Цель:Сформировать у слушателей знания в части конструкции и принципа действия выключателей высокого напряжения.

ПЛАН

2. Основные элементы конструкции высоковольтных выключателей.

3. Высоковольтные воздушные выключатели.

Литература:

1. А.А. Чунихин Электрические аппараты, М.:Энергоатомиздат, 1998, учебник для ВУЗов. 718 с.

2. Л.А. Родштейн. Электрические аппараты, Л.:Энергоиздат, 1981, учебник для техникумов. 304 с.

3. В.М.Яшутин, О.Ю.Анисимов «Электрические аппараты СИЯиП, Учебное пособие, 200.

4. В.М.Яшутин, «Альбом рисунков к учебному пособию», «Электри­ческие аппа­раты», СИЯиП, 1997.

5. Б.К. Буль и др. Основы теории электрических аппаратов. М.: Высшая школа 1990. 230 с

г. Севастополь

20 г.

Назначение, классификация и требования, предъявляемые к высоковольтным выключателям

Выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения электрической цепи с током.

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках переменного тока с напряжением выше 1000 В и пред­назначен для включения и отключения электрической цени с то­ком во всех режимах, возможных в эксплуатации: включение и отключение номинальных токов, токов холостого тока силовых трансформаторов и емкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий, токов перегрузки, токов КЗ. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение выключателя на существующее в цепи короткое замыкание.

Выполняются выключатели на номинальные токи от несколь­ких сотен ампер до 30 кА и номинальное напряжение от 3 до 750 кВ.

Основным фактором, определяющим конструкцию выключате­ля, является способ гашения, электрической дуги при отключении выключателя. Исходя из этого, современные выключатели можно разделить на следующие основные группы:

—воздушные выключатели — гашение электрической дуги осуществляется потоком сжатого воздуxa под давлением 2…4 МПа, получаемого от специального источника;

—воздушные автопневматические выключатели — гашение электрической дуги осуществляется сжатым воздухом, создавае­мым за счет энергии отключающей пружины;

—масляные выключатели – гашение электрической дуги осуществляется в трансформаторном масле. Масляные выключатели подразделяются на баковые (масляные) — с боль­шим объемом масла. Масло служит дугогасящей средой и изоляцией дугогасительных камер и вводов относительно земли: маломасляные выключатели — выключатели с малым объе­мом масла. Масло служит только дугогасящей средой;

—автогазовые выключатели — гашение дуги осуществляется газами, которые выделяются из стенок камеры под действием вы­сокой температуры электрической дуги;

—элегазовые выключатели — гашение электрической дуги происходит в среде инертного газа (элегаза — электротехнического газа) под давлением 0,2…0,55 Мпа;

-электромагнитные выключатели — гашение электрической дуги осуществляется в дугогасительных камерах. В таких выключателях для увеличения длины дуги используются дугогасительные рога, для увеличения скорости передвижения электри­ческой дуги в дугогасительной камере используется магнитное поле (магнитное дутье) и автопневматическое воздушное дутье;

—вакуумные выключатели — гашение электрической дуги осуществляется в вакууме.

Каждая группа выключателей может подразделяться:

-по времени действия — быстродействующие, ускоренного действия и небыстродействующие;

-по числу фаз — однофазные и трехфазные. В зависимости от числа разрывов цепи на фазу выключатели могут быть с од­ним разрывом, двумя разрывами и многократными разрывами;

-по конструктивной связи с приводом — с отдельным при­водом и со встроенным приводом, каждый из которых может вы­полняться либо с ручным, либо с двигательным включением;

-по роду установки — для внутренней и наружной устано­вок и для взрывоопасной среды;

-по наличию автоматического повторного включения (АПВ) — однократные, многократные, пофазного и быстродействующего включения;

-по назначению — генераторные, подстанционные, фидерные. Генераторные выключатели предназначены для подключения и отключения генераторов к блочному трансформатору. Они характеризуются большими значениями токов и мощностей отключе­ния и сравнительно небольшими значениями напряжений (6…24кВ).

Подстанционные выключатели предназначены для подключе­ния и отключения линий электропередачи. Они характеризуются вы­сокими номинальными напряжениями (110…1150кВ), большой мощностью отключения, быстродействием и наличием АПВ одно­кратного, многократного и пофазного действия.

Фидерные выключатели предназначены для распределения электроэнергии по отдельным мощным потребителям либо группам потребителей. Они характеризуются сравнительно малыми зна­чениями номинальных токов (300…600 А) и мощностей отключе­ния (100…300мВА) и наличием АПВ;

-по выполняемым функциям в системах распределения элек­троэнергии — высоковольтные выключатели, выключатели нагруз­ки, разъединители, отделители и короткозамыкатели.

Высоковольтные выключатели производят коммутацию, как номинальных токов, так и токов КЗ и осуществляют функции за­щиты в аварийных режимах в системах распределения электро­энергии.

Выключатели нагрузки производят только коммутацию номинальных токов, они не предназначены для коммутации токов КЗ и не осуще­ствляют защитных функций.

Разъединители производят коммутацию электрических цепей без тока или с незначительным током, не приводящим к образо­ванию электрической дуги. Разъединителями нельзя отключать но­минальные токи. так как контактная система не имеет дугогасительного устройства. Они выполняют функцию защиты обслужи­вающего персонала от поражения электрическим током и выво­дят выключатели и выключатели нагрузки из-под действия высо­кого напряжения в отключенном их положении.

Отделители производят коммутацию электрических цепей без тока. В высоковольтных выключателях они выполняют функции разъединителей в дугогасительных контурах. Отделители при сов­местной работе с короткозамыкателями могут выполнять функции выключателей со стороны высокого напряжения в некоторых схе­мах подключения трансформаторных групп.

