключатели следует подвергнуть 3 - 5 кратному опробованию в цикле В - О без выдержки времени, а выключатели, предназначенные для работы в режиме АПВ, также 2 - 3 кратному опробированию в циклах О - В и О - В - О. Работа выключателей в сложных циклах должна проверяться при номинальном и пониженном до 80 (85) % номинального напряжения на зажимах электромагнитов приводов.

3.12. Испытание трансформаторного масла.

У баковых выключателей всех классов напряжений и малообъемных выключателей 110 кВ и выше испытание масла производится до и после заливки масла в выключатели.

У малообъемных выключателей до 35 кВ масло испытывается до заливки в дугогасительные камеры. Испытание масла производится в соответствии с гл. 1.8.33 ПУЭ.

3.13. Испытание встроенных трансформаторов тока.

Производится на основании “Методики оценки состояния измерительных трансформаторов тока и напряжения”.

При производстве работ необходимо применять Правила техники безопасности. Дополнительно устанавливаются следующие правила ТБ при работе в распределительных устройствах (РУ), связанные с необходимостью поднятия на выключатель:

- запрещается применение в РУ 220 кВ и ниже переносимых металлических лестниц;

- настилы лесов, подмостей, люлек должны быть ограждены, если высота их над поверхностью грунта или перекрытием превышает 1.3 м;

- при работе на выключателе необходимо использовать предохранительный пояс, при этом закрепить строн за конструкцию, выступ и т. д.;

- персонал должен пользоваться одеждой, не стесняющей движения, инструмент должен находиться в сумке;

- подавать инструмент и детали на оборудование следует с помощью бесконечного каната, веревки или шнура.

5.ТРЕБОВАНИЯ К ПЕРСОНАЛУ

Работы по испытанию масляных выключателей должны производится бригадой не менее 2-х человек, прошедшей обучение и стажировку. Лица, вошедшие в бригаду, должны иметь квалификационную группу по ТБ - IV и III.

Все члены бригады обязаны иметь с собой удостоверения по ТБ.

Лица, допустившие нарушения ПТБ, ПЭЭП, а также исказившие показания и точность измерений несут ответственность в соответствии с Законодательством РФ и положениями “Руководства по качеству” электротехнической лаборатории НУ ООО Корпорации “ЭСКМ”.

6.ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.

По результатам испытаний оформляется протокол

7.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ.

Соответствие погрешности измерения определяется поверенными приборами с соответствующим классом точности.

Первое измерение сопротивления производится при включенном положении выключателя. Измеряют суммарное сопротивление изоляции вводов, подвижных и направляющих частей. Если измеренное сопротивление изоляции ниже нормы, то повторное измерение производится при отключенном выключателе и соединенных между собой вводах каждой фазы выключателя.

Сопротивление внутрибаковой изоляции многообъемных выключателей измеряется до заливки выключателей маслом между различными шайбами крепления фанеры и баком. Сопротивление изоляции не нормируется.

2. Испытание изоляции повышенным напряжением

Испытание опорной изоляции и изоляции выключателей относительно корпуса производится на полностью собранном выключателе.

3. Измерение сопротивления постоянному току

3.1. Качество контактов и регулировки выключателей оцениваются измерением переходного сопротивления контактов постоянному току. Качество регулировки считается удовлетворительным, если результаты измерений не превышают допустимых значений. Чтобы исключить ложные выводы, необходимо перед измерениями несколько раз включить и отключить выключатель, в результате чего происходит самоочистка контактных поверхностей.

Полное сопротивление токоведущего контура измеряется от одного аппаратного вывода до другого.

Измерение производится микроомметром Ф415 при установившемся тепловом режиме, при котором температура окружающей среды отличается от температуры измеряемого объекта не более чем на 3*С.

Приведение измеряемого сопротивления к необходимой температуре производится по формулам:

• для меди R2 = R1(235 +T2)/ (235 +T1);

• для алюминия R2 = R1(245 +T2)/ (245 +T1).

где R1 — сопротивление, соответствующее температуре T1,

R2 — сопротивление, соответствующее температуре T2.

3.2. Измерение сопротивления обмоток электромагнитов управления производится мостом ММВ, так как большая точность при этих измерениях не требуется. По результатам измерения судят о целости обмоток и отсутствии дефектов в них, сравнивая с результатами проверки приводов аналогичного типа.

4. Измерение скоростных и временных характеристик.

Измерение хода подвижных частей, вжима контактов при включении, одновременности замыкания и размыкания контактов выключателя.

