Высоковольтный элегазовый баковый выключатель ВГБ-35

приводом. Механизм изображен в

отключенном положении

выключателя. Включенное

положение изображено штриховыми

линиями.

На оси 12 вспомогательного

рычага закреплен указатель

положения выключателя (на

рисунке не изображен), который

виден через стекло крышки,

закрывающей коробку механизма.

Рис. 1.8.5

1,11-упоры; 2,8-тяги; 3-рычаг; 4-главный вал; 5-главный рычаг; 6-буферная

пружина; 7-ролик; 9-отключающие пружины; 10-колодка; 12-ось.

"МЗК"-момент замыкания контактов; "В"-включенное, "О"-отключенное

положение.

Вводы (см. рис. 1.8.6) служат для подсоединения выключателя к шинам

распределительного устройства. Ввод состоит из литой эпоксидной втулки 8 с

контактным стержнем, фарфоровой покрышки 7 и помещенных в колпак 9

трансформаторов тока 10. В зоне расположения трансформаторов тока 10

цилиндрическая поверхность эпоксидной втулки 8 имеет металлическое

покрытие, на верхней части которого установлен экран 13. Покрытие и экран

имеют потенциал земли. Пространство между втулкой 8 и фарфоровой покрышкой

7 заполнено виниполом 14 и с помощью прокладок 16, 17, наконечника 4

загерметизировано от окружающей среды. Трансформаторы тока 10 расклинены

клиньями с резиновыми прокладками. Фланцевой частью втулки ввод крепится к

баку с помощью болтов 11.

Конструкция ввода

Рис. 1.8.6

1-гайка; 2,3-стопорный винт; 4-наконечник; 5-крышка; 6-фланец; 7-

фарфоровая покрышка; 8-литая эпоксидная втулка; 9-колпак; 10-

трансформатор тока встроенный; 11-болты М10(70; 12,15-

уплотнительные кольца; 13-экран; 14-винипол; 16,17- прокладки.

Встроенный трансформатор тока типа ТВЭ-З состоит из магнито-провода и

двух обмоток: защитной (ОР) и измерительной (И). По два провода от каждого

трансформатора тока выведены в клеммную коробку. При отгрузке выключателя

провода трансформатора тока присоединены к отводам 600/5. При необходимости

переключения на другие отводы следует пользоваться электрической схемой.

К нижней части коробки механизма через дистанционную трубу присоединен

шкаф с приводом 7 (см. рис. 1.8.1). Привод для управления выключателем

имеет три исполнения.

Выключатели ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1(Т1) комплектуются приводами ПЭМ-1 или

ПЭМ-11, а выключатели ВГБЭП-35-12,5/630 УХЛ1(Г1) - приводом ПЭМ-

ТТТ.

Бак и шкаф привода снабжены болтами заземления.

1.9. РАБОТА

Оперирование выключателем ВГБ-35 производится следующим образом:

1.9.1. ОПЕРАЦИЯ "ВКЛЮЧЕНИЕ"

После подачи команды на включение выходной рычаг электромагнитного

привода через тягу 2 (см. рис. 1.8.5) выводит рычаг 3 с тягой 8 из

"мертвого положения" и, вращая главный рычаг 5 по часовой стрелке,

переводит его и главный вал 4 во включенное положение. Ролик сжимает

отключающие пружины 9, установленные на колодке 10, а вспомогательный рычаг

3, остановленный упором 1, фиксируется в положении, определенном зазором,

равным 2-3 мм. При этом в контактно-механическом устройстве (см. рис.

1.8.2) главный вал вращается соответственно против часовой стрелки,

поворачивая траверсу 8. Подвижные контакты 4 замыкают ламели неподвижных

контактов 1, расположенных на левом и правом изоляционных дисках 3.

Происходит замыкание силовой цепи выключателя. В приводе механизм садится

на защелку и удерживает выключатель во включенном положении.

1.9.2. ОПЕРАЦИЯ "ОТКЛЮЧЕНИЕ"

После подачи команды на отключение в приводе освобождается защелка,

удерживающая выключатель во включенном положении, и отключающие пружины 9

(см. рис. 1.8.5) поворачивают главный вал 4 вместе с закрепленными на нем

траверсами 8 (см. рис. 1.8.2, а; см. рис. 1.8.2, б;), выводя

подвижные контакты 4 из неподвижных 1. Возникающая при этом дуга

перекидывается с ламелей 13 неподвижных контактов 1 на корпус катушки 2 и

гасится при вращении между наконечником подвижного контакта и торцом

катушки под действием магнитного поля, создаваемого отключаемым током при

протекании его через эту катушку.