Короткозамыкатели (заземлители) в высоковольтных выклю­чателях выполняют функции защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током.

Кроме того, короткозамыкатели предназначены для создания искусственного КЗ на землю для отключения поврежденного трансформатора со стороны высокого напряжения действием ре­лейной защиты выключателя питающего фидера и отделителя.

Все высоковольтные выключатели характеризуются основными параметрами: номинальное напряжение, номинальный (длитель­ный) ток I_н, номинальный ток отключения I_он, номинальный ток термической стойкости, номинальный ток электродинамической стойкости, номинальный ток включения, собственное время вклю­чения и отключения, полное время включения и отключения.

Номинальное напряжение выключателя должно соответство­вать номинальному напряжению сети, в которой он устанавли­вается.

Номинальный (длительный) ток I_н выключателя должен быть больше или равным номинальному току нагрузки, протекающей в сети, в которой он устанавливается.

Номинальный ток отключения I_н — наибольший ток КЗ (дейст­вующее значение), который выключатель способен отключить при возвращающемся напряжении между фазами, равном наиболь­шему рабочему напряжению сети. Номинальный ток отключения определяется действующим значением периодической составляющей в момент расхождения контактов.

Допустимое относительное содержание апериодической сос­тавляющей в номинальном токе отключения

,

где — значение апериодической составляющей тока в момент расхождения контактов:

,

где — время действия релейной защиты;

— собственное время отключения выключателя, представ­ляющее coбoй время с момента подачи команды на отключение до начала расхождения контактов.

Если t₁>0,09 с, то =0. При t₁<0,09 с определяется по кривой =f(t₁).

В большинстве случаев причина, вызывающая КЗ, носит вре­менный характер. Например, в результате перенапряжения про­изошло перекрытие фарфорового изолятора и возникло КЗ на землю. Если причина быстро исчезла и изолятор не был повреж­ден, то при новом включении удается возобновить подачу элект­роэнергии потребителю. Этот процесс называется автоматическим повторным включением выключателя. Применение АПВпозволя­ет повысить надежность энергоснабжения.

Если к моменту повторного включения КЗ в цепи не исчезло, тогда выключатель включается па существующее КЗ, после че­го вновь следует отключение. Отключение второго КЗ происхо­дит в более тяжелых условиях, так как после первого отключе­ния дугогасительное устройство еще не полностью очистилось от продуктов горения электрической дуги. Поэтому номинальное зна­чение тока отключения зависит от цикла работы выключателя.

Номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель способен включить без сваривания контактов и других поврежде­ний при и заданном цикле. В каталогах приводится действую­щее значение тока I_{вкл н}и его амплитудное значение i_{вкл н}.

Для выключателей должно выполняться условие

Собственное время отключения выключателя — это время от момента подачи команды на отключение (подачи напряжения на электромагнит отключения) до момента прекращения сопри­косновения дугогасительных контактов.

Время отключения выключателя представляется в виде суммы

,

где — время действия релейной защиты.

Полное время отключения выключателя — это время от мо­мента подачи команды на отключение до момента погасания дуги:

Время включения — интервал времени от момента подачи команды на включение до завершения операции включения (включения главных и дутогасительных контактов).

Классификация высоковольтных выключателей, общее сравнение, достоинства и недостатки

Выключатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации (отключения и включения) тока в электрической цепи. Выключатели служат для коммутации цепи в режимах длительной нормальной нагрузки, перегрузки, короткого замыкания, холостого хода, несинхронной работы. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание. При коммутации больших токов в пространстве между разомкнутыми, но находящимися на близком расстоянии друг от друга контактами возникает электрическая дуга, обладающая температурой порядка 5000 – 6000 К. Концентрация большого выделяющегося количества теплоты в малом пространстве делает дугу одним из опаснейших поражающих факторов как для оборудования, так и для обслуживающего персонала. В связи с этим существует проблема своевременного и локального гашения дуги.

Электрическая дуга возникает в электроустановках напряжением выше 1 кВ, в то время как в цепи 0,4 кВ при коммутации возникает не представляющий опасности искровой разряд. Поэтому различные способы гашения дуги реализованы именно в выключателях высокого напряжения – 6 кВ и выше. Выключатели высокого напряжения (далее по тексту – выключатели) имеют специальную дугогасительную камеру. По принципу гашения дуги и конструктивным особенностям выключатели классифицируются на масляные баковые, маломасляные, воздушные, электромагнитные, вакуумные, элегазовые.

В табл.10.1 приведены преимущества и недостатки выключателей напряжением выше 1 кВ. По роду установки различают выключатели для закрытых распределительных устройств (ЗРУ), открытых распределительных устройств (ОРУ) и комплектных распределительных устройств (КРУ), в том числе с элегазовой изоляцией (КРУЭ).
Читайте так же на нашем сайте о диагностике высоковольтных выключателей и методах повышения их надежности.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Высоковольтные выключатели | Электрооборудование подстанций промышленных предприятий

Страница 5 из 11

Элегазовые выключатели.
Высокая способность элегаза  (SF6) гасить электрическую дугу объясняется тем, что молекулы элегаза улавливают электроны дугового столба и образуют относительно неподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делает дугу неустойчивой и она быстро гаснет. Если добавить в процесс дугогашения газовое дутьё, которое может быть обеспечено или с помощью поршневого устройства, или с использованием современного принципа автогенерации; поглощение электронов из дугового столба происходит ещё эффективнее.
Принцип автогенерации состоит в том, что в процессе горения дуги элегаз находится в ограниченном объеме  из-за нагрева расширяется, создается дополнительное давление, обеспечивающее газовое дутье. При этом принципе не расходуется дополнительная энергия для перемещения поршневого устройства.
В современных конструкциях элегазовых выключателей, охватывающих напряжение от 6 до 500 кВ используются  известные принципы дугогашения: магнитное дутье, автогенерация, автокомпрессия.

