Ikea73.ru

IKEA Стиль
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Воздушные выключатели. Достоинства и недостатки. Конструкция и принцип действия выключателя ВВ-310Б

Воздушные выключатели. Достоинства и недостатки. Конструкция и принцип действия выключателя ВВ-310Б

В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.

Применяются на напряжение 35-1150кВ и в цепях генераторов на напр. 20-24кВ.

Достоинства: взрыво- и пожаробезопасность, быстродействие и возможность осуществления быстродействующего АПВ, высокая отключающая способность, надежное отключение емкостных токов линий, малый износ дугогасительных контактов, легкий доступ к дугогасительным камерам, пригодность для наружной и внутренней установки.

Недостатки: необходимость компрессионной установки, сложная конструкция ряда деталей и узлов, относительно высокая стоимость, трудность установки встроенных трансформаторов тока.

Конструкция выключателя ВВ-330Б и принцип его работы

Выключатели высоковольтные воздушные трехполюсные типа ВВ-330Б предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 330 кВ.

1 — подвод сжатого воздуха;

3 – дутьевой клапан камеры;

4 – опорная колонка камеры;

6 – омический делитель напряжения;

7 – камера дугогасительная;

8 –отделитель;

9 – емкостной делитель напряжения (колонка конденсаторов);

10 – экран высоковольтный;

11 – опорная колонка отделителя;

12 – дутьевой клапан отделителя;

13 – шкаф управления

Общий вид выключателя ВВ–330Б (полуполюс)

Отключение выключателя. При дистанц. управлении подается командный импульс на катушку электромагнита отключения ЭО. Якорь ЭО воздействует на клапан отключения, сжатый воздух поступает в гасительную камеру, повышает там давление, отводит подвижные контакты и гасит дугу. После этого воздух выходит в атмосферу. После гашения дуги контакты гасительной камеры поддерживаются в разомкнутом состоянии до тех пор, пока не сработает отделитель. После этого поступление воздуха в гасительную камеру прекращается и ее контакты замыкаются. В отделителе сжатый воздух также действует на подвижные контакты, которые в конце своего хода "залипают", образуя разрыв цепи. В отключенном положении отделитель наполнен сжатым воздухом, который удерживает контакты разомкнутыми и обеспечивает изолирующий промежуток.

Включение выключателя

При дистанционном управлении подается командный импульс на катушку электромагнита включения ЭВ. Срабатывает клапан включения, перекрывается поток сжатого воздуха в отделитель. Одновременно открываются клапаны отделителя в атмосферу. Контакты отделителя под воздействием пружин смыкаются, а сжатый воздух выходит в атмосферу.

Вопрос 25 Разъединители, короткозамыкатели, отделители, выключатели нагрузки. Назначение, типы, конструкции. Требования, предъявляемые к разъединителям.

1. Разъединитель – коммутац. аппарат, предназначенный для вкл. и откл. электрической цепи без тока или с незначительным током нагрузки, а также для создания видимого разрыва цепи.

По роду установки: наружные и внутренние. По способу располож.ножей: с горизонт. и верт. располож. По конструкции: рубящего типа, поворотного, понтаграфического и подвесного типов.

Операции, выполняемые разъединителями:

-вкл. и откл. нейтралей трансф-ов при отсутствии в сети токов замык. на землю;

-откл. зарядного тока шин и оборудования всех напряжений (кроме батарей конденсаторов);

-откл. нагрузочного тока до 15А трехполюсными разъед.наруж. уст-ки при напр.10кВ и ниже;

-выполнение операт. переключ. с одной системы шин на другую без откл. присоединений.

Требования, предъявляемые к разъединителям:

— Контакт. схема должна обладать необх. термич. и динамич. стойкостью

Читайте так же:
Блокираторы рулевого вала с выключателем зажигания

— Перех. сопрот. контактов должно быть мало и стабильно

— разъед. должны создавать явно видимый разрыв цепи, соответств. классу напряж. установки;

— Отключ. полож. должно надежно фиксир. механич. запором, а эл. прочность возд. промеж. между контактами должна соотв. макс. импульсному напряж.

