6.4. Секционные разъединители и групповые переключатели контактных сетей и их приводы
Разъединители контактных сетей участков постоянного тока 3,3 кВ электрифицированных железных дорог предназначены для включения и отключения находящихся под напряжением ненагруженных участков, разъединители с заземляющим ножом предназначены также для заземления отключенных участков.
Основной задачей разъединителей и переключателей секций является обеспечение надежной работы электрического статического размыкаемого (вставляемого или втычного) контакта. Процесс определяется нагревом элементов до допустимой температуры при заданных токах, что зависит главным образом от сопротивления их контактов. Для обеспечения приемлемых значений сопротивления при проектировании учитывают площадь, давление, чистоту поверхностей и число контактных элементов.
Для токов выше 1000 А обычно применяют разъединители рубящего типа. Их кинематическая схема содержит (рис. 6.8, а) основание с вертикальными изоляторами, один из которых прикреплен неподвижно, а другой — шарнирно и имеет кривошип с тягой, идущей к приводу. Верхние шапки изоляторов имеют губки и нож, дугогасящие рога и шлейфы, идущие к секциям контактной сети. При повороте изолятор вытягивает нож из губок, таким образом происходит отключение линии.
Технические данные разъединителей РКЖ завода ЭЛВО (г. Великие Луки) и РС, РКС Симферопольского электротехнического завода следующие. Номинальные токи и напряжения указываются в обозначении, например: 3,3 кВ/3000 А. Наибольшее рабочее напряжение 4 кВ. Предельные установившиеся токи короткого замыкания для РКЖ-3,3/1250; РКСЗ-3,3/3000 и РС-3000/3,3-П— 25 кА, а для РКЖ-, РКСЗ- 3/3000; РКС-3,3/4000; РС-3000/3,3-1 — 50 кА. Время протекания тока З с в главной цепи и 1 с в цепи заземления. Максимальный ток, отключаемый разъединителем с моторным приводом при индуктивности сети 300 мГн: типа РКЖ — 10 А, РКС — 30 А; при индуктивности 35 мГн: типа РКЖ—500 А, РКС — 2000 А. Этот же ток в аварийном режиме при индуктивности 35 мГн — 2000 А. Разъединители РКЖ З,3/1250,РКСЗ-3,3/3000 иРС-3000/3,3-П имеют заземляющие ножи.
Рис. 6.8. Схемы и конструкции разъединителей постоянного тока рубящего типа (а, г) и переменного тока поворотного типа (б, д) переключателей секций станций стыкования (в, е); 1 — опора; 2 — основание; 3 — изолятор; 4 — нож; 5 — губки; 6 — шлейф; 7 — тяга с кривошипом; 8 — дугогасящие рога; 9 — тяга антипараллелограмма; 10 — кулисный механизм
Разъединители повышенной надежности РС-4000/3.3 (рис. 6.8, г) и поворотного типа РЛНДЗ-1а-35 (рис. 6.8, б, д) состоят из подвижной и неподвижной частей, установленных на опорных изоляторах типа ОМВП-35/1000 и закрепленных на основании. Разъединители рассчитаны на работу в интервале температур окружающего воздуха от минус 40 до плюс 40 °С и допускают механическую нагрузку 200 Н на изоляторы в горизонтальной плоскости в направлении продольной оси разъединителя. Ножи главной токопроводящей части разъединителя выполнены из медной шины сечением 8x100 мм.
Расстояние между подвижными и неподвижными ножами в отключенном положении разъединителя должно быть не менее 100 мм. Контакт ножей осуществляется восемью парами ламелей, выполненных из медной шины сечением 3x20 мм на разъединителе типа РКС-3.3/4000 и шестью парами ламелей на разъединителях типа РКС-3,3/3000 и РКСЗ-3.3/3000. Зазоры регулируют изменением длины болтового соединения, перемещающего в хвостовую часть ламели.
Плотность контакта определяется усилием нажатия, которое обеспечивается и регулируется пружинами. Контактное нажатие проверяют шаблоном, перемещая его вдоль оси ламелей. При этом плотность контакта каждой ламели должна быть такой, чтобы при усилии 70—90 Н шаблон из медной шины сечением 8x20 мм для разъединителя РКС-3,3/ 4000 и 6x20 мм для РКС-3,3/3000 и РКСЗ-3,3/3000, вставленный в покрытый смазкой разъемный контакт, плавно выходил из него.