Быстродействующие вакуумные коммутационные аппараты с управляемой коммутацией на основе вакуумных разрядников.

Управляемая коммутация успешно решает проблему предотвращения опасных бросков тока и возникновения перенапряжений, увеличения ресурса оборудования.
Например, использование управляемой коммутацией конденсаторных батарей эффективно как при включении, так и при отключении цепей  в рабочих режимах  при управляемом включении существенно снижаются броски тока, а при управляемом отключении снижается вероятность повторных пробоев межконтактного промежутка  и как следствие – возникновение перенапряжения. Оптимальном моментом включения цепи  является момент, когда напряжение на разрыве выключателя проходит через ноль. Чем дальше момент включения находится от нулевого значения напряжения на разрыве, тем выше броски тока. Управляемая коммутация номинальных токов дает возможность повысить ресурс выключателя, особенно, если он работает в режиме частых коммутаций и позволяет предотвратить  срез тока.
Наиболее простым и дешевым способом управляемой коммутацией является использование новых типов вакуумных коммутационных  устройств, к которым относятся вакуумные управляемые разрядники (РВУ), их комбинация с вакуумными выключателями позволит свести процесс  включения коммутационного устройства к моментальному (единицы мкс) включению РВУ с последующим замыканием контактов выключателя.
Управляемый вакуумный разрядник, разработанный предприятием ВЭИ им. Ленина, представляем собой безнакальный трехэлектродный герметизированный прибор с давлением остаточных газов, не превышающих 10-4 Па.

Включение управления разрядника осуществляется подачей пускового импульса напряжения на управляющий электрод. Этот импульс напряжения вызывает пробой диэлектрической вставки узла поджига и генерацию искрового разряда. Плазма искрового разряда заполняет пространство вакуумного промежутка и разряд переходит из искровой стадии в дуговую и разрядник включается. Вакуумный дуговой разряд сам себя поддерживает и гаснет, когда ток в основной цепи спадает до нуля. Время включения  вакуумного управляемого разрядника может быть менее 1 мкс. Быстродействующее синхронизированное включение будет обеспечено, если разрядник установить параллельно выключателю.

Это синхронизированное включение обеспечит включение трансформаторов,  шунтирующих реактор  или подключение нагрузки к электрической сети к резервному источнику питания с высокой точностью в заданной фазе питающего напряжения при любой последовательности чередования фаз, что позволит исключить нежелательные переходные процессы, возникающие при выключении в произвольной фазе напряжения.

Альтернативные решения элегазовым и вакуумным выключателям.

         1. Возможность использования других изоляционных и дугогасительных сред.
2. Перспективна полупроводниковая технология, однако разработки полупроводниковой техники не позволяют создать аналоги современным коммутационным аппаратам ( силовые ключи).
3. Исследуется возможность создания эффективных ограничителей тока на базе высокотемпературных  сверхпроводящих материалов. Такие ограничители тока не только решают  задачи коммутации электрических цепей, но и позволяют снизить массу оборудования за счет уменьшения токов термической и динамической устойчивости.
4. Работы по созданию «умных» аппаратов проводятся в двух направлениях : 1) разработка выключателей  с управляемой  синхронной коммутацией; 2) создание систем автоматизированной диагностики и мониторинга.
Характеристики синхронных аппаратов могут быть улучшены за счет использования управляемых разрядников, включающих цепь в любой момент времени с высокой точностью. Системы диагностики дают возможность проанализировать изменение изоляционных, коммутирующих характеристик аппарата во время эксплуатации и своевременно обнаруживать опасные отклонения  этих характеристик от номинальных и предотвратить крутые аварии оборудования и ненужные ревизии.
Масляные выключатели.
Бывают двух конструктивных видов:
1) масляные баковые выключатели;
2) маломасляные (горшковые).
Масляные баковые выключатели.
Применяются в открытых распределительных устройствах (ОРУ) подстанции 35, 110,220 кВ.
Масло в баковых выключателях служит для гашения дуги изоляции токоведущих частей. При напряжении 35 кВ и выше для каждой фазы применяют свой бак.

Движение подвижным контактам передается с помощью изолирующей тяги, связанной с приводом выключателя. При отключении выключателя в местах размыкания контактов возникают электрические дуги, которые разлагают и испаряют масло. Образуется газовый пузырь, содержащий до 70% водорода. Газ горючий, однако его возгорание не происходит из-за отсутствия кислорода. Время гашения дуги 100 мс.
В рассматриваемой конструкции специальных средств гашения дуги не предусмотрено. Масло в бак заливается не полностью. Воздушная подушка уменьшает силу удара в крышку выключателя в свзи с высоким давлением в процессе гашения дуги. Для выхода газа предусмотрена выхлопная труба. Если уровень масла будет недопустимо низким, то газы могут сильно нагреться и может произойти взрыв смеси водорода с воздухом. Для наружных установок с напряжением  35 кВ и выше применяются выключатели с  дугогасительными устройствами. По принципу действия дугогасительного устройства можно разделить на три группы:
1) с автодутьем, в которых высокое давление и большая скорость движения газа в зоне дуги создается за счет выделяющейся в дуге энергии;
2) с принудительным масляным дутьем, у которых к месту разрыва масло нагнетается с помощью специальных механизмов;
3) с магнитным гашением в масле, в которых дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели. Наиболее эффективным и простым являются дугогасительные устройства с автодутьем, которые работают тем эффективнее, чем больше ток в дуге. Количество разрывов в баковом выключателе должно быть тем больше, чем выше коммутационное напряжение. Для равномерно распределения напряжения между основными разрывами параллельно им включают шунтирующее сопротивление.
Преимущества баковых выключателей: простота конструкции, высокая отключающая способность, пригодность для наружной установки и наличие встроенных трансформаторов тока.
Недостатки: взрыво- и пожароопасность, не пригодны для выполнения быстродействующих систем автоматизированного повторного включения (АПВ), имеют большую массу, объем масла, не пригодны для установки внутри помещений.

