Монтаж выключателей нагрузки

Выключатели нагрузки внутренней установки предназначены для включения и отключения отдельных участков электрических цепей на напряжение 6—10 кВ при отсутствии тока или при токах нагрузки до нескольких сотен ампер. Кроме того, они служат также для защиты электрических сетей от токов к. з., когда к ним последовательно подключены высоковольтные предохранители.

Выпускают выключатели нагрузки разных типов и вариантов: ВНР — для отключения и выключения токов нагрузки и ВНРп — для отключения цепей при коротких замыканиях высоковольтным предохранителем. Условные обозначения выключателей нагрузки расшифровывают так: ВНР-10/400-10з — выключатель нагрузки с ручным приводом напряжением 10 кВ и номинальным током 400 А с заземляющими ножами; ВНР-10/400-10зп — то же, с предохранителями и заземляющими ножами, расположенными за предохранителями; ВНР-10/400-10зпЗ — то же, с устройством, обеспечивающим отключение выключателя при сгорании любого предохранителя. Выключатели изготовляют для разных климатических условий.

Выключатели нагрузки без предохранителей применяют как самостоятельный коммутационный аппарат в маломощных сетях, а с предохранителями — в комплектных распределительных устройствах и подстанциях для управления двигателями, а также вместо секционных разъединителей. В конце условного обозначения этих выключателей буква У означает климатическое исполнение, а цифра 3 — категорию размещения.

Выключатели нагрузки относятся к безмасляным, газогенерирующим выключателям и отличаются от трехполюсных разъединителей внутренней установки наличием пластмассовой дугогасительной камеры с газогенерирующим вкладышем. Если размыкание контакта выключателя происходит под нагрузкой (отключение мощности), возникает электрическая дуга. Под действием высокой температуры дуги органическое стекло выделяет большое количество газов, образующих под давлением интенсивный поток, который гасит дугу. Дугогасительное устройство выключателя нагрузки называется автогазовым, поскольку дугогасительная камера генерирует газы, способствующие гашению дуги.

Устройство выключателя ВНР-10/400-10з показано на рис. 1. Он состоит из сварной рамы 1 с валом 15, на которой установлены три пары опорных изоляторов 2. На трех нижних опорных изоляторах укреплены контакты 3 с держателями основных ножей 4, а на верхних — дугогасительные камеры 5 и основной верхний контакт 6. Движение от вала к ножам передается с помощью рычага 8 и изоляционной тяги 7. Вращение вала 15 обеспечивается рычагом 8, который может быть закреплен на любом его конце, и тягой, соединяющей его с приводом.

Рис. 1. Выключатель нагрузки ВНР-10/400-103:

1 — рама, 2 — опорный изолятор, 3 — контакты с держателями, 4, 10 — основной и заземляющий ножи, 5 — дугогасительная камера, 6 — основной верхний контакт, 7, 12 — изоляционная и блокировочная тяги, 8 — рычаг, 9 — гибкий соединитель, 11 — вал заземляющего устройства, 13 — пружины, 14 — резиновые шайбы, 15 — вал выключателя

Два комплекта специальных пружин 13, расположенных на стержне, связанном с валом 15 выключателя, обеспечивают необходимую скорость движения подвижных контактов при отключении выключателя. Для смягчения удара при работе отключающих пружин на стержень надеты резиновые шайбы 14. Для заземления выключателя предусмотрено заземляющее устройство.

1 — пластмассовый корпус, 2 — вкладыши, 3, 5 — подвижный и неподвижный дугогасительные контакты, 4 — отверстия для соединительных винтов, б — основной неподвижный контакт выключателя, 7 — гибкая связь, 8 — пружинящая пластина

Рис. 4. Отключающие пружины (во взведенном состоянии):

Рис. 3. Дугогасительное устройство:

1 — рычаг, 2, 3 — резиновая и стальная шайбы, 4 — упорная планка, 5, б—пружины, 7— вилка

Дугогасительное устройство (рис. 3) выключателя представляет собой пластмассовый разъемный корпус 1, внутри которого в специальных углублениях расположены два вкладыша 2 из оргстекла. В щели, которая образуется между вкладышами, перемещается подвижный дугогасительный контакт 3. В нижней части камеры расположен неподвижный дугогасительный контакт 5. При отключении выключателя размыкаются основные контакты, а затем дугогасительные и образующаяся дуга затягивается в щель между вкладышами. Под действием высокой температуры дуги оргстекло интенсивно выделяет газы, которые с большой скоростью стремятся вырваться из камеры наружу и в сотые доли секунды гасят дугу.

