Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство выключатель вгбэ 35

Устройство выключатель вгбэ 35

Выключатель элегазовый серии ВГБ-35 предназначен для эксплуатации в электрических сетях переменного тока частотой 50 и 60 Гц с номинальным напряжением 35 кВ. Выключатель представляет собой комплексный аппарат, состоящий из собственно выключателя, встроенных трансформаторов тока и привода.

Структура условного обозначения

ВГБХ-35-12,5/630 Х1:
ВГ — выключатель элегазовый;
Б — условное обозначение конструктивного исполнения (баковый);
Х — условное обозначение привода: Э — электромагнитный
постоянного тока; ЭП — электромагнитный переменного тока;
35 — номинальное напряжение, кВ;
12,5 — номинальный ток отключения, кА;
630 — номинальный ток, А;
Х1 — климатическое исполнение (УХЛ, Т) и категория размещения
по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 151543.1-89.

Высота над уровнем моря до 1000 м. Нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха для исполнения УХЛ1 минус 60°С, Т1 минус 10°С. Верхнее рабочее и эффективное значение температуры окружающего воздуха для исполнения УХЛ1 40°С, для исполнения Т1 55°С. Окружающая среда невзрывоопасная, содержание коррозионно-активных агентов для атмосферы типа II по ГОСТ 15150-69. В условиях гололеда при толщине корки льда до 20 мм и ветре скоростью до 15 м/с, а при отсутствии гололеда — при ветре скоростью до 40 м/с. Длина пути утечки внешней изоляции соответствует ГОСТ 9920-89. Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.3-75. Выключатель соответствует ИБКЖ.674121. 001 ТУ. ИБКЖ.674121.001 ТУ
Номинальное напряжение, кВ — 35
Наибольшее напряжение, кВ — 40,5
Номинальный ток, А — 630
Номинальный ток отключения, кА — 12,5
Номинальное относительное содержание апериодической составляющей, % — 32
Сквозной ток К3, кА: наибольший пик — 32
трехсекундный ток термической стойкости — 12,5
Отключаемый емкостный ток одиночной конденсаторной батареи, А, не более — 630
Собственное время отключения, с — 0,04+0,005
Полное время отключения, с — 0,065-0,01
Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с — 0,3
Собственное время включения, с, не более — 0,12
Номинальное избыточное давление элегаза (давление заполнения) при температуре 20°С, МПа — 0,45
Минимальное рабочее избыточное давление при температуре 20°С, МПа — 0,30
Избыточное давление, МПа: сигнализации об утечке элегаза — 0,33
автоматической подачи команды на отключение выключателя — 0,3
Периодичность подпитки выключателя элегазом, лет — 15
Испытательное напряжение промышленной частоты, кВ: внутренней изоляции одноминутное — 95
внешней изоляции при плавном подъеме, сухоразрядное — 105
под дождем — 85
Испытательное напряжение грозовых импульсов, кВ: полный импульс — 185
срезанный импульс — 230
Механическая износостойкость, циклов В-tп-О — 5000
Коммутационный ресурс, операций О: при 60-100% номинального тока отключения — 33
при 30-60% номинального тока отключения — 70
при номинальном токе — 2000
Номинальное напряжение электромагнитов управления, В: при питании постоянным током — 110; 220
при питании переменным током — 220
Диапазон рабочих напряжений, % от номинального значения, электромагнитов управления: включающего при питании постоянным или выпрямленным током — 85-110
отключающего при питании постоянным током — 70-110
отключающего при питании выпрямленным током — 65-120
Потребляемый ток (установившееся значение), А, не более, электромагнитов: включающего: при Uном=220 В — 50
при Uном=110 В — 100
отключающего: при Uном=220 В — 2,5
при Uном=110 В — 5
Номинальный ток вспомогательных цепей, А — 10
Ток отключения коммутирующих контактов для внешних вспомогательных цепей, А, при напряжении 110/220 В: переменного тока — 10/10
постоянного тока — 2/1
Количество свободных цепей вспомогательных контактов: замыкающих — 3
размыкающих — 3
Мощность подогревательных устройств, кВт, не более: выключателя исполнения УХЛ1 — 0,8
привода исполнений: Т1 — 0,2
УХЛ1 — 0,8
Напряжение подогревательных устройств, В — 220
Разрывная мощность контактов сигнализатора давления, не более: постоянного тока, Вт — 10
переменного тока, В·А — 20
Коммутируемый ток сигнализатора давления, А — 0,01-1,0
Напряжение коммутируемых цепей сигнализатора давления, В, не более — 220
Масса выключателя, кг, не более — 800
Масса элегаза, кг — 4 Примечания: 1. Для выключателей с зависимым питанием привода диапазон рабочих напряжений переменного тока на зажимах выпрямителя 200-242 В. Мощность однофазного трансформатора для питания выпрямителя — не менее 25 кВ·А. При этом обеспечивается включение с посадкой на защелку на токи К3 до 12,5 кА. Применение индуктивных накопителей энергии не требуется. 2. Для исключения влияния вибрации контактов сигнализатора давления при включении и отключении выключателя в цепи их нормально закрытых контактов должно быть включено промежуточное реле времени (например, РП-256 или РП-18) с выдержкой 0,4-0,6 с. Технические характеристики встроенных трансформаторов тока при раздельном использовании вторичных обмоток измерительного и защитного трансформаторов одного ввода приведены в табл. 1, при последовательном соединении вторичных обмоток измерительного и защитного трансформаторов одного ввода — в табл. 2.