Маломасляные выключатели
Масло в этих выключателях служит дугогасящей средой  и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами. Эти выключатели имеют меньшие габариты и массу по сравнению с баковыми выключателями. Меньший объём масла облегчает уход и ремонт.
Недостатки:
1) взрыво- и пожаро- опасность;
2) невозможность осуществления быстродействующей системы автоматического повторного включения;
3) необходимость частой замены масла;
4) трудность установки встроенных трансформаторов тока;
5) относительно малая отключающая способность.
В маломасляных выключателях имеются два контура тока — главный и дугогасительный. Когда выключатель включен — главная часть тока проходит по главному контуру из-за меньшего сопротивления цепи. При отключении выключателя сначала размыкаются рабочие контакты, но дуга между ними не образуется, так как ток продолжает протекать в дугогасительном контуре. При включении выключателя первыми замыкаются дугогасительные контакты, а затем замыкаются рабочие.
Дугогасительные устройства состоят из трёх отсеков, выполненных из ряда изоляционных дисков с фасонными вырезами. При разрыве контактов выключателя между ними возникает дуга и из-за высокой температуры масло разлагается, создается газовый пузырь, в основном содержащий водород, а также метан и этилен. Водород обладает большой теплопроводностью и высокой электрической прочностью, что используется при гашении дуги. Повышенное давление в газовом пузыре способствует деионизирующей способности газа.
Воздушные выключатели.
Гашение дуги происходит в продольном потоке при давлении 2-4 МПа и выше. Воздух охлаждает дугу, удаляет продукты горения и быстро гасит дугу. Для получения сжатого воздуха необходима компрессорная установка, а для очистки воздуха и его сушки необходимы различные адсорбенты (вещества, способные поглощать влагу — силикагель и алюмогель).
Очистка воздуха происходит термодинамическим способом. Воздух сжимается и при сжатии он нагревается, образующийся пар при охлаждении конденсируется и вода сливается. 
Чтобы обеспечить равномерное распределение напряжения между разрывами целесообразно использовать ёмкостные делители напряжения, то есть параллельно каждому разрыву включается конденсатор. Обычно применяют также шунтирующие резисторы и для отключения сопровождающего тока применяют небольшие гасительные устройства.
В настоящее время существует тенденция по замене воздушных выключателей элегазовыми выключателями.

Электромагнитные выключатели
Выпускают на напряжение 6-10 кВ и токи отключения (токи КЗ) до 40 кА. Дуга, образующаяся на контактах втягивается магнитным полем в гасительную камеру, при этом происходит значительное удлинение дуги до 1-2 м и её охлаждение. При увеличении сопротивления дуги происходит понижение тока, и дуга гаснет при очередном прохождении через ноль.
При отключении выключателя сначала размыкаются главные контакты, а затем дугогасительные.
Электромагнитные выключатели имеют широкое применение в системе собственных нужд электростанций, а также в промышленных установках, где необходимы частые включения и отключения.
Разъединители
Основное назначение — создание надежного видимого разрыва цепи для облегчения безопасного проведения ремонтных работ на оборудовании.
Контактная система разъединителей не имеет дугогасительных устройств. Поэтому разрыв цепи должен производиться при отсутствии тока или в случае трех полюсного разъединителя наружной установки при напряжении не более 10 кВ допускается коммутация тока не более 15 А.
Разъединители по числу полюсов могут быть одно- и трех- полюсными.
По роду установки: для внутренних и наружных установок.
По конструкции:
1) рубящего типа;
2) поворотного;
3) пантографического ;
4) подвесного типа
По способу установки:
1) с вертикальным расположением ножей;
2) с горизонтальным расположением ножей.

Схема разъединителя рубящего типа

Заземляющий нож служит для соединения с землёй одного из полюсов разъединителя, что обеспечит КЗ при ошибочной подаче напряжения и обеспечения безопасных условий работы персонала.

Схема разъединителя горизонтально-поворотного типа
Являются перспективными разъединителями, эти разъединители имеют ножи, вращающиеся в горизонтальной плоскости.

Выключатели нагрузки
Это трех полюсные коммутационные аппараты, не предназначенные для отключения тока КЗ, но их включающая способность соответствует электродинамической стойкости при КЗ.
При использовании выключателей нагрузки необходимости отключения неисправного трансформатора отключения аварийного тока обеспечивается с помощью плавких предохранителей, то есть работают в комплекте с предохранителями.

Выключатели нагрузки с гасительными устройствами газогенерирующего типа на 6 и 10 кВ.
Основой является трех полюсный разъединитель для внутренней установки. К ножам разъединителя прикреплены дополнительные ножи, то есть ток нагрузки протекает по двум ветвям: через рабочие и дополнительные ножи.
В положении «включено» вспомогательные ножи входят в гасительные камеры, выполненные из материала, который при нагревании от дуги генерирует газ.
В процессе отключения рабочего тока сначала размыкаются основные контакты разъединителя при этом в цепи ток продолжает протекать через вспомогательные ножи (через параллельную ветвь). Через некоторое время размыкаются контакты в дугогасительных камерах. Возникающие электрические дуги гасят в потоке газов, генерируемых продуктами разложения вкладышей из органического стекла.

