МУ 34-70-016-82 Методические указания по наладке воздушных выключателей серии ВВБ напряжением 110-500 кВ

Рис.1. Полюс выключателя ВВБ-220:

1 - основание; 2 - шкаф управления; 3, 10 - опорные изоляторы; 4, 11 - изоляционный воздухопровод; 5 - делительный конденсатор; 6 - нижняя дугогасительная камера; 7 - промежуточный опорный изолятор; 8 - токоведущая перемычка; 9 - верхняя дугогасительная камера; а, б, в, г - места расположения электродов при измерении переходных сопротивлений токоведущей системы

Выключатель состоит из трех полюсов и распределительного шкафа. Управление выключателем пополюсное и трехполюсное и осуществляется электромагнитами включения и отключения, установленными в шкафу управления каждого полюса выключателя.

Пополюсное управление осуществляется при раздельном питании электромагнитов отдельных полюсов, трехполюсное - при параллельном питании электромагнитов.

Кроме электрического управления на выключателях 110-220 кВ имеется ручное пневматическое управление на отключение выключателя.

Основанием полюса служит рама 1. На ней установлены опорные изоляторы 3 и 10, на которых смонтированы две гасительные камеры 6 и 9 с промежуточным изолятором 7. Каждая камера снабжена двумя делительными конденсаторами 5. Конденсаторы предназначены для равномерного распределения напряжения по разрывам в отключенном положении выключателя. К раме подвешен шкаф управления полюсом выключателя 2.

Внутри фарфорового опорного изолятора 3 и в промежуточном изоляторе 7 проходят два стеклопластиковых изоляционных воздухопровода, один из которых 11 служит для постоянной подачи воздуха в гасительную камеру, другой 4 для импульсной подачи воздуха при отключении и сброса воздуха при включении.

В шкафу управления размещены элементы пневматического и электрического управления полюсом (рис.2, см.вклейку): система клапанов управления, вспомогательный резервуар сжатого воздуха, электромагниты управления, сигнальные блокконтакты с пневмоприводом, сборки зажимов, устройство световой сигнализации положения выключателя, указатель вентиляции, электроподогреватели и манометр, показывающий давление воздуха при отключенном положении выключателя.

Рис.2. Электропневматическая схема элемента полюса выключателя BВБ-220:

Условные обозначения

           
 - воздухопровод постоянного давления;

 - воздухопровод управления;

 - воздухопровод вентиляции;

 - линии связи вторичной коммутации;

 - выхлопной клапан;

 - места регулирования;

1 - дополнительный резервуар; 2 - промежуточный клапан цоколя; 3 - указатель продувки; 4 - клапан управления цоколя; 5 - клапан продувки обратный; 6 - обратный клапан; 7, 22 - изоляционные воздухопроводы постоянного давления; 8 - опорный изолятор; 9 - выхлопной клапан; 10 - клапан управления нижней дугогасительной камеры; 11 - пружина поршня дутьевого клапана; 12 - поршень дутьевого клапана; 13 - перепускной золотник; 14 - запирающая шайба; 15 - пружина шайбы дутьевого клапана; 16 - дутьевой клапан; 17 - поршень механизма траверсы, 18 - токоведущий стержень ввода; 19 - механизм траверсы; 20 - траверса; 21 - промежуточный опорный изолятор; 23 - клапан управления верхней дугогасительной камеры; 24, 43, 49, 52, 61 - дроссельные втулки; 25 - верхняя дугогасительная камера; 26 - делительный конденсатор; 27 - шунтирующее сопротивление; 28 - неподвижный сопровождающий контакт; 29 - подвижный сопровождающий контакт; 30 - защелка; 31 - клапан управления сопровождающего контакта; 32, 53 - регулировочные иглы; 33 - распределительный клапан управления; 34, 44 - воздухопроводы; 35 - промежуточный клапан; 36 - дроссельная шайба; 37 - фарфоровая покрышка ввода; 38 - эпоксидный ввод; 39 - неподвижный контакт; 40 - держатель неподвижного контакта; 41 - сопло; 42 - нижняя дугогасительная камера; 45 - блок-контакт СБК; 46 - привод СБК; 47 - пусковой клапан отключения; 48 - пусковой клапан включения; 50 - электромагнит включения; 51 - электромагнит отключения; 54 - пружина сопровождающего контакта, 55 - контактный нож; 56 - крышка; 57 - шплинт 5х45; 58 - гайка; 59 - шайба 35х45х3; 60 - гайка М18х21,5

Дугогасительная камера имеет два главных и два вспомогательных контакта. Главные контакты зашунтированы сопротивлениями 27, служащими для снижения скорости восстанавливающегося напряжения. Вспомогательные контакты отключают ток, протекающий через шунтирующие сопротивления.