Ролик 7 при отключении сжимает буферную пружину 6. Вспомогательный рычаг

3 с тягой 8 заходит за "мертвое положение" на

расстояние 5 мм и фиксируется на упоре.

ГЛАВА ВТОРАЯ

РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ

2.1. АЛГОРИТМ РАСЧЁТА

1. Выбор основных, подлежащих расчёту изоляционных промежутков, а также

выбор форм электродов, образующих эти проводники. Расчёту подлежат:

( Промежутки между токоведущими и заземлёнными частями;

( Промежутки между частями одного и того же полюса, имеющие различные

потенциалы при размыкании контактов;

( Между токоведущими частями соседних полюсов, находящиеся под

напряжением.

2. Определение исходных расчётных значений разрядных напряжений для

каждого промежутка в соответствии с ГОСТ 1516.1-75 (см. таблицы 2.1.1;

2.1.2).

3. Определение минимальных размеров основных изоляционных промежутков в

различных изоляционных средах в зависимости от разрядного напряжения.

4. Проверка промежутков по импульсному влагоразрядному напряжению и по

длине пути утечки.

5. Конструктивное уточнение размеров промежутков в результате применения

стандартных изоляторов.

Импульсные испытательные напряжения

для выключателей с изоляцией класса 35 кВ

Таблица 2.1.1

| | |е | | | | | |

| | |й | | | | | |

|напряже| | | |меж |ду | | |

|ние | | | | | | | |

|- | | | | | | | |

|и, кВ | | | | | | | |

|тельно | | | |и | |мых | |

|(; | | | | | | | |

|контакт| | | |же | | | |

|ами) | | | | | | | |

| |ая | |ная | |ная | | |

|185 |230 |185 |230 |185 |230 |195 | |

Испытательные напряжения промышленной частоты (50 Гц)

для выключателей с нормальной изоляцией класса 35 кВ

Таблица 2.1.2

|Одомину| |для | | | | | |

| | |, кВ | | | | | |

| | | | | | | | |

|ельно |ми |ю | |ми | |льно | |

| | | | |в | |контактам| |

| | | | |и | | | |

|95 |95 |105 | |105 | |85 | |

2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМЫ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПРОМЕЖУТКОВ

Основные изоляционные промежутки ВГБ-35, подлежащие расчёту приведены

на рис. 2.2.1, рис. 2.2.2.

[pic]

Изоляционные промежутки ВГБ-35

[pic]

l1 - промежуток вида «игла-плоскость», находящийся в атмосферном воздухе

(кратчайшее расстояние от фазы до заземленного бака);

l2 - промежуток вида «игла-игла», находящийся в атмосферном воздухе

(кратчайшее расстояние между контактами одной фазы);

l3 - промежуток вида «игла-игла», находящийся в атмосферном воздухе

(кратчайшее расстояние между контактами двух фаз);

l4 - промежуток вида «игла-плоскость», находящийся в элегазе

(кратчайшее расстояние от экрана фазы до заземленного бака);

l5 - промежуток вида «игла-плоскость», находящийся в элегазе

(кратчайшее расстояние между подвижным контактом фазы и катушкой ДУ).

2.3. РАСЧЁТ ПРОМЕЖУТКОВ, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ

ГРОЗОВЫМ ИМПУЛЬСАМ

При полных грозовых импульсах положительной (+) и отрицательной (-)

полярности полного импульса 1,5/40 мкс частоты 50 Гц длина изоляционного

промежутка l, см определяется по соответствующим значениям

Uрасч.гр, кВ:

Импульсы положительной (+) полярности

1. Для промежутка l1 минимальная длина составляет:

Uрасч.гр = (1,05(1,1).Uимп = (1,05(1,1).185 = 194,25(203,5 кВ ( l1* = 31(34

см. См. таблицу 2.1.1, {7, стр. 88; стр. 124, рис. 3-15}.

2. Поскольку импульсное испытательное напряжение Uимп между контактами

одного полюса по ГОСТ 1516.1-75 для выключателей класса 35 кВ имеет

тоже значение, что и Uимп относительно земли, то минимальная длина для

промежутков l2, l3 составляет l2* = l3* =

l1* = 31(34 см.

Импульсы отрицательной (-) полярности

3. Для промежутка l1 минимальная длина составляет:

Uрасч.гр = (1,05(1,1).Uимп = (1,05(1,1).185 = 194,25(203,5 кВ ( l1* = 12(13

см. См. таблицу 2.1.1, {7, стр. 88; стр. 124, рис. 3-15}.

4. Поскольку импульсное испытательное напряжение Uимп между контактами

одного полюса по ГОСТ 1516.1-75 для выключателей класса 35 кВ имеет

тоже значение, что и Uимп относительно земли, то минимальная длина для

промежутков l2, l3 составляет l2* = l3* = l1* =

12(13 см.