типы, устройство, характеристики, назначение, выбор :: SYL.ru

В данном материале будет рассмотрен такой прибор, как выключатель нагрузок, сфера его применения, а также технические характеристики.

Что представляют собой выключатели нагрузок

Аппарат, который имеет коммутационное назначение и работает в режиме включения и отключения токоведущих цепей, находящихся под нагрузкой, питаемой силовыми установками в 6,0-10,0 кВ (величина номинальных токов 200,0-400,0 А и выше), с отсутствием в устройстве механизма автоматических систем, защищающих от короткого замыкания, называется выключателем нагрузки.

Проще понять выключатель как разъединитель простого типа, дополненный специальной камерой для гашения электрической дуги. Первые устройства такого назначения стали применять в электросетях свыше полувека назад. Они были снабжены только системой разъединения и плавкими предохранителями для защиты от перегрузок и токов КЗ. Работали при менее высоких мощностях, нежели теперь.

Развитие электроэнергетики и значительное увеличение мощностей вызвало необходимость модернизации систем, с внесением в их схему дугогасителей. Такие устройства назвали разъединителями мощности. В современных аппаратах значительно упростили конструкцию гашения дуги, из-за чего они стали менее дорогими и более востребованными.

Как устроен механизм выключателя

Устройство выключателя нагрузки состоит из рамы и вала. На раме закреплены шесть изоляторов опорных. Из этих изоляторов к раме, в нижней ее части, закреплены три, на которых расположены ножи-контакты. Оставшиеся контакты установлены на раме вверху. На них контакты главного назначения и дугогасительные. Чтобы осуществить движение к ножам-контактам, рычаги вала соединены с тягами из электроизоляционного материала.

В конечных точках вала имеется по паре пружин отключения. Они ускоряют процесс разъединения выключателя в момент высвобождения системы, где привод свободно расцепляется. В этих же местах установлены буферные резиновые прокладки, предотвращающие механические удары во время отключения.

В камерах дугогашения происходит процесс разъединения специальных контактов дугогасительных. Материал исполнения контактов – фенопласт с вкладышами на основе полиамида стеклонаполненного. Форма вкладышей и самих камер дугообразна. Такое конструктивное решение позволяет плавно заходить в них контактам дугогашения.

В процессе включения цепи в первую очередь происходит соединение дугогасительных контактов, далее замыкаются главные контакты с ножами. Когда нагрузку отключают, весь процесс происходит в обратной последовательности.

Положение контактов дугогашения при отключенной нагрузке характеризуется наличием видимой воздушной прослойки между ними и камерой, по принципу разъединителя обычного. В момент отключения появляется электрическая дуга, и все это сопровождается сильным излучением тепла, нагревающего полиамид стеклонаполненный. Последний образует газовыделение, гасящее дугу.

Какими характеристиками обладает устройство

Выключатели нагрузки характеристики технические имеют следующие:

• Номинальное значение напряжения. Оно является рабочим напряжением электротехнического устройства, на величину которого оно рассчитано производителем.
• Наибольшее значение рабочего напряжения. Допустимо высокое напряжение, которое не вредит работоспособности выключателя. Оно заложено в пределах от 5% до 20% выше, чем номинальное.
• Номинальное значение тока. Ток, при прохождении которого степень нагревания частей токопровода и покрытия изоляционного не нарушает работоспособности и который может быть выдержан сколь угодно долго.
• Сквозной ток допустимых пределов. Ток, протекающий в режиме короткого замыкания, величину которого способны выдержать выключатели нагрузок.
• Ток стойкости электродинамической. Такой ток к. з., воздействие нескольких первых периодов которого механически не повреждает прибор.
• Ток стойкости термической. Предельный ток, нагревающее действие которого в течение определенного времени не приводит к выходу из строя выключателя.
• Физические параметры, касающиеся размеров и массы.
• Техническое исполнение привода.

Разновидности высоковольтных выключателей нагрузки

Выключатели нагрузки типы имеют следующие.

Автогазовые:

• BHA-10/630. Такой тип выключателя обеспечивает коммутацию электрических трехфазных цепей на напряжение в 6000 и 10000 В, частота которых равна 50 Гц, находящихся под нагрузкой. Предусматривается автоматическое заземление выключенных линий специальными заземляющими ножами. Эти модели устройств устанавливают в основном на трансформаторных подстанциях, в устройствах распределительных и в боксах обслуживания. Тип дугогасителя – автогазовый, привод может быть как ручного управления, так и электрического. Рассчитаны агрегаты на двадцатипятилетний срок работы с промежуточными капитальными ремонтами через каждые две тысячи операций.

• ВНБ-10/630. Выключатель нагрузки 10 кв повышенной скорости отключения используют в нагруженных цепях с силой тока до 630A. У него нейтральный провод заземлен либо изолирован. Узлы применения – это одностороннего обслуживания камеры стационарные, подстанции трансформаторных устройств, шкафы распределителей комплектных, также ими проводят замену старых модификаций выключателей. Система гашения дуги при помощи выделения газа.
• BHP-10/630. Работает по аналогии с выключателем BHA-10/630, но привод имеет только ручное исполнение. Может быть укомплектован заземляющими контактами и дополнительными предохранителями.