Скоростные и временные характеристики выключателей всех типов позволяют оценить состояние механической части и качество регулировки при монтаже и после ремонта. Основными характеристиками являются:

• собственное время отключения выключателя (время от момента подачи напряжения на электромагнит отключения до начала размыкания контактов);

• собственное время включения выключателя (время от момента подачи напряжения на электромагнит включения до начала замыкания контактов);

• скорость движения траверсы при отключении;

• скорость движения траверсы при включении.

Большая скорость движения траверсы при включении и малое время включения по сравнению с заводскими данными могут вызвать чрезмерные ударные механические нагрузки на подвижные части выключателя, а малая скорость и большое время отключения могут приводить к вибрации и уменьшению отключающей способности выключателя.

Для измерения скоростных и временных характеристик используется прибор ПКВ/М5, посредством которого регистрируются графики скорости и хода выключателей. Эти графики отражают процессы движения траверсы и подвижных контактов, взаимодействие их с направляющими механизмами, неподвижными контактами и буфером.

5. Проверка минимального напряжения срабатывания выключателей

Измерение минимального напряжения срабатывания производится с помощью комплектного устройства для проверки защит типа ЭУ5001. Напряжение подается непосредственно в цепь электромагнита через соответствующий блок-контакт при отсоединенной схеме дистанционного управления. Измерение производится постепенным подъемом напряжения до срабатывания электромагнита с последующим уточнением значения этого напряжения подачей напряжения на электромагнит толчком.

Минимальное напряжение срабатывания электромагнита отключения при питании от постоянного тока должно быть не ниже 30%Uн для исключения ложного срабатывания при нарушении изоляции.

НТД и техническая литература:

• Межотраслевые правила по охране труда (ПБ) при эксплуатации электроустановок. ПОТ Р М — 016 — 2001. — М.: 2001.

• Правила устройства электроустановок Глава 1.8 Нормы приемосдаточных испытаний Седьмое издание

• Объем и нормы испытаний электрооборудования. Издание шестое с изменениями и дополнениями — М.:НЦ ЭНАС, 2004.

• Наладка и испытания электрооборудования станций и подстанций/ под ред. Мусаэляна Э.С. -М.:Энергия, 1979.

• Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования. — М.: ОРГРЭС, 1997.

Цель работы: изучение конструкции, принципа действия и области применения малообъёмных масляных выключателей.

Выключатели – это аппараты, предназначенные для отключения и включения цепей при любых режимах работы энергоустановки.

В сетях переменного тока энергосистем используются следующие типы выключателей высокого напряжения: масляные, воздушные, электромагнитные, элегазовые, вакуумные и тиристорные.

В масляных выключателях контакты размыкаются в масле и дуга гасится с помощью газового автодутья, т.е. вследствие воздействия на дугу струи газов, получающихся в процессе разложения масла под воздействием высокой температуры дуги. Применение получили масляные выключатели двух типов: 1) многообъёмные и 2) малообъёмные.

В многообъёмных масляных выключателях масло является не только газогенерирующей средой, но используется в качестве изоляции. С помощью масла осуществляется изоляция токоведущих частей от заземлённого бака выключателя, токоведущих частей разноимённых фаз друг от друга, а так же изоляция между контактами в отключённом положении выключателя.

В малообъёмных выключателях масло используется только для гашения дуги, поэтому его количество принимается минимально возможным из условия гашения дуги, а изоляция токоведущих частей осуществляется при помощи воздуха и керамических или органических изоляционных материалов. Благодаря малому объёму масла и весьма прочной конструкции баков, выключатели можно считать взрыво- и пожаробезопасными. Это обстоятельство увеличивает безопасность обслуживания выключателей и значительно упрощает их установку в закрытых распределительных устройствах.

Во всех малообъёмных выключателях имеются дугогасительные камеры, наиболее часто с поперечным дутьём. В зависимости от напряжения и мощности отключения выключатели имеют один или несколько разрывов в фазе.

По типу, показанному на рис.1 а, изготавливаются выключатели ВМГ-10 (выключатель масляный подвесной), а ранее изготавливались выключатели ВМГ-133.

По конструктивной схеме приведённой на рис.1 б, изготавливаются выключатели серии ВМП на напряжение до 35 кВ включительно. При больших номинальных токах предусматривают рабочие контакты снаружи выключателя, а дугогасительные – внутри металлического бочка (рис.1 в). При больших отключаемых токах на каждый полюс имеется два дугогасительных разрыва (рис.1 г). По такой схеме выполняются выключатели серии МГГ и МГ на напряжение до 20 кВ включительно.