Выключатель серии ВГБ-35 (рис. 1) изготовляется в трехполюсном исполнении с заземленным металлическим баком. В баке на изоляционных дисках размещены дугогасительные устройства всех трех полюсов с неподвижными контактами.

Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры выключателя ВГБ-35 для установок в блоке КТП и на бетонной свае: 1 — сигнализатор давления;
2 — клапан;
3, 4, 14 — уплотнительные кольца;
5 — ввод;
6 — трансформатор тока;
7 — бак;
8 — фланец;
9 — клеммная коробка;
10 — подогревательное устройство;
11 — шкаф с приводом;
12 — крышка;
13 — механизм Работа дугогасительного устройства основана на принципе вращения электрической дуги под действием магнитного поля, создаваемого отключаемым током. Подвижные контакты закреплены на поворотной изоляционной траверсе, насаженной на вал выключателя. Неподвижные контакты токоведущими шинами связаны с нижними выводами проходных изоляторов, токоведущие стержни которых являются одновременно первичной обмоткой встроенных трансформаторов тока. Трансформатор тока, расположенный в защитном колпаке в средней части проходного изолятора, представляет собой блок, состоящий из измерительного и защитного трансформаторов и клеммного ряда, на который выведены все отводы от вторичных обмоток. В коробке механизма расположены вал с узлом уплотнения, отключающие пружины, демпферы и промежуточный рычаг для связи с приводом. В полости, между нижней частью бака и опорной плитой, расположено подогревательное устройство, которым снабжаются выключатели, рассчитанные на работу при температурах ниже минус 45°С (исполнение УХЛ1). На боковой стенке бака крепится сигнализатор давления элегаза с температурной компенсацией, автоматически приводящей его показания к температуре 20°С. Сигнализатор имеет шкалу со стрелкой и две пары нормально замкнутых в рабочем диапазоне давления контактов, что позволяет вести визуальный контроль давления элегаза в выключателе, давать предупредительный сигнал о чрезмерном понижении давления и автоматически отключать выключатель при падении давления ниже 0,3 МПа. В клеммную коробку выведены провода от сигнализатора давления, подогревательного устройства и по два провода от каждого трансформатора тока (при отправке заказчику провода присоединены к отводам 600/5). Схема вторичных цепей выключателя ВГБ-35 приведена на рис. 2. Для заполнения бака элегазом и его опорожнения служит клапан.

Читайте так же:
Наклейки для выключателей фосфорные

Схема вторичных цепей выключателя: Т1-Т6 — трансформаторы тока;
SP — сигнализатор давления;
ЕК — нагреватель

К нижней части коробки механизма на переходной трубе подвешен шкаф с приводом. На днище шкафа установлена кабельная муфта для подвода цепей управления, сигнализации и подогрева привода. Привод имеет три модификации, предусматривающие возможность использования различных внешних источников питания силовой цепи электромагнита включения YА1, цепей управления электромагнита отключения YА2 и контактора (КМ ): ПЭМ-1 — привод, предусматривающий питание всех указанных цепей от источника постоянного тока (напряжением 110 и 220 В);
ПЭМ-2 — привод, предусматривающий питание цепи YА1 выпрямленным (через встроенный выпрямитель) током (напряжением 220 В), а питание цепей YА2 и КМ — постоянным током (напряжением 220 В);
ПЭМ-3 — привод, предусматривающий питание всех указанных цепей выпрямленным (через встроенные выпрямители) током (напряжением 220 В). Последнее исполнение, в отличие от первых двух, комплектуется расцепителями прямого действия аналогичных расцепителям пружинного привода типа ПП-67: — двумя токовыми электромагнитами отключения YАА1 и YАА2 для схем с дешунтированием (токовыми расцепителями) на 5 А или 3 А и одним электромагнитом релейного отключения YАV с питанием от независимого источника (расцепителем с независимым питанием на 220 В или 110 В). В нем сочетаются качества, присущие электромагнитному приводу (простота и надежность), и пружинному приводу — автономность. Медленное включение выключателя ВГБЭ-35, осуществляется путем вворачивания прилагаемого ходового винта в гайку кожуха привода, а выключателя ВГБЭП-35 — с помощью рычага. Дистанционное управление выключателем пояснено электрической принципиальной схемой (рис. 3 и 4).