Вакуумные:

• ВБСК-10-20/1000. Выключатели нагрузок, рассчитанные на напряжение до 12000 В, которые способны коммутировать цепи электрические (трехфазные с нейтралью изолированной) в режимах нормальной работы и в аварийных ситуациях. Устройства применяют во всех вышеперечисленных системах, а также когда проводят замену выключателей маломасляных. Выключатели этого типа имеют малые габариты, поэтому удобны для монтажа в разных типах распредкоробок.
• BB\TEL. Универсальный разъединительный прибор, система гашения дуги которого основана на затухании ее в глубоком вакууме. Фиксирует контакты дугогашения при замыкании электромагнитный механизм. Отличаются эти системы большим ресурсом и высокой износостойкостью. Они малогабаритны и не требуют ремонта.
• BBT-10-20. Вакуумный тип выключателя с моторно-пружинным приводом, который предназначен для тех же целей, что и ВБСК-10-20/1000, но этот выключатель нагрузки 10 кв выдерживает только.

Устройства разъединители:

• РВЗ-10/630 разработаны для коммутационных целей при работе с высоким напряжением, но отсутствием нагрузочных токов. При помощи их можно проводить переподключение и изменение схем, осуществляются ремонтные работы в безопасном режиме (обесточенные линии). Имеют конструкцию привода рычажного принципа действия.
• РЛНД — выполняют те же функции, но допустимы для установки вне помещения.

Системы автоматического разъединения цепи

Автоматический выключатель нагрузки – это прибор электрический коммутационного назначения. Он предназначен для проведения номинальных токов к нагрузке и размыкает цепь в автоматическом режиме, если возникают токи короткого замыкания либо токи, превышающие значение номинальных. Также некоторые устройства способны срабатывать при нежелательном понижении питающего напряжения, когда мощность изменяет направление. Не следует использовать автоматы в качестве тумблеров, их механизм не приспособлен для этого, могут подгорать внутренние контакты.

Классификация автоматических выключателей

По числу полюсных контактов: одно-, двух- и трехполюсные.

С функцией токоограничения и без нее.

По исполнению механизма расцепления: тепловой от перегрузок, электромагнитный от к. з., полупроводниковый, настраиваемый от всех аварий, комбинированный.

Ручного привода либо от электромагнитов.

С возможностью устанавливать задержку по времени в режиме к. з. и без этой функции.

По типу конструкции: неподвижные, стационарные и выдвижные.

Выбор выключателя нагрузки

Необходимо помнить, что все автоматические выключатели нагрузок призваны защищать проводку от перегрева, возгорания и перегорания, а не электрические приборы. Поэтому, чтобы правильно выбрать входной разъединитель, нужно знать, на какой ток рассчитан кабель или его сечение. Ток срабатывания автомата должен быть чуть меньшим, чем предельно допустимый для провода.

В том случае, когда пропускная способность кабеля гораздо больше, чем ток потребления нагрузки, то можно подобрать автомат под нагрузку. Для этого суммируют мощность всех электрических приборов, добавляя процент запаса, и находят суммарный ток потребления, исходя из закона Ома. Далее выбирают автомат, ток срабатывания которого будет ближайшим большим от расчетного.

Заключение

Для большей надежности и безопасности эксплуатации электрической сети бытового назначения целесообразней разбить ее на несколько линий, где на каждую установить выключатель автоматический, плюс общий на всю систему в целом.

Билет №1 — Назначение, устройство, принцип действия, технические характеристики, схема управления высоковольтного масляного выключателя типа вмпэ 10

1. 
   Назначение, устройство, принцип действия, технические характеристики, схема управления высоковольтного масляного выключателя типа ВМПЭ – 10.
   

Принцип работы полюса: При отключении между подвижными и неподвижными контактами возникает электрическая дуга, под воздействием высокой температуры масло в близи дуги разлагается образуя газовый пузырь, резко возрастает давление в нижней части цилиндра выключателя, дуга растягивается и разложение масла усиливается следовательно открывается поперечные каналы и в щелях дугогасительной камеры возникает встречно-поперечное дутьё газов и паров масла, электрическая дуга разрывается и гасится.

Номинальное напряжение 10 кВ

Номинальный ток 630, 1000, 1600 А

Номинальный ток отключения 20, 31.5 кА

Масса – 200 Кг.

Э – встроенный электромагнит
Устройство шкафа КРУ с выключателем типа ВМПЭ-10 показано на рисунке:

1-опорный изолятор

2-отсек нижних разъемных контактов

3-отсек верхних разъемных контактов

4-отводы от сборных шин

5-релейный шкаф

6-разъем цепей управления и сигнализации

7-трансформаторы тока

8-выдвижная тележка

9-масляный выключатель

10-отсек выкатной тележки

11-отсек сборных шин

2. 
   Назначение, принцип действия, схема блока автоматического включения резерва АВР. Классификация и основные характеристики электромеханических реле, их электронные аналоги.
   

Автоматическое включение резерва (АВР) предназначено для восстановления питания при отключении повреждённого рабочего источника питания или в случаях выхода входного напряжения за допустимые пределы путём автоматического включения секционного выключателя или подключения резервного источника питания.

В качестве измерительного органа для АВР служат реле минимального напряжения, реле контроля фаз или другой прибор контроля качества питающего напряжения, подключенные к защищаемым участкам. В случае снижения напряжения на защищаемом участке электрической сети реле дает сигнал в схему АВР. Однако условие отсутствия напряжения не является достаточным для того, чтобы устройство АВР начало свою работу. Как правило, должен быть удовлетворен еще ряд условий:

На защищаемом участке должно отсутствовать неустраненное короткое замыкание. Так как понижение напряжения может быть связано с коротким замыканием, включение дополнительных источников питания в эту цепь нецелесообразно и недопустимо.