Массивные внешние рабочие контакты позволяют рассчитать выключатель на большие номинальные токи (до 9500 А). При напряжении 35 кВ и выше корпус выключателя выполняется фарфоровым (рис.1 д, серия ВМК – выключатель масляный колонковый). В выключателях 35, 110 кВ предусмотрен один разрыв на полюс, при больших напряжения – два разрыва и более. Малообъёмные масляные выключатели изготавливаются на напряжение до 500 кВ включительно и номинальную мощность до 10000 МВ·А.

Рассмотрим подробнее конструкцию широкораспространённых масляных выключателей серии ВМП-10 (рис.1 б, рис.2). Эти выключатели имеют различное исполнение в зависимости от их назначения, например у выключателя ВМП-10к привод поставляется отдельно, а выключатели ВМПП и ВМПЭ имеют соответственно пружинный и электромагнитный привод типа ППМ-10 и ПЭ-11.

Включатель типа ВМП-10 рассчитан на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный длительный ток 1500 А, номинальный ток отключения 20 кА, полное время отключения не превышает 0,14 с.

В настоящее время номинальный ток этой серии увеличен до 3200 А, а мощность отключения до 500 МВ·А. С номинальным током отключения 31,5 кА. Конструктивная схема такого выключателя показана на рис.1 в.

Все три полюса выключателя монтируются на одной сварной раме и разделяются между собой изоляционными перегородками.

Каждый полюс состоит из бака цилиндрической формы, выполненного из прочного влагостойкого изоляционного материала – эпоксидной смолы. Концы цилиндра заармированы металлическими фланцами. С помощью маслоуказателя трубки контролируется уровень масла в баке. На верхнем фланце укреплён корпус из алюминиевого сплава, заканчивающийся маслоуказателем. Последний снабжён газоотводным отверстием, направляющим газы вверх в сторону от токоподводящих шин. Оба фланца – верхний и нижний – закрыты крышками, причём верхняя крышка снабжена отверстием, закрытым пробкой, для долива масла, а нижняя крышка – маслопускным отверстием с пробкой.

Крепление бачков на раме осуществляется с помощью опорных изоляторов, имеющих внутреннее эластичное крепление арматуры. На раме расположены: общиё для трёх полюсов приводной вал с рычагами, отключающие пружины, масляный и пружинный демпферы. Разрез нижней части бака полюса выключателя представлен на рис.2.

Неподвижный розеточный контакт расположен внутри крышки нижнего фланца. Подвижный контактный стержень подвешен к верхнему фланцу и связан с передаточным механизмом. Подвод тока к подвижному стержню осуществлён с помощью роликового устройства, создающего скользящее контактное соединение. Передаточный механизм и роликовое устройство размещаются в корпусе выключателя. Контакты снабжены тугоплавкими наконечниками, что значительно повышает их дугостойкость и значительно увеличивает срок службы.

Внутри цилиндра, над розеточным контактом, расположена дугогасительная камера поперечного дутья. Камера представляет собой пакет круглых пластин из электрокартона, фибры и гетинакса. Верхняя часть камеры снабжена масляными карманами, а нижняя – тремя поперечными дутьевыми каналами, расположенными один над другим и сообщающими с помощью вертикальных каналов подкамерное пространство с верхней половиной бачка. Подкамерное пространство сообщается, кроме того, с добавочным резервуаром в виде стального стакана с воздушной подушкой, укреплённого на нижнем фланце бачка. Упругая воздушная подушка в стальном стакане сглаживает пульсацию давления в дугогасительной камере и убыстряет очищение её каналов от газов после окончания гашения дуги.

Во включённом положении ток идёт по вводу, неподвижному розеточному контактному элементу, подвижному контакту и через роликовое устройство и направляющие неподвижные стержни выходит к верхнему вводу.

При отключении выключателя, когда освобождается запирающее устройство привода, вал выключателя под действием отключающих пружин быстро поворачивается, поднимая контактный стержень вверх.

Между контактами выключателя образуется дуга, вызывая газообразование в подкамерном пространстве. На первой стадии процесса отключения до момента открытия первой поперечной щели давление газов в подкамерном пространстве растёт (стадия замкнутого газового пузыря). На второй стадии щели поочерёдно открываются и возникает дутьё, направленное поперёк дуги, и дуга гаснет. Время гашения дуги при отключении больших и малых токов изменяется от 0,015 до 0,025 с.

При отключении больших и средних токов образовавшаяся разность давлений между подкамерного пространства и верхней частью бачка оказывается достаточной для того, чтобы создать эффективное поперечное дутьё после открытия поперечных щелей. При отключении малых токов поперечное дутьё в каналах получается слабым, гашение дуги затягивается и завершается с помощью дополнительных радиальных струй дутья из масляных карманов в верхней части камеры. После окончания гашения дуги продолжается вытеснение мосла под действием упругой воздушной подушки из стального резервуара. В результате каналы камеры быстро очищаются от газов и камера подготавливается для работы в цикле АПВ.

А процессе отключения газы, выходящие из бака, увлекают за собой частицы масла, которые задерживаются маслоотделителем и масло возвращается обратно в бак. Когда камера заполнится маслом, выключатель готов для выполнения следующего цикла операций. Бестоковая пауза при АПВ для этих выключателей довольно большая – 0,5 с.

В выключателе ВМП-10 всего 4,5 кг масла, качество которого должно отвечать обычным требованиям к изоляционному маслу. Если масло будет сильно загрязнено, а каналы камеры обуглены, то станет возможным перекрытие между контактами в отключённом положении.

Для смягчения удара при отключении выключателя в раме имеется масляный буфер.

Выбор масляных выключателей проводят по следующим условиям:

Номинальное напряжение;

Длительный номинальный ток;

Номинальный ток отключения:

симметричный;

асимметричный;

Номинальный ток динамической устойчивости:

симметричный (эффективное значение)

асимметричный (максимальное значение)

Номинальный тепловой импульс

(термическая устойчивость)

- действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент расхождения дугогасительных контактов;

- номинальный ток отключения;

- апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов;

- номинальное значение относительного содержания апериодической составляющей в отключаемом токе КЗ;

- наименьшее время от начала короткого замыкания до момента расхождения дугогасительных контактов;

- действующее значение предельного сквозного тока КЗ;

- амплитудное значение предельного сквозного тока КЗ;

- начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя;

- ударный ток КЗ в цепи выключателя;

- тепловой импульс по расчёту.

Описание и работа вакуумных выключателей

малые габариты и вес;

лёгкость и простота адаптации в любые типы КРУ, КСО;

возможность использования в широком диапазоне питающего оперативного напряжения вторичных цепей;

необслуживаемость на протяжении всего срока эксплуатации.

низкая трудоемкость производства и, как следствие, умеренная цена.

Вакуумные выключатели BB/TEL имеют сертификаты соответствия стандарту международной электротехнической комиссии МЭК 56, сертификат соответствия ГОСТ 687-78.

Структура условного обозначения выключателей

Пример записи обозначения выключателя напряжением 10 кВ с номинальным током отключения 12,5 кА, номинальным током 630 А , климатического исполнения У2, конструктивного исполнения 45 по каталогу: Выключатель вакуумный ВВДЕ1.-10-12,5/630-У2-45 ИТЕА674152.003ТУ.

Основные части и узлы в отличие от большинства существующих выключателей, в основу устройства BB/TEL заложен принцип раздельного управления контактами вакуумных дугогасительных камер фаз аппарата. Данный принцип позволил существенно уменьшить количество движущихся частей привода.

Вакуумные дуга гасительные камеры установлены внутри полых опорных изоляторов, закрепленных на общем основании. Подвижные контакты дугогасительных камер жестко соединены со своими Приводами посредством изоляционных тяг, которые также располагаются внутри опорных изоляторов. Таким образом, все элементы конструкции полюса имеют общую ось симметрии, вдоль которой совершают 1 возвратно-поступательное движение детали механизма. Это позволяет существенно упростить кинематическую схему BB/TEL, отказаться от применения нагруженных шарнирных и рычажных звеньев, что, в свою очередь, делает возможным создание коммутационного аппарата с высоким механическим ресурсом, не требующего обслуживания и регулировки в течение всего срока службы. Приводы фаз располагаются внутри основания выключателя. Они механически соединены между собой посредством общего вала, который выполняет три функции: Обеспечивает синхронизацию фаз, предохраняя от неполнофазных режимов работы Приводит в действие вспомогательные контакты выключателя

Обеспечивает механическую блокировку работы РУ, в котором установлен BB/TEL. управляет визуальными индикаторами положения BBAEL

На иллюстрации представлен пример конструкции выключателя с номинальным током 1000 А. Конструкция выключателя с номинальным током 1600 А аналогична, но имеет отличия в части устройства элементов главной токоведущей цепи с целью обеспечения большей пропускной способности.

Электромагнитный привод с магнитной защелкой

Электромагнитный привод может находиться в двух устойчивых положениях - ОТКЛЮЧЕНО и ВКЛЮЧЕНО.

Фиксация якоря в этих положениях производится без применения механических защелок, и обеспечивается:

силой упругости отключающей пружины в положении ОТКЛЮЧЕНО;

силой, создаваемой остаточным магнитным потоком кольцевого постоянного магнита, в положении ВКЛЮЧЕНО.

Операция включения и отключения производится путем подачи управляющих импульсов напряжения разной полярности на однообмоточную катушку электромагнитного привода.

Вакуумные дугогасительные камеры

В отключенном положении выключателя контакты вакуумной камеры (ВДК) удерживаются в разомкнутом состоянии действием отключающей пружины, которое передается на подвижный контакт ВДК посредством тягового изолятора. Для включения модуля на обмотку электромагнитного привода разряжается предварительно заряженный включающий конденсатор блока управления. Импульс тока, протекающего по обмотке электромагнитного привода в результате разряда конденсатора, создает магнитное поле в зазоре между якорем и плоским магнитопроводом.

По мере роста тока в обмотке электромагнитного привода сила электромагнитного притяжения между якорем и плоским магнитопроводом возрастает до величины, превышающей силу удержания, создаваемую пружиной отключения. В этот момент якорь привода начинает двигаться по направлению к магнитопроводу, толкая тяговый изолятор и подвижный контакт ВДК (линия 1 на рисунке). В процессе движения якоря по направлению к магнитопроводу воздушный зазор уменьшается, благодаря чему сила притяжения якоря увеличивается. Быстро растущая электромагнит-чая сила стремительно ускоряет движущиеся части модуля до скорости примерно 1 м/с. Такая скорость является оптимальной для процесса включения и позволяет избежать дребез- га контактов при их соударении, существенно снижая при этом вероятность пробоя вакуумного промежутка до момента замыкания контактов (линия 2 на рисунке). Ускоряющийся якорь генерирует в витках обмотки электромагнитного привода противо-ЭДС, которая препятствует дальнейшему нарастанию тока в обмотке и даже несколько снижает его (участок 1-2 на рисунке). В момент замыкания контактов (линия 2 на рисунке) подвижный контакт останавливается, а якорь продолжает свое движение еще на 2 миллиметра, поджимая контакты через пружину дополнительного поджатия контактов. Достигнув плоского магнитопровода, якорь останавливается, примагнитившись к магнитопроводу привода (линия 2а на рисунке). В момент остановки якоря он перестает индуцировать противо-ЭДС, что приводит к росту тока, необходимого для насыщения кольцевого постоянного магнита до достижения им необходимых магнитных свойств (участок 2а-3 на рисунке). Намагниченный до насыщения кольцевой магнит создает мощный остаточный магнитный поток, достаточный для удержания якоря привода (и соответственно, контактов модуля) во включенном положении даже после отключения включающего тока вспомогательным контактом (линия 3 на рисунке).

Испытания на стойкость к механическим воздействиям показали, что усилие удержания, развиваемого постоянным магнитом, достаточно для того, чтобы удерживать модуль во включенном положении так долго, как это необходимо по условиям эксплуатации, даже при воздействии вибрационных и ударных нагрузок. Отключающая пружина привода также сжимается в процессе движения якоря, накапливая потенциальную энергию для выполнения операции отключения модуля. Перемещение якоря передается на синхронизирующий вал, поворачивая его в процессе перемещения на угол 44°, для обеспечения индикации состояния модуля, управления вспомогательными контактами и приведения в действие блокировочных механизмов распредустройства.

Размыкание контактов происходите интенсивным ускорением, способствуя достижению максимальной отключающей способности модуля (линия 5 на рисунке).

По достижении якорем крайнего положения контакты ВДК удерживаются в разомкнутом состоянии усилием отключающей пружины, которое передается на подвижный контакт посредством тягового изолятора. Перемещение якоря передается на синхронизирующий вал, поворачивая его в процессе перемещения на угол 44°, для обеспечения индикации состояния модуля, управления вспомогательными контактами и приведения в действие блокировочных механизмов распредусгройства.

В ходе работы мы изучили конструкцию, принципом действия, основными техническими данными малообъёмных масляных выключателей, а также вакуумных выключателей. Изучили назначение рабочих и дугогасительных контактов. Были исследованы особенности работы дугогасительной камеры при отключении масляным выключателем малых токов.

Читайте также: