Отличие выключателя у 110 от мкп

Экспресс-тест состояния высоковольтных выключателей и сокращение издержек на эксплуатацию

Статья опубликована в журнале «Новости ЭлектроТехники» № 5(83), октябрь-ноябрь 2013 г.

На сегодняшний день, остро стоит вопрос о надежной и бесперебойной работе высоковольтных выключателей, в силу изношенности парка такого оборудования. В срезе этой проблемы, уделяется особое внимание контролю состояния выключателей. В силу различных принципов работы, выключатели делят на четыре вида: масляные, вакуумные, воздушные и элегазовые. Следует отметить, что диагностика масляных выключателей требует измерения большего числа параметров и трудозатрат ввиду их конструктивных особенностей. Среди многочисленных технических параметров выключателей особое значение имеют временные параметры контактной системы и скоростные характеристики подвижных частей.

Так, в процессе отключения высоковольтного выключателя максимальная одновременность разрыва дугогасительных контактов по каждой фазе обеспечивает равномерное распределение энергии дуги на контактную систему и быстрое её гашение, что в свою очередь снижает разрушающее воздействие и гарантирует длительный ресурс работы выключателя. Сокращение времени дребезга контактов также уменьшает их износ и увеличивает ресурс контактной системы в целом. Одновременно замыкающиеся главные контакты выключателей обеспечивают предсказуемость и регулярность бросков тока намагничивания фаз трансформатора, а также исключают неполнофазные режимы электроустановок, что важно для правильной работы пусковых устройств РЗА.

Традиционные методы и устройства для измерения параметров и характеристик высоковольтного выключателя, как правило, трудоёмки и требуют много времени на подготовку и проведение измерений. На некоторых моделях выключателей персонал тратит до 1 дня! Результаты измерений, при этом, фиксируются вручную, а точность определения параметров зависит от субъективных факторов (в особенности, это касается вибрографов), а также от технического совершенства средств измерений (рис. 1). Так, разновременность замыкания подвижных контактов обычно осуществляется косвенно, по разнице линейных перемещений подвижных контактов в разных фазах в камере выключателя, и производится медленно, ручным включением выключателя с помощью рычага или домкрата. Фиксация касания контактов в каждой фазе осуществляется оператором по загоранию соответствующих ламп в специальной схеме электрической цепи и поэтапной отметкой карандашом положений направляющей трубы на изолирующей штанге. Затем линейкой вручную производятся измерения положений подвижных контактов.

Рис.1. Установка вибрографа на выключатель ВМПЭ-10

Для определения разновременности касания контактов масляного выключателя с помощью данной методики необходим предварительный слив трансформаторного масла из его бака и ручное проведение измерений. Процесс измерений не автоматизирован и не позволяет определять собственное время включения и отключения выключателя. а также выявить при этом дребезг контактов. В эксплуатационной практике нередки случаи, когда необходимо оперативно и без слива трансформаторного масла оценить разновременность касания контактов высоковольтного выключателя, например, после аварийного отключения. Стоит отметить, что в выключателях типов У-110 и МКП-110 кВ в баке одной фазы находится 2.7 т трансформаторного масла. Поэтому слив трансформаторного масла из баков выключателя и последующая его заливка после ремонта требуют больших трудозатрат и наличия дополнительных механизмов.

Линейка приборов серии ПКВ, производимые «СКБ ЭП», позволяет решить любые задачи, связанные с контролем и диагностикой состояния высоковольтных выключателей всех типов, в том числе воздушных на напряжения свыше 220 кВ и зарубежных производителей. Реализованный в приборах метод скоростно-ходовых и скоростно-временных характеристик позволяет проводить безразборное обследование механизмов. Так, в случае с масляными выключателями, операции «включения/отключения» производятся без слива масла, а контролируемые параметры способны дать полную картину состояния выключателя.

Построение графиков функций, в отличие от табличных значений, позволяет наглядно видеть работу каждого элемента выключателя. Автоматическое наложение зависимостей по каждой фазе даёт возможность совершенно точно распознать такие серьезные неисправности, как люфты в механизмах полюсов. Это особенно важно для выключателей с одним приводом на три фазы. Такую неисправность невозможно заметить, оперируя лишь числовыми данными. Состояние направляющей системы тоже невозможно оценить, не имея перед глазами графиков процессов перемещения подвижных частей. Кроме того, по числовым данным сложно определить, какой узел является причиной затягивания времени отключения. Графики зависимости скорости от времени процесса отключения дают исчерпывающую информацию, т.к. на них чётко можно разделить время работы привода от времени работы механизмов самого выключателя и детально проследить работу каждого из них. Таким образом, возможно добиться уменьшения времени обследования (непосредственно процесс измерений занимает 5-10 минут) и количества совершаемых операций, необходимых для тестирования. Это особенно важно для изношенного оборудования.

