Высоковольтные выключатели ревизия и монтаж

Высоковольтные выключатели являются ответственными коммутационными аппаратами, способными замыкать и размыкать цепь высокого напряжения без нагрузки, под нагрузкой и при коротких замыканиях. По характеру среды, в которой производится гашение дуги, выключатели делятся на воздушные, автогазовые и масляные. Последние имеют наибольшее применение в сетях напряжением до 35 кВ и в свою очередь делятся на выключатели с большим объемом масла (баковые) и малым (горшковые).

Масляные выключатели с большим объемом масла (баковые) взрывоопасны, а поэтому устанавливаются в специальных бетонных «взрывных» камерах. Выключатели же с малым объемом масла (горшковые) имеют значительно меньший вес, габариты, невзрывоопасны; их чаще всего размещают в металлических камерах (КРУ, КСО). В основном применяются выключатели горшкового типа; баковые выключатели используют только в установках с частыми включениями и отключениями (электрические печи, экскаваторы и т. д.).

Контактная система выключателей состоит из подвижных и неподвижных контактов, которые при включении создают электрическое соединение, плотно сжимаясь. При отключении подвижные контакты отходят от неподвижных за счет действия пружин, а в некоторых типах выключателей (например, ВМБ-10) — еще и за счет веса подвижных частей.

Различают следующие типы контактов: торцевые (у баковых выключателей ВМБ-10, ВМ-35); розеточные (у горшковых ВМГ-133, ВМП-10, МГГ-10); пальцевые (рабочие контакты у МГГ-229).

Буквенные обозначения в типах масляников:

В – выключатель;
М – масляный;
Б – баковый;
Г – горшковый;
Г (в конце, повторное) — генераторный;
П — подвесной.

Например, ВМП-10- 600/350 — выключатель масляный, малогабаритный, подвесной, напряжением 10 кВ на номинальный ток 600 А, номинальная мощность отключения при 10 кВ — 350 МВА (вес без масла — 140 кг, с маслом — 144,5 кг).

Регулировка и ревизия контактов всех выключателей заключается в проверке нажатия, хода и одновременности включения (касания) по отдельным фазам. Контакты должны иметь также определенные скорости расхождения при отключении. В контактах у выключателя ВМБ-10 нажатие должно быть 25-30 кг, а у ВМГ-133 — 8 кг. Соответственно ход в контактах 12-13 и 40-25 мм.

Кроме рабочего хода, предусматривается некоторый запасный ход, не допускающий «проскакивания» за счет инерции подвижных масс выключателя. «Проскакивание» может вызвать удары по деталям, к которым крепится подвижный контакт, и разрушить их. Величина запасного хода для ВМБ-10 составляет 3-5 мм, а для ВМГ-133 25-30 мм.

Величины переходного сопротивления контактов также нормируются и составляют для выключателя ВМБ-10 на 200 А — 300350 мкОм, а для ВМГ-133 на 600 А -150 мкОм и т.д.

Максимальная скорость движения траверсы (контактов) при отключении – соответственно 2,6 и 3,5 м/сек, а в момент расхождения контактов — 1,4 и 1,75 м/сек. Обычно замеры переходных сопротивлений и скоростей отключения проводятся во время наладки, после окончания электромонтажных работ. Величина скорости в любой момент времени может быть определена с помощью электромагнитного вибрографа (рис. 1), укрепляемого, например, на подвижном контакте (штанге) выключателя ВМГ или на его раме. Соответственно на его раме или штанге укрепляется металлическая пластинка с лентой бумаги, длиной равной ходу выключателя.

Рисунок 1 Электромагнитный виброграф

Подключенный к сети промышленной частоты виброграф записывает во время движения выключателя на ленте синусоидальную кривую, по которой определяется скорость движения на данной длине, при известном времени (частоте сети). Более подробные данные о регулировке выключателей того или иного типа приводятся в каталогах и заводских инструкциях.