Электрическая принципиальная схема привода ПЭМ-3: а — исполнение УХЛ;
б — исполнение Т

Электрические принципиальные схемы приводов: а — ПЭМ-1 УХЛ;
б — ПЭМ-2 УХЛ;
в — ПЭМ-1 Т;
г — ПЭМ-2 Т

Выключатели имеют полную заводскую готовность, обеспечивающую простой и быстрый монтаж, поставляются полностью отрегулированными и заполненными элегазом до номинального рабочего давления. Основные достоинства выключателей: взрыво- и пожаробезопасность;
низкие динамические нагрузки на фундамент при работе (установка на одной опоре с облегченным фундаментом);
отсутствие перенапряжений при коммутации;
без повторных пробоев выключатели отключают емкостные токи до 630 А;
большие механический и коммутационный ресурсы, обеспечивающие при нормальных условиях эксплуатации работу без ремонта в течение всего срока службы выключателя;
высокая надежность: даже при падении избыточного давления элегаза до нуля выключатель выдерживает напряжение, равное 1,5 фазного напряжения и отключает токи нагрузки до 630 А;
обеспечивается эксплуатация выключателя без включения подогрева до температуры минус 45°С;
имеет 12 встроенных трансформаторов тока, позволяющих в большинстве случаев отказаться от применения выносных трансформаторов тока наружной установки;
трансформаторы тока имеют только одно исполнение, рассчитанное на весь диапазон первичных номинальных токов от 50 до 600 А (вместо трех исполнений у масляных выключателей), переключение отводов для изменения коэффициента трансформации производится без разборки выключателя.

В комплект поставки входят: выключатель; привод с соединительной трубой; снятые составные части и принадлежности (для монтажа и технического обслуживания). Сменные части к выключателю в состав изделия не входят и поставляются по отдельному заказу.

Принцип работы и устройство элегазовых выключателей высокого напряжения (10-35 кВ и 110-500 кВ)

Выключатели высокого напряжения (ВК) предназначены для оперативных и аварийных коммутаций в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном или автоматическом управлении. Во включенном положении ВК должен длительно пропускать токи нагрузки и кратковременно — аварийные.

Характер режима работы высоковольтных выключателей несколько необычен: нормальным для них считается как включенное положение, когда по ним проходит ток нагрузки, так и отключенное, при котором они обеспечивают необходимую электрическую изоляцию между разомкнутыми участками цепи.

Коммутация цепи, осуществляемая при переключении ВК из одного положения в другое, производится не регулярно, время от времени, а выполнение специфических требований по включению цепи при имеющемся в ней короткого замыкания (КЗ) либо по отключению КЗ вообще крайне редко.

Выключатели должны надёжно выполнять свои функции, находясь в любом из указанных положений, и одновременно быть всегда готовыми к мгновенному выполнению любых коммутационных операций, часто после длительного пребывания в неподвижном состоянии. Наиболее тяжёлым режимом для ВК является режим отключения тока КЗ.

Читайте так же:
Таблица для подобрать автоматический выключатель

Выключатели серии ВГБ-35 относятся к электрическим коммутационным аппаратам высокого напряжения, в которых гасящей средой является элегаз.

Общий вид выключателя ВГБ-35 приведен на рис. 1.8.1. Выключатель состоит из трех полюсов, размещенных в одном баке 3, и управляется электромагнитным приводом 7 постоянного или переменного тока. Имеется вариант установки выключателя на удлиненной свае с установкой привода на удлиненной дистанционной трубе (на 500 мм по сравнению с базовым вариантом) и дополнительным креплением привода к свае. Включение выключателя происходит за счет энергии включающего элек­тромагнита привода 7, отключение — за счет отключающих пружин выключателя, взве­дение которых происходит в процессе включения. Бак 3, вмещающий в себя трехполюсное контактно-механическое устройство (КМУ), укомплектован шестью вводами 1 со встроенными трансформаторами тока 2 типа ТВЭ-35, клапаном 9, подогревательным устройством 6, сигнализатором давления 8 и клеммной коробкой 5.

Общий вид выключателя ВГБ-35

1-ввод; 2-трасформатор тока; 3-бак; 4-фланец; 5-клемная коробка; 6-устройство подогревательное; 7-шкаф с приводом; 8-сигнализатор давления; 9-клапан; 10-крышка; 11-механизм; 12,13,14-кольца уплотнительные.