Контактная система, состоящая из траверсы 20 с контактными ножами 55 вместе со своим механизмом 19 и дутьевым клапаном 16 встроена в стальной резервуар камеры.

В горловинах резервуара на резиновых уплотнениях установлены эпоксидные вводы 38, наружная часть которых защищена от атмосферных воздействий полыми фарфоровыми изоляторами 37. Токоведущий стержень 18 свободно вставлен в отверстие эпоксидного ввода и закреплен в нем посредством уплотненного опорного фланца и нажимной гайки, навинченной на имеющуюся на стержне резьбу. Для повышения электрических характеристик ввода в нем установлен эпоксидный экран с закругленными краями и металлизированной поверхностью, электрически соединенной с горловиной резервуара.

На фланце токоведущего стержня укреплено шунтирующее сопротивление 27, представляющее собой спираль из проволоки с большим омическим сопротивлением, намотанную тороидально на эпоксидный цилиндр и залитую эпоксидным компаундом.

Неподвижные главные контакты 39, укрепленные с помощью контактодержателей 40 на фланце токоведущего стержня ввода, имеют по пять пар контактных пальцев, собранных в медном корпусе, прикрытом вместе с пальцами стаканом, являющимся при гашении дуги одним из электродов.

Подвижные главные контакты - ножи 55 установлены на траверсе 20. Для экранировки контактных ножей в отключенном положении, улучшения условий переброса дуги и формирования воздушного потока при отключении на корпусе дугогасительного устройства установлены сопла 41, соединенные между собой двумя медными шинами.

Неподвижные сопровождающие подпружиненные контакты 28 укреплены на боковых втулках шунтирующих сопротивлений. Подвижные сопровождающие контакты 29 вмонтированы в бобышки, вваренные в стенку резервуара (в нижней его части). Эти контакты состоят из полых "свечей" с контактными наконечниками - соплами.

Нажатие контактов осуществляется пружинами 54. Каждый подвижный сопровождающий контакт имеет свой управляющий клапан 31 и фиксирующий механизм с защелкой 30, удерживающей его от самовключения при аварийном снижении давления сжатого воздуха в дугогасительных камерах.

4.2. Принцип работы выключателя

Представление о работе выключателя дает электропневматическая схема, приведенная на рис.2. Схема соответствует отключенному положению выключателя.

Для включения подается командный импульс на электромагнит включения 50, который открывает пусковой клапан включения 48. При открытии клапана 48 воздух из полости обратного клапана 6 и полости "а" над поршнем промежуточного клапана 2 сбрасывается в атмосферу. Промежуточный клапан 2 обеспечивает сброс воздуха из полости "б" над поршнем клапана управления 4.

Клапан управления 4 перекрывает доступ воздуху из резервуара 1 в воздухопровод управления 44 и обеспечивает сброс сжатого воздуха в атмосферу из воздухопровода 44 и из-под поршня клапана 35. Клапан 35 сбрасывает в атмосферу сжатый воздух из-под поршня клапана 33, который, в свою очередь, сбрасывает сжатый воздух из-под поршней клапанов 10 и 23, расположенных соответственно на нижней и верхней камерах. Происходит одновременное срабатывание системы клапанов и механизмов обеих камер.

Устройство верхней и нижней камер идентично, поэтому в дальнейшем процессы включения и отключения будут рассматриваться на примере нижней камеры.

Клапан 10 обеспечивает сброс в атмосферу сжатого воздуха из полости "в" под поршнем 12 дутьевого клапана и из полости "д" под поршнем механизма траверсы 17 через полый шток.