Дугогасительные рога разъединителей выполняют из контактного провода. Конструкция разъединителей рассчитана на присоединение медных и алюминиевых (через переходные зажимы) проводов сечением 95-120 мм2 до 8 штук с каждой стороны. Крутящий момент при затяжке болтов должен быть в пределах 90-100 Н-м.
Разъединители контактных сетей и ВЛ переменного тока наружной установки на напряжение 10—35 кВ предназначены для включения и отключения под напряжением обесточенных участков электрических цепей высокого напряжения, а также заземления отключенных участков при помощи заземляющих ножей.
Разъединители завода ЭЛВО (г. Великие Луки) серий РД, РИД, РНДЗ, РЛНД имеют кинематическую схему (рис. 6.8, б), содержащую основание с двумя втулками, в которые вставлены два вертикальных вала с установленными на них изоляторами. На верхних шапках изоляторов закреплены на одном нож, на другом губки и гибкие шлейфы, идущие к секциям контактных сетей, ДПР или ВЛ. У нижних шапок имеются кривошипы с тягой антипараллелограмма, обеспечивающие синхронный поворот подвижных изоляторов при вращении одного из них тягой, соединенной с приводом.
Технические данные разъединителей частично приводятся в их обозначениях. Так, буква Н обозначает разъединитель для наружной установки, Д — двухколонковый, 3 — с заземляющим ножом. Номинальное напряжение 35 кВ, ток 1000 А. Наибольшее рабочее напряжение разъединителя типа РД и РНДЗ35 — 40,5 кВ , РЛНД 10-12 кВ. Для этих же серий (по напряжению) предельный сквозной ток 63 и 25 кА, ток термической стойкости 25 и 10 кА. Расчетное время протекания тока термической стойкости по главным ножам 4 с (3 с у РД) и 1 с по заземляющим ножам.
Примеры обозначений разъединителей: однополюсных с заземляющим ножом для контактной сети — РНДЗ-16-35/1000; двухполюсных для ДПР — аналогичное; трехполюсных без заземляющих ножей — РНД-35/1000; трехполюсных с одним заземляющим ножом на 10 кВ и 400 А — РЛНД-1-10Б-400Н.
Переключатели секций станций стыкования (ПСС) предназначены для переключения рода тока в переключаемых секциях контактной сети постоянного и переменного тока без нагрузки. Кинематическая схема переключателя (см. рис. 6.8, е) выполнена в виде соединенного с фидером переключаемой секции горизонтального стержня-ножа, перемещаемого в направляющих до вхождения в левые или правые губки, подключенные к шлейфам подстанций постоянного или переменного тока. Перемещение осуществляется кулисой, тяга которой соединена с кривошипом электродвигателя привода.
Приводы для переключения разъединителей (рис. 6.9, а) подразделяются на ручные и телеуправляемые. Последние могут быть грузовыми, моторными (с асинхронным или коллекторным двигателем), содержащими червячную или винтовую передачу, а также редукторы с зубчатыми колесами. Приводы предназначены для ручного или дистанционного управления разъединителями.
Для дистанционного управления применяют грузовые приводы (рис. 6.9, б), кинематическая схема которых содержит барабан с храповым колесом. Чтобы запасти энергию, необходимо вручную вращать барабан, наматывая трос, к которому подвешены грузы. Разматыванию троса препятствует так называемый «ломающийся» рычаг, упирающийся в храповое колесо. Рычаг «ломается» при подаче напряжения на соленоид и колесо делает полповорота, включая или выключая разъединитель. Моторные приводы типа УМП и ПДЖ предназначены для оперирования разъединителями контактных сетей постоянного тока 3,3 кВ и переменного тока 27,5 кВ, а также ВЛ. Их кинематические схемы содержат (рис. 6.9, в, г) коллекторный электродвигатель, вращающий червячное колесо с кривошипом и тягой, идущей к разъединителю, или асинхронный двигатель с конденсатором, вращающий зубчатую передачу с кривошипом и тягой. Конструктивно эти узлы и концевые выключатели помещены в закрывающийся корпус (рис. 6.9, д, е, ж). Моторные приводы подключаются к специальным пультам управления АУП-4м. Приводы должны обеспечивать угол поворота 90—105° с крутящим моментом 265-390 Н-м и иметь время выполнения операций «Вкл.» и «Выкл.» не более 2,5 с. Мощность асинхронного двигателя 250 Вт 3000 об/мин (ПДЖ-01, ПДЖ-02, ПДЖ-32), коллекторного 180 Вт, 8500 об/мин (УМП-П, УМПЗ-П).