2.4. РАСЧЁТ ПРОМЕЖУТКОВ, ПОДВЕРГАЕМЫХ ВОЗДЕЙСТВИЮ

РАЗРЯДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ

При напряжении частоты 50 Гц длина изоляционного промежутка l, см

определяется по соответствующим значениям Uрасч, кВ; Uрасч.д, кВ:

Сухое состояние

1. Для промежутка l1 длина минимального изоляционного промежутка:

l1* = 0,285.Uрасч - 2,85 = 0,285.(1,05(1,1).Uсух - 2,85 =

0,285.(1,05(1,1).105 - 2,85 = 28,6(30,1 см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88; стр. 122, формула (3-13)}.

2. Для промежутка l2 длина минимального изоляционного промежутка:

l2*=0,27.Uрасч - 2,7=0,27.(1,05(1,1).Uсух - 2,7=0,27.(1,05(1,1).105 -

2,7=27,1(28,5 см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88; стр. 122, формула (3-14)}.

3. Для промежутка l3 длина минимального изоляционного промежутка l3* =

l2*.

Под дождём

4. Для промежутка l1 минимальная длина составляет:

l1* = 0,285.Uрасч.д - 2,85 = 0,285.(1,05(1,1).Uдож - 2,85 =

0,285.(1,05(1,1).85 - 2,85 = 22,6(23,8 см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88; стр. 122, формула (3-13)}.

5. Для промежутка l2 минимальная длина составляет:

l2*=0,27.Uрасч.д -2,7=0,27.(1,05(1,1).Uдож - 2,7=0,27.(1,05(1,1).85 -

2,7=21,4(22,5 см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88; стр. 122, формула (3-14)}.

6. Для промежутка l3 минимальная длина составляет: l3* = l2*.

2.5. РАСЧЁТ ПРОМЕЖУТКОВ, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ

КОММУТАЦИОННЫМ ИМПУЛЬСАМ

Определение длины воздушного промежутка по импульсам коммутационных

перенапряжений производится для аппаратов на номинальные напряжения 330 кВ

и выше, т. к. значения испытательных напряжений при коммутационных

импульсах (КИ) выше испытательных напряжений промышленной частоты,

электрическая прочность воздушных промежутков при воздействии КИ

приближается к электрической прочности промежутков, подвергаемых

воздействию разрядного напряжения промышленной частоты. {2, стр. 16}.

2.6. РАСЧЁТ ПРОМЕЖУТКОВ ВНУТРЕННЕЙ ИЗОЛЯЦИИ

В равномерном электрическом поле разрядное напряжение элегаза

определяется уравнением Uрасч( = n.89.p.l, В; где n - число разрывов; p -

абсолютное давление элегаза, Па; l - расстояние между

электродами, м. {7, стр. 139}.

2.6.1. ПРОВЕРКА ПО ОДНОМИНУТНОМУ НАПРЯЖЕНИЮ

1. Для промежутка l4 минимальная длина в равномерном поле составляет:

l4* = Uрасч(/(89.p) = (1,05(1,1).Uвнут/(89.p) =

(1,05(1,1).95.103/(89.0,45.106) = (2,49(2,61).10-3 м или (0,249(0,261) см.

По уточняющей формуле: l4* = Uрасч(/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

= (1,05(1,1).Uвнут/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

(1,05(1,1).95.103/[89.0,45.106.(1 + 9,4/(0,45.106.25.10-3)0,54)] = =

(2,348(2,46).10-3 м или (0,235(0,246) см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88;139, формулы (3-52);(3-54)}.

2. Для промежутка l5 минимальная длина в равномерном поле составляет:

l5* = Uрасч(/(89.p) = (1,05(1,1).Uвнут/(n.89.p) =

(1,05(1,1).95.103/(2.89.0,45.106) = (1,245(1,305).10-3 м или (0,125(0,131)

см. По уточняющей формуле: l5* = Uрасч(/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

= (1,05(1,1).Uвнут/[n.89.p.(1 +

a/(p.r0)m)]=(1,05(1,1).95.103/[2.89.0,45.106.(1 + 9,5/(0,45.106.30.10-

3)0,56)]= = (1,190(1,247).10-3 м или (0,119(0,125) см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88;139, формулы (3-52);(3-54)}.