При этом за счет разности давлений под поршнем и над поршнем 17 контактная система идет на включение. Ролики фиксатора переходят через выступ на штоке, подвижные контакты (ножи) 55 входят в неподвижные контакты 39. Одновременно через золотники 13 сжатый воздух сбрасывается из полости "г" и запирающая шайба 14 под действием пружины 15 перемещается к поршню 12.

При закрытии клапана управления 4 одновременно обеспечивается сброс сжатого воздуха из-под поршня привода СБК 46. Блок-контакты 45 переводятся в положение, соответствующее включенному положению выключателя.

Выключатель включен и подготовлен к операции отключения.

Путь тока при включенном положении выключателя: пластина контактная нижней камеры - токоведущий стержень ввода 18 - держатель неподвижного контакта 40 - неподвижный контакт 39 - траверса 20 с подвижными контактами (ножами) 55 - неподвижный контакт - держатель-стержень ввода - пластина контактная и перемычка на верхнюю камеру, где аналогичные элементы.

Включение сопровождающих контактов происходит с запаздыванием по отношению к моменту замыкания главных контактов. При сбросе воздуха из полостей "в" и "г" и отлипании шайбы 14 сбрасывается воздух из-под поршня клапана управления сопровождающего контакта 31.

Поршень сопровождающего контакта 31 перемещается под действием своей пружины, открывая доступ сжатому воздуху из резервуара в полость "е" под клапан подвижного контакта 29. Давление по обе стороны клапана выравнивается и контакт под действием пружины идет на включение.

Для отключения выключателя подается командный импульс на электромагнит отключения 51. Электромагнит открывает пусковой клапан 47, и сжатый воздух из резервуара 1 по воздухопроводу через обратный клапан 6 поступает в полость "а" над поршнем промежуточного клапана 2. Клапан 2 открывается, отсекая атмосферу и обеспечивая доступ сжатому воздуху в полость "б" над поршнем клапана 4.

Клапан 4, срабатывая, отделяет импульсный трубопровод 44 от атмосферы, обеспечивая поступление сжатого воздуха из резервуара 1 под поршень клапана 35. Клапан 35 открывает доступ сжатому воздуху в полость под поршнем клапана 33, одновременно отсекая эту полость от атмосферы. Срабатывая, клапан 33 связывает полости под поршнем клапанов 10 и 23 через соответствующие воздухопроводы с резервуаром. При срабатывании эти клапаны подают воздух в полости "в" под поршнем дутьевых клапанов 12 (клапан 10 в нижнюю дугогасителъную камеру, клапан 23 в верхнюю).

Поршень 12 под действием разности давлений перемещается, сжимая пружины 11 и 15, и ведет запирающую шайбу 14 со встроенными в нее резиновыми уплотнениями и золотниками.

Движение поршня через полый шток передается тарелке дутьевого клапана 16, поршню механизма траверсы 17 и через шток траверсе 20 с ножевыми контактами 55.

Контакты размыкаются, и между ними возникает дуга. Ход ножей в пальцевых контактах (от начала хода до размыкания контактов) составляет 14 мм. Необходимо отметить, что ход поршня 12 меньше необходимого хода траверсы и главных контактов.

В конце хода поршень 12 вместе с шайбой 14 садится на седло, перекрывая выход в атмосферу из полости "г". Дутьевой клапан открыт. Дальнейшее перемещение траверсы со штоком и своим поршнем происходит по инерции и под действием силы пружины фиксатора положения главных контактов.

В то же время сжатый воздух перетекает из полости "в" под поршнем дутьевого клапана в полость "г" над поршнем через регулируемое перепускное отверстие в поршне 12, закрытое иглой 32, и через шлицы в корпусе дутьевого клапана. Когда давление в полости "г" достигает давления обратного трогания, поршень под действием пружины 11 возвращается в исходное положение и дутьевой клапан 16 закрывается.

Таким образом, регулировочная игла 32 дает возможность изменять время, в течение которого дутьевой клапан 16 находится в открытом положении, и зависящую от этого времени величину сброса воздуха при операции отключения. Следует отметить, что открытие дутьевого клапана происходит раньше, чем размыкаются контакты и образуется дуга.

Таким образом обеспечивается интенсивное дутье в момент возникновения дуги и происходит переброс дуги с пальцев и ножей 55 в сопло 41. Перебросу дуги в сопло способствуют и электродинамические силы токоведущего контура. Дуга устанавливается между противоэлектродом и концом стакана и гаснет при переходе тока через нуль.

