Высоковольтный воздушный выключатель ВНВ-500

Распределительный шкаф имеет два отделения: электрическое и пневматическое.

В пневматическом отделении шкафа расположены: фильтр для очистки

поступающего в выключатель воздуха; вентиль запорный для подачи воздуха из

магистрали в выключатель или его перекрытия, а также для ревизии фильтра

без сброса воздуха из резервуара; обратный клапан, препятствующий перетоку

воздуха из резервуаров полюсов в магистраль при уменьшении давления в

магистрали; электроконтактные манометры, указывающие давление в

резервуарах выключателя и используемые: для блокирования цепей управления

выключателем при падении давления ниже 3,6 МПа и для блокирования цепей АПВ

при падении давления ниже 3,9 МПа.; вентили запорные (перекрываются только

при замене манометров); электроконтактные манометры для контроля низкого

давления внутри

фарфоровых покрышек (для сигнализации при выходе давления за допустимые

пределы); вентили-запорные системы низкого давления; кислородный редуктор с

двумя манометрами, создающий нормируемую величину давления в системе

низкого давления; электронагреватели.

В электрическом отделении шкафа расположены: панель с приборами, блок

клеммный, лампа накаливания для освещения шкафа.

На передней стенке шкафа установлены световые указатели положения

выключателя: три лампы с красными светофильтрами указывают на включенное

положение: три лампы с зелёными светофильтрами - отключенное положение.

Обратимся к рис. 4а, рис. 4б. Опорные изоляционные колонки полюса

выключателя 7 укреплённые подпружиненными растяжками 10, установлены на

горизонтальном резервуаре со сжатым воздухом 8; к нижней части резервуара

подвешен шкаф управления 11 с элементами пневматического управления.

Фарфоровые изоляторы опорных колонок 7 так же, как изоляторы модулей 1,

защищены от воздействия сжатого воздуха стеклопластиковыми цилиндрами,

причём конструкция опорных колонок 7 такова, что защитные стеклопластиковые

цилиндры стягивают фарфоровые изоляторы и тем самым увеличивают их

механическую прочность. Резервуар со сжатым воздухом 8 непосредственно

сообщается с внутренней полостью стеклопластиковых цилиндров опорных

колонок 7 и через них – с дугогасительными модулями 1; внутри цилиндров в

каждой колонке проходят управляющие стеклопластиковые тяги, объединённые

внизу при помощи рычажных передач и тяг с общим приводом, расположенным в

шкафу управления 11.

Модули выключателя имеют двухразрывные дугогасительные устройства

двустороннего дутья, причём, контакты находятся непосредственно в среде

сжатого воздуха. Главные дугогасительные контакты снаружи шунтированы

бумажно-маслянными делительными конденсаторами, а в варианте с номинальным

током отключения 63 кА – сопротивлениями, размещёнными внутри специальных

контейнеров, также наполненных сжатым воздухом. Один конец токоведущего

элемента сопротивления соединён через горловину с токоведущим стержнем

ввода, а другой – со вспомогательным контактом.

В последнее время оба дугогасительных разрыва размещаются в металлической

камере, служащей одновременно дополнительным резервуаром сжатого воздуха,

что несколько повышает давление в районе дугогасительных контактов перед

вторым отключением при неуспешном автоматическом повторном включении (АПВ).

Пневмомеханическая схема выключателя на напряжение 500 кВ представлена на

рис. 6, рис. 7, рис. 8. Отличительной особенностью выключателя

является управление контактной системой и клапанами с помощью передачи

усилия легкими изоляционными тягами. Это дает возможность сократить время

отключения до 0,04 с (оно в 2 раза меньше, чем у выключателя ВВБ). На рис.

7. (рис. 8.) выключатель показан во включенном положении.

Главный контакт создается пальцами 19(22) неподвижного контакта и внешней

поверхностью подвижного цилиндрического контакта 18(12). Пальцы

дугогасительного контакта 20(23) расположены в прорезях дутьевого сопла

неподвижного контакта и скользят по внутренней поверхности контакта 18(12).