Заземляющие ножи выключателя крепятся к раме дополнительными боковыми пластинами со стороны, противоположной креплению предохранителей. Они состоят из вала с приваренными к нему контактными медными пластинами и блокирующего устройства. Ножи заземляют верхние или нижние контактные стойки выключателя.

Простейшая механическая блокировка между валами выключателя и заземляющих ножей исключает включение последних при включенном выключателе и включение выключателя при включенных ножах. Управление заземляющим устройством осуществляется с помощью привода ПР-2 (или другого ручного привода), который устанавливается с противоположной стороны привода выключателя.

При использовании выключателя нагрузки для автоматического включения отключающие пружины 5 и 6 (рис. 4) устанавливают между планкой 4 и резиновыми шайбами 2. В результате при отключенном выключателе пружины будут находиться в сжатом состоянии и освобождение защелки привода приведет к включению выключателя. К выключателю нагрузки может крепиться полурама, на которой смонтированы три опорных изолятора с держателями предохранителей и устройством (рис. 5, а, б), подающим команду на отключение выключателя при сгорании предохранителя.

Выключатель нагрузки работает следующим образом: при включении вал поворачивается и с помощью изоляционных тяг включает контактные ножи; при отключении вал поворачивается под действием отключающих пружин и через изоляционные тяги размыкает контактные ножи. При включении вначале замыкаются дугогасительные контакты, поскольку дугогасительные ножи имеют большую длину; при отключении вначале размыкаются главные контакты, а затем дугогасительные. Замыкание и размыкание главных контактов осуществляется в воздухе, вне дугогасительных камер. Дугогасительные контакты размыкаются в камерах. При размыкании конец дугогасительного ножа проходит путь около 160 мм в канале, образованном вкладышами из органического стекла. Во время прохождения ножами этого пути выход газам, образующимся при горении дуги, затруднен и давление внутри камеры повышается. Потоки газов, находящихся под давлением, гасят дугу за несколько сотых долей секунды.

Рис. 5. Устройство для отключения выключателя:

а— установка полурамы над выключателем, б— установка полурамы под выключателем; 1 — флажок, 2 — предохранитель, 3, 8 — тяги, 4 — релейный валик, 5 — КСА, 6 — ролик, 7 — защелка, 9 — хомут, 10 — вал выключателя

Приводы к выключателям нагрузки. Для управления выключателями нагрузки применяют три типа приводов: ручные (например, ПР-17), ручные автоматические (ПРА-17) и электромагнитные (ПЭ-11С). Приводом ПР-17 включают и отключают выключатели нагрузки вручную, а приводом ПРА-17 включают вручную, отключают же вручную или дистанционно с помощью электромагнита отключения. Электромагнитный привод ПЭ-11С обеспечивает ручное или дистанционное включение и дистанционное или автоматическое отключение.

Ручное включение осуществляется перемещением рукоятки включающего рычага привода снизу вверх, а отключение — перемещением рукоятки отключающего рычага сверху или дистанционно — от кнопки с замыкающимися контактами. Ручной привод ПР-17 (ПРА-17) показан на рис. 6, а установка выключателя нагрузки с приводом — на рис. 7.

Рис. 6. Ручной привод ПР-17 (ПРА-17):

1 — рычажок для ручного отключения, 2 — указатель положения, 3 — болт заземления, 4 — рукоятка, 5 — электромагнит отключения (только в приводе ПРА-17), 6 — защелка, 7 — расцепляющая собачка, 8 — секторный рычаг, 9 — вилка тяги, 10 — отключающая со- - бачка

Привод к выключателю нагрузки имеет конструкцию, подобную рычажному приводу разъединителя, а отличается от него только наличием механизма свободного расцепления. Устройство механизма позволяет подвижным частям выключателя нагрузки отсоединяться от частей привода, связанных с рукояткой 4 (см. рис. 7) или отключающим сердечником. При включенном положении привода секторный рычаг 8 удерживается механизмом свободного расцепления. При отключении этот механизм срабатывает и отсоединяет рукоятку 4 от секторного рычага 8. Рукоятка остается на месте, а секторный рычаг под действием пружин выключателя поворачивается вокруг своей оси. Таким образом, скорость движения ножей выключателя не зависит от скорости управления приводом, поскольку механизм свободного расцепления отводит рукоятку от вала выключателя.