В конце хода шток с поршнем 17 садится на уплотнение в стакане и запирается роликовым пружинным фиксатором. Энергия подвижных частей поглощается пневматическим демпфером (поршень перемещается внутри цилиндра с отверстиями на боковой поверхности).

В отключенном положении выключателя сжатым воздухом заполнены полость изоляционной трубы управления 44, полость "в" под поршнем 12, полость "г" над поршнем дутьевого клапана 12 и полость "д" под поршнем механизма траверсы 17. Шайба 14 остается на седле корпуса и перекрывает выход сжатого воздуха в атмосферу. Отключение сопровождающих контактов происходит с запаздыванием по отношению к отключению главных контактов.

После того, как шайба 14 перекроет выход в атмосферу из полости "г", сжатый воздух начинает поступать под поршень клапана 31, который перекрывает доступ сжатому воздуху из резервуара в полость "е" и сообщает ее с атмосферой. При этом подвижный контакт 29 за счет разности давлений над и под поршнем сопровождающего контакта идет на отключение до упора клапана на седло.

При размыкании вспомогательных контактов образуется дуга отключения. Под действием потока сжатого воздуха, проходящего через полый подвижный контакт, дуга гаснет.

При подаче воздуха в импульсный трубопровод во время операции отключения часть воздуха попадает под поршень привода СБК 46, который переводит блок-контакты 45 в положение, соответствущее отключенному положению выключателя. В конце каждой операции сигнально-блокировочные контакты снимают команду с электромагнитов управления.

На рис.3, 4 (см. вклейку) приведены электропневматические схемы выключателей ВВБ-110, ВВБ-330 и ВВБ-500. Конструкция и принцип действия их, за исключением нескольких элементов, подобны выключателю ВВБ-220 (см. рис.2) и рассмотрены дальше.

5.1 .Устройство полюса ВВУ-110-40/2000

Полюс состоит из двух металлических, заполненных сжатым воздухом дугогасительных камер, расположенных одна над другой на опорном изоляторе (разделенных промежуточным изолятором аналогично выключателю ВВБ-220). Верхняя камера имеет два главных и два вспомогательных контакта, нижняя - два главных контакта. Главные контакты верхней камеры зашунтированы сопротивлением 100 Ом на разрыв (внутри камеры) и конденсаторами (снаружи), служащими для выравнивания распределения напряжения между контактами верхней камеры. Контакты нижней камеры зашунтированы низкоомными сопротивлениями (5 Ом на разрыв), размещенными в фарфоровых покрышках, расположенных снаружи камеры. Электрическое соединение верхней и нижней камеры осуществляется токоведущими трубами.

5.2 .Устройство полюса ВВБМ-110Б

Основанием полюса служит резервуар, постоянно заполненный сжатым воздухом. На резервуаре закреплен опорный изолятор, поддерживающий дугогасительную камеру. Устройство дугогасительной камеры аналогично устройству дугогасительной камеры выключателя ВВБ-220. На выключателе ВВБМ-110Б такая камера имеется одна.

Рис.5. Принципиальная схема цепи отключения одного полюса:

ЭМ1-ЭМ3 - электромагниты; R - резистор ПЭВР-100 100 Ом ±10%; БК1-БК3 - блок-контакты электромагнитов; СБК1-СБК3 - сигнально-блокировочные контакты; R - регулировочное сопротивление

Цепь включения отличается от цепи отключения последовательным соединением контактов СБК1-СБК3.

Сопротивление R1 регулируется вплоть до его полного вывода так, чтобы суммарное сопротивление оперативной цепи отключения (включения) полюса до зажимов источника питания на щите управления было равным 6±0,5 Ом для выключателей 500 кВ и 8±0,5 Ом для выключателей 330 кВ.

Регулировочное сопротивление R1 расположено в распределительном шкафу.

Элементы полюса выключателя установлены на треноге. Опорная тренога состоит из стержневых изоляторов ИОС-110-600. В центре треноги расположена полая фарфоровая колонна, внутри которой проходят два изоляционных воздухопровода.