В указанном положении контакт 18(12) садится на седло 26(24) и тем самым

внутренняя полость контакта 18(12) соединяется с атмосферой (через открытый

выхлопной клапан 24(19) ), внешняя поверхность контакта 18(12) и пальцы

19(22) остаются .в среде сжатого воздуха. Сопло 17(11) подвижное. Начальное

расстояние между контактом 20(23) и соплом 17(11) - оптимальное для данного

сечения сопла. После гашения дуги подвижное сопло 17(11) перемещается под

действием давления внутри ДУ. В конечном положении сопло садится на седло

26(24) и герметизирует камеру. Высокая электрическая прочность

междуконтактного промежутка достигается экранами 16(?), которые выравнивают

электрическое поле между контактами.

VIII. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

ВНВ-500 В РАБОТЕ

ОТКЛЮЧЕНИЕ

При отключении срабатывает отключающий электромагнит 3(ЭО) (см. рис. 7.,

рис. 8.), открывающий клапан 6(42). После этого сжатый воздух подается на

поршень 7(43), воздействующий на тягу 8(39). Через звенья 5(?), 4(5), 2(?)

усилие передается на изоляционные тяги 13(6), которые перемещаются вниз.

Звенья 15(8) и 37(7) соединяются с тягой 13(6) трубкой 14(?) и перемещают

горизонтальную тягу 36(?), которая связана с подвижным контактом 18(12).

Контакт 18(12) сначала размыкается с пальцами 19(22), а затем с пальцами

20(23). Между последними и внутренней поверхностью контакта 18(12)

загорается дуга, которая быстро перемещается воздушным потоком, вытекающим

в атмосферу через сопло неподвижного контакта и подвижное сопло 17(11).

Гашение дуги происходит за счет двустороннего дутья. Шток 31(27) связан с

тягой 13(6). При движении тяги 13(6) вниз связанный с ней шток 31(27)

действует на рычаг 30 и открывает клапан 34(34). При этом сжатый воздух,

находящийся над поршнем 35(36), через змеевик 29(35) выходит в атмосферу.

Поршень 35(36) освобождает рычаги 27(25) и 28(37) и с помощью металлических

тяг 22(16), 23(17) и коромысла 21 закрывает клапан 24(19). Одновременно

подвижное сопло 17(11) вместе с ограничивающим электродом 41(14)

перемещается вправо, пока сопло не сядет на седло 26(24). Таким образом

внутренний объем ДУ герметизируется и отделяется от атмосферы. Электрод

41(14) ограничивает длину дуги, горящей между ним и неподвижным

дугогасительным контактом 20(23), что уменьшает энергию, выделяемую дугой.

С точки зрения коммутации - при токах отключения до 40 кА выключатель не

имеет шунтирующих резисторов. При токах 63 кА или тяжелых условиях

восстановления напряжения используются низкоомный шунтирующий резистор и

вспомогательный контактный блок для отключения резистора. Резистор вместе с

контактами находится в специальном контейнере, расположенном рядом с ДУ.

Управление блоком вспомогательных контактов осуществляется от клапана

34(34).

ВКЛЮЧЕНИЕ

При включении срабатывает электромагнит 12(ЭВ). Клапан 10(47) открывается

и соединяет полость над поршнем 7(43) с атмосферой. Одновременно подается

сжатый воздух на поршень 38(40), который отделяет полость бака от поршня

7(43). Под действием заранее заведенной пружины 33(29) шток 32(27)

отпускается и клапан 34(34) закрывается. Сжатый воздух подается к поршню

35(36), и он опускается, воздействуя на рычаги 28(37) и 27(25). При этом

клапан 24(19) открывается, а подвижное сопло 17(11) устанавливается в

положение, указанное на рисунке. Поскольку сопло смещается влево, оно

покидает седло 26(24) и внутренняя полость контакта 18(12) и сопла 17(11)

соединяется с атмосферой. При закрытии клапана 34(34) сжатый воздух

подается в контейнер вспомогательного контакта и он включает резистор. При

движении тяги 13(6) вверх подвижный контакт 18(12) замыкается с

неподвижным, одновременно поршень 7(43) переходит в положение, указанное

на рисунке. После выхода воздуха из полости над поршнем 7(43) закрываются

клапаны 10(47), 6(42) и поршень 38(40) устанавливается в

исходное положение соответствующими пружинами.

Ради интереса отмечу, что в выключателе на напряжение 1150 кВ при

включении вначале замыкаются вспомогательные контакты и в цепь вводится

резистор, сопротивление которого на полюс примерно равно волновому

сопротивлению линии. Затем через время примерно 10 мс включается контакт

18(12), который шунтирует резистор.