— опорные изоляторы и изоляц.тяги должны выдерживать мех.нагр., возник. при вып. операций;

— Изоляция разъед должна обеспечивать надежную работу при дожде, гололеде, запыленн. воздуха

— Разъед. должны иметь простую конструкцию, удобную для монтажа и экспл.

Разъединители РВО (внутр. уст-ки однополюсный) состоят из цоколя, опорных изоляторов и токопровода. Цоколь в виде швеллера служит основанием для установки малогабаритных изоляторов и крепления разъединителя. Токопровод образует два одинаковых неподвижных контакта и соединяющий их подвижный нож. Во вкл. положении нож запирается специальным зацепом, что исключает самопроизвольное открытие ножа под действием сил тяжести и электродинамических сил. Открытие ножа на угол свыше 75° ограничивается упором на скобе осевого контакта.

Трехполюсные разъединители серии РВ. Каждый полюс имеет два неподвижных опорных изолятора и изолирующую тягу, присоединенную к общему валу. Включение и отключение разъединителя осуществляются поворотом вала с помощью привода, перемещающего тягу.

Разъединители с заземляющими ножами РВЗ в зав-ти от вариантата использования разъединителя имеют 1 или 2 вала с заземляющими ножами, которые с помощью пластин крепятся к раме. Заземл. ножи снабжены дополнит. заземл. контактами, которые укреплены под основными неподв. контактами. Предусмотрена блокировка между валом основных и валом заземляющих ножей, что исключает возможность ошибочных действий при оперировании с разъединителем.

2. Короткозамыкатели и отделители (применяются в сетях 35-220кВ в цепях силовых тр-ров на ПС, выполненных по упрощенным схемам без сборных шин).

Короткозамыкатель– это коммутац.аппарат, предназн. для созд. искусств. КЗ в электрич. цепи (в цепи тр-ра) в случае, если поврежд. в тр-ре окажется недостаточным для его откл. устр-ми РЗА.

Отделитель – это тот же разъединитель, только с пружинным приводом. Предназначен для автоматического отключения поврежденного трансформатора после искусственного КЗ.

Недостатки: а)довольно большое время отключения; б) отд.и к/замыкатели открытой конструкции недостаточно надежно работают в неблагоприятных погодных условиях (мороз, гололед).

Достоинства:четкая работа и малое время вкл. и откл. к/з-лей и отделителей закрытого ис-полнения (контактная система расположена в закрытой камере, заполненной элегазом).

Устройство к/з-ля: В основании к/з-ля размещен вал, установленный в подшипниках, 2 включающие пружины с регулировкой натяжения, соединенные с основанием и рычагами вала к/з-ля, а также гидравлический буфер. Нормальное положение к/з-ля отключенное. При этом нож отведен от неподв. контакта на разрядное расстояние, а его включающие пружины растянуты. Это положение ножа фиксируется приводом. При подаче сигнала на привод к/з-ля привод освобождает нож к/з-ля, который под действием пружины входит в неподв. контакт, создавая КЗ на землю.

3. Выключатели нагрузки – предназначены для установки в сетях 6-10кВ для отключения эл. установок при наличии нагрузки. Рассчитаны на откл. токов нормального режима. Для защиты цепи от токов КЗ и перегрузок в цепь перед ними пристраиваются кварцевые предохранители ПК.

По гашению дуги: автогазовые, вакуумные; элегазовые; воздушные; электромагнитные

Читайте так же:
Концевые выключатели для mitsubishi

Достоинства: небольшая масса, не требуется никакой дугогасящей среды для гашения дуги, наличие видимого разрыва между контактами, что исключает уст-ку дополнит. разъединителя.

Недост.:коммутация только ном. мощностей, малый ресурс работы у автогаз. ВН, сложность констр. привода, быстрый износ дугогасителя, значит.выброс продуктов разложения при гашении дуги.

Основные конструктивные элементы: контактная система с дугогасит. устройством, корпус, токоведущие части, изоляция, привод.