Бак 3 заполняется на заводе-изготовителе элегазом, соответствующим ТУ 6-02-1249. Давление заполнения, приведенное к 20°С, указано в технических данных. Внутри, на дне бака, закреплен тканевый мешок с адсорбентом, который по­глощает как возможную влагу, так и газообразные продукты разложения, образую­щиеся при горении дуги.

Подогревательное устройство выключателя содержит два трубчатых нагревателя типа ТЭН-71А и закреплено под днищем бака в специальном корпусе. Концы проводов нагревателей закрыты бусами, забандажированы стеклотканью и выве­дены через трубу бака в клеммную коробку. Нагреватели на напряжение 220В соединяются параллельно, а на напряжение 127 В — последовательно. Электроконтактный сигнализатор давления соединен с полостью бака через клапан автономной герметизации. Сигнализатор снабжен устройством температурной компенсации, автоматически приводящей показания давления к температуре плюс 20° С, что фактически обеспечивает контроль уровня плотности элегаза.

Сигнализатор имеет шкалу со стрелкой и две пары размыкающих контактов, что позволяет вести как визуальный контроль давления (плотности) элегаза в выключателе, так и давать предупредительные сигналы о снижении давления до 0,33 МПа и о достижении минимально допустимого давления — 0,3 МПа. Предупредительная сигнализация срабатывает только тогда, когда падение давления вызвано утечкой элегаза (понижением его плотности). Для заполнения бака элегазом и его опорожнения служит клапан 9 (см. рис. 1.8.1).

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

Устройство выключатель вгбэ 35

Введение 3

1ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВГБ-35. ……. 4

1.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕГАЗА В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ. ………. —

1.2.1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ. …………………. —

1.2.2. ПРЕИМУЩЕСТВА. …………………….. —

1.3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ЭЛЕГАЗОВОГО БАКОВОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ СЕРИИ ВГБ-35. …….. 8

1.4. СТРУКТУРА УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ. ……………….. —

1.5. НАЗНАЧЕНИЕ И УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ………………. —

1.6. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ. ………………. 9

1.7. ВОЗМОЖНОСТИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ. ………………. 10

1.8. УСТРОЙСТВО. ……………………. 11

1.9.2. ОПЕРАЦИЯ "ОТКЛЮЧЕНИЕ". …………………. —
ВВЕДЕНИЕ
Выключатели высокого напряжения (ВК) предназначены для оперативных и аварийной коммутаций в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном или автоматическом управлении. Во включенном положении ВК должен длительно пропускать токи нагрузки и кратковременно — аварийные.

Характер режима работы высоковольтных выключателей несколько необычен: нормальным для них считается как включенное положение, когда по ним проходит ток нагрузки, так и отключенное, при котором они обеспечивают необходимую электрическую изоляцию между разомкнутыми участками цепи.

Коммутация цепи, осуществляемая при переключении ВК из одного положения в другое, производится не регулярно, время от времени, а выполнение специфических требований по включению цепи при имеющемся в ней короткого замыкания (КЗ) либо по отключению КЗ вообще крайне редко.

Выключатели должны надёжно выполнять свои функции, находясь в любом из указанных положений, и одновременно быть всегда готовыми к мгновенному выполнению любых коммутационных операций, часто после длительного пребывания в неподвижном состоянии. Наиболее тяжёлым режимом для ВК является режим отключения тока КЗ.

Общие требования к конструкциям и характеристикам выключателей устанавливается стандартами: ГОСТ 687-78 «Выключатели переменного тока нагрузки на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия»; ГОСТ 18397—73 «Выключатели переменного тока на номинальное напряжение 6-220 кВ. Общие технические условия»; ГОСТ 12450-82 «Выключатели переменного тока высокого напряжения. Отключение ненагруженных линий». ГОСТ 8024-84 «Допустимые температуры нагрева токоведущих элементов, контактных соединений и контактов аппаратов и электротехнических устройств переменного тока на напряжение свыше 1000 В; ГОСТ 1516.1-75 «Нормы испытательных напряжений внешней и внутренней изоляции электрических аппаратов».

В связи с тем, что российская промышленность поставляет высоковольтные электрические аппараты для районов с различными климатическими условиями, объединение сетей и создание единой энергетической системы связано с повышением технических параметров и ужесточением требований, предъявляемых к электрическим аппаратам высокого напряжения. Эти задачи становятся трудноразрешимыми при использовании традиционных методов гашения дуги, изоляционных и дугогасительных сред. Широко применяемые в настоящее время масляные и воздушные ВК имеют и свои преимущества, и свои недостатки. Они объясняются свойствами сред, используемых в этих аппаратах для изоляции и гашения дуги. Масло таит опасность пожара и взрыва. Применение воздушных выключателей связано с необходимостью производства, кондиционирования и хранения сжатого воздуха. Затруднительна эксплуатация воздушных и масляных ВК при низких температурах. Естественно поэтому, что исследователи непрерывно ведут поиски новых принципов коммутации цепей и новых сред, которые сохраняли бы преимущества традиционных сред, но не имели бы их недостатков. С основных характеристик подобной среды и начинается первая глава.

