Электрические аппараты высокого напряжения - Условия работы электрических аппаратов Электрические аппараты высокого напряжения

Страница 3 из 3

Требования, предъявляемые к аппаратам высокого напряжения, определяются самыми разнообразными факторами, воздействию которых аппарат подвергается во время эксплуатации.

Электрические воздействия.

Электрические аппараты высокого напряжения постоянно находятся под воздействием рабочего напряжения и должны его выдерживать. В отдельных случаях электрические аппараты высокого напряжения подвергаются воздействию перенапряжений как колебательного характера (коммутационных), так и импульсных (грозовых). На металлических частях электрические аппараты высокого напряжения, находящихся под напряжением, может возникать корона. При перенапряжениях на поверхности изоляции могут появляться скользящие разряды.

Механические воздействия

Механические воздействия обусловливаются как механическими силами, возникающими при рабочем оперировании электрическими аппаратами высокого напряжения (Вк, Од, Рд, Кз), так и силами внутреннего давления, возникающими во многих электрических аппаратов высокого напряжения (Вк, Пр, РТ) при их работе. Значительные механические воздействия возникают при прохождении через АВН токов к. з. вследствие электродинамических сил, а также при вибрации и тряске, которым аппарат подвергается во время работы и транспортировки. И, наконец, к механическим воздействиям следует отнести тяжение подводящих проводов гибкой ошиновки и нагрузку от трубчатой ошиновки, а также нагрузку, создаваемую действием ветра и гололеда.

Тепловые воздействия

Тепловые воздействия вызываются нагреванием частей электрических аппаратов высокого напряжения (кроме некоторых типов разрядников, короткозамыкателей и заземлителей) при прохождении через аппарат рабочего тока. При к. з. нагрев электрических аппаратов высокого напряжения кратковременно возрастает пропорционально квадрату тока. Электрическая дуга, сопровождающая разряд по поверхности изоляции, вызывает внезапный местный ее нагрев и оплавление металлических частей, которых касается дуга. Дуга, возникающая при отключении тока АВН, вызывает оплавление их контактов.

Атмосферные воздействия

Атмосферные воздействия обусловливаются температурой, давлением и влажностью воздуха, а также дождем, туманом, росой, пылью и др. Кроме того, электрические аппараты высокого напряжения наружной установки в южных и тропических районах подвергаются сильному нагреванию лучами солнца, а также резким перепадам температуры (быстрое нагревание лучами восходящего солнца после холодной ночи, охлаждение нагретых солнцем поверхностей выпавшим дождем или градом) и, наконец, воздействию появляющейся на них грибковой плесени. К атмосферным воздействиям относится и загрязнение поверхности изоляторов пылью, уносами химических и металлургических предприятий, тепловых электростанций, а также морской туман и солевые отложения в прибрежных морских районах.

Воздействие времени проявляется в механическом износе трущихся частей, в старении изоляции и коррозии металлических частей.

Не всегда вышеперечисленные факторы действуют одновременно. Можно отметить две характерные разновидности условий работы электрических аппаратов высокого напряжения, отличающиеся между собой по воздействию внешних факторов: работы аппаратов в закрытых помещениях (внутренняя установка) и на открытом воздухе (наружная установка).

Высота установки (над уровнем моря) электрических аппаратов на номинальное напряжение до 500 кВ включительно не должна превышать 1000 м, а электрические аппараты высокого напряжения на номинальное напряжение 750— 1150 кВ — 500 м. Если электрические аппараты высокого напряжения на Uном 500 кВ предназначаются для установки на высоте от 1000 до 3500 м, а электрические аппараты высокого напряжения на 750— 1150 кВ — на высоте от 500 до 3500 м, то испытательные напряжения АВН должны быть увеличены.

Климатические условия, в которых должны работать электрические аппараты, приведены выше. Если электрические аппараты высокого напряжения предназначаются для работы при верхней рабочей температуре окружающего воздуха выше 45 °С, то испытательные напряжения электрических аппаратов высокого напряжения должны быть увеличены, а номинальные токи уменьшены.

Сетевые условия.

Электрические аппараты на Uном с 35 кВ предназначаются для работы в электрических сетях как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

Электрические аппараты на Uном 110 кВ, кроме вентильных разрядников, предназначаются для работы в сетях с заземленной нейтралью (коэффициент замыкания на землю ks. 3* не более 1,4).