Типы высоковольтных выключателей

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

По способу гашения дуги выключатели делятся на:

1. Элегазовые выключатели

Конструкция элегазового выключателя

Рисунок 1 – Конструкция элегазового выключателя

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

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

2. Вакуумные выключатели

Конструкция вакуумного выключателя

Рисунок 2 – Конструкция вакуумного выключателя

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

Принцип работы вакуумного выключателя

Рисунок 3 – Принцип работы вакуумного выключателя

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

3. Масляные выключатели

Конструкция масляного выключателя

Рисунок 4 – Конструкция масляного выключателя

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

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

4. Воздушные выключатели

Конструкция воздушного выключателя

Рисунок 5 – Конструкция воздушного выключателя

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

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

5. Выключатели нагрузки

Выключатель нагрузки — высоковольтный коммутационный аппарат, который занимает промежуточное положение между разъеденителем и выключателем по уровню допустимой нагрузки комутационных токов. Способен отключать без повреждения как номинальные нагрузочные токи, так и сверхтоки при аварийных режимах. Выключатель нагрузки допускает коммутацию номинального тока, но не рассчитан на разрыв токов КЗ.

По принципу гашения дуги выключатели нагрузки классифицируются:

  • Автогазовые(самый распространенный тип)
  • Вакуумные
  • Элегазовые
  • Воздушные
  • Электромагнитные

В распределительных сетях наиболее распространены конструкции выключателей нагрузки (ВНР, ВНА, ВНБ) с гасительными устройствами газогенерирующего типа.

Читайте так же:
Выключатель kn009 масляного обогревателя

Рисунок 6 – Выключатель нагрузки с гасительными устройствами газогенерирующего типа (BH) а – общий вид выключателя; б – гасительная камера

Как видно по рисунку, устройство основано на элементах трехполюсного разъединителя для внутренней установки. На опорных изоляторах разъединителя укреплены гасительные камеры. Но привод разъеденителя изменен для того, чтобы обеспечить достаточную скорость срабатывания при включении и отключении.

В положении «включено» ножи входят в гасительные камеры. Контакты разъединителя и скользящие контакты гасительных камер замкнуты. При отключении тока сначала отключаются контакты разъединителя, затем ток смещается через вспомогательные ножи в гасительные камеры. После этого размыкаются контакты в камере. Зажигаются дуги, которые гасятся в потоке газов, являющихся продуктами разложения вкладышей из оргстекла, находящихся в камере.
В положении «отключено» вспомогательные ножи находятся вне гасительных камер, обеспечивая достаточные изоляционные разрывы.

Заключение

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

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

Воздушный выключатель

Воздушный выключатель (англ. air-blast switch) — высоковольтный выключатель, у которого гашение электрической дуги и перемещение контактов производится потоком сжатого воздуха, который создаётся отдельным устройством (в отличие от автогазового выключателя — здесь газы для дугогашения создаются внутри самого аппарата). Согласно ГОСТ Р52565-2006:

Выключатель воздушный: Выключатель, в котором дуга образуется в потоке воздуха высокого давления.

Классификация воздушных выключателей

Воздушные выключатели подразделяются:

  • по конструктивному исполнению:
    • выключатели с отделителем;
    • выключатели без отделителя.
    • распределительные — номинальное напряжение до 750кВ, номинальный ток — до 3200А, отключающая способность — 40 — 50кА;
    • генераторные — номинальное напряжение до 25кВ, номинальный ток — до 20кА, отключающая способность — до 160кА.

    Дополнительные элементы для воздушных выключателей

    Поскольку воздушный выключатель не способен самостоятельно создавать поток сжатого воздуха, то для его работы необходимы следующие дополнительные элементы:

    • Устройство создания сжатого воздуха — компрессор;
    • Система пневмопроводов;
    • Устройство хранения сжатого воздуха — ресивер

    Согласно ГОСТ Р52565-2006:

    Воздушные выключатели должны содержать следующие устройства:

    а) манометр, показывающий давление воздуха в резервуаре выключателя (полюса, элемента полюса);

