ОПН АББ руководство для покупателя - PEXLIM конструкция

1. ОПН АББ руководство для покупателя
2. Выбор
3. EXLIM конструкция
4. PEXLIM конструкция
5. PEXLINK
6. Контроль качества и испытания

Страница 4 из 6 Особенности конструкции

Ограничители с полимерным корпусом серии PEXLIM

ОПН серии PEXLIM, в которых применяются такие же варисторы, что и в ограничителях серии EXLIM, обладают одинаковыми электрическими характеристиками. Кремний-органическая резина как материал внешней изоляции успешно применяется уже свыше 30 лет и была выбрана для использования в ограничителях АББ. Этот материал дает такие дополнительные преимущества, как малый вес, повышенную гидрофобность, взрывобезопасность и легкость монтажа.

Две базовые конструкции

Серия ОПН PEXLIM с полимерной покрышкой производства АББ предлагается в двух различных конструкциях.

Литая конструкция PEXLIM Трубная конструкция повышенной прочности (HS) PEXLIM

1 Защитная обмотка	2 Изолятор из силиконовой резины	1 Уплотнительная крышка	2 Изолятор из силиконовой резины
3 Основание	4 Линейный вывод	3 Стекловолоконная труба	4 Линейный вывод
5 Верхний фланец	6 Варистороры	5 Промежуточные элементы	6 Варисторы
7 Стяжки из стекложгута	8 Нижний фланец	7 Пружина	8 Канал сброса давления

Литая конструкция PEXLIMОписание конструкции

Каждый ОПН состоит из одного или нескольких блоков, которые, в свою очередь, могут состоять из одного или нескольких модулей. В каждом модуле располагается колонка из варисторов на основе оксида цинка и разделительных элементов. Последовательность расположения внутренних компонентов задается электрической конструкцией. Модули унифицированы и имеют различные габаритные размеры, определенными в соответствии с электрическими, механическими и технологическими требованиями.

АББ использует уникальную запатентованную конструкцию, в которой варисторы каждого модуля удерживаются при помощи стяжек из стекловолокна, закрепленными между двумя фланцами, которые также служат электродами. Затем на колонку наматывается рубашка из огнеупорного отвержденного стекложгута, что и формирует конструкцию открытой оболочки модуля. В результате обеспечиваются высокая механическая прочность и отличная взрывобезопасность. См. рисунки ниже.

Далее каждый модуль проходит процесс очистки и предварительной обработки, управление которым компьютеризировано. Затем модуль помещают в автоматизированный вулканизационный пресс, и непосредственно на активные части под высоким давлением и при высокой температуре (процесс высокотемпературной вулканизации HTV) наносится внешняя силиконовая покрышка с полной герметизацией активных частей. При этом устраняются внутренние пустоты и воздушные полости. После этого отдельные модули собирают в блоки, проводят стандартные испытания, упаковывают и отправляют заказчику.

Для надежной работы важно, чтобы модули оставались герметичными в течение всего срока службы ОПН. Процесс вакуумной вулканизации HTV обеспечивает заданную герметичность по всей длине, от электрода до электрода. Воздух или газ не могут проникнуть в пространство между активными частями и покрышкой, поэтому применение прокладок или уплотнительных колец не требуется.

В случае перегрузки ограничителя из-за превышения его расчетных параметров возникает внутренняя дуга. Благодаря конструкции с открытой оболочкой дуга легко прожигает мягкий силиконовый материал, позволяя образующимся газам быстро выйти наружу. Одновременно рубашка из стекложгута препятствует взрывному разрушению с разлетом осколков внутренних компонентов. Поэтому в такой конструкции не требуется применение специальных каналов для сброса давления. Взрывобезопасноть проверяется в ходе испытаний на стойкость к токам к.з. в соответствии с нормами МЭК.

Вид в разрезе типового модуля PEXLIM, показывающий внутреннее устройство и конструкцию с открытой оболочкой. Такая конструкция усиливает механическую прочность и повышает безопасность персонала.

Трубная конструкция повышенной механической прочности (HS) PEXLIM

Описание конструкции

В основе концепции лежит идея замены фарфоровой покрышки, применяемой в ОПН серии EXLIM, на стекловолоконную трубную покрышку, на которую методом вулканизации наносится силиконовая юбка. Металлические фланцы надеваются на трубу до вулканизации. Внутренняя конструкция и система сброса давления точно такие же, как в ограничителях серии EXLIM.