9.1. Измерения и испытания при монтаже

9.2. Подготовительные работы

9.3. Проверка герметичности

9.4. Проверка качества вентиляции

Качество вентиляции опорных изоляторов и покрышек вводов проверяется пополюсно следующим образом:

9.5. Снятие временных характеристик и регулировка

9.6. Виды регулировок

9.7. Подготовка выключателя к сдаче

Рис.14.Осциллограммы работы выключателя ВВБ-220:

• а - осциллограмма отключения; б - осциллограмма включения;

  1, 2 - главные контакты верхней и нижней камер; 3, 4 - левый и правый вспомогательные контакты верхней камеры; 5, 6 - левый и правый вспомогательные контакты нижней камеры; 7 - ток электромагнита отключения или включения; 8 - отметчик времени

  11.1. По осциллограмме О определить:

  1. а) собственное время отключения (о) - время от подачи команды на электромагнит отключения до первого размыкания главных контактов полюса;

  2. б) неодновременность размыкания главных контактов верхней и нижней камер (р.г);

  3. в) запаздывание первого размыкания вспомогательных контактов относительно последнего размыкания главных контактов (з.р);

  4. г) неодновременность размыкания вспомогательных контактов (p.в.);

  5. д) длительность командного импульса отключения (и.о).

11.2. По осциллограмме В определить:

1. а) собственное время включения (в) - время от подачи команды на включение до последнего замыкания главных контактов полюса;

2. б) неодновременность смыкания главных контактов верхней и нижней камер при включении (c.г.);

3. в) запаздывание включения вспомогательных контактов относительно главных (з.в);

4. 11.3. По осциллограмме ОВ определить минимальную бесконтактную паузу при АПВ - время от размыкания главных контактов до их замыкания при включении.

11.4. По осциллограммам ОВО и ВО определить время от последнего замыкания вспомогательных контактов при включении до первого размыкания главных контактов.

11.5. При осциллографировании работы выключателей 330 и 500 кВ необходимо предварительно установить значение тока в режиме форсировки 20 А при напряжении 220 В. Значение тока определяется исходя из условия, что в установившемся режиме ток равен 4,5 А.

Результаты расшифровки осциллограмм занести в протокол и на каждой осциллограмме сделать следующие надписи:

- заводской номер выключателя;

- номер полюса выключателя;

- наименование операции и давление, при котором она произведена;

- масштаб отметчика времени;

- дата осциллографирования.

12.1. Работы по наладке воздушных выключателей должны выполняться в соответствии с "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок"* (М.: "Энергия", 1980), "Правилами техники безопасности при электромонтажных и наладочных работах" (М.: "Энергия", 1973), техническим описанием и инструкцией по эксплуатации завода-изготовителя.

_______________

* Действуют "Межотраслевые Правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок" (ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00). - Примечание изготовителя базы данных.

12.2. Особое внимание следует обратить на следующие требования:

1. а) передвижная лаборатория должна располагаться на расстоянии не менее 15 м от испытуемого выключателя;

2. б) на время операций при опробовании, наладке и испытании воздушных выключателей не допускается присутствие около выключателя лиц, не принимающих непосредственного участия в его испытаниях;

3. в) при первых опробованиях персонал должен быть удален от выключателя в укрытие. При последующей регулировке персонал не должен находиться в зоне выхлопа выключателя;

4. г) перед каждой операцией производить осмотр выключателя;

5. д) все операции с выключателями, находящимися под давлением сжатого воздуха, должны производиться одним лицом;

6. е) обязательно заземлять выводы и баки при необходимости соприкосновения с ними;

7. ж) перед подъемом на выключатель перекрыть вентиль в агрегатном шкафу и закрыть агрегатный шкаф, снять предохранители с оперативных цепей управления;

8. з) при перерыве в работе выключатель оставлять во включенном положении, если это не противоречит технологии наладки.

13.1. Приборы и аппаратура:

1. а) светолучевой осциллограф. Типы осциллографов и краткие характеристики приведены в табл.3.