Читайте так же:
Z wave реле для проходных выключателей

^ ГЛАВА ПЕРВАЯ

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВГБ-35
1.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕГАЗА

В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ
Наиболее распространёнными изоляционными, дугогасительными и охлаждающими средами, которые применяются в электротехническом оборудовании, является минеральное масло и воздух. Газы по сравнению с маслом и твёрдыми изоляционными материалами имеют определённые преимущества, главные из которых — ничтожнейшая проводимость и практическое отсутствие диэлектрических потерь, независимость в однородном поле электрической прочности от частоты, неповреждённость газовой изоляции заметным остаточным изменениям и малая загрязнённость под действием дуги и короны.

Электрическая прочность газовой изоляции в однородных или слабо неоднородных полях увеличивается с ростом давления и при определённых условиях может превысить электрическую прочность трансформаторного масла, фарфора и высокого вакуума.

Для упрощения конструкций оборудования с газовой изоляцией желательно, чтобы необходимая электрическая прочность была обеспечена при сравнительно небольшом избыточном давлении.

Однако при применении газа в электротехническом оборудовании, помимо изоляционных, необходимо учитывать и другие свойства газов, а именно: сам газ и продукты его разложения не должны быть токсичными; газ должен быть химически нейтрален по отношению к применённым в устройстве материалам; газ должен иметь низкую температуру сжижения, чтобы его можно было использовать при повышенных давлениях и требуемых по условиям эксплуатации температурах; газ должен обладать хорошей теплоотводящей способностью; диссоциация газа должна быть незначительной; газ должен быть пожаро- и взрывобезопасным; газ должен быть легкодоступным и недорогим.

При использовании газа в коммутационных аппаратах необходимо, кроме того, чтобы газ обладал хорошей дугогасительной способностью. С точки зрения доступности воздух имеет неоспоримое преимущество по сравнению со всеми другими газами, однако по совокупности требований он не всегда приемлем. некоторые газы и пары обладают значительно более высокой электрической прочностью, чем воздух. Однако лишь некоторые из них удовлетворяют требованиям, предъявляемым к электрической изоляции. Так, многие вещества в обычных условиях находятся в жидком состоянии, как, например, CCl4, имеющее в газообразном состоянии электрическую прочность, в 6,3 раза большую, чем воздух. Многим веществам, кроме того, свойственно более или менее интенсивное разложение в условиях электрического разряда. Наконец, некоторые вещества при разложении выделяют свободный углерод, который, оседая на поверхности твёрдых изоляционных элементов конструкции, делает их проводящими.

Единственным газом, наиболее полно удовлетворяющим поставленным требованиям, является элегаз. Чистый газообразный элегаз совершенно безвреден, химически не активен, поэтому в обычных эксплуатационных условиях он не действует ни на какие материалы, применяемые в аппаратостроении, обладает повышенной теплоотводящей способностью и является очень хорошей дугогасительной средой, позволяющей производить отключение очень больших токов при больших скоростях восстановления напряжения. В однородном поле электрическая прочность элегаза в 2,3-2,5 раза выше прочности воздуха.

Низкие температуры сжижения и сублимации дают возможность при обычных условиях эксплуатировать элегазовые аппараты без специального подогрева. Элегаз не горит и не поддерживает горения, следовательно, элегазовые аппараты являются взрыво- и пожаробезопасными.

Стоимость элегаза существенно зависит от объёма его производства. При большом его потреблении стоимость единицы объёма элегаза, имеющего такую плотность, при которой достигается равная с маслом электрическая прочность, незначительно будет отличаться от стоимости единицы объёма масла. Но при правильной эксплуатации элегаз не стареет и не требует поэтому такого тщательного ухода за собой, как масло.

^ Элегаз представляет собой соединение, имеющее химическую формулу SF 6. При нормальных условиях это бесцветный, не имеющий запаха газ, плотность которого 6,52 кг/м 3 при нормальном атмосферном давлении и температуре 0C. Он приблизительно в пять раз тяжелее воздуха. Молекулярная масса элегаза 146,06. В нём содержится 21,95% серы и 78,05% фтора.

Одним из необходимых условий возможности использования того или иного соединения в электрических аппаратах является его химическая инертность. Оно не должно вступать в реакцию ни с каким материалом, применяемым в электроаппаратостроении. Чистый элегаз при обычных условиях удовлетворяет этому требованию, несмотря на то, что в состав его молекулы входит фтор, являющийся одним из наиболее активных химических элементов. По химической инертности чистый элегаз при нормальных условиях сравним с азотом или даже инертными газами. Строение молекулы и её энергетическое состояние определяют высокую стабильность элегаза.

