Эксплуатация выключателей и разъединителей Эксплуатация выключателей и разъединителей

Страница 1 из 31. Общие сведения о работе выключателей

Выключатель является основным аппаратом распределительного устройства. От его надежности во многом зависит надежность эксплуатации распределительного устройства (РУ) и электростанции в целом.

Выключатель во многом определяет стоимость РУ, т.к. он самый дорогой элемент РУ.

К выключателю предъявляются несколько противоречивые требования.

Выключатель должен:

неопределенно долго нести номинальный ток нагрузки, при этом его проводящие свойства не должны ухудшаться, например, контакты не перегреваться;
выдерживать значительные сквозные токи КЗ, при этом его контактная система должна оставаться работоспособной;
надежно отключать ток КЗ, а также допускать включение на КЗ;
обеспечить надежную работу в любых климатических условиях.

Временные характеристики выключателя - его быстродействие, несмотря на все неблагоприятные условия, должны сохраняться неизменными в течение межремонтного периода от 1 до 3 лет.

Итак, современный высоковольтный выключатель - один из наиболее сложных механизмов на электростанции и подстанции. Его ремонт требует высокой квалификации и скрупулезной аккуратности персонала.

Малейшая неточность в сборке, крупинка грязи или пылинка, могут привести к отказу выключателя, к аварии в системе, к разрушению дорогостоящего выключателя. Взрыв выключателя - тяжелая авария, которая может сопровождаться человеческими жертвами.

В настоящее время в энергосистемах эксплуатируется множество выключателей различных типов, происхождения и времени выпуска (срок службы выключателя - десятки лет).

В рамках данного курса мы рассмотрим только никоторые типы выключателей и общую схему работ по их обслуживанию и ремонту.

Имеется четыре основных типа выключателей: масляные, воздушные, вакуумные и элегазовые.

Преимущество масляных выключателей (МВ) - простота устройства, надежность, дешевизна, отсутствие воздушного хозяйства.

Недостатки МВ - малая разрывная мощность, малое быстродействие, пожароопасность.

Преимущество воздушных выключателей (ВВ) - большая, практически неограниченная разрывная мощность, большое быстродействие, возможность создания выключателей на любое высокое напряжение (MB ограничены 500 KB), модульность конструкции -повторяемость типовых элементов на ВВ любых напряжений.

Недостатки ВВ: наличие воздушного хозяйства, сложность конструкции, высокая стоимость, сложность ремонта.

В настоящее время получают развитие еще два типа выключателей:

Вакуумные выключатели - не требуют воздушного хозяйства, имеют очень большое быстродействие, высокую надежность, простоту, модульность конструкции.

Элегазовые выключатели просты по конструкции, не требуют воздушного и компрессорного хозяйства, имеют высшую надежность, большое быстродействие, малые габариты (в несколько раз меньше ВВ). За рубежом разработаны и выпускаются такие выключатели до 500 кВ, разрабатываются на 750 кВ. Использование их в России затруднено тем, что они не могут работать при низких температурах: при +6°С элегаз (ЭЛГ) сжижается при давлении 1,47 МПа (15 кгс/см2). Но при давлении уже 0,196МПа (2 кгс/см2) диэлектрическая прочность ЭЛГ равна прочности чистого трансформаторного масла. Для распространения ЭЛГ аппаратуры в России необходимо разработать вариант морозостойкого ЭЛГ.

Развитие ЭЛГ аппаратуры находится в начальной стадии.

2. Эксплуатация масляных выключателей

Контактная система МВ постоянно находится под током, от ее исправности во многом зависит работоспособность MB.

ГОСТ 8024-69 установил допустимое превышение температуры контактов при температуре окружающего воздуха +35°С в зависимости от материала, из которого они изготовлены. Нормы нагрева приведены в табл.10.

Таблица 10 - Превышение температуры контактов MB при температуре окружающего воздуха +35°С

Контакты	Допускаемые превышения температуры, °С
Контакты	В воздухе	В масле
Из меди или сплавов без покрытия	40	40
С гальваническим покрытием серебром	70	55
С накладными пластинками из серебра или из композиции СОК-10 и COM-I5 и др.	85	55

Основным показателем состояния MB является переходное сопротивление контактов. Хорошее состояние контактов позволяет в ряде случаев увеличить межремонтный период МВ.