Для надежной работы важно, чтобы модули оставались герметичными в течение всего срока службы ОПН. Уплотнение на торцах модулей состоит из мембраны, изготовленной из нержавеющей стали, и кольцевых резиновых прокладок. Мембрана эксцентрически крепится к фланцу и создает постоянное давление на резиновую прокладку, лежащую на поверхности изолятора. Она также служит для фиксации колонки варисторов в продольном направлении с помощью пружин.

Для предотвращения попадания влаги внутрь модуля его, после установки уплотнительной системы, вакуумируют и заполняют сухим воздухом при низкой температуре точки росы. Кроме того, во время сборки в каждый модуль помещают небольшой пакет с силикагелем. После изготовления каждого модуля герметичность проверяется в ходе приемо-сдаточных испытаний.

В особых случаях, когда требуется очень высокая механическая прочность, литая конструкция может оказаться недостаточной — особенно при напряжении в сети выше 420 кВ. Вместо нее следует использовать такую конструкцию, в которой будут сочетаться свойства стандартной конструкции EXLIM и литой конструкции PEXLIM. Речь идет о трубной конструкции повышенной механической прочности HS PEXLIM, механическая прочность которой сравнима с прочностью ограничителей серии EXLIM, но при этом с намного меньшей массой. Эксплуатационные характеристики в части сейсмостойкости и стойкости к загрязнению находятся на уровне литых ограничителей серии PEXLIM и, следовательно, превосходят соответствующие параметры обычных фарфоровых ограничителей.

Уплотнительная система выполняет также роль предохранительного устройства. Если по какой-либо причине ограничитель перегружается, и при этом внутри модуля повышается давление, мембрана под давлением газов отгибается, и ионизированный газ выходит через сопла. Сопла направлены встречно по отношению друг к другу, что создает встречное направление газовых потоков, предотвращая разрушение изолятора. Потоки истекающих газов выбрасывают из сопел индикаторные пластины яркого цвета, что указывает на происшедшую перегрузку ОПН, который после этого должен быть заменен. Нормальная работа системы сброса давления проверяется в ходе испытаний на взрывобезопасность в соответствии с нормами МЭК.

Вид в разрезе типового модуля HS PEXLIM, показывающий внутреннюю конструкцию.

Кремний-органическая резина в качестве изолятора

Во всех ограничителях серии PEXLIM для внешней изоляции используется кремний-органическая резина. Силиконовый каучук обладает высокой гидрофобностью и стойкостью к воздействию ультрафиолетовой радиации. Независимые лабораторные и эксплуатационные испытания в различных регионах мира показали, что данный материал является наилучшим изоляционным материалом (по сравнению с фарфором и другими полимерами). АББ применяет специальные наполнители, которые улучшают эти свойства, придают материалу огнегасящие свойства, повышают стойкость к загрязнению и трекингостойкость. Кремний-органическая покрышка поставляется только в сером цвете (см. 1 HSM 9543 01-06 en).

Механическая прочность

Все типоисполнения ограничителей серии PEXLIM отличаются очень высокой прочностью на растяжение и сжатие; поэтому интерес представляет консольная нагрузка. В данном руководстве нагрузка указывается в виде изгибающего момента, для того, чтобы ее можно было рассчитать для ограничителей различной длины. Кроме того, поскольку стандартные многомодульные ОПН серии PEXLIM состоят из модулей с одинаковой прочностью, единственной важной характеристикой является изгибающий момент у основания ограничителя.

Вследствие гибкости конструкции, при максимальной нагрузке ОПН серии PEXLIM могут заметно отклоняться на линейном выводе. Такое отклонение ограничивается расчетным значением долговременной нагрузки (SLL), приведенным в таблице 4. Эта максимальная рекомендуемая длительная нагрузка обеспечивает сохранение электрических и/или механических функций ОПН даже при долговременной циклической нагрузке. Важно отметить, что значение расчетной кратковременной нагрузки (SSL) может оставаться без изменений даже после такой циклической нагрузки.

Если допустимый изгибающий момент для определенного ОПН кажется недостаточным для данной нагрузки, следует рассмотреть один из следующих методов снижения нагрузки.