    б) реле минимального давления или электроконтактный манометр (один или, если требуется, два) с контактами, обеспечивающими подачу сигнала о снижении давления ниже допустимого, а также разрыв соответствующих цепей управления; при наличии в выключателе электроконтактного манометра манометр по перечислению а) не требуется;

    в) запорный вентиль, устанавливаемый на общем воздухопроводе выключателя (полюса);

    г) обратный клапан, препятствующий выходу сжатого воздуха из резервуара (или резервуаров) выключателя при понижении давления в подводящем воздухопроводе (магистрали);

    д) фильтр для очистки поступающего в выключатель воздуха;

    е) указатель действия вентиляции (при её наличии); при применении тальковых дросселей продувки наличие указателя действия вентиляции необязательно;

    ж) устройство для слива воды из нижней части резервуара (резервуаров) и выпуска воздуха.

    Принцип работы воздушного выключателя

    Гашение дуги в воздушном выключателе может происходить как продольным так и поперечным движением воздуха. Количество контактных разрывов в одном полюсе зависит от номинального напряжения выключателя. Параллельно дугогасящим контактам обычно подключается шунтирующие сопротивление для облегчения гашения дуги.

    Принципы работы механизмов в выключателях с отделителем и без отделителя несколько отличается.

    • В выключателях с отделителем дугогасящие контакты соединены с поршнями в контактно — поршневой механизм. Последовательно с дугогасительными контактами включен отделитель. Дугогасящие контакты с отделителем образуют полюс выключателя. Во включённом состоянии выключателя дугогосящие контакты и отделитель замкнуты. При подаче сигнала на отключение, срабатывает электромагнитный пневмоклапан, который открывает пневмопровод и воздух от расширителя (ресивера), воздействует на поршни дугогасящих контактов. Контакты размыкаются и возникающая дуга гасится потоком воздуха, затем отключается отделитель, разрывая остаточный ток. Время подачи воздуха рассчитывается так, чтобы возникшая дуга была гарантированно погашена. Как только подача воздуха прекращается, дугогасительные контакты возвращаются во включённое состояние, а разрыв цепи обеспечивается разомкнутым отделителем. Конструктивно отделитель может быть выполнен открыто — такая конструкция обычно применяется в выключателях вплоть до 35 кВ. В выключателях на большее номинальное напряжение отделители изготовляются в виде воздухонаполненных камер. Примером выключателя с отделителем может быть выключатель ВВГ-20 (СССР).
    • В выключателях без отделителя дугогасящие контакты выполняют роль как дугогашения так и разрыв цепи в отключённом состоянии (функции отделителя).

    В конструкции выключателей без отделителя применяются воздухонаполненные камеры (резервуары) с размещёнными внутри них дугогасительными устройствами. Привод контактов отделён от гасящей среды. Контакты могут быть выполнены одно- и двухступенчатыми.

    Преимущество воздушных выключателей

    • Воздушные выключатели давно эксплуатируются в энергосистемах России и СНГ и имеется большой опыт их эксплуатации и ремонта;
    • Ремонтопригодность (особенно по сравнению с элегазовыми выключателями).

    Недостатки воздушных выключателей

    • Необходимость наличия развитой пневмосистемы и компрессорного оборудования;
    • Сильный шумовой эффект при отключении токов К.З.
    • Большие габариты (особенно по сравнению с элегазовыми), что вызывает большие размеры ОРУ.

    Эксплуатация

    В мире этот тип выключателей в основном используется в энергосистемах России и СНГ (в сетях 35 кВ и выше). Имеется мировая тенденция замены воздушных выключателей на элегазовые выключатели и вакуумные выключатели начиная с 1960-х гг .

    Воздушный выключатель

    Определение «Воздушный выключатель» в Большой Советской Энциклопедии

    Воздушный выключатель на напряжение до 35 кв

    Воздушный выключатель, электрический выключатель, в котором замыкание и размыкание контактов, а также гашение электрической дуги производятся сжатым воздухом. Давление сжатого воздуха в Воздушный выключатель колеблется в пределах 0,4 до 6 Мн/м 2 (от 4 до 60 ); наиболее распространённое давление 1,6-4 Мн/м 2 (16-40 ат). Воздушный выключатель конструктивно состоит из 3 основных элементов: резервуара с запасом сжатого воздуха, дугогасительного устройства и электропневматического привода.

