Збірник лабораторних робіт

по дисципліні «Електропостачання залізниць та метрополітенів»

УДК 621.311 (075.8)

У навчальному посібнику докладно розглянуті конструкції й принципи роботи високовольтного електротехнічного обладнання, застосовуваного в електроустановках. Особлива увага приділена новим конструкціям електротехнічного обладнання.

Передмова

У лабораторії «Тягові та трансформаторні підстанції» представлені зразки основних типів сучасних апаратів і струмопроводів різних класів напруги.

Лабораторні роботи повинні закріпити знання, отримані при вивченні теоретичних розділів дисципліни «Електропостачання залізниць та метрополітенів» і дати основні відомості про конструктивні особливості апаратів і струмопроводів, застосовуваних в електроустановках різних класів напруги. Для полегшення засвоєння матеріалу у відведене навчальним планом час, у демонстраційному залі лабораторії електростанцій установлені зразки електроустаткування.

Обов'язковою умовою успішного виконання лабораторних робіт є домашня підготовка. На початку опису кожної лабораторної роботи сформульовані її мета й дані вказівки по домашній роботі.

По кожній лабораторній роботі студентами оформляються індивідуальні звіти, що включають виконані домашні завдання, а також відповіді на питання (за вказівкою викладача), наведені наприкінці описи кожної лабораторної роботи.

Наприкінці опису кожної лабораторної роботи наведені контрольні питання, на які повинні відповісти студенти при захисті.

ЗМІСТ

Передмова

1. Вимикачі високої напруги

1.1 Масляні вимикачі

1.2 Повітряні вимикачі

1.3 Електромагнітні вимикачі

1.4 Вакуумні вимикачі

2 Вимірювальні трансформатори струму

3 Вимірювальні трансформатори напруги

4 Шинні конструкції й ізолятори розподільних

пристроїв

4.1 Шинні конструкції розподільних пристроїв

4.2 Ізолятори розподільних пристроїв

5 Роз'єднувачі, віддільники й короткозамикачі

5.1 Роз'єднувачі

5.2 Короткозамикачі й віддільники

Література

1 Вимикачі високої напруги

Ціль роботи: вивчити призначення, принципи дії й конструкції масляних, повітряних, електромагнітних і вакуумних вимикачів високої напруги, застосовуваних у закритих, відкритих і комплектних розподільних пристроях електроустановок.

1.1 Масляні вимикачі Загальні відомості

Вимикач - це комутаційний апарат, призначений для включення й відключення електричного кола в різних режимах: тривале навантаження, перевантаження, коротке замикання (КЗ), холостий хід, несинхронна робота.

Основними конструктивними частинами вимикача є: корпус, ізоляційна конструкція, приводний механізм, струмоведучі частини, контактна система (рухомі й нерухливі контакти) з дугогасильним пристроєм (ДУ) або, за рідкісним винятком, без такого (вимикач із відкритою дугою).

У масляному вимикачі (МВ) контакти замикаються й розмикаються в ізоляційному (трансформаторному) маслі, що внаслідок високої температури електричної дуги між контактами (до 18000 К у стовбурі дуги) випаровується й розкладається на гази (1 г масла дає приблизно 1500 див³ газів).

Приблизно половину (по обсязі) середовища, у якій відбувається електричний розряд у вигляді дуги, становлять пари масла, а іншу частину - водень (до 70%), ацетилен (близько 17%), метан (9%) і інші газоподібні вуглеводні. Гази через відсутність кисню в маслі не горять. Водень має найбільшу теплопровідність із всіх газів, що визначає його високу охолоджувальну здатність і значною мірою пояснює гарну дугогасящу здатність масла.

З метою полегшення гасіння дуги у МВ деяких серій використовується багаторазовий розрив електричного кола. Це приводить до зменшення потужності дуги й прискоренню її гасіння.

Для поліпшення роботи МВ часто застосовують спеціальні ДК (гасительные камери). Тиск у гасильних камерах при відключенні струму КЗ може досягати 3-8 Мпа.

За принципом дії ДК розділяються на дві основні групи:

• с автодутєм, у яких високий тиск і більша швидкість руху пар масла й газів у зоні дуги створюються за рахунок енергії дуги;

• с примусовим масляним дуттям, у яких масло в зону дуги нагнітається за допомогою спеціальних гідравлічних пристроїв.

Найбільш ефективн і простими є ДК першої групи.

Розрізняють наступні типи ДК з автодутєм:

• проста гасительная камера, у якій газомасляне дуття відбувається тільки після виходу рухливого контакту з отвору в нижній частині камери;

• ДУ із примусовим газомасляним дуттям ще до виходу рухливого контакту з ДУ, у яких використовується спрямоване поздовжнє, поперечне або зустрічно-поперечне дуття.

На малюнку 1.1 показані різні ДУ масляних вимикачів з автодутєм (проста дугогасительна камера, камера поздовжнього дуття, камера поперечного дуття).

а - проста дугогасильна камера; б - камера поздовжнього дуття;

в - камера поперечного дуття