Молекула элегаза содержит шесть атомов фтора, расположенных в вершинах правильного октаэдра, и атом серы, который находится в центре молекулы на равных расстояниях от атомов фтора. При таком геометрическом расположении атомов в молекуле обеспечивается максимальное перекрытие электронного облака серы и фтора и понижается общая энергия молекулы. В случае недеформированных электронных оболочек атомов фтора радиус молекулы элегаза равен 3,07 . 10 -10 м. Радиус атома серы лишь на 20% больше радиуса атома фтора. При этом соотношении радиусов атомы фтора плотно облегают центральный атом серы, обеспечивая идеальную его защиту от внешних воздействий. В возбуждённом состоянии атом серы может образовывать шесть ковалентных связей. При атмосферном давлении элегаз, как и углекислый газ, может находиться только в газообразном состоянии. При pаб = 10 5 Па температура перехода из твёрдого состояния в газообразное (температура возгонки) равна — 63,8C. При давлении свыше раб = 2,28 . 10 5 Па элегаз в зависимости от температуры может находиться во всех трёх агрегатных состояниях. При этом давлении температура тройной точки равна -50,8C.

^ 1.2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ЭЛЕГАЗОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
1.2.1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Современные разработки конструкций выключателей с элегазовыми дугогаси­телями в настоящее время ведутся в различных направлениях, и прежде всего в тех, которые дают наиболее эффективное технико-экономическое использование специфических свойств этой дугогасящей и изоляционной среды. Такими направлениями являются следующие.

1. Модульные серии выключателей на высокие классы напряжения (100 кВ и выше), предназначенные для отключения предельно больших токов КЗ при наиболее неблагоприятных условиях КЗ.

Читайте так же:
Уров устройство резервирования отказа выключателей 110 кв

2. Выключатели на номинальное напряжение 10-35 кВ в компактном исполнении для электрифицированного подвижного состава и других электрических установок специального назначения.

^ 3. Выключатели нагрузки на номинальные напряжения 15-100 кВ и выше, предназначенные для отключения индуктивных токов ненагруженных трансформаторов и ёмкостных токов.

В настоящее время опытные и промышленные образцы и серии элегазовых вы­ключателей переменного тока высокого напряжения производятся различными фирмами во всём мире, характеристики этих аппаратов приведены в таблице 1.2.1.
1.2.2. ПРЕИМУЩЕСТВА
Взрыво- и пожаробезопасность;

Быстродействие и пригодность для работы в любом цикле АПВ;

Возможность осуществления синхронного размыкания контактов непосредственно перед переходом тока через нуль;

^ Высокая отключающая способность при особо тяжёлых условиях отключения (отключение неудалённых коротких замыканий и др.);

Надёжное отключение ёмкостных токов холостых линий;

^ Малый износ дугогасительных контактов;

Лёгкий доступ к дугогасителям и простота их ревизии;

Относительно малый вес (с баковыми масляными выключателями);

Возможность создания серии с унификацией крупных узлов;

Пригодность для наружной и внутренней установки.
1.2.3. НЕДОСТАТКИ
Необходимость в наличии устройств для наполнения, перекачивания и очистки шестифтористой серы (SF6);

Относительная сложность конструкции ряда деталей и узлов, а также необходимость применения высоконадёжных уплотнений;

^ Относительно высокая стоимость дугогасящей среды и выключателя в целом.

Шпаргалка: Высоковольтный элегазовый баковый выключатель ВГБ-35

Выключатели высокого напряжения (ВК) предназначены для оперативных и аварийной коммутаций в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном или автоматическом управлении. Во включенном положении ВК должен длительно пропускать токи нагрузки и кратковременно — аварийные.

Характер режима работы высоковольтных выключателей несколько необычен: нормальным для них считается как включенное положение, когда по ним проходит ток нагрузки, так и отключенное, при котором они обеспечивают необходимую электрическую изоляцию между разомкнутыми участками цепи.

Коммутация цепи, осуществляемая при переключении ВК из одного положения в другое, производится не регулярно, время от времени, а выполнение специфических требований по включению цепи при имеющемся в ней короткого замыкания (КЗ) либо по отключению КЗ вообще крайне редко.

Выключатели должны надёжно выполнять свои функции, находясь в любом из указанных положений, и одновременно быть всегда готовыми к мгновенному выполнению любых коммутационных операций, часто после длительного пребывания в неподвижном состоянии. Наиболее тяжёлым режимом для ВК является режим отключения тока КЗ.