Секционный выключатель СВ при нормальных условиях отключен и включается при исчезновения напряжения на одной из секций. В случае исчезновении напряжения на первой секции шин реле минимального напряжения РН1 замкнёт свои контакты и даст питание катушке РВ2 от трансформатора, установленного на второй секции. Реле РВ2 подаёт питание на отключающую катушку ЭО-В1 выключателя В1, который, отключившись, замкнёт свои размыкающие блок – контакты, через которые будет подано питание на включающую катушку ЭВ-СВ и выключатель СВ включится.
АВР классификация

АВР одностороннего действия. В таких схемах присутствует одна рабочая секция питающей сети, и одна резервная. В случае потери питания рабочей секции АВР автоматически подключит резервную секцию.

АВР двухстороннего действия. В этой схеме любая из двух линий может быть как рабочей, так и резервной.

АВР с восстановлением. Если на отключенном вводе вновь появляется напряжение, то с выдержкой времени АВР автоматически переключиться на основной источник питани, а секционный выключатель отключается. Кратковременная параллельная работа двух источников не допустима, сначала АВР отключит секционный выключатель, а затем АВР включит вводной выключатель. Схема питания вернулась в исходное состояние.

АВР без восстановления.
Реле называют специальное устройство, которое служит для отключения эл.установок или воздействия на сигнал.

|Требования: 1) Селективность. 2) Быстродействие. 3) Чувствительность. 4) Надёжность.

Классификация:

А) По принципу действия: 1) Электромагнитное. 2) Индукционное. 3) Полупроводниковое. 4) Цифровое.

Б) Делятся по виду: 1)Реле тока (Т). 2) Реле напряжения (Н). 3) Реле мощности (М). 4) Реле сопротивления (С). 5) Реле указательные (У).

В) Делятся по способу включения: 1) Включения. 2) Отключения.

Г) По принципу подключения: 1) Прямого. 2) Косвенного.

Основные характиристики:

1) Уставка – это сила тока или напряжения на которое отстроено данное реле на его срабатывание.

2) Напряжение и ток срабатывания – это значение, при котором реле полностью срабатывает.

3) Напряжение или ток отпускания – это значение, при котором реле отключается.

4) Коэффициент возврата – это отношение напряжения или тока отпускания или его срабатывания.
Трехфазные реле напряжения электронные РНПП-311, РНПП-302, ЕЛ-11, RM35TF30, RM17/RM35

Однофазные реле напряжения электронные РН-111М, РН-102, РН-113

Реле времени РЭВ-201, РЭВ-302

3. 
   Эксплуатация электроустановок во взрывоопасных зонах, требования к электрооборудованию и осветительным установкам, на что необходимо обращать внимание при осмотрах.
   

Не допускается ремонтировать эл. оборудования под напряжением, эксплуатировать эл оборудование при любых повреждениях, вскрывать оболочки и оборудования токоведущие части которого находятся под напряжением, заменять перегоревшие лампы во взрывоопасных светильниках другими типами ламп или лампами большей мощности, матировать колпаки светильников, заменять ПЗА на другие с другими видами защиты и другими номинальными параметрами, эксплуатировать кабели с внешними повреждениями, закрашивать паспортные таблички,

3.4.7. При эксплуатации взрывозащищенного электрооборудования на него должны быть заведены паспорта индивидуальной эксплуатации, например в виде отдельных карт, в которых наряду с паспортными данными должны отмечаться результаты ремонтов, профилактических испытаний и измерений параметров взрывозащиты (ширина и длина щели, значение избыточного давления и др.), неисправности и дефекты. Форму эксплуатационного паспорта (карты) утверждает ответственный за электрохозяйство Потребителя. Результаты, занесенные в паспорт, подписывает ответственный за электрохозяйство.

3.4.18. Все электрические машины, аппараты, а также другое электрооборудование и электропроводки во взрывоопасных зонах должны периодически, в сроки, определяемые местными условиями, но не реже 1 раза в 3 месяца, подвергаться наружному осмотру ответственным за электрохозяйство или назначенным им работником. Результаты осмотра заносятся в оперативный или специальный журнал.

3.4.19. Осмотр внутренних частей электрооборудования напряжением до и выше 1000 В проводится в сроки, указанные в местных инструкциях, и с соблюдением мер электробезопасности.

3.4.20. Осмотр электрооборудования и сетей должен производить электротехнический персонал в сроки, регламентируемые местными инструкциями, с учетом состояния электрооборудования и сетей, среды, условий их работы, загрузки и т.п.

Внеочередные осмотрыэлектроустановки должны проводиться после автоматического отключения средствами защиты. При этом должны быть приняты меры против самовключения установки или включения ее посторонним лицом.

Осмотр эл.установок должен проводить электротехнический персонал и обращать внимание на следующее:

а) отсутствие изменений или отклонений от обычного состояния;

б) Исправность вводов проводов и кабелей;

в) Целостность стенок смотровых окон;

г) Исправность приточно – вытяжной вентиляции;

д) Наличие предупреждающих плакатов и знаков;

е) Наличие всех предусмотренных конструкцией болтов крепящих элементов;

ж) Отсутствие попадания брызг, капель и пыли;

з) Совпадение порядкового номера;

к) Предельную температуру поверхности оборудования.

Целостность заземляющих устройств, степень коррозии состояние окраски, отсутствие люфтов, наличие заглушек, прокладок.

4. 
   Организация работ по распоряжению. Права и обязанности ответственного руководителя работ.
   

2.3.1. Распоряжение имеет разовый характер, срок его действия определяется продолжительностью рабочего дня исполнителей. При необходимости продолжения работы, при изменении условий работы или состава бригады распоряжение должно отдаваться заново.

При перерывах в работе в течение дня повторный допуск осуществляется производителем работ.