Рис. 7. Установка выключателя нагрузки с приводом ПР:

1 — тяга, 2 — вилка, 3 — привод, 4 — электромагнит дистанционного отключения, 5 — вспомогательный контакт КСА

Ревизию, установку и регулировку выключателей нагрузки производят так же, как и разъединителей. Дополнительной операцией является ревизия дугогасительной камеры, предохранителей, а также механизма автоматического отключения. Перед монтажом необходимо тщательно осмотреть выключатель и привод.

Выключатели нагрузки устанавливают в камерах сборных распределительных устройств или на металлических конструкциях в несборных распределительных устройствах. Выключатели нагрузки поднимают на место установки средствами механизации с учетом массы выключателей и приводов к ним и устанавливают только в вертикальном положении на стене или на специальной конструкции. Раму выключателя сначала подвешивают на двух болтах и выверяют по уровню и отвесу, определив места для прокладок и их толщину, затем приступают к попеременной затяжке болтов, одновременно следя за правильным вхождением ножей в пазы дугогасительных камер. Не допускается включать ножи вручную, так как это очень опасно. После окончательной затяжки крепежных болтов еще раз убеждаются в правильном вхождении ножей в камеры.

Привод размещают сзади или спереди выключателя. Основной деталью передачи от привода к выключателю является трубчатая тяга с двумя вилками; одну из вилок соединяют с рычагом на валу выключателя, другую — с секторным рычагом привода.

Все сочленения выполняют так же, как и при монтаже разъединителей. При монтаже выключателя нагрузки с приводом ПЭ-11С устанавливают под выключателем против вала привода настенный подшипник для дополнительного вала, который соединяют муфтой на штифтах с концом вала привода. После установки выключателя на место и закрепления рамы проверяют, нет ли перекосов и не нарушена ли центровка ножей. Положение ножей регулируют поворотом изоляторов осевых контактов. Ножи должны правильно входить в камеры и неподвижные контакты. Ход ножей в камерах не должен превышать 160 мм. Регулировку хода осуществляют изменением длины тяги.

Для опробования выключателя нагрузки производят 25 включений и отключений, после которых не должно наблюдаться нарушения регулировки работы выключателя с приводом. При наличии в приводе электромагнита отключения часть отключений выполняют дистанционно.

Взамен автогазовых разработаны электромагнитные выключатели нагрузки ВНТЭМ-10-630, условное обозначение которых расшифровывается так: В — выключатель, Н — нагрузка, Т — трехполюсный, ЭМ — электромагнитный, 10 — номинальное напряжение, кВ, 630 — номинальный ток, А. Выключатели служат в качестве оперативного и защитного аппарата для коммутации активной и реактивной нагрузок в сетях переменного тока напряжением 6—10 кВ. Для управления ими применяют приводы — пружинный ГШ-74 и ручные ПР-17 и ПРА-17.

Выключатель ВНТЭМ-10-630 имеет щелевую камеру с магнитным дутьем. Принцип гашения дуги и схема конструкции следующие: каждая из трех систем магнитного дутья выключателя состоит из П-образного электромагнита и дугогасительной камеры, образованной двумя керамическими плитками, между которыми фибровыми прокладками создается узкая щель шириной 1,5 мм.

Электромагнит состоит из сердечника с катушкой и двух боковых полюсных наконечников. В нижней части камеры размещается неподвижный дугогасительный пальцевый контакт, который присоединяется к токоведущему контуру через катушку магнитного дутья.

Рассмотренные вопросы

1. Как устроены и работают выключатели нагрузки и приводы к ним?
2. Из каких операций состоит монтаж выключателей нагрузки и приводов к ним?