    Воздушный выключатель с закрытым отделителем на напряжение свыше 110 кв

    В Воздушный выключатель на напряжения до 35 кв, а также в Воздушный выключатель более ранних конструкций на напряжения 110 кв и выше дугогасительное устройство расположено вне резервуара со сжатым воздухом и соединяется с ним изолированным воздухопроводом. Принципиальная схема такого Воздушный выключатель показана на рис. 1. При отключении электромагнит 3 через систему пневматических устройств открывает дутьевой клапан 2 для подвода сжатого воздуха из резервуара 1 по воздухопроводу 4 в дугогасительную камеру 5. Сжатый воздух, воздействуя на поршни 6 контактов 7, отжимает их от неподвижных контактов 8 (как это условно показано на верхнем разрыве). При размыкании контактов 7 и 8 образуется дуга, которая гасится потоком сжатого воздуха, устремляющегося из камеры 5 через отверстия (сопла) контактов 7 и 8 в газоотводные каналы 9, сообщающиеся с атмосферой. С небольшой задержкой по времени сжатый воздух поступает в цилиндр пневматического привода 10 и, воздействуя на поршень 11, размыкает контакты 12 и 13 отделителя, когда дуга уже погашена. После этого клапан 2 прекращает поступление сжатого воздуха, а контакты 7 и 8 замыкаются. При включении электромагнит 16 открывает клапан 15, сжатый воздух через изоляционный воздухопровод 14 поступает в цилиндр 10 и, воздействуя на поршень 11, замыкает контакты отделителя.

    Воздушный выключатель с закрытым отделителем. Схема

    Современный Воздушный выключатель снабжают закрытым отделителем, контакты которого расположены в изоляционной оболочке, при отключении заполняемой сжатым воздухом (рис. 2). С воздухонаполненными отделителями изготавливают Воздушный выключатель на напряжение 110 кв и выше (до 750 кв).

    В Воздушный выключатель на напряжение свыше 35 кв дугогасительное устройство и его контакты размещаются непосредственно в резервуаре со сжатым воздухом (рис. 3), который создаёт необходимую электрическую прочность между разомкнутыми контактами. При размыкании подвижных контактов 6 с неподвижными 7 между ними возникает дуга. Одновременно открывается клапан 10 и сжатый воздух через сопла 9 и газоотводный канал 12 выходит из резервуара 11. Дуга потоком сжатого воздуха сдувается на дугоприёмные электроды 8 и гаснет. Клапан 10 закрывается и прекращает выход сжатого воздуха в атмосферу.

    В одном резервуаре обычно расположены 2 последовательных разрыва, образующих в совокупности так называемый модульный дугогасящий элемент (модуль). В зависимости от конструкции и давления сжатого воздуха одним модулем можно отключать цепи при напряжениях от 110 до 250 кв. Выключатели на большие напряжения состоят из нескольких последовательно соединённых и одновременно действующих модулей. Для равномерного распределения напряжения между разрывами в отключенном положении модули шунтируют конденсаторами.

    Основные преимущества Воздушный выключатель — их пожаро- и взрывобезопасность, быстродействие при включении и отключении и относительная простота конструкции. Недостаток Воздушный выключатель — наличие устройств для производства и хранения запасов сжатого воздуха. В СССР освоено производство Воздушный выключатель на напряжение до 750 кв, которые используются обычно на мощных электрических станциях и подстанциях.

    Лит.: Цейров Е. М., Воздушные выключатели высокого напряжения, М. — Л., 1957; Состояние и развитие выключающей аппаратуры переменного тока высокого напряжения, М., 1960; Афанасьев В. В., Воздушные выключатели, М. — Л., 1964; Пузырийский Г. С., Воздушные выключатели высокого напряжения, в кн.: Итоги науки и техники. Электрические машины и аппараты, М., 1966.
    А. М. Бронштейн.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector