Мета роботи – ознайомлення з призначенням і конструкцією основних комутаційних апаратів з номінальною напругою вище 1 кВ.
У результаті проведення роботи студент повинен знати: призначення, конструкцію та область застосування контактних комутаційних апаратів з номінальною напругою вище 1 кВ;
Уміти: класифікувати електричні апарати, виконувати операції вмикання і вимикання вимикачів, вимикачів навантаження та роз’єднувачів.
Зміст роботи
Роз'єднувачі для внутрішньої установки розміщуютья на стіні чи на металевій конструкції. Рама роз'єднувача заземлюється.При наявності на роз'єднувачі заземлючих ножів, передбачається механічне блокування, яке не допускає вмикання ножів, що заземлюють, при увімкних робочих ножах і навпаки.
Роз'єднувачі для зовнішньої установки розміщаються на спеціальних металевих чи залізобетонних конструкціях. На напругу 35 кВ і вище роз'єднувачі виконуються у виді трьох окремих полюсів, що на місці установки з'єднуються трубчастими тягами чи валами в один трьохполюсний апарат, керований одним приводом. Роз'єднувачі – це неавтоматичні комутаційні апарати, тому приводи їх неавтоматичні - безпосередні, або дистанційні.
Розрізняють ручні, електричні і пневматичні приводи роз'єднувачів. Застосування електропривідних і пневматичних приводів дає можливість здійснювати дистанційне керування роз'єднувачами.
Ручні приводи підрозділяються на важельні, штурвальні і черв'ячні. Важельні найбільш прості по своїй конструкції і широко застосовуються для керування роз'єднувачами.
На рис.6.1 зображений привід типу ПР-2, призначений для керування роз'єднувачами для внутрішньої установки на 6...10 кВ, 400...600 А. Привід виконують у двох варіантах; I) для приєднання тяги від роз'єднувача до заднього підшипника (рис.6.1,а); 2) для приєднання тяги від роз'єднувача до лицьової сторони (рис.6.1,б). Привід, виконаний по першому варіанту, складається з переднього комплектного підшипника 6 з рукояткою 3 і заднього комплектного підшипника 8 із сектором 2 і важелем I. Для зручності проведення операцій на кінець рукоятки привода нагвинчується пластмасова кулька. При монтажі передній комплектний підшипник встановлюється в коридорі (чи на пункті керування), а задній - на іншій стороні стінки (усередині розподільного пристрою). Обидва підшипники скріплюються за допомогою шпильок 7 і гайок. Протилежний кінець рукоятки 3 зв'язується із сектором 2 за допомогою шатуна 9. З'єднання привода з роз'єднувачем здійснюється газовою трубою діаметром 20 мм із двома вилками на кінцях (показано пунктиром на рис. 6.1,б). Отвори в секторі 2 допускають підбір потрібного положення важеля I заднього підшипника.
Короткозамикачі і віддільники
Для спрощення системи захисту та зменшення вартості електропостачання на підстанціях, що живляться від магістральних ліній 35…220 кВ, замість високовольтних вимикачів часто встановлюють комплект із короткозамикачів та віддільників (рисунок 12.10).
Рисунок 12.10 – Короткозамикач (а) та віддільник (б)
Конструкція віддільників напругою 35, 110 кВ (рисунок 12.10, б) подібна до конструкції двоколодкових роз’єднувачів зовнішнього встановлення. Замикається віддільник ручним приводом. Відключатися може ручним приводом або автоматично за допомогою електромагніту, який звільняє заскочку, що втримує заведену пружину відключення. Віддільник може комплектуватися заземлюючими ножами.
Короткозамикач на напругу 35, 110 кВ представляє собою роз’єднувач із розташованими вертикально ножами (рисунок 12.10, а). На напругу 35 кВ застосовують два полюси короткозамикача, а на напругу 110 кВ і вище – один. Відключають короткозамикач за допомогою ручного приводу. Вмикання короткозамикача відбувається автоматично за допомогою електромагніту, який звільняє заскочку, що утримує заведену пружину включення.
Віддільники: ОД-35/630; ОДЗ-1-35/630; ОД-110/1000; ОДЗ-1-110/1000.
Випускають короткозамикачі: КЗ-35Т1; КРН-35; КЗ-110; КЗ-110Б.
Плавкі запобіжники високої напруги
Рисунок 11.5 – Плавкий запобіжник типу ПКТ (ПК): а – на струм до 7.5А; б – на струм 10…400 А; в – запобіжник ПКТ у зібраному вигляд
В сільських електричних мережах на напругу вище 1 кВ застосовують запобіжники ПКТ (ПК), ПКН (ПКТ), ПКНУ, ПВТ (ПС, ПСН) та ін.
Найбільш поширені запобіжники ПКТ-10 на напругу 10 кВ, які встановлюють на стороні вищої напруги сільських трансформаторних
підстанцій 10/0,4 кВ. Патрон 3 запобіжника (рисунок 11.5) виготовляють із фарфорової трубки із латунними ковпачками 2 та кришками 1, яка заповнена кварцовим піском 5. Плавкі вставки виготовляють із посрібленого мідного дроту, які намотані на ребристе керамічне осердя (на струм до 7,5 А). При струмах 10…400 А встановлюють паралельно декілька спіральних вставок. На плавких вставках застосовують металургійний ефект.