2.6.2. ПРОВЕРКА ПО ИМПУЛЬСНОМУ НАПРЯЖЕНИЮ

1. Для промежутка l4 минимальная длина в равномерном поле составляет:

l4* = Uрасч(/(89.p) = (1,05(1,1).Uвнут/(89.p) =

(1,05(1,1).185.103/(89.0,45.106) = (4,849(5,080).10-3 м или (0,485(0,508)

см. По уточняющей формуле: l4* = Uрасч(/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

= (1,05(1,1).Uвнут/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

(1,05(1,1).185.103/[89.0,45.106.(1 + 9,4/(0,45.106.25.10-3)0,54)] =

= (4,572(4,790).10-3 м или (0,457(0,479) см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88;139, формулы (3-52);(3-54)}.

2. Для промежутка l5 минимальная длина в равномерном поле составляет:

l5* = Uрасч(/(89.p) = (1,05(1,1).Uвнут/(n.89.p) =

(1,05(1,1).185.103/(2.89.0,45.106) = (2,424(2,540).10-3 м или (0,242(0,254)

см. По уточняющей формуле: l5* = Uрасч(/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

=(1,05(1,1).Uвнут/[n.89.p.(1+

a/(p.r0)m)]=(1,05(1,1).185.103/[2.89.0,45.106.(1 + 9,5/(0,45.106.30.10-

3)0,56)]= = (2,317(2,428).10-3 м или (0,232(0,243) см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88;139, формулы (3-52);(3-54)}.

2.7. ПРОВЕРКА ИЗОЛЯЦИИ ПО ДЛИНЕ ПУТИ УТЕЧКИ

Конструкция ВГБ-35 включает в себя шесть проходных изоляторов, у которых

конструктивная величина кратчайшего расстояния по поверхности от

металлических частей, находящихся под максимальным фазным напряжением 33 кВ

(Uн.р.(2/(3= 40,5.(2/(3 = 33,068 кВ) до заземлённых частей, составляет Lут

= 80+10+15 = 105 см (при определении Lут использовались данные чертежа

проходного изолятора {3} и таблицы значений

{7, стр. 97, таблица 3-15}). Длина пути утечки изолятора

показана на рис. 2.7. Минимальное значение длины пути утечки Lут( =

33,068.2,6 = 85,977 см, где 33,068 кВ - максимальное значение напряжения

между фазой и заземлённой частью; 2,6 см/кВ - удельная длина утечки по ГОСТ

для изоляции категории II (усиленное исполнение) с изолированной нейтралью

{ГОСТ 9920-80}. Lут > Lут( (105>85,977) - соотношение выдерживается.

Проверка по длине пути утечки

Рис. 2.7

2.8. ИТОГОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТОВ

Расчётной длиной изоляционного промежутка будет большее из значений,

полученных при определении её по напряжению промышленной частоты, по

грозовым и коммутационным импульсам.

Конструктивные величины изоляционных промежутков, как видно из таблицы

2.8, имеют несколько большие значения, чем рассчитанные выше величины, т.

е. в реальной конструкции ВГБ-35 изоляционные промежутки взяты с небольшим

запасом.

Таблица 2.8

|Промежуток |l1 |l2 |l3 |l4 |l5 |

|Расчётная |31,0-34,0 |31,0-34,0 |31,0-34,0 |0,46-0,48 |0,23-0,24 |

|Конструктивная |47,5 |55,0 |98,0 |6,0 |3,0 |

|величина, см |(Lут > 105)| | | | |

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

РАСЧЁТ ТОКОВЕДУЩЕГО КОНТУРА

3.1. РАСЧЁТ ТОКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

В качестве исходных параметров для расчёта токовых характеристик ВГБ-35

взяты номинальный ток выключателя Iном = 630 А и номинальный

ток отключения Iном.о = 12,5 кА. Расчёту подлежат:

1. Ток отключения

Допустимое значение апериодической составляющей в токе, %,

характеризуется коэффициентом (ном, который определяется по кривой {9, стр.

43, рис. 2.2} для времени, равного собственному времени отключения tсоб.о =

0,04 + 0,005 выключателя (см. таблицу 1.6) с добавлением

0,01 с (время защиты). Т. о. (ном = 30 %. Ток отключения

Iо = Iном.о.(1+2.(ном2=12,5.(1+2.0,302=13,578 кА.

2. Эффективное значение тока КЗ за один период промышленной частоты

Iэфф (1) = m.Iном.о = 1,5.12,5 = 18,75 кА.

3. Ударный ток короткого замыкания

iуд = kа.m.Iном.о = ((2.Iп + Iа)/((Iп2 + Iа2).Iэфф (1) = 1,73.1,5.12,5 =

2,55.12,5= 31,875 кА.

4. Ток термической стойкости

Подробный расчёт для основных токоведущих элементов выключателя ВГБ-35

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5

МЕНЮ

Высоковольтный элегазовый баковый выключатель ВГБ-35

ИНТЕРЕСНОЕ