IX. УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВНВ-500

1. Эксплуатация выключателя в части требований ТБ должна производиться в

соответствии с действующими «Правилами технической эксплуатации

электроустановок потребителей», «Правилами ТБ при эксплуатации

электроустановок», «Правилами ТБ при электромонтажных и наладочных

работах», «Нормами и правилами по охране труда при работах на подстанциях и

воздушных линиях электропередачи напряжением 400, 500 и 750 кВ переменного

тока промышленной частоты», «Правилами устройства и безопасной эксплуатации

сосудов, работающих под давлением», инструкцией завода – изготовителя.

2. При всех видах работ должны соблюдаться следующие правила работы в

зоне влияния электрического поля:

2.1. Необходимо ограничивать время пребывания людей или принимать меры

защиты, если напряжённость электрического поля на рабочем месте превышает 5

кВ/м.

2.2. Необходимо соблюдать допустимую в течении суток продолжительность

пребывания персонала без средств защиты в электрическом поле различной

напряжённости: 5 кВ/м – без ограничения; 10 кВ/м – 180 мин; 15 кВ/м – 90

мин; 20 кВ/м – 10 мин; 25 кВ/м – 5 мин.

2.3. При напряжённости электрического поля на рабочем месте, превышающей

25 кВ/м, работать следует только с применением средств защиты.

2.4. Каждый работник, допускаемый к работе с выключателем, должен пройти

инструктаж по ТБ, подробно ознакомиться с устройством выключателя,

инструкциями по эксплуатации.

2.5. Дополнительные правила ТБ при работах и эксплуатации выключателя

следующие:

2.5.1. Крепление троса за фарфор опорных изоляторов не допускается.

Использовать приспособления для подъёма изоляторов 5СЯ.487.008,

поставляемое заводом – изготовителем, которое крепится на фланце верхнего

изолятора.

2.5.2. При разборке узлов, имеющих сжатые пружины, соблюдать особую

осторожность.

2.5.3. Окончательную затяжку гаек, крепящих фарфоровые покрышки вводов,

следует производить равномерно, переходя от одной гайки к другой по часовой

стрелке, моментным ключом, поставляемым с выключателем.

3. Перед наполнением выключателя сжатым воздухом убедиться, что все

болты, шпильки, гайки и накидные гайки фланцев и трубок надёжно затянуты.

4. При работах на выключателе должны быть оставлены открытыми клапаны для

спуска воздуха из резервуара, а на ключах управления, шкафах управления и

распеделительном шкафу, перекрытых вентилях сжатого воздуха должны быть

вывешены плакаты: «Не включать! Работают люди», «Не открывать! Работают

люди».

5. Резервуары полюсов, распределительный шкаф, шкафы управления должны

быть заземлены. При работах, связанных непосредственно с дугогасительным

устройством, последнее следует заземлять.

6. Категорически запрещается проводить какие-либо работы на выключателе

до снятия напряжения с выключателя, полного сброса сжатого воздуха из

резервуаров выключателя, снятия оперативного тока и напряжения с

электроподогревателей. Подъём на находящихся под рабочим давлением

выключателя разрешается только при испытаниях и наладочных работах

(например, для определения мест утечек воздуха).

7. При первых холостых опробованиях полюса выключателя обслуживающий

персонал, в том числе персонал, занятый наладкой других полюсов, должен

находиться в укрытии (не ближе 50 м от места испытания).

При последующей регулировке персонал не должен находиться в зоне выхлопа

выключателя.

8. Все операции с выключателем, находящимся под давлением сжатого

воздуха, должны производиться одним лицом.

9. Перед подъёмом на выключатель перекрыть вентиль в распределительном

шкафу, закрыть шкаф, снять предохранитель с оперативных цепей управления.

X. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВНВ-500

1. Давление сжатого воздуха в выключателе должно быть в пределах 3,9-4,1

МПа при работе в цикле АПВ и 3,6-4,1 МПа при работе без АПВ (в простых

циклах).

2. Один из электроконтактных манометров, находящийся в распределительном

шкафу, предназначен для блокирования цепей управления выключателя при

падении давления ниже 3,6 МПа (для обеспечения операций «О» и «В»), а

другой – для блокирования цепей АПВ при уменьшении давления ниже 3,9 МПа

(для обеспечения цикла «ОВ»).