Про спрацювання сигналізує покажчик 6, який викидається пружиною 7. В нормальному стані покажчик утримується стальною вставкою, яка перегоряє вслід за робочими.
Для захисту вимірювальних трансформаторів напруги випускаються запобіжники типу ПКН (ПКТ). На відміну від запобіжника ПКТ (ПК) їх плавка вставка виготовляється із константанового дроту який намотаний на керамічне осердя.
Завдяки високому опору і малому перерізу плавкої вставки забезпечується значний ефект обмеження струму к.з.
Запобіжники ПКН мають менші габарити в порівнянні із ПКТ і не мають покажчика спрацювання.
Вимикач навантаження
Розглянемо, з чого складається вимикач навантаження на прикладі пристрою комутаційного апарату типу ВНР-10/400
Підстава (рама).
2. Опорний ізолятор.
3. Тримачі з контактами.
4. Рухомий робочий ніж.
5. Камера гасіння дуги.
6. Нерухомий верхній контакт.
7. Ізолювальна тяга.
8. Важіль.
9. Гнучка зв'язок.
10. Ніж заземлення.
11. Вал заземлення.
12.Тяга блокувального пристрою.
13. Пружини.
14. Гумові прокладки.
15. Вал робочих ножів.
Конструктивно даний комутаційний апарат схожий з роз'єднувачем. Головна відмінність роз'єднувача від ВН - наявність у останнього дугогасительного пристрою і приводу, що забезпечує більш швидке виконання операцій.
Принцип дії вимикача навантаження наступний. При включеному положенні рухливі контакти знаходяться в дугогасительной камері. У нижній частині дугогасительного пристрої розташовані додаткові дугогасящие контакти. При виконанні операції відключення спочатку розмикаються основні контакти, а потім дугогасильні. Новоутворена в процесі розриву контактів електрична дуга потрапляє в дугогасительную камеру, де нагріває до високої температури оргскло, яке в свою чергу виділяє велику кількість газів. Ці гази потужним потоком вириваються з дугогасильні камери, ніж гасять виниклу електричну дугу за кілька мілісекунд.
Вимикачі високої напруги
На напруги 35-220 кВ застосовуються в основному бакові вимикачі. Маломаслянимівимикачами є основними на напругу до 10 кВ. І це положення збережеться надовго, особливо якщо будуть підвищені їх номінальні струми до 4 кА, а відключається струм - до 40 - 50 кА. Починають все більш широко застосовуватися маломаслянимівимикачами в зовнішніх установках на 110 і 220 кВ за умови їх достатньої відключає здібності (серія ВМТ).
Переваги масляних вимикачів - відносна простота конструкції, велика відключає здатність і незалежність від атмосферних явищ. Недоліком, особливо бакових вимикачів, є наявність великої кількості масла, що призводить до великих габаритах і масам як самих вимикачів, так і розподільних пристроїв, підвищеної пожежо-і вибухонебезпечності необхідності спеціального масляного господарства.
Вимикачі масляні бакові. Ці вимикачі на напругу до 20 кВ і відносно малі струми відключення виконуються здебільшого однобаковимі (три полюси в одному баку), на напругу 35 кВ і вище - трехбаковимі (кожна фаза в окремому баку) із загальним або індивідуальними приводами. Вимикачі можуть забезпечуватися електромагнітними або пневматичними приводами і працюють з автоматичним повторним включенням (АПВ).
Основою конструкції вимикача (рис. 1-1) є бак циліндричної або еліпсоїдальної форми, всередині якого і на ньому монтуються контактна і дугогасильні системи, вводи та привід. Бак заливається до певного рівня трансформаторним маслом. Між поверхнею масла і кришкою бака повинен залишитися деякий вільний об'єм (зазвичай 20 - 30% об'єму бака) - повітряне буферна подушка, сполучена з навколишнім простором через газовідвідну трубку. Повітряна подушка знижує тиск, що передається на стінки бака при відключенні, виключає викид масла з бака і оберігає вимикач від вибуху при надмірному тиску.
Висота рівня масла над місцем розриву контактів повинна бути такою, щоб виключити викид в повітряну подушку гарячих газів, що виділяються при відключенні внаслідок розкладу масла. Прорив цих газів може за певних їх співвідношеннях призвести до утворення вибухової суміші (гримучого газу) і вибуху вимикача. Висота рівня масла над місцем розриву контактів визначається номінальними напругами і струмом відключення і може становити від 300-600 мм у вимикачах на напругу 6-10 кВ і до 2500 мм у вимикачах на напругу 220 кВ.
Рис. 1-1. Полюс масляного бакового вимикача на 220 кВ
1 - бак; 2 - дугогасильні камери 'з нерухомими контактами і шунтувальним резистором; 3 - ізоляція бака; 4 - введення; 5 - приводний механізм; 6 - трансформатор струму; 7 - направляючий пристрій; 8 - шунтирующий резистор; 9 - ізоляційна тяга; 10 - траверса з рухомими контактами; II - положення траверси після відключення
Висновок: Ознайомлені с конструкцією та призначенням апаратів з номінальною напругою вище 1КВ. У ході роботи отримали навички класифікувати електричній апарати напругою більше 1 КВ,та робити операції вмикання та відключення вимикачів навантаження та роз`єднувачів.