2.3.2. Распоряжение на работу отдается производителю работ и допускающему. В электроустановках, не имеющих местного оперативного персонала, в тех случаях, когда допуск на рабочем месте не требуется, распоряжение может быть отдано непосредственно работнику, выполняющему работу.

2.3.3. Работы, выполнение которых предусмотрено по распоряжению, могут по усмотрению работника, выдающего распоряжение, проводиться по наряду.

2.3.4. Распоряжение допускается выдавать для работы поочередно на нескольких электроустановках (присоединениях).

2.3.5. Допуск к работам по распоряжению должен быть оформлен в Журнале учета работ по нарядам и распоряжениям

2.3.6. По распоряжению оперативным и оперативно-ремонтным персоналом или под его наблюдением ремонтным персоналом в электроустановках напряжением выше 1000 В могут проводиться неотложные работы продолжительностью не более 1 часа без учета времени на подготовку рабочего места.

Неотложные работы, для выполнения которых требуется более 1 часа или участие более трех работников, включая работника, осуществляющего наблюдение, должны проводиться по наряду.

2.3.7. При проведении неотложных работ производитель работ (наблюдающий) из числа оперативного персонала, выполняющий работу или осуществляющий наблюдение за работающими в электроустановках напряжением выше 1000 В, должен иметь группу IV, а в электроустановках напряжением до 1000 В — группу III. Члены бригады, работающие в электроустановках напряжением до и выше 1000 В, должны иметь группу III.

Перед допуском должны быть выполнены все технические мероприятия по подготовке рабочего места, определяемые выдающим распоряжение.

2.3.8. В электроустановках напряжением выше 1000 В допускается выполнять по распоряжению следующие работы: на электродвигателе, от которого кабель отсоединен и концы его замкнуты накоротко и заземлены; на генераторе, от выводов которого отсоединены шины и кабели; в РУ на выкаченных тележках КРУ, у которых шторки отсеков заперты на замок, а также работы на нетоковедущих частях, не требующие снятия напряжения и установки временных ограждений.

2.3.9. Допускается выполнение работ по распоряжению в электроустановках напряжением до 1000 В, кроме работ на сборных шинах РУ и на присоединениях, по которым может быть подано напряжение на сборные шины, на ВЛ с использованием грузоподъемных машин и механизмов, в том числе по обслуживанию сети наружного освещения на условиях.

2.3.10. В электроустановках напряжением до 1000 В, расположенных в помещениях, кроме особо опасных, в особо неблагоприятных условиях в отношении поражения людей электрическим током, работник, имеющий группу III и право быть производителем работ, может работать единолично.

2.3.11. При монтаже, ремонте и эксплуатации вторичных цепей, устройств релейной защиты, измерительных приборов, электроавтоматики, телемеханики, связи, включая работы в приводах и агрегатных шкафах коммутационных аппаратов, независимо от того, находятся они под напряжением или нет, производителю работ разрешается по распоряжению отключать и включать вышеуказанные устройства, а также опробовать устройства защиты и электроавтоматики на отключение и включение выключателей с разрешения оперативного персонала.

2.3.12. В электроустановках напряжением выше 1000 В одному работнику, имеющему группу III, по распоряжению допускается проводить:

благоустройство территории ОРУ, скашивание травы, расчистку от снега дорог и проходов;

ремонт и обслуживание устройств проводной радио- и телефонной связи, осветительной электропроводки и арматуры, расположенных вне камер РУ на высоте не более 2,5 м;

возобновление надписей на кожухах оборудования и ограждениях вне камер РУ;

наблюдение за сушкой трансформаторов, генераторов и другого оборудования, выведенного из работы;

обслуживание маслоочистительной и прочей вспомогательной аппаратуры при очистке и сушке масла;

работы на электродвигателях и механической части вентиляторов и маслонасосов трансформаторов, компрессоров;

другие работы, предусмотренные настоящими Правилами.

2.3.13. По распоряжению единолично уборку коридоров ЗРУ и электропомещений с электрооборудованием напряжением до и выше 1000 В, где токоведущие части ограждены, может выполнять работник, имеющий группу II. Уборку в ОРУ может выполнять один работник, имеющий группу III.

В помещениях с отдельно установленными распределительными щитами (пунктами) напряжением до 1000 В уборку может выполнять один работник, имеющий группу I.

2.3.14. На ВЛ по распоряжению могут выполняться работы на нетоковедущих частях, не требующих снятия напряжения, в том числе: с подъемом до 3 м, считая от уровня земли до ног работающего; без разборки конструктивных частей опоры; с откапыванием стоек опоры на глубину до 0,5 м; по расчистке трассы ВЛ, когда не требуется принимать меры, предотвращающие падение на провода вырубаемых деревьев, либо когда обрубка веток и сучьев не связана с опасным приближением людей, приспособлений и механизмов к проводам и с возможностью падения веток и сучьев на провода.

2.3.15. Допускается на ВЛ одному работнику, имеющему группу II, выполнять по распоряжению следующие работы:

осмотр ВЛ в светлое время суток при благоприятных метеоусловиях, в том числе с оценкой состояния опор, проверкой загнивания деревянных оснований опор;

восстановление постоянных обозначений на опоре;

замер габаритов угломерными приборами;

противопожарную очистку площадок вокруг опор;

окраску бандажей на опорах.
Ответственный руководитель работ отвечает за выполнение всех указанных в наряде мер безопасности и их достаточность, за прини­маемые им дополнительные меры безопасности, за полноту и каче­ство целевого инструктажа бригады, в том числе проводимого до­пускающим и производителем работ, а также за организацию безо­пасного ведения работ. Ответственными руководителями работ назначаются работники из числа административно-технического персонала, имеющие груп­пу V.