1. Использование более легких присоединительных зажимов и/или более легких ответвлений для ОПН. В отличие от пропускной способности по току (и, соответственно, размера зажимов и проводников), требуемой для другого оборудования подстанции, длительно протекающий ток в ОПН составляет всего несколько мА. Следовательно, при использовании более легкого присоединительного зажима и/или при соединении ОПН посредством более легкого ответвления значительно снижается требование к механической прочности.
2. Использование другого варианта монтажа (подвеска и т. д.). Так как ОПН серии PEXLIM обладают очень малым весом по сравнению с ОПН с фарфоровой покрышкой, они допускают применение новых вариантов монтажа, благодаря чему еще значительнее снижаются требования к изгибающему моменту; особенно в случае с ОПН литой конструкции серии PEXLIM (см. 1 HSM 9543 01-06 en). Это, в свою очередь, дает дополнительное преимущество, состоящее в применении более легких и дешевых опорных конструкций или в полном устранении потребности в них.

Высокие ограничители с более высокой механической прочностью, чем указано в каталоге, для вертикального крепления на опоре могут поставляться по запросу. Прочность линейного вывода и изолирующего основания (в случае заказа) соответствует или превосходит прочность покрышки ограничителя.

Монтаж, техническое обслуживание и контроль

Стандартные ОПН серии PEXLIM предназначены для вертикальной установки в пространстве. Ограничители легки в установке и не требуют специального инструмента при монтаже. По запросу могут быть поставлены ОПН серии PEXLIM для подвесного монтажа, монтажа по «перевернутой» схеме с подводом напряжения снизу, или монтажа под углом.

1. Стандартные исполнения ОПН литой конструкции серии PEXLIM имеются для следующих вариантов монтажа: вертикальный монтаж на опоре или подвешивание на линии за линейный вывод. Такие ОПН можно также использовать для «позитивного» углового монтажа (над горизонталью).
2. Вертикальный монтаж и монтаж по «перевернутой» схеме для установки, например, на портале. Такие ограничители можно также использовать для «негативного» углового монтажа (под горизонталью).

Поскольку ОПН является устройством активной защиты, постоянные механические нагрузки всегда должны сводиться к минимуму. Поэтому статические нагрузки следует поддерживать сравнительно малыми. Динамические нагрузки по определению являются лишь кратковременными, и поэтому их не следует считать постоянными нагрузками с точки зрения определения механической прочности ОПН. Вследствие гибкости конструкции при механической нагрузке ОПН серии PEXLIM могут заметно отклоняться на линейном выводе, и это обстоятельство, в конечном счете, может определить предельную нагрузку для данной конструкции.

Для подключения ОПН к линии следует использовать такой же проводник, с помощью которого к этой же линии подключено токопроводящее оборудование. Это нужно для того, чтобы поперечное сечение проводника выдерживало полный ток короткого замыкания в сети в редких случаях перегрузки ОПН. Однако в нормальных рабочих условиях такой проводник часто оказывается излишне большим,

с избыточными размерами, так как непрерывный полный ток, проходящий по ОПН, составляет всего несколько мА. Кроме того, если проводник имеет большую длину и проложен горизонтально, то ОПН испытывает чрезмерные механические нагрузки. Подключение ОПН к линии посредством легких вертикальных и слабо натянутых ответвлений, вместо упомянутых выше проводников, может значительно снизить требования к механической прочности.

Все ограничители серии PEXLIM легко монтируются в соответствии с инструкциями, прилагаемыми к каждому ОПН. Для монтажа не требуются специальные инструменты или измерительные приборы.

Модули ограничителей должны быть последовательно смонтированы на площадке в заданном порядке, согласно маркировке и прилагаемым инструкциям. Неправильная сборка может привести к неисправности и сделает недействительными гарантийные обязательства АББ.

Для длинных ОПН часто требуются экранные кольца для равномерного распределения потенциала по всей длине ОПН. Такие кольца входят в комплект поставки ОПН. Монтаж или эксплуатация таких ограничителей без экранных колец может вызвать неисправность и сделает недействительными гарантийные обязательства АББ.

Правильно выбранный и смонтированный ОПН практически не нуждается в каком-либо техническом обслуживании или контроле при эксплуатации в течение всего срока службы. Если по каким-либо причинам контроль за состоянием ограничителя все-таки необходим, то для этого можно использовать систему мониторинга EXCOUNT-II, которая позволяет правильно измерять активную составляющую тока утечки. Более подробная информация приведена в главе, посвященной дополнительным принадлежностям и устройствам.