Общие требования к конструкциям и характеристикам выключателей устанавливается стандартами: ГОСТ 687-78 «Выключатели переменного тока нагрузки на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия»; ГОСТ 18397—73 «Выключатели переменного тока на номинальное напряжение 6-220 кВ. Общие технические условия»; ГОСТ 12450-82 «Выключатели переменного тока высокого напряжения. Отключение ненагруженных линий». ГОСТ 8024-84 «Допустимые температуры нагрева токоведущих элементов, контактных соединений и контактов аппаратов и электротехнических устройств переменного тока на напряжение свыше 1000 В; ГОСТ 1516.1-75 «Нормы испытательных напряжений внешней и внутренней изоляции электрических аппаратов».

В связи с тем, что российская промышленность поставляет высоковольтные электрические аппараты для районов с различными климатическими условиями, объединение сетей и создание единой энергетической системы связано с повышением технических параметров и ужесточением требований, предъявляемых к электрическим аппаратам высокого напряжения. Эти задачи становятся трудноразрешимыми при использовании традиционных методов гашения дуги, изоляционных и дугогасительных сред. Широко применяемые в настоящее время масляные и воздушные ВК имеют и свои преимущества, и свои недостатки. Они объясняются свойствами сред, используемых в этих аппаратах для изоляции и гашения дуги. Масло таит опасность пожара и взрыва. Применение воздушных выключателей связано с необходимостью производства, кондиционирования и хранения сжатого воздуха. Затруднительна эксплуатация воздушных и масляных ВК при низких температурах. Естественно поэтому, что исследователи непрерывно ведут поиски новых принципов коммутации цепей и новых сред, которые сохраняли бы преимущества традиционных сред, но не имели бы их недостатков. С основных характеристик подобной среды и начинается первая глава.

ГЛАВА ПЕРВАЯ

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВГБ-35

1.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕГАЗА

В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ

Наиболее распространёнными изоляционными, дугогасительными и охлаждающими средами, которые применяются в электротехническом оборудовании, является минеральное масло и воздух. Газы по сравнению с маслом и твёрдыми изоляционными материалами имеют определённые преимущества, главные из которых — ничтожнейшая проводимость и практическое отсутствие диэлектрических потерь, независимость в однородном поле электрической прочности от частоты, неповреждённость газовой изоляции заметным остаточным изменениям и малая загрязнённость под действием дуги и короны.

Электрическая прочность газовой изоляции в однородных или слабо неоднородных полях увеличивается с ростом давления и при определённых условиях может превысить электрическую прочность трансформаторного масла, фарфора и высокого вакуума.

Для упрощения конструкций оборудования с газовой изоляцией желательно, чтобы необходимая электрическая прочность была обеспечена при сравнительно небольшом избыточном давлении.

Однако при применении газа в электротехническом оборудовании, помимо изоляционных, необходимо учитывать и другие свойства газов, а именно: сам газ и продукты его разложения не должны быть токсичными; газ должен быть химически нейтрален по отношению к применённым в устройстве материалам; газ должен иметь низкую температуру сжижения, чтобы его можно было использовать при повышенных давлениях и требуемых по условиям эксплуатации температурах; газ должен обладать хорошей теплоотводящей способностью; диссоциация газа должна быть незначительной; газ должен быть пожаро- и взрывобезопасным; газ должен быть легкодоступным и недорогим.

При использовании газа в коммутационных аппаратах необходимо, кроме того, чтобы газ обладал хорошей дугогасительной способностью. С точки зрения доступности воздух имеет неоспоримое преимущество по сравнению со всеми другими газами, однако по совокупности требований он не всегда приемлем. некоторые газы и пары обладают значительно более высокой электрической прочностью, чем воздух. Однако лишь некоторые из них удовлетворяют требованиям, предъявляемым к электрической изоляции. Так, многие вещества в обычных условиях находятся в жидком состоянии, как, например, CCl4, имеющее в газообразном состоянии электрическую прочность, в 6,3 раза большую, чем воздух. Многим веществам, кроме того, свойственно более или менее интенсивное разложение в условиях электрического разряда. Наконец, некоторые вещества при разложении выделяют свободный углерод, который, оседая на поверхности твёрдых изоляционных элементов конструкции, делает их проводящими.

Читайте так же:
Цепи управления главными выключателями вл85

Единственным газом, наиболее полно удовлетворяющим поставленным требованиям, является элегаз. Чистый газообразный элегаз совершенно безвреден, химически не активен, поэтому в обычных эксплуатационных условиях он не действует ни на какие материалы, применяемые в аппаратостроении, обладает повышенной теплоотводящей способностью и является очень хорошей дугогасительной средой, позволяющей производить отключение очень больших токов при больших скоростях восстановления напряжения. В однородном поле электрическая прочность элегаза в 2,3-2,5 раза выше прочности воздуха.