2. б) магазин добавочных сопротивлений и шунтов типов P-155, P-156, P-157 для расширения пределов измерения гальванометров;

3. в) мост постоянного тока Р-333 для измерения сопротивления постоянному току электромагнитов управления и шунтирующих сопротивлений;

4. г) мост переменного тока, трансформатор напряжения на 10 кВ, лабораторный автотрансформатор для измерения и емкости вводов и емкостных делителей;

5. д) мегаомметр на напряжение 2500 В - для измерения сопротивления опорной изоляции;

6. е) мегаомметр на напряжение 1000 В - для измерения сопротивления изоляции цепей управления, блокировки и сигнализации;

7. ж) микроомметр - для измерения сопротивления токоведущей цепи между выводами камер и полюса;

8. з) образцовый манометр МО кл.0,6 04,0 МПа.

13.2. Приспособления и материалы:

1. а) пульт управления выключателем; принципиальная схема и описание приведены в п.15;

2. б) кабель для осциллографирования работы выключателя - гибкий провод сечением 1,5 мм, длиной 60 м. Количество жил выбирается в зависимости от рабочего напряжения выключателя (см. рис.6-9);

3. в) провод шланговый трехжильный сечением 2,5 мм, длиной до 100 м - для управления работой выключателя;

4. г) провод шланговый типа ШРПС - двужильный, сечением 6 мм, длиной до 100 м - для питания пульта управления оперативным током при работе от источника постоянного тока станции или подстанции;

5. д) набор гаечных ключей 6-41 мм;

6. е) осциллографная фотобумага и набор фотопринадлежностей для обработки фотобумаги. В процессе регулировки или по согласованию с заказчиком для снятия контрольных осциллограмм осциллографом с напряжением питания 220 В (см. табл.3) возможно применение фотобумаги, регистрирующей УФС после замены лампы накаливания лампой КГМ 6,3-15.

Таблица 3

Рис.15. Принципиальная схема установки для наладки воздушных выключателей:

2РВ - реле времени ЭВ-113 (ЭВ-114); 1РВ - реле времени ЭВ-124 (ЭВ-122, ЭВ-123); РП, 1РП, 2РП, 3РП - промежуточные реле МКУ-48 (РП-23); ТР - многообмоточный трансформатор; Т, Т, Т~, Т= - переключатели двухполюсные; T1-T21 - переключатели однополюсные; C1-1, C19-1, C1-2, С19-2 - конденсаторы электролитические 100 мкФ, 15 В; 1ПР, 2ПР - предохранители на 2 и 5 А; ДС - резистор ПЭВ-15-4.7; R1-1, R1-2, R1-4, R19-1 - резисторы МЛТ 100 Ом, 0,5 Вт; R19-2, R19-4, R20-1, R20-2-резисторы МЛТ 400 Ом, 0,5 Вт; R1-31, R19-3, R20-2, R21-2 - резисторы переменные 0-25 Ом, 0,5 Вт; Д1-1, Д1-2, Д19-1, Д19-2 - полупроводниковые диоды Д71 (Д226Д).

Схема пульта собрана на шести реле. Выбор режима работы выключателя осуществляется установкой переключателя "П" в одно из пяти положений при отключенном тумблере "Т". При установке тумблера "Т" в положение "Пуск" срабатывает реле "РП" и осуществляется запуск схемы.

В циклах В и О напряжение на электромагниты управления подается контактами реле РП. Во всех циклах работы выключателя ток отключается после срабатывания выключателя контактами СБК. В цикле ВО после включения и отключения выключателя, без выдержки времени между операциями, работает реле 1РП, которое предотвращает повторное включение. Цепочки R и С в цепи катушки реле 1РП подобраны таким образом, чтобы 1РП срабатывало после включения выключателя (время работы 1РП должно превосходить по продолжительности импульс тока электромагнита включения).

В цикле ОВ после отключения выключателя команда на включение подается контактами РП2 с выдержкой времени. Выдержка времени регулируется реле времени 2РВ. Повторное отключение предотвращается контактами 2РП1.

В цикле ОВО схема работает аналогично циклу ОВ. Последний цикл О создается контактами 2РП3, которыми подается напряжение на реле 1РП. Реле 1РП своими контактами 1РП2 подает импульс на отключение, одновременно контактами 1РП1 блокирует цепь включения электромагнита.

Реле времени 1PB и промежуточное реле 3РП служат для регулировки длины осциллограммы. Лампы ЛЗ и ЛК служат для сигнализации положения выключателя.