Ревизия и регулировка выключателей содержит, кроме вышеуказанного, проверку отдельных деталей выключателя. Так, у выключателя ВМБ-10 (вес без масла 115-150 кг) проверяют:

1) наличие предохранительных сминающихся трубок — II (рис. 2) которые в момент давления газов, превышающего расчетное, создают щель между крышкой и баком (для выхода газов);

Рисунок 2 Установка выключателя типа ВМБ-10 с приводом ППМ-10

2) наличие и состояние электрокартона, изолирующего внутренние стенки бака;

3) расстояние по вертикали между контактами в отключенном состоянии (90±2 мм);

4) междуфазное расстояние (внутри бака) между осями подвижных и неподвижных контактов (102±2 мм);

5) расстояние между центрами подвижных контактов (на траверсе) и неподвижных (на изоляторах), которое должно быть для крайних фаз 268 мм, для средних — 174 мм;

6) угол поворота вала выключателя при включении по часовой стрелке (98 ±3);

7) исправность устройства (блочки, лебедка, трос) для подъема бака.

СНиП предъявляет следующие требования к монтажу выключателей и приводов к ним:

1.Установка, сборка и регулировка выключателей производится по действующим заводским и монтажным инструкциям.

2.Выключатели и приводы устанавливают строго по уровню и отвесу, закрепляя на основаниях так, чтобы их крепления надежно противостояли возникающим при работе динамическим усилиям.

3.Приводы должны свободно включаться и отключаться, не иметь перекосов и слабин. Положение привода «полностью включенный» должно соответствовать такому же положению выключателя.

4.Болтовые соединения привода выключателя, приводного механизма, подвижных и неподвижных контактов, дугогасительного устройства обязательно

5.Включение должно производиться без резкого удара, при нормальном сжатии пружин и надежном зацеплении привода.

6.Ревизию контактов у дугогасительного устройства (проверка давления, хода подвижной контактной системы) необходимо проводить согласно нормам завода-изготовителя, причем:

а) поверхность соприкосновения подвижных и неподвижных контактов должна составлять не менее 70% всей контактной поверхности. Поверхности контактов должны быть ровными и тщательно зачищеннымы;

б) дугогасительные и главные контакты следует отрегулировать на одновременность замыкания и размыкания в пределах одной фазы (рис. 3) и между собой.

Рисунок 3 Схема проверки одновременности замыкания контактов масляного выключателя

Соединение выключателя ВМБ-10 с приводом осуществляется при помощи специальной шарнирной муфты и промежуточного диска с вырезами. Шарнирная муфта (рис. 4) состоит из вилки 1 (полумуфты), закрепляемой на валу привода после регулировки, диска 3 и вилки 4 выключателя, жестко закрепляемой при помощи конусной шпильки на валу выключателя. Промежуточная вилка снабжена зажимными болтами 5, позволяющими в небольших пределах регулировать ход контактов выключателя. На рис. 2 показана установка на кронштейнах выключателя с приводом ППМ-10 (вес 110 кг).

Рисунок 4 Шарнирная муфта

Выключатель укрепляют на высоте, равной высоте бака, плюс 200-300 мм — это дает возможность опустить бак с маслом и проверить внутреннюю часть выключателя. Регулировку и ревизию выключателей проводят после их установки проводят после их установки, при опущенном баке. Для установки желательно применять угловую сталь размерами не менее 65 х 65 х 6 мм, так как при меньших размерах возникает вибрация при отключениях и включениях. Выключатели можно устанавливать на вмазанных, пристреливаемых и съемных опорных угольниках, на п-образных и г-образных стойках, закрепленных в полу и т. п.

При установке разных типов приводов на выключателях установочные размеры, диаметры отверстий и т. п. выбираются из каталогов, инструкций. На место монтажа выключатели доставляются обычно в собранном виде, укомплектованными на МЗУ необходимыми опорными конструкциями.