Низкие температуры сжижения и сублимации дают возможность при обычных условиях эксплуатировать элегазовые аппараты без специального подогрева. Элегаз не горит и не поддерживает горения, следовательно, элегазовые аппараты являются взрыво- и пожаробезопасными.

Стоимость элегаза существенно зависит от объёма его производства. При большом его потреблении стоимость единицы объёма элегаза, имеющего такую плотность, при которой достигается равная с маслом электрическая прочность, незначительно будет отличаться от стоимости единицы объёма масла. Но при правильной эксплуатации элегаз не стареет и не требует поэтому такого тщательного ухода за собой, как масло.

Элегаз представляет собой соединение, имеющее химическую формулу SF6. При нормальных условиях это бесцветный, не имеющий запаха газ, плотность которого 6,52 кг/м3при нормальном атмосферном давлении и температуре 0C. Он приблизительно в пять раз тяжелее воздуха. Молекулярная масса элегаза 146,06. В нём содержится 21,95% серы и 78,05% фтора.

Одним из необходимых условий возможности использования того или иного соединения в электрических аппаратах является его химическая инертность. Оно не должно вступать в реакцию ни с каким материалом, применяемым в электроаппаратостроении. Чистый элегаз при обычных условиях удовлетворяет этому требованию, несмотря на то, что в состав его молекулы входит фтор, являющийся одним из наиболее активных химических элементов. По химической инертности чистый элегаз при нормальных условиях сравним с азотом или даже инертными газами. Строение молекулы и её энергетическое состояние определяют высокую стабильность элегаза.

Молекула элегаза содержит шесть атомов фтора, расположенных в вершинах правильного октаэдра, и атом серы, который находится в центре молекулы на равных расстояниях от атомов фтора. При таком геометрическом расположении атомов в молекуле обеспечивается максимальное перекрытие электронного облака серы и фтора и понижается общая энергия молекулы. В случае недеформированных электронных оболочек атомов фтора радиус молекулы элегаза равен 3,07.10-10м. Радиус атома серы лишь на 20% больше радиуса атома фтора. При этом соотношении радиусов атомы фтора плотно облегают центральный атом серы, обеспечивая идеальную его защиту от внешних воздействий. В возбуждённом состоянии атом серы может образовывать шесть ковалентных связей. При атмосферном давлении элегаз, как и углекислый газ, может находиться только в газообразном состоянии. При pаб= 105Па температура перехода из твёрдого состояния в газообразное (температура возгонки) равна — 63,8C. При давлении свыше раб= 2,28.105Па элегаз в зависимости от температуры может находиться во всех трёх агрегатных состояниях. При этом давлении температура тройной точки равна -50,8C.

1.2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ЭЛЕГАЗОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

1.2.1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Современные разработки конструкций выключателей с элегазовыми дугогаси­телями в настоящее время ведутся в различных направлениях, и прежде всего в тех, которые дают наиболее эффективное технико-экономическое использование специфических свойств этой дугогасящей и изоляционной среды. Такими направлениями являются следующие.

1. Модульные серии выключателей на высокие классы напряжения (100 кВ и выше), предназначенные для отключения предельно больших токов КЗ при наиболее неблагоприятных условиях КЗ.

2. Выключатели на номинальное напряжение 10-35 кВ в компактном исполнении для электрифицированного подвижного состава и других электрических установок специального назначения.

3. Выключатели нагрузки на номинальные напряжения 15-100 кВ и выше, предназначенные для отключения индуктивных токов ненагруженных трансформаторов и ёмкостных токов.

В настоящее время опытные и промышленные образцы и серии элегазовых вы­ключателей переменного тока высокого напряжения производятся различными фирмами во всём мире, характеристики этих аппаратов приведены в таблице 1.2.1.

1.2.2. ПРЕИМУЩЕСТВА

Взрыво- и пожаробезопасность;

Быстродействие и пригодность для работы в любом цикле АПВ;

Возможность осуществления синхронного размыкания контактов непосредственно перед переходом тока через нуль;

Высокая отключающая способность при особо тяжёлых условиях отключения (отключение неудалённых коротких замыканий и др.);

Надёжное отключение ёмкостных токов холостых линий;

Малый износ дугогасительных контактов;

Лёгкий доступ к дугогасителям и простота их ревизии;

Относительно малый вес (с баковыми масляными выключателями);

Возможность создания серии с унификацией крупных узлов;

Пригодность для наружной и внутренней установки.

1.2.3. НЕДОСТАТКИ

Необходимость в наличии устройств для наполнения, перекачивания и очистки шестифтористой серы (SF6);

Относительная сложность конструкции ряда деталей и узлов, а также необходимость применения высоконадёжных уплотнений;

Относительно высокая стоимость дугогасящей среды и выключателя в целом.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector