среда, 16 января 2013 г.

Обслуживание масляных выключателей

clip_image002
Назначение выключателей. Выключатели служат для коммутации электрических цепей во всех эксплуатационных режимах: включения и отключения токов нагрузки, токов КЗ, токов намагничивания трансформаторов, зарядных токов линий и шин. Наиболее тяжелым режимом для выключателя является отключение токов КЗ. При прохождении токов КЗ выключатель подвергается воздействию значительных электродинамических сил и высоких температур. Кроме того, всякое автоматическое или ручное повторное включение на неустранившееся КЗ связано с пробоем промежутка между сходящимися контактами и прохождением ударного тока при малом давлении на контакте, что приводит к их преждевременному износу. Для увеличения срока службы контакты изготавливают из металлокерамики.
Рис. Масляный выключатель С-35:
1 — привод; 2 — ввод; 3 — трансформатор тока; 4 — траверса; 5— направляющая
В конструкции выключателей заложены различные принципы гашения дуги (трансформатор масло, сжатый воздух, элегаз, твердые газогенерирующие материалы и т.д.). На станциях и подстанциях применяются выключатели с большим объемом масла (серии БМ, МКП, У, С); масляные выключатели с малым объемом масла (серии ВМГ, ВМП, МГГ, МГ, ВМК, ВГМ и др.); воздушные выключатели (серии ВВГ, ВВУ, ВВН, ВВВ, ВВБК, ВНВ). Для воздушных выключателей напряжением от 110 до 1150 кВ характерны модульный принцип построения серии, электромагнитные выключатели серий ВЭМ, автогазовые и вакуумные выключатели и выключатели нагрузок.
Основными требованиями, предъявляемыми к выключателям во всех режимах работы, являются:
· надежное отключение любых токов в пределах номинальных значений;
· быстродействие при отключении, т. е. гашение дуги в возможно короткий промежуток времени, что вызывается необходимостью сохранения устойчивости параллельной работы станций при КЗ;
· пригодность для автоматического повторного включения после отключения электрической цепи защитой; взрыво- и пожаробезопасность; удобство в обслуживании.
На станциях и подстанциях применяются выключатели разных типов и конструкций. Однако преимущественное распространение получили масляные баковые выключатели с большим объемом масла, маломасляные выключатели с малым объемом масла и воздушные выключатели.
Основными частями конструкций всех типов являются токоведущие и контактные системы с дугогасительными устройствами, изоляционные конструкции, корпуса и вспомогательные элементы (газоотводы, предохранительные клапаны, указатели положения и т.д.), передаточные механизмы и приводы.
Масляные выключатели. В баковых выключателях с большим объемом масла оно используется как для гашения дуги, так и для изоляции токопроводящих частей от заземленных конструкций, в маломасляных выключателях — для гашения дуги и не обязательно для изоляции от земли частей, находящихся под напряжением. Их баки специально изолируются от земли. Эти выключатели изготавливают с раздельными полосами.
Гашение дуги в масляных выключателях обеспечивается воздействием на нее дугогасящей среды — масла. Процесс сопровождается сильным нагревом, разложением масла и образованием газа в виде газового пузыря (температура Т газовой смеси в камере выключателя составляет 300... 2500 К). В газовой смеси содержится до 70 % водорода, что и определяет высокую дугогасящую способность масла, так как в водороде дугой отдается в десятки раз больше энергии, чем в воздухе. Быстрое нарастание давления в газовом пузыре до значений, превышающих атмосферное (при отключении тока КЗ давление может достичь 3... 8 МПа), способствует эффективной деионизации межконтактного пространства в выключателе.
Дуга между расходящимися контактами гаснет в момент прохождения тока через нулевое значение, так как в это время к ней практически не подводится мощность, температура дуги падает и дуговой промежуток теряет проводимость. Однако первое гашение дуги не исключает ее повторного зажигания. Все зависит от двух принципиально отличающихся обстоятельств: скорости нарастания так называемого восстанавливающегося напряжения, стремящегося пробить промежуток между контактами, и скорости нарастания изолирующих свойств промежутка, препятствующих пробою. Если скорость восстановления напряжения на контактах полюса выключателя окажется выше скорости восстановления изолирующих свойств среды, дуга загорится и процесс ее гашения повторится. Прекращение процесса зажигания дуги наступит лишь тогда, когда восстанавливающееся напряжение станет недостаточным для пробоя все увеличивающегося промежутка вследствие движения подвижных контактов.
В современных масляных выключателях применяются эффективные дугогасящие устройства, ускоряющие восстановление электрической прочности промежутка. Помогают снизить скорость восстановления напряжения в выключателях некоторых типов шунтирующие резисторы, присоединяемые параллельно главным контактам дугогасительных камер.
Кроме скорости восстановления напряжения на длительность горения дуги в масляных выключателях влияют следующие факторы: сила тока, отключаемого выключателем; высота слоя масла над контактами; скорость расхождения контактов.
Чем больше значение отключаемого тока, тем интенсивнее газообразование и тем успешнее гашение дуги.
При отключении небольших токов гашение дуги может затянуться, так как энергии, выделяемой при этом дугой, бывает недостаточно. При отключении токов намагничивания процесс гашения сопровождается возникновением перенапряжений, связанных с обрывом (срезом) тока до момента его естественного прохождения через нуль. Перенапряжение приводит к повторным пробоям. В этом случае шунтирующие резисторы позволяют снизить кратность перенапряжений. Положительную роль они играют и при отключении зарядных токов линий электропередачи. Через шунтирующие резисторы разряжается емкость отключаемой линии, благодаря чему напряжение на проводах, созданное остаточным зарядом, понижается. При сниженной амплитуде напряжения, воздействующего на каждый полюс выключателя, уменьшается вероятность повторных пробоев.
Высота слоя масла над контактами имеет существенное значение при гашении дуги.
Чем больше слой масла, тем больше давление в газовом пузыре, тем интенсивнее процесс деионизации. Вместе с тем высокий уровень масла в баке снижает объем воздушной подушки, что может привести к опасному повышению давления внутри бака и сильному удару масла в крышку.
При небольшом слое масла над контактами горючие газы, проходя через него, не успевают охладиться и в результате смешения с кислородом воздуха могут образовать гремучую смесь.
Скорость расхождения контактов в выключателе играет важную роль. При высокой скорости движения контактов дуга быстро достигает своей критической длины, при которой восстанавливающееся напряжение оказывается недостаточным для пробоя большого промежутка. Одним из способов увеличения скорости удлинения дуги является увеличение числа последовательных разрывов в каждом полюсе выключателя.
Вязкость масла в выключателе отрицательно сказывается на скорости движения контактов. Вязкость увеличивается с понижением температуры масла.
Загустение и загрязнение смазки трущихся частей передаточных механизмов и приводов в значительной степени отражаются на скоростных характеристиках выключателей. В ряде случаев движение контактов может оказаться замедленным или вообще прекратиться, а контакты зависнут. При ремонте необходимо удалять старую смазку в узлах трения и заменять ее новой консистентной незамерзающей смазкой марок ЦИАТИМ-221, ЦИАТИМ-201, Суперконт, Экстраконт, ГО И-54.

Посмотрите на вакуумные выключатели напряжением 110кВ, которые просты в эксплуатации и экологически безопасны.