*По ГОСТ — это отношение напряжения на неповрежденной фазе в рассматриваемой точке трехфазной электрической сети (обычно в точке установки АВН) при замыкании на землю одной или двух других фаз к фазному напряжению рабочей частоты, которое установилось бы в данной точке при"устранении замыкания.В некоторых стандартах применяется термин «коэффициент заземления».

Разрядники на Uном =110 кВ предназначаются для сетей: а) с эффективно заземленной нейтралью (k3.8 < 1,4) и б) с неэффективно заземленной нейтралью 1,73). Разрядники на Uном 150 кВ предназначаются для сетей с эффективно заземленной нейтралью (63.8 < 1,4). Это условие не распространяется на напряжение гашения разрядников комбинированного типа при срабатывании их от коммутационных перенапряжений.

Нагрузка от тяжения подводящих проводов и от ветра.

Электрические аппараты высокого напряжения категории размещения 1 рассчитываются на нагрузку, создаваемую от тяжения подводящих проводов в горизонтальном направлении в плоскости расположения присоединительных выводов (табл. 1-4), и одновременно на нагрузку от воздействия ветра.

Механическая нагрузка, воспринимаемая аппаратом, в общем случае складывается из нагрузок, создаваемых:

тяжением подводящих проводов;

давлением ветра на поверхность электрических аппаратов высокого напряжения без гололеда;

давлением ветра на поверхность электрических аппаратов высокого напряжения при гололеде;

электродинамическими силами, возникающими при прохождении через электрический аппарат высокого напряжения тока к. з.;

действием привода при включении и отключении электрического аппарата высокого напряжения;

силой тяжести от собственной массы электрического аппарата высокого напряжения.

Таблица 1-4. Допустимое тяжение подводящего провода *

Номинальное напряжение аппарата, кВ	Допустимое тяжение провода, Н, не более
	Разъединители на номинальные токи		Выключатели и трансформаторы тока	Разрядники
	до 1600 А	от 2000 А и выше
До 35 110 150 220 330 500 750 1150	500	800	500	300
	800	1000	1000 1500	500
	1000	1200 1500 1500 2000 2500

* Тяжение подводящего провода для трансформаторов напряжения

ГОСТ 1983—77 не устанавливает. Оно указывается в информационных

материалах завода-изготовителя.

В зависимости от вида аппарата и категории его размещения он может воспринимать все вышеперечисленные нагрузки или только некоторые из них.

Нагрузка Рт.р от тяжения подводящих проводов в горизонтальном направлении в плоскости присоединительного вывода учитывается только в АВН категории размещения 1. Нормированные значения Рт.р приведены в табл. 1-4.

Нагрузка Рв.р, создаваемая давлением ветра на поверхность аппарата, определяется для двух случаев воздействия ветра и гололеда:

а) скорость ветра 40 м/с без гололеда (исключение составляют РВ и ОПН, для которых расчетная скорость ветра принята 30 м/с, однако по требованию заказчика завод-изготовитель обязан поставлять эти аппараты, рассчитанные для работы при скорости ветра 40 м/с);

б) скорость ветра 15 м/с при гололеде с толщиной корки льда 20 мм.

В большинстве случаев нагрузка, создаваемая ветром при скорости 40 м/с без гололеда, превышает нагрузку при скорости ветра 15 м/с с гололедом. Кроме того, в ряде электрических аппаратов высокого напряжения (например, в ТТ, ТН, РВ, Вк и др.) при их работе происходит выделение теплоты и гололед на них не образуется. Однако при монтаже и ремонте таких аппаратов они могут покрываться коркой льда.

При определении нагрузки от воздействия ветра следует выбирать наиболее неблагоприятное направление его для электрического аппарата высокого напряжения.

Так как отдельные факторы вызывают нагружение опорной изоляции в разных направлениях различными усилиями, то в тех случаях, когда направление действия определяющей нагрузки неочевидно, ветровую нагрузку приходится рассматривать как действующую поочередно в нескольких направлениях. Обычно в электрических аппаратах высокого напряжения, симметричных относительно вертикальной оси, направление ветра принимается совпадающим с направлением тяжения подводящих проводов, а в АВН, несимметричных относительно вертикальной оси, рассматриваются два взаимно перпендикулярных направления (в плоскости, совпадающей с направлением тяжения подводящих проводов, и в плоскости, перпендикулярной к ней).