Многолетнее прикладное применение данного метода контроля, реализованное в приборах ПКВ, а также накопленный банк данных результатов диагностики, позволяют сокращать расходы эксплуатирующих организаций в 1,5 и более раз! Т.к. решение проводить ремонт принимается только если это действительно необходимо, а не при наступлении сроков планового ремонта.

Сравнительный анализ традиционных методов измерений и приборов «СКБ ЭП» на примере масляных выключателей.

Масляные выключатели — выключатели переменного тока выше 1 кВ

Масляные выключатели появились в конце девятнадцатого столетия и приблизительно до 1930г. являлись единственным видом отключающего аппарата в сетях высокого напряжения. Различают масляные выключатели двух видов — баковые и маломасляные. Методы деионизации дугового промежутка в этих выключателях одинаковы. Различие заключается лишь в изоляции контактной системы от заземленного основания и в количестве масла.

Баковые выключатели

В выключателях этого вида дугогасительные устройства полюсов помещены в заземленный бак, заполненный маслом, которое используется в качестве газогенерирующего вещества, а также для изоляции контактной системы от заземленного бака. Ниже в качестве примера приведено описание выключателя типа У-220-40 с номинальным напряжением 220 кВ и номинальным током отключения 40 кА производственного объединения «Урал-электротяжмаш» (рис.1).

Рис.1. Полюс трехбакового масляного выключателя типа У-220-40

Выключатель предназначен для наружной установки. Каждому полюсу соответствует особый бак 1 цилиндрической формы с расширяющейся верхней частью, приспособленной для установки проходных изоляторов 2 и трансформаторов тока 3. Внутренняя поверхность бака выложена изоляционным материалом 4. К нижним фланцам изоляторов прикреплены дугогасительные камеры 5 с шунтирующими резисторами 6. Подвижные контакты укреплены на траверсе 7, приводимой в движение приводом с помощью изоляционной штанги 8 и системы рычагов 9. В положении «включено» траверса 7 находится в верхнем положении, контакты замкнуты, механизм выключателя заперт. В процессе отключения подвижная система освобождается и под действием отключающих пружин перемещается вниз. Контакты размыкаются и дуга гасится. В положении «отключено» контактная траверса находится внизу, несколько выше днища бака (см. пунктир). Здесь расположено устройство 10 для подогрева масла в зимнее время.

Баки залиты маслом. Под крышками остается некоторый объем воздуха («воздушная подушка»), который при сильном газообразовании вытесняется вместе с газами наружу через газоотводную трубу (на рисунке не показана). Слой масла над гасительными камерами должен быть достаточным, чтобы обеспечить надежное охлаждение газов, образующихся в процессе отключения, до соприкосновения их с воздухом под крышкой во избежание воспламенения.

Рис.2. Дугогасительное устройство выключателя У-220-40

Дугогасительное устройство выключателя показано на рис.2. В цилиндре 1 из изоляционного материала укреплены две камеры поперечного масляного дутья (2 и 3), соединенные последовательно. Неподвижные и подвижные контакты этих камер обозначены соответственно 4, 5 и 6, 7. При включении выключателя подвижная траверса с двумя цилиндрическими контактами (на рисунке не показана) поднимается и входит в соприкосновение с корпусом. При дальнейшем ее движении поднимаются подвижные контакты 5 и 7 и соединяются с неподвижными контактами 4 и 6. Механизм выключателя запирается.

При отключении выключателя подвижная траверса вместе с контактами 5 и 7 опускается и в разрывах образуются дуги, которые гасятся в соответствующих камерах. Ходу подвижных контактов вниз способствует пружина 8. Шунтирующие резисторы, показанные на рис.1, обеспечивают равномерное распределение напряжения между гасительными устройствами.

Газы, выбрасываемые из гасительных устройств при отключении тока КЗ, сообщают слою масла, находящемуся над ними, большую кинетическую энергию. Масло ударяется в крышку бака. Скорость масла в момент удара достигает 10-20 м/с, а сила, направленная вверх, достигает 150 кН. При последующем падении масла возникает сила, направленная вниз, которая составляет порядка 300 кН. Она воспринимается фундаментом.

Масса выключателя (три полюса) без масла составляет 28т, а масса масла — 27т. Выключатель подлежит установке на бетонном основании высотой 0,5-0,8м над уровнем земли. Незащищенные токоведущие части находятся на недоступной высоте и не представляют опасности для людей, обслуживающих установку. Три полюса управляются общим электромагнитным или пневматическим приводом.

При ремонте выключателя необходимо спустить масло. С этой целью предусматривают соответствующие трубопроводы и емкости. Для доступа к контактной системе в стенках баков предусмотрены лазы достаточного размера, плотно закрывающиеся крышками на болтах.

Баковые масляные выключатели просты в изготовлении. Стоимость их относительно невысока. Наличие встроенных трансформаторов тока является их достоинством. В связи с усовершенствованием конструкций дугогасительных устройств опасность взрыва и пожара практически исключена. Однако большой объем масла затрудняет доступ к контактной системе и увеличивает время, необходимое для ремонта. Фундаменты для таких выключателей должны быть рассчитаны на значительные динамические нагрузки. Время отключения выключателя составляет 4 периода.