У выключателя ВМГ-133 (вес без масла около 200 кг) проверяют:

1) совпадение по одной вертикальной оси цилиндра, контактного стержня и тяги;

2) исправность маслоуказателей, сообщаемость их с баками, отсутствие течи масла,

действие шариковых клапанов между рабочим цилиндром и расширительной камерой;

3) соответствие маркировки рамы и цилиндров;

4) размер входа стержня в розеточный контакт (40-45 мм); расстояние от стержня во включенном состоянии до дна розеточного контакта (25-30 мм);

5) размер входа в бак стержня (250 ± 5 мм);

6) расстояние между осями фаз (250 ± 5 мм);

7) ограничение поворота вала при отключении (упор среднего рычага в головку бойка масляного буфера) и при включении (упор в головку пружинного буфера – поворот вала на 54);

8) сжатие пружинного буфера при включении — зазор между шайбой буфера и его корпусом — в пределах 0,5-1,5 мм;

9) одновременность касания стержневых контактов с розеточными, для чего в схеме (рис. 3) необходимы три лампы;

10) правильность установки дугогасительных камер согласно замерам (рис. 5).

Рисунок 5 Элементы ревизии выключателя типа ВМГ

Необходимый зазор между камерой и розеточным контактом Г = А — (Б + В). Если проверяемый размер «Г» больше положенного, то уменьшают толщину фанерного кольца, если же зазор меньше, то между кольцом и опорным бакелитовым цилиндром 5 прокладывают контрольную шайбу. Для проверки зазора без разборки цилиндра можно применять специальный щуп. Иногда, в случае повреждения розеточного контакта, производят разборку цилиндров.

Соединение выключателя с рычажным приводом, например ПРБА (вес 33 кг), производится с применением тех же элементов, что и при монтаже разъединителей, но иных габаритов и более жестких. Так, например, тяга выполняется из газовой трубы диаметром 1 дюйм. Установка выключателя сводится к разметке и креплению рамы его по уровню и отвесу на конструкции (болты М-16). Сами же конструкции могут привариваться к каркасам стальных камер, иногда к закладным деталям или пристреливаться к строительной поверхности. Конструкции должны иметь достаточную жесткость (сталь угловая 50 х 50 х 5, 60 х 60 х 6 мм). В случае крепления рамы штырями длина вмазываемой части должна быть 100-150 мм.

Перед установкой прошедшего ревизию выключателя проверяют свободное вращение в подшипниках его вала, заливают буфер чистым трансформаторным маслом на 10 мм выше поршня, смазывают техническим вазелином пружины. Затем раму поднимают при помощи тали или специальной треноги и устанавливают на опорной поверхности по уровню и отвесу. На раме должны быть заранее закреплены цилиндры и подвижные токоведущие контакты, а стержни соединены при помощи фарфоровых тяг с рычагами. Иногда эту операцию производят после установки рамы.

Трансформаторное масло заливают в баки выключателя (цилиндры) через отверстия в них, для чего токоведущие стержни нужно поочередно вынимать. При последующем опускании стержня в цилиндр следят за изменением уровня масла в маслоуказателе.

Выпускаемые в настоящее время (вместо ВМГ-133) выключатели типа ВМП-10 (вес без масла 140-160 кг) имеют по сравнению с ВМГ-133 ряд эксплуатационных преимуществ. Они поставляются заводом-изготовителем с электромагнитным приводом типа ПЭ-11 (вес 55 кг); возможно соединение выключателя с пружинным приводом типа ППМ-10, рычажным-типа ПРБА, соленоидным — ПС-10:

Элементы ревизии таких выключателей в некоторой мере сходны с выполняемыми для ВМГ-133. Так же выверяется с помощью отвеса вертикальное положение рамы выключателя, проверяется зазор пружинного буфера (0,5-1,5 мм, рабочий ход 22-23 мм), наличие трансформаторного масла в масляном буфере (емкость 0,55 кг, масло должно покрывать поршень в отключенном положении выключателя), одновременность касания контактов (рис. 3, включаются три лампы).