3. Запрещается эксплуатировать выключатель без осушки и очистки сжатого

воздуха, поступающего в резервуары выключателя от компрессорной установки.

4. Сжатый воздух, подаваемый в выключатель при давлении 4 МПа, должен

иметь температуру точки росы не выше -40(С при положительных температурах

окружающего воздуха и не выше -50(С при отрицательных температурах

окружающего воздуха.

5. Эксплуатация блоков очистки воздуха, поставляемых с выключателем,

должна производиться согласно «Техническому описанию и инструкции по

эксплуатации КЕ 0903 00000-01 ТО» завода –

изготовителя блоков.

6. Запрещается эксплуатировать выключатель без продувки опорных колонок и

вводов.

7. Перед включением выключателя в сеть проводится осушка внутренних

полостей выключателя высокого давления.

8. Осушка полостей низкого давления проводится одновременно с осушкой

полостей высокого давления путём постоянной продувки её, с удалением

заглушек на вводах.

9. Перед включением выключателя в сеть проверяется наличие заземления

полюсов и распределительного шкафа, схему и напряжение цепей

электромагнитов управления.

10. При необходимости производится спуск воздуха (и конденсата) из

резервуаров через спускные клапаны. Спуск производится в течение 3-5 минут,

не реже одного раза в месяц, а также при резких понижениях температуры

окружающего воздуха (на 10-15(С).

11. При понижении температуры окружающего воздуха ниже минус 5(С –

включать первую ступень электронагревателей в шкафах управления (один

электронагреватель); в случае, если температура окружающего воздуха ниже

минус 15(С – дополнительно включать вторую ступень электронагревателей в

шкафу управления (два электронагревателя) и первую ступень в шкафу

распределительном (по одному электронагревателю) в электрическом и

пневматическом отделениях.

12. Запрещается эксплуатация выключателя без включенных

электронагревателей.

13. Не реже одного раза в год (этот срок должен быть уточнён в

зависимости от местных условий эксплуатации), а также при всех ремонтах

производить ревизию фильтров.

14. Вентиль в распределительном шкафу, применяемый при замене манометров,

указывающих давление в резервуарах, и ревизий фильтра без сброса воздуха из

резервуаров должен быть открыт и запломбирован на время эксплуатации. Он

закрывается только при снятии фильтра или манометров без сброса воздуха из

выключателя.

15. Дежурный персонал должен осматривать выключатель, находящийся под

напряжением, не реже одного раза в трое суток, а также после коммутации

выключателей токов КЗ.

16. При осмотре необходимо проверять давление воздуха в резервуарах

выключателя по манометрам распределительного шкафа; положение выключателя

по сигнальным лампам распределительного шкафа; состояние фарфоровых

изоляторов, степень их загрязнённости, (выключатель должен быть выведен из

работы и изоляторы заменены, если имеются следующие повреждения изоляторов:

вскрытые пузыри, сквозные трещины, осыпание глазури, трещины глазури и

поверхностные сколы на рёбрах изоляторов).

17. Вертикальное перемещение фундаментных элементов полюса выключателя

относительно друг друга в процессе эксплуатации допустимо не более 5 мм.

XI. НАЛАДКА ВОЗДУШНЫХ

ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ВНВ

Хочется немного рассказать и о наладке ВВ. У воздушных выключателей

испытывают изоляцию, измеряют сопротивление постоянному току, проверяют

временные характеристики. После наладки выключатель опробуют многократными

включениями – отключениями.

Опорную изоляцию выключателя проверяют мегаомметром на напряжение 2500 В,

при необходимости измерения выполняют с экранированием внешней поверхности

изоляторов. Наименьшее значения Rиз должны быть для выключателя:

напряжением до 15 кВ – 1000 МОм, напряжением от 20 до 750 кВ – 5000 МОм.

Эти измерения производят после механических и гидравлических испытаний

фарфора и последующей его промывки и подсушки.

Сопротивление Rиз тяг, изготовленных из органического материала, измеряют

после их установки на выключатель, и оно должно составлять не менее 3000

МОм. Сопротивление Rиз вторичных цепей, обмоток электромагнитов и элементов

шкафов управления измеряют мегаомметром на напряжение 1000 В, и оно должно

быть со всеми присоединёнными цепями не менее 1 МОм. Сопротивление Rиз

цепей подогревателей, измеряемое мегаомметром на напряжение 1000 В, должно

быть при отсоединённом кабеле не менее 0,5 МОм.