Выключатели аналогичной конструкции (но с меньшими размерами) строят также для номинальных напряжений 110 и 35 кВ.

Маломасляные выключатели

В выключателях этого вида масло служит только газогенерирующим веществом. Для изоляции токоведущих частей используют фарфор, стеклопластик, текстолит и другие изоляционные материалы. Отечественные заводы строят маломасляные выключатели для номинальных напряжений от 6 до 220 кВ для внутренней и наружной установки. Они имеют меньшие размеры и массу по сравнению с баковыми выключателями. Относительно небольшое количество масла облегчает уход и ремонт.

В выключателях для номинальных напряжений до 35 кВ контактная система и дугогасительные устройства заключены в небольшие бачки, изолированные от заземленного основания фарфоровыми изоляторами. Бачки могут быть металлическими (в ранних конструкциях) или из стеклопластика.

Рис.3. Маломасляный выключатель типа ВМП-10

В качестве примера на рис.3 показан весьма распространенный выключатель типа ВМП-10 (выключатель маломасляный подвесной) для номинального напряжения 10 кВ и внутренней установки. Основание выключателя выполнено в виде стальной рамы 1, которая крепится вертикально на стене или каркасе РУ. В раме размещены вал выключателя 2, отключающая пружина и буферное устройство 5. К раме пристроен электромагнитный или пружинный привод. Бачки прикреплены к раме с помощью фарфоровых изоляторов 4. Вал 6 каждого бачка соединен с валом 2 выключателя изолирующей тягой 5. Количество масла составляет всего 4,5 кг. Номинальный ток отключения выключателя ВМП-10 составляет в зависимости от исполнения от 20 до 31,5 кА, номинальный, ток — от 630 до 3200 А. Время отключения составляет 0,12 с (6 периодов).

Выключатель типа ВМП-35 с номинальным напряжением 35 кВ имеет аналогичную конструкцию. Номинальный ток отключения равен 10 кА.

Рис.4. Контактная система и гасительное устройство
масляного выключателя типа МГ-10

Маломасляные выключатели 10-20 кВ с большой отключающей способностью (до 90 кА) и номинальным током до 11 кА имеют несколько иную конструкцию (рис.4). Они имеют по два металлических бачка на полюс. Контактная система разделена на главные и дугогасительные контакты. Неподвижные части 1 главных контактов выполнены в виде трехгранных призм и расположены на крышках бачков. Подвижные части 2 (пальцевого типа) прикреплены к контактной траверсе 3. Число пар пальцев определяется номинальным током. Неподвижные части дугогасительных контактов розеточного типа 4 укреплены в днищах бачков. Подвижные части в виде круглых стержней 5 прикреплены к контактной траверсе и входят в бачки через проходные изоляторы.

В положении «включено» (рис.4,а) большая часть тока проходит от зажима 6 по крышке бачка к главным контактам 1, 2, траверсе 3 и далее к зажиму второго бачка. Небольшая часть тока ответвляется от основного пути и проходит по стенкам первого бачка, розеточному контакту 4, подвижному контактному стержню 5 к траверсе и далее аналогично ко второму бачку. В процессе отключения (рис.4,6) сначала размыкаются главные контакты и весь ток смещается в дугогасительные контакты. При размыкании последних в нижних отсеках бачков зажигаются дуги, угасающие в гасительных камерах по мере продвижения контактных стержней вверх. При включении выключателя сначала замыкаются дугогасительные, а затем главные контакты.

Гасительные камеры состоят из ряда дисков из изоляционного материала, скрепленных шпильками. В дисках имеются вырезы, образующие центральный канал для контактного стержня, а также «карманы» для масла и выхлопные каналы для газов — продуктов разложения масла. Давление в камерах достигает 8 МПа, что способствует образованию сильного газового дутья, направленного радиально и отчасти вдоль канала дуги. После угасания дуги газы выходят из бачков через маслоотделители и по газоотводным трубам (на рисунке не показаны). Масляные пары конденсируются, и масло стекает в бачки.

Контактные траверсы с подвижными контактными стержнями в процессе, отключения приводятся в движение мощными отключающими пружинами, которые с помощью изоляционных штанг 7 соединены через передаточный механизм с валом выключателя. Внешний вид выключателя показан на рис.5. Его время отключения составляет 6-7 периодов.

Рис.5. Маломасляный выключатель типа МГГ-10-5000-б3УЗ:
1 — рама с механизмом;
2 — опорный изолятор;
3 — бачок;
4 — главные контакты;
5 — изоляционная тяга

Маломасляные выключатели ПО «Уралэлектротяжмаш»

ПО «Уралэлектротяжмаш» выпускает маломасляные выключатели с номинальным напряжением 35, 110 и 220 кВ.