Приводы УМП и ПДЖ (см. рис. 6.9, д, е) и ПДЖ(см. рис. 6.9, ж) разработаны на Симферопольском электротехническом заводе и имеют червячную передачу и цилиндрический редуктор. Выпускает приводы также завод в Великих Луках. Каждый привод предназначен для конкретных разъединителей, например привод ПДЖ-01 -для РС-3000/3,3; РКС-3,3/3000 и 4000; РКЖ-3,3/3000 и 1250. Привод ПДЖ-02 — для РНД-35/1000; РД-35/1000(одно- и двухполюсные); РЛНД-10/630 (трехполюсные). Привод ПДЖ-32 для разъединителей с заземляющими ножами РНД-3-16-35/1000; РДЗ-1-35/1000 (одно- и двухполюсные); а также для РЛНД-1-10/400 и 630 (трехполюсные). Привод УМП-П для РС-300/3,3; РКС-3000/3,3 и 4000; РНД-10/400 и 35/1000; РКЖ-3,3/3000, а также для разъединителей с заземляющими ножами РНДЗ-16-35/1000 (на контактной сети); РНД-10/400 (на ВЛ); РКСЗ-3,3/3000; РКЖ-3,3/1250.
Приводы ПДЖ-32 и УМП-П имеют валы для управления заземляющими ножами вручную. На приводах ПДЖ при горизонтальном расположении главного вала (ПДЖ-01) на его конце устанавливается двуплечий рычаг, а при вертикальном расположении главного и заземляющего валов — полумуфта (ПДЖ-02, ПДЖ-32).
Приводы ручные типа ПР и ПРЖ предназначены для оперирования разъединителями контактной сети постоянного тока напряжением 3,3 кВ типа РС, РКС, РКЖ с поворотом ручки на 180° (из верхнего в нижнее положение). Приводы ПРНЗ и ПР-09 — для оперирования главными и заземляющими ножами разъединителей наружной установки переменного тока с поворотом на 90 и 105° соответственно.
Разъединитель типа РКСЗ-3.3/3000 рассчитан на управление двумя ручными приводами с механической блокировкой. Аналогично устроены приводы разъединителей линий автоблокировки.
Рис. 6.9. Классификация приводов разъединителей контактных сетей (а); их схемы (б, в, г) и конструкции (д, е, ж); 1 — тяга с кривошипом, 2 — грузы, 3 — храповик, 4 — «ломающийся» рычаг, 5 — соленоид, 6 — электродвигатель, 7 — редуктор, 8 — конденсатор
Конструктивно механизм помещен в корпус из трех проходных изоляторов (см. рис.6.8, е). Так, переключатель ПСС-1У2 смонтирован на сварной раме из стальных швеллеров и уголков, на которой установлен вертикальный пустотелый цилиндрический изолятор с закрепленными на нем двумя такими же горизонтально расположенными изоляторами с втычными контактами на торцах. Внутри горизонтальных изоляторов размещен подвижный нож, который перемещается вправо и влево электроприводом, тем самым выполняя переключение секций контактной сети на другой род тока.
Переключатель ПСС-2У2 — это модернизированный вариант переключателя ПСС-1У2, в котором применен стрелочный привод типа СП-6 (СП-3) с электродвигателем МСТ-0.3/190 переменного тока. Переключатель оснащен прибором регистрации токов коротких замыканий в переключаемых секциях контактной сети. Для этих целей на стенке каркаса переключателя под средним неподвижным изолятором установлена панель с двумя последовательно соединенными герконами, контакты которых выведены на разъемы переключателя. Герконы срабатывают при величине постоянного тока большем, чем расчетный минимальный ток короткого замыкания. Регистрирует срабатывание герконов сигнальное реле (блинкер), установленное на посту ЭЦ или пункте группировки.