В заводских инструкциях указываются допустимые значения переходных сопротивлений контактов после приемки МВ из ремонта и во время эксплуатации. Например, выключатель ВМГ-133, 10 кВ, 1000 А, Сопротивление контактов, мкОм: новых или после ремонта - 75, в эксплуатации - 100. Выключатель МКП-110, 110 кВ, 600 А. Сопротивление контактов, мкОм; «ввод – ввод»: новый - 16000, в эксплуатации - 1800; каждая-камера: новая - 540, в эксплуатации -600.

Измерение сопротивления контактов проводится методом А-В или двойным мостом. Результаты одинаковы, однако измерение большим током является более надежным. Поэтому желательно пользоваться аккумуляторной батареей, дающей ток 10-20 А, при этом падение напряжения на контактах будет 0,75-10 мВ. Милливольтметры с такими пределами имеются в любой электротехнической лаборатории.

При анализе результатов профилактических испытаний важно не только абсолютное значение измеренной величины и соответствие ее нормам, но и изменение данного параметра за время, прошедшее с предыдущих испытаний. Необходимо всегда сопоставлять результаты проведенных ранее измерений для. выяснения тенденции возникающих изменений.

Надежность контактов MB обеспечивается механическим усилием, необходимым для нажатия контактных поверхностей. Величина нажатия контактов указывается в каждом паспорте MB. Для некоторых типов MB дается механическая характеристика каждой пружины: ее деформация в мм при определенном прилагаемом усилии. Указываются также допустимые отклонения, признаки отбраковки пружин. Для большинства MB указывается сила нажатия всей контактной системы в целом, в собранном виде,

Силу нажатия пружин проверяют динамометрами различных конструкций.

Одновременность замыкания контактов MB - существенная характеристика исправности MB Приблизительно одновременность при медленном замыкании или размыкании'(с приводом от руки или домкрата) проверяют по загоранию или погасанию ламп согласно схеме на рис.1. При вжиме 15-20 мм разновременность должна быть менее 1 мм.

Окончательно одновременность проверяют осциллографированием при операции MB от его привода.

Привод выключателя, его работа существенно влияют на работоспособность MB. MB снабжены, как правило, соленоидным приводом постоянного или выпрямленного тока с питанием от аккумуляторной батареи или выпрямителя.

Рис.1. Схемы контроля вжима и одновременности замыкания и размыкания контактов выключателя: а - горшкових; б -баковых; в - баковых с гасительными камерами

Состояние привода существенно влияет на надежность MB: неисправность привода - причина 30-40% всех отказов. Привод должен не только надежно сработать (включить или отключить), но и обеспечить определенную скорость движения контактов. Замедление движения контактов увеличит время горения дуги, что приведет к завариванию контактов при включении или взрыву MB при отключении. Привод работает в тяжелых условиях - он преодолевает силы отключающих выключатель пружин, трения в приводе и контактах, инерции подвижных частей, сопротивления масла (гидродинамического) перемещению траверсы, сжатия контактных и буферных пружин, электродинамические силы, которые могут быть достаточно велики при протекании токов КЗ.

Приводы - достаточно мощные механизмы, кратковременно они развивают усилие в несколько тонн, потребляя ток до нескольких сот ампер. Например, привод ПЭ-11 для выключателя ВМГ-10 на напряжение 220В потребляет ток 58А; привод ПЭ-2 для выключателя МГГ-10-500 потребляет ток 145А в течение 0,12 с; привод ШПЭ-44 для MB У-220-10 потребляет ток 240 А в течение 0,1с.

Проверить состояние кинематики привода МВ можно, заменив одну из тяг вставкой с динамометром. При этом привод перемещают домкратом или вручную большим рычагом.

Более полную картину дает осциллографирование перемещения траверсы, т.к. при ручном перемещении привода отсутствуют динамические силы - инерция и трение о масло. Фактически в динамике усилия на МВ примерно на 50% больше, чем замеренные в статике.

Время включения и отключения MB замеряется электросекундомером. Однако наиболее полные сведения о работе MB даст осциллографирование скорости и времени перемещения подвижных контактов МВ.