Конденсаторы выключателя испытывают в соответствии с требованиями

заводской инструкции на выключатель. Диэлектрические потери вводов

выключателей не измеряют.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя некоторый итог, черту так сказать, своего отчёта, я думаю, что

необходимо выделить, на мой взгляд, основные причины отказов выключателей

серии ВНВ, кои были выявлены входе прохождения практики и не только. Это:

1. Утечка сжатого воздуха через концевые и центральные дутьевые сопла ДУ

из-за повреждений резиновых уплотнений;

2. Самопроизвольное отключение полюсов выключателя из-за дефектов

клапанов отключения;

3. Самопроизвольные включения;

4. Разрушения пружин концевых сопел ДУ;

5. Самопроизвольный сброс сжатого воздуха из-за излома рычага подвижного

контакта;

6. Обрывы стеклоэпоксидных тяг вводов, деформация тяг концевых сопел ДУ;

7. Самопроизвольные понижения давления сжатого воздуха в системе низкого

давления ниже 0,05 – 0,12 МПа с последующим самопроизвольным

восстановлением.

ЛИТЕРАТУРА

1. Афанасьев В. В., Вишневский Ю. И. Воздушные выключатели. – Л.:

Энергоиздат, Ленингр. Отд-ние, 1981. – 384 с.;

2. Инструкция по эксплуатации воздушных выключателей серии ВНВ на

напряжение 500 кВ. - Е.: Уралэлектротяжмаш, 1985. - 40 с;

3. Афанасьев В. В. Конструкции выключающих аппаратов. – Л.: Энергия,

Ленингр. Отд-ние, 1969. – 640 с.;

4. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения/ Под

редакцией В. В. Афанасьева. - Л.: Энергоатомиздат,

1987. - 544 с.;

5. Чунихин А. А., Жаворонков М. А. Аппараты высокого напряжения. - М.:

Энергоатомиздат, 1985. - 432 с.;

6. Электрические аппараты высокого напряжения/ Под редакцией Г. Н.

Александрова. - Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 344 с.;

7. Электротехнический справочник. Том II. - М.: Энергоатомиздат, 1973. -

617 с.

ПРОГРАММНОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ

1. Графический пакет Photoshop 4.0.

2. Математический пакет MathCAD 7.0.

3. Операционная система DOS 7.0.

4. Операционная система Windows’95.

5. Табличный процессор Excel 7.0.

6. Текстовый редактор Word 7.0.

-----------------------

Начальник ЭРП

Зам. нач. по подгот-ке производства

ТАИ-1 10

Химическая лаборатория

ТАИ-2 8

ОРУ эл. машин 39

Связь 3

УПП 21

Пром. электр. 5

Зам. нач. по внешним ремонтам

В/в эл. двигатель

Технический

руководитель

УКК 10

Зам. нач. по заводскому ремонту

Выездные испытания

Испытания трансформаторов (Тюменский РМЗ)

Тюм. ТЭЦ-2 10

Секр-рь машин.

Табельщик

Эк-ст по норм.

Эк-ст по план. 7

Техник

Зав. складом

Кладовщик

МГУ-1 16

Генератор

В/в эл. двигатель

МГУ-2 23

ПТБ 6

Заводские испытания

Южный ЭРУ 87

Нижнев. ЭРУ 16

РЗА 6

Сургут. ЭРУ 36

Выезд. рем. тр. 15

Тр-ный ГРЭС-2 14

Ремонт выкл. 7

Участок изгот-ния запасных частей

Тюм. ТЭЦ-1 20

Обмот-ный уч. 5

Ремонт вводов 5

Зав. рем. тр-в 6

Уч. рем. эл. дв. 20

Эл. рем. корпус (куратор)

Тобол. ЭРУ 28

Тр-ный выезд 10

РМЗ 19

Обеспеч. пр-ва 3

Генератор

Распред. Устр-во

Т/г

В/в эл. двигатель

Страницы: 1, 2

МЕНЮ

Высоковольтный воздушный выключатель ВНВ-500

ИНТЕРЕСНОЕ