Рис.6. Маломасляный выключатель серии ВМТ:
а — на напряжение 110 кВ;
б — на напряжение 220 кВ

На рис.6,а показан выключатель типа ВМТ-110 с номинальным напряжением 110 кВ, номинальным током 1250 А и номинальным током отключения 25 кА. Выключатель состоит из стального основания, на котором установлены три фарфоровые колонны. Нижняя часть каждой колонны представляет собой полый фарфоровый изолятор, внутри которого размещены стеклопластиковые тяги для передачи движения от привода к контактам. Верхняя часть колонны заполнена маслом. Здесь расположено дугогасительное устройство в эпоксидном цилиндре, воспринимающем механические напряжения при работе выключателя.

Гашение дуги происходит в камере встречно-поперечного дутья. Чтобы обеспечить отключение емкостных токов, контакты размыкаются с большой скоростью. Дугогасительное устройство заполнено сжатым азотом, который обеспечивает избыточное давление, способствующее поддержанию высокой электрической прочности межконтактного промежутка (что важно при работе выключателя в цикле АПВ), повышению износостойкости контактов и сохранению высокого уровня внутренней изоляции вне зависимости от внешних атмосферных условий. Избыточное давление создается перед пуском выключателя в эксплуатацию и благодаря надежной герметизации сохраняется в выключателе вплоть до очередной ревизии.

Выключатель снабжен пружинным приводом; время отключения составляет 3 периода. У выключателей предусмотрено устройство для подогрева масла в зимних условиях. С обычным трансформаторным маслом выключатели могут работать при температуре до -45°С, а с низкотемпературным маслом при температуре до -60°С.

Выключатель типа ВМТ-220 (рис.6,б) состоит из трех отдельных полюсов. Каждый полюс имеет два последовательно соединенных дугогасительных устройства, установленных на двух опорных изоляторах 110 кВ. Полюс управляется тем же приводом, который предусмотрен для выключателей 110 кВ. Номинальный ток выключателя равен 1250 А, номинальный ток отключения — 25 кА.

Внедрение выключателей серии ВМТ позволяет прекратить производство баковых выключателей типов МКП-110 и У-220.

Для электроустановок напряжением 35 кВ выпускается маломасляный выключатель типа В МУ-35 в трехполюсном исполнении. Он предназначен для замены выключателей типа ВМК-35 и баковых выключателей типа МКП-35.

Рекомендации по контролю технического состояния масляных баковых выключателей 110-220 кв и приводов

4.3 Дополнительная регулировка выключателя

В случае, если выключатель после ремонта не поддается регулировке: не удается обеспечить соответствие всех контролируемых параметров кинематики механизма требованиям «Технического описания», необходимо проверить правильность выставления входного рычага (рычаг в угловой коробке, к которому подходит вертикальная тяга).

Положение плеч входного рычага механизма выключателя существенно влияет, прежде всего, на величину общего хода подвижных контактов выключателя, а кроме того, на согласование силовой характеристики привода с силами противодействия включению выключателя и на величину усилия, которое приходит от отключающих пружин выключателя на отключающую собачку привода.

Учитывая изложенное, проверка и обеспечение требуемого «Техническим описанием» положения плеч входного рычага механизма выключателя должны быть обязательными при ремонтах и регулировке. В «Технических описаниях» на выключатели положение плеч входного рычага механизма определяют углом между горизонталью и прямой, соединяющей ось вращения рычага с центром оси, которая соединяется с вертикальной тягой. Однако замер таких углов, рекомендуемых в «Технических описаниях», затруднителен.

Для контроля правильности установки входного рычага рекомендуется изготовить шаблон (см.рис.5). Шаблон выполняется из листа металла, оргстекла, гетинакса или, в худшем случае, — твердого картона толщиной 1-2 мм. и представляет собой четырехугольную пластину шириной 150-180 мм, две стороны которой (длиной, желательно, не менее 200 мм.) параллельны между собой и перпендикулярны третьей стороне, а четвертая сторона выполнена под углом ““ к двум параллельным. По середине ширины пластины, строго под углом ““ к ее косому срезу наносится четкая прямая контрольная линия вдоль всей длины пластины. На расстоянии 3-5мм. от прямоугольного края пластины сверлится отверстие  2мм. с центром, лежащим на контрольной прямой. Из центра этого отверстия по обе стороны от контрольной прямой, под углами 2, 4, 6 к ней на пластину наносятся тонкие линии для оценки величины отклонения рычага от заданного положения. Через отверстие пластины пропускается, а затем закрепляется нить отвеса.

В приложении 2 приведены исходные данные для изготовления шаблонов для каждого из рассматриваемых выключателей.

Суть предлагаемого способа контроля правильности установки входного рычага с помощью шаблона — в замере (точнее — в проверке ) вместо угла, указанного в инструкциях — строго соответствующего ему угла ““ — угла между вертикалью ( легко определяемой с помощью отвеса) и общей касательной к цилиндрическим поверхностям оси вращения рычага и оси его соединения с вертикальной тягой). Проверка правильности установки (положения плеч) входного рычага, как и других элементов механизма выключателя, должна проводиться при включенном выключателе, так как именно включенное положение звеньев механизма фиксируется (удерживающей собачкой привода) всегда четко.