Для проверки хода подвижных контактов (240-245 мм), входа в розеточный контакт (выключатели до 1000 А от 55 до 63 мм, до 1500 А — 56 ± 4 мм) предусматривается в имеющееся резьбовое отверстие на торце подвижного контакта (сверху) ввинтить до упора контрольный металлический стержень диаметром 6 мм и длиной около 400 мм с резьбой на конце М6. Проверяется также угол поворота вала (87± 2), недоход его до крайнего включенного положения (не менее 4 мм) и т. д. в соответствии с заводской инструкцией.

На рис. 6 показана установка выключателя ВМП-10 с приводом ПЭ-11. Монтаж выключателя выполняется так же, как и ВМГ-133.

Рисунок 6 Установка выключателя ВМП-10 с присоединением шин сваркой

Для удобства подсоединения алюминиевых шин на МЗУ к алюминиевым выводам выключателя привариваются алюминиевые контактные пластины 11 (60 х 6 мм) длиной 70-80 мм. На месте монтажа к этим пластинам подсоединяется путем сварки ошиновка 12. Следует отметить, что такое подсоединение возможно применять и к другим аппаратам, имеющим алюминиевые вводы, к трансформаторам тока типа ТПОЛА, проходным изоляторам, реакторам (РБА) и т. п. Так как выводы имеют антикоррозийное покрытие, то зачистка их напильником, наждачной шкуркой недопустима (делается очистка бензином, спиртом).

Испытание масляных выключателей производится после их полной сборки и регулировки в следующем объеме:

1.Делают сокращенный анализ масла для баковых выключателей и проверку электрической прочности для всех.

2.Замеряют сопротивление изоляции мегомметром на 2,5 кВ подвижных направляющих частей, выполненных из органических материалов. Сопротивление изоляции должно быть не ниже 1000 МОм при рабочем напряжении 3-10 кВ и соответственно 3000 МОм при напряжении 15 ± 150 кВ.

3.Испытывают повышенным напряжением изолирующие детали выключателя.

4.Проверяют действие механизма свободного расцепления привода и срабатывания его при пониженном напряжении (наименьшее напряжение действия катушек отключения не менее 0,35 Uном и надежной работы — не более 0,65 Uном.

Напряжение надежной работы контакторов включения должно быть не более 0,8 Uном; при этом же напряжении должно быть обеспечено надежное включение привода.

5.Испытывают выключатель многократными включениями и отключениями (3-5 операций) при напряжении в момент включения на зажимах привода 0,8; 0,9; 1,0 и 1,1 Uном. При невозможности получить 1,1 Uном можно ограничиться тем максимальным напряжением, которое будет в сети (существующее).

6.Замеряют сопротивление контактов постоянному току: общее — для всей контактной системы (фазы) и для каждой пары рабочих контактов выключателя. Если сопротивление больше, чем приведено в табл. 1, то необходимо произвести дополнительную регулировку и зачистку контактов.

Так же измеряют сопротивление обмоток включающих и отключающих катушек, которое должно соответствовать заводским данным.

7.Для выключателей на напряжение 35 кВ и выше измеряют собственное время включения и отключения, а также время полного хода траверсы. Полученные результаты не должны превышать данных ПУЭ или заводских, более чем на 10%.

Монтажным персоналом обычно производятся проверки по пунктам 1, 2, 3. Остальные проверки делает наладочная группа или специальные лаборатории энергоснабжающих организаций. Кроме того, для выключателей на 35 кВ и выше производится испытание вводов (сопротивления изоляции, тангенс угла диэлектрических потерь, проверка повышенным напряжением), оценка состояния внутрибаковой изоляции и дугогасительных устройств.