Пластина шаблона, удерживаемая в вертикальной плоскости, устанавливается косым срезом на ось вращения входного рычага и ось его соединения с вертикальной тягой включенного выключателя (перпендикулярно этим осям). При правильно выставленном рычаге нить отвеса будет совпадать с контрольной линией шаблона.

1. Поскольку конструкции выключателей в процессе производства несколько изменялись, может оказаться, что какой-то из вариантов не позволяет установить шаблон на ось вращения входного рычага. В этом случае должен быть изготовлен шаблон, предназначенный для установки на ступицу входного рычага и ось, соединяющую его с вертикальной тягой. Этот шаблон отличается от описанного выше только величиной угла между косым срезом пластины и ее параллельными сторонами, а также, естественно, — между косым срезом и контрольной линией. Для отличия шаблонов упомянутый угол обозначен в Приложении 2 — “  “.

2. Кроме шаблона, для некоторых выключателей, например У-110-2000-50, требуется изготовить “заменитель” оси, соединяющей рычаг с вертикальной тягой, отличающийся от штатной оси увеличенной длиной (определяемой по месту) и отсутствием отверстий под шплинты. Ось-заменитель, устанавливаемая только на время выверки положения входного рычага механизма выключателя, необходима для того, чтобы обеспечить возможность установки пластины шаблона в плоскость, перпендикулярную осям рычага.

При отклонении контрольной линии шаблона от нити отвеса на 2 и более градусов в ту или другую сторону следует провести перерегулировку механизма выключателя. Делать это рекомендуется в следующей последовательности: чтобы не допускать включения выключателя “на упор”, выверните на 3-4 оборота упоры, ограничивающие поворот ведущих рычагов механизмов полюсов в направлении включения , а также упоры и (или) пружинные буферы, ограничивающие перемещение штанг полюсов вверх. На выключателе У-220-2000-40 рекомендуется, кроме того, вывернуть на 2-3 оборота пружинный буфер включения, взаимодействующий со “шпоночным” рычагом ведущего вала механизма.

Определитесь, в каком направлении и насколько следует повернуть входной рычаг механизма выключателя, чтобы контрольная линия шаблона совпала с нитью отвеса. Отключите выключатель и, вынув ось, соединяющую входной рычаг с вертикальной тягой, удлините или укоротите последнюю путем вращения навернутого на нее верхнего резьбового наконечника (серьги). Добейтесь таким путем, чтобы после включения выключателя домкратом контрольная линия шаблона, вновь установленного на упомянутые оси входного рычага, совпала с нитью отвеса. Допустимое отклонение — в пределах половины оборота наконечника.

Проверьте с помощью приложенного к выключателю (или описанного в инструкции) шаблона величину недохода механизма первого (от привода) полюса до “мертвого” положения на соответствие требованию инструкции. При его несоответствии требованию — определитесь, в каком направлении и насколько следует повернуть ведущий рычаг механизма этого полюса для обеспечения недохода, заданного инструкцией. Отключите выключатель и, руководствуясь указаниями «Технического описания», только за счет изменения длины горизонтальной тяги этого полюса приведите ведущий рычаг его механизма в требуемое положение. Таким же образом приведите в нужные положения ведущие рычаги механизмов второго, а затем третьего полюсов.

Сделайте на штангах полюсов включенного выключателя на уровне нижней кромки направляющего устройства риски. Отключите выключатель и сделайте на штангах риски, соответствующие отключенному положению выключателя. Замерьте расстояние между рисками и сравните его с заданным полным ходом траверсы. Пользуясь указаниями инструкции, обеспечьте требуемую величину полного хода траверсы с использованием полного хода штока масляного буфера за счет вворачивания или выворачивания последнего.

Отрегулируйте величину хода контактов камер по указаниям инструкции. При необходимости подрегулировки недохода звеньев механизмов полюсов до “мертвого” положения (по шаблону) — делайте это только за счет изменения длины горизонтальных тяг.

Обеспечьте одновременность касания контактов камер, ход и “вжим” контактов при включении выключателя домкратом за счет вворачивания или выворачивания контактов траверс, пользуясь электроламповым приспособлением, описанным в инструкции, и ее указаниями.

Вверните (при включенном положении выключателя, зафиксированном удерживающей собачкой привода) ранее вывернутые ограничительные упоры механизма и пружинные буферы (при их наличии) до положений, регламентированных инструкцией. Затяните контргайки. Проверьте контровку всех резьбовых соединений, в том числе штанги с траверсой, особенно если траверса разворачивалась на  90 при выполнении регулировки либо навинчивалась на штангу для обеспечения требуемого хода контактов камер. Проверьте установку шплинтов на осях.

Отключите выключатель, а затем еще раз , включая его домкратом, проверьте качество проведенной регулировки с помощью шаблона для контроля правильности установки входного рычага механизма выключателя, шаблона для контроля недохода механизмов полюсов до “мертвого” положения , электролампового приспособления для определения моментов смыкания контактов траверс с контактами камер , тщательно замеряя ход подвижного контактного устройства камер, “вжим” контактов, зазоры между подвижными частями и ограничивающими их ход (поворот) упорами, неиспользованный ход пружинных буферов.

Отключите выключатель динамически. Проверьте регулировку привода, так как после регулировки механизма выключателя отключенное положение выходного вала привода могло измениться, а следовательно, могли измениться и контролируемые зазоры на КБВ и КБО. При необходимости проведите подрегулировку согласно указаниям «Технического описания» на привод.

Убедившись в полном соответствии проведенной регулировки требованиям инструкции, удлините идущую от привода вертикальную тягу, свернув с нее серьгу на 1-1,5 оборота, и произведите первое пробное динамическое включение. Включение выключателя с пневматическим приводом при не заполненных маслом баках следует проводить при пониженном давлении в ресивере, а выключателя с электромагнитным приводом — при напряжении, желательно, не выше Uном.

Если после первого динамического включения “вжим“ контактов оказался меньше минимально допустимого по инструкции, — укоротите вертикальную тягу, навернув на нее серьгу на 0,5 — 1 оборот.

Снова включите выключатель динамически, замеряя при этом напряжение на выводах катушки ЭВ и снимая виброграмму включения.

Определите по виброграмме включения скорость контактов траверсы в моменты их касания с наружными и внутренними контактами камер и сравните их с заданными в инструкции с учетом фактического значения напряжения на катушке ЭВ, под которым следует понимать наименьшее значение напряжения на выводах катушки, фиксируемое в процессе включения выключателя (хотя бы визуально — по стрелочному вольтметру). То есть, если в процессе включения выключателя У-220-10002000-25 У, например, напряжение на катушке ЭВ упало до 205 В — скорость контактов траверсы в моменты их касания с наружными и внутренними контактами камер должны иметь приблизительно средние значения между заданными инструкцией нормами для напряжений 187 В и 220 В.

4.4 Методы проверки характеристик

4.4.1 Временные и скоростные характеристики при включении и отключении

выключателя проверяются при минимальном, номинальном и повышенном напряжениях.

Величину напряжения необходимо измерять непосредственно на клеммах электромагнитов управления и контактора.

Разрешается в условиях эксплуатации скоростные характеристики выключателя снимать при том напряжении на выводах катушки, которое фактически имеет место, но не ниже нижнего рабочего предела 0,85 U ном. и не выше 1,1U ном. Полученные величины скоростей нужно сравнить с нормами, заданными в инструкциях. При правильно отрегулированном выключателе скоростные и временные характеристики должны укладываться в нормы. При выходе скоростных характеристик выключателя за пределы норм необходимо проверить его механизмы на отсутствие затираний в звеньях, а также состояние смазки. Также можно повлиять на характеристики путем изменения величины недохода звеньев механизма выключателя до «мертвого» положения или вжима контактов, не выходя при этом из допустимых значений этих параметров.

Измерения проводить с маслом и без масла в баках — Приложение 1 п.п.24, 25, 26.

Снятие скоростных и временных характеристик рекомендуется производить приборами ПКВ-М5А, ПКВ-М6.

4.4.2 Замер переходного сопротивления главной цепи полюсов рекомендуется производить приборами МКИ-200, МКИ-400.

4.4.3 Проверка сопротивления шунтирующих резисторов:

для этого необходимо подключить домкратом выключатель до касания контактов траверсы подвижных контактов камер и замерить сопротивление двух последовательно включенных шунтирующих резисторов. Измеренные значения суммы их сопротивлений не должны отличаться от заводских данных более чем на 6%. (см. приложение 1, п.33).

4.4.4 Испытание изоляции вторичных цепей выключателей и приводов проверять приложением напряжения 2 кВ в течение 1 минуты (в соответствии с ГОСТ 1516.2-76) во включенном и отключенном положениях выключателя.

4.4.5 Проверка исправности работы обогрева бака и привода.

4.4.6 Проверить плотность прилегания электронагревателей к днищу бака, при необходимости подогнать по месту до плотного прилегания (допустимый зазор 2мм).

4.4.7 Проверить изоляцию электронагревателей выключателей и приводов приложением испытательного напряжения 1250В для ТЭНов с U раб. =220В и 1000В для ТЭНов с U раб. =127В в соответствии с ГОСТ 13268. Напряжение приложить между контактной шпилькой клеммной коробки и заземленным корпусом. Изоляция считается выдержавшей испытания, если во время испытаний не наблюдалось ее пробоя.

4.4.8 Испытания трансформаторов тока.

Измерение сопротивления изоляции вторичных обмоток производится мегаомметром на 1000В. Электрическая прочность изоляции вторичной обмотки трансформатора тока должна испытываться напряжением промышленной частоты 3кВ в течение 1 мин. по ГОСТ 7746-2001.

4.4.9. Проверка трансформаторного масла из баков выключателей.

Проверка масла при заливке на соответствие требованиям ГОСТ 6581: Электрическая прочность трансформаторного масла ГОСТ 982 или ГОСТ10121 должна быть не ниже 40кВ (действующее значение) для выключателей 110кВ и не ниже 45кВ (действующее значение ) для выключателей 220кВ.

Не следует допускать падения пробивного напряжения масла ниже 35кВ для выключателей 110кВ и 40кВ для выключателей 220кВ.

____________ В. А. Конвисер

____________ 2010 г.

_____________ А. И. Соколов

_____________ 2010 г.

Приложение 1 к Рекомендациям № 0БП.040.2010

Характеристики для проверки масляных баковых выключателей

Высоковольтные выключатели

Одним из видов коммуникационного аппарата, предназначенного для быстрого включения и выключения отдельно взятых электроцепей или оборудования является высоковольтный выключатель. Управлять выключателями можно при помощи приводов.

Приводы и устройство высоковольтного выключателя

Эксплуатация привода осуществляется посредством использования энергии, которая поступает от какого-либо источника из вне.

В зависимости от типа поступающей энергии, приводы можно условно классифицировать на такие виды:

• электромагнитные;
• пневматические;
• пружинные.

Приводы по способу их работы могут быть полуавтоматами. Данный вид оборудования позволяет включать выключатели в результате использования физической силы, а их отключение может быть выполнено в автоматическом или ручном режиме, а также на некотором расстоянии.

Конструкция привода состоит из:

• механизма вольного отключения и расцепления;
• включателя;
• устройства, отвечающего за первичный или вторичный запуск привода;
• кнопки, с помощью которых выполняется процесс управления в ручном режиме;
• счетчика для фиксирования количеств выключений;
• контактного блока для обеспечения процесса отключения в аварийном режиме.

Высоковольтные выключатели должны соответствовать некоторым требованиям:

• надежность эксплуатации;
• безопасность;
• высокая скорость работы;
• простота обслуживания;
• удобство монтажа;
• низкий уровень шума во время работы;
• доступная стоимость.

Современные выключатели еще не полностью соответствуют вышеперечисленным требованиям. Конструкторы разрабатывают новые технологии, для того чтобы создать более безопасные приборы.

Виды и типы высоковольтных выключателей

Выключатели высокого тока подразделяются на несколько типов, среди которых можно выделить:

• элегазовые (баковые и колонковые);
• вакуумные;
• масляные (баковые и маломасляные);
• воздушные;
• автогазовые
• электромагнитные;
• автопневматические.

По назначению выделяют:

• сетевые выключатели на напряжение от 6 кВ и выше;
• генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ;
• выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ;
• выключатели нагрузки;
• реклоузеры;
• выключатели специального назначения.

Выключатели могут размещаться внутри и вне помещения с различными видами вентиляции и обогрева. В зависимости от того, где будет произведена установка выключателя, используют 10 климатических исполнений: У, ХЛ, УХЛ, ТВ, ТС, Т, М, ОМ, В и О.

Бывают опорные, подвесные, настенные, выкатные и встраиваемые выключатели.

Высоковольтные выключатели постоянного тока

Принцип действия высоковольтного выключателя постоянного тока схематично выглядит следующим образом:

• размыкаются контакты, в результате чего образуется электродуга;
• далее, происходит ограничение процесса нарастания тока;
• затем, идет уменьшение в цепи тока до показателей, которые обеспечивают самопроизвольное распадение дуги по причине ионизации промежутка;
• потом происходит процесс восстановления прочности между контактами.

При эксплуатации выключателей высокого тока между их контактами используются диэлектрические среды разного типа. По этому принципу оборудование классифицируется на несколько видов, рассмотренные ниже по тексту.

Высоковольтные вакуумные выключатели

В высоковольтных выключателях вакуумного типа именно вакуум служит средой для гашения электрической дуги. Это связано с тем, что вакуум отличается более высоким показателем электропрочности, чем другие среды.

При снижении давления длина свободного пробега молекул увеличивается. В вакууме этот расстояние пробега больше, чем объем вакуумной камеры.

Использование выключателей вакуумного типа допустимо только при напряжении не выше 110 кВт.

Высоковольтные масляные выключатели

В высоковольтных масляных выключателях для заполнения устройства гашения дуги используется трансформаторное масло. Процесс гашения электродуги происходит в результате того, что потоки газа, которые возникают при разложении масла, охлаждают дугу.

Высоковольтные выключатели масляного типа используются при напряжении от 10 до 20 кВ или от 110 до 220 кВт.

Высоковольтные масляные выключатели подразделяются на: маломасляные и баковые. Разница между ними заключается в количестве используемого масла, а также в способе изоляции основания от системы контактов.

Масляные высоковольтные выключатели бакового типа имеют ряд недочетов, например, высокий уровень пожароопасности.

При использовании устройств требуется постоянно контролировать количество и состояние масла внутри бака. Бак заполнен большим объемом масла, для замены которого необходимо время.

Высоковольтные выключатели нагрузки

Высоковольтные выключатели нагрузки предназначены для обеспечения работы рубильников аварийного отключения, выключателей селекционного типа с разной шириной силовой шины и расстояния между фазами.

Высоковольтные выключатели нагрузки одинаково успешно используются в цепях с высоким и низким током.

Это оборудование может быть выполнено в металлическом или пластиковом корпусе. Использование таких корпусов гарантирует высокий уровень безопасности выключателей и возможность эксплуатации оборудования в цехах на производстве и даже на открытом пространстве.

Наличие блокировки выключателя предотвращает оборудование от его несанкционированного включения.

Преимущество использования высоковольтных выключателей нагрузки заключается в:

• универсальности;
• надежности;
• высоком уровне безопасности.

Высоковольтные автоматические выключатели

Высоковольтные автоматические выключатели используются для обеспечения процесса проведения электрического тока при нормальных условиях и отключения в автоматическом режиме (в случае возникновения короткого замыкания или перегрузки).

В зависимости от принципа работы и предназначения автоматические выключатели бывают:

• общего предназначения;
• специальные;
• быстродействующие.

Элегазовый высоковольтный выключатель

Элегазовый высоковольтный выключатель – это оборудование для обеспечения быстрого управления и контроля электрической линии высокого напряжения.

Гашение электродуги выполняется посредством заполнения камеры соединением газов. Элегазовые высоковольтные выключатели не требуют смены газа и обеспечения контроля его состояния и количества.

Выключение происходит за счет изоляции фаз между собой. При срабатывании сигнала о необходимости отключения, контакты, расположенные в отдельных камерах, рассоединяются. В результате, между встроенными контактами происходит образование дуги, которая помещена в газовой среде. Затем, газ расщепляется на компоненты.

Преимущество использования элегазовых высоковольтных выключателей заключается в таких показателях, как:

• универсальность – используются для работы с сетями при любом напряжении;
• быстродействие – реакция элегаза происходит быстрее, что дает возможность выполнить аварийное отключение за несколько секунд;
• высокий показатель пожаробезопасности;
• возможность использования при вибрации;
• длительный срок эксплуатации – при соприкосновении контактов не происходит процесс их изнашивания;
• возможность работы с постоянным и переменным током.

Но элегазовые высоковольтные выключатели монтируются только на специально созданном фундаменте или подставке и не могут быть использованы при низких температурах. Также следует отметить дороговизну элегаза.

Элегазовые выключатели используются намного чаще, чем иные разновидности высоковольтных выключателей.

Выбор и испытания высоковольтных выключателей

Выполнение выключателям высокого тока своих функций напрямую зависит от правильности выбора оборудования. Необходимо принимать во внимание сравнительные характеристики расчетных величин и максимально допустимых значений. Для этого составляются специальные таблицы с параметрами.

Чтобы обеспечить надежность и длительный срок использования оборудования, во внимание принимаются не допустимые величины, а данные, меньше этих значений.

При монтаже высоковольтных выключателей обязательно проводятся испытания оборудования. Текущий ремонт и дополнительные испытания рекомендованы раз в 4 года, а капитальный ремонт – каждые 8 лет. Эти мероприятия необходимы в целях обеспечения безопасности эксплуатации.

Ремонт высоковольтных выключателей

Обеспечение функционирования оборудования обеспечивается за счет проведения его периодического и капитального ремонта.

Периодический ремонт выполняется:

• при нарушении целостности фарфоровых покрышек в местах вводов, мембран предохранителей;
• при появлении шума или треска в середине выключателя;
• при изменении температуры соединительных контактов;
• при увеличении расхода масла.

Капитальный ремонт выключателей высокого напряжения проходит, согласно рекомендации завода-изготовителя. Мероприятия, как правило, проводятся непосредственно на месте эксплуатации.

При появлении неполадок вводов или трансформаторов, ремонт проходит в специализированных мастерских.

Производители и поставщики высоковольтных выключателей

Среди производителей и поставщиков высоковольтных выключателей можно выделить такие, как:

• Группа компаний «Электрощит ТМ», Самара. Уже на протяжении лет компания занимается производством и реализацией высоковольтного оборудования, в том числе и выключателей. На базе компании функционируют сервисные центры по ремонту и обслуживанию данного типа оборудования.
• ОАО «Уралэлектротяжмаш». Является одним из крупнейших производителей высоковольтного оборудования и комплектующих. Продукция компании поставляется в Египет, США, Сирию, Австрию и другие страны.
• АО «Вологодский ЭМЗ». Специализируется на поставке трансформаторного, высоковольтного и низковольтного оборудования и комплектующих. На базе компании созданы центры обслуживания и ремонта поставляемой продукции, оборудованные современной техникой.

Поставки в регионы осуществляют официальные дилеры заводов.

Больше о высоковольтных выключателях: типах, выборе, испытаниях; можно узнать на выставке «Электро».