4 Разъединители, отделители и короткозамыкатели

Назначение

Разъединители служат для включения и отключения цепи высокого напряжения либо при токах, значительно меньших номинальных, либо в случаях, когда отключается номинальный ток, но напряжение на контактах аппарата недостаточно для образования дуги.

В первом случае разъединители применяются, как пра­вило, для отсоединения от напряжения высоковольтного оборудования перед ревизией или ремонтом, для создания видимого разрыва.

Для безаварийной работы ток в цепи сначала отключается выключателем, и только потом размыкаются контакты разъединителей.

Для удешевления и упрощения схем коммутации разъединители используются для отключения небольших токов (токов холостого хода трансформаторов, зарядных токов воздушных и кабельных линий).

В ряде случаев разъединителями можно пользоваться для перевода нагрузки между параллельными ветвями.

К разъединителям предъявляются следующие требова­ния:

1. Контактная система должна надежно пропускать но­минальный ток сколь угодно длительное время. Контактная система должна иметь необходимую динамиче­скую и термическую стойкость.

2. Разъединитель и механизм его привода должны на­дежно удерживаться во включенном положении при проте­кании тока КЗ. В отключенном положении подвижный кон­такт должен быть надежно фиксирован.

3. В связи с особой ролью разъединителя как аппарата безопасности промежуток между разомкнутыми контакта­ми должен иметь повышенную электрическую прочность.

4. Привод разъединителя целесообразно блокировать с выключателем. Операции с разъединителем должны быть возможны, только когда выключатель отключен.

Особенности конструкции разъединителей

Для внутренних установок, не подверженных воздействию атмо­сферы и с напряжением, как правило, не выше 20 кВ, наиболее широко распространены рубящие разъединители с движением подвижного кон­такта (ножа) в вертикальной плоскости.

Для получения электродинамической стойкости контактов необхо­димо соответствующее контактное нажатие. С ростом тока контактное нажатие и усилие, необходимое для включения, возрастают. С этой целью применяют сдвоенные ножи и электромагнитные замки.

Для повышения электродинамической стойкости контактов разъ­единителей широко используются электродинамические силы, возника­ющие в токоведущих элементах.

Подвижный контакт выполнен в виде двух параллельных шин. При КЗ электродинамическая сила прижимает шины к стойкам не­подвижного контакта. При номинальном токе контактное нажатие создается пружинами.

Для наружной установки широко используются разъединители по­воротного типа РНД. На раме смонтированы неподвижные и подвижные изоляторы. С подвиж­ным изолятором связаны контакты разъединителя в виде ножей, вращающихся в горизонтальной плоскости. При необходимости правый нож в положе­нии «отключено» может быть заземлен с помощью заземляющего ножа. Благодаря механической блокировке заземление воз­можно только при отключенном положении ножей. Разъединители такого типа применяются при напряжении до 750 кВ.

Следует отметить, что площадь открытого распредустройства (ОРУ) в значительной степени определяется площадью, занимаемой разъединителями.

Отделители и короткозамыкатели

Назначение и принцип действия

Использование высоковольтных подстанций без выключателей позволяло уде­шевить и упростить оборудование при сохранении высокой надежности. Для замены выключателей на стороне высоко­го напряжения использовались короткозамыкатели и отдели­тели.

Короткозамыкатель – это быстродействующий контакт­ный аппарат, с помощью которого по сигналу релейной за­щиты создается искусственное КЗ сети.

Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи коман­ды на его привод. Если в обычном разъединителе скорость отключения мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5—1 с.

Схема с использованием отделителей и короткозамыкателей работает так: при возникновении не нормального режима на линии (чаще трансформаторе) после отделителя, по команде релейной защиты, замыкаются короткозамыкатели. Возникает ток короткого замыкания, который вызывает срабатывание РЗА на вышестоящем выключателе, выключатель отключается. В этот момент, по факту исчезновения тока через короткозамыкатель отключается отделитель и короткозамыкатель. Линия остается без напряжения.

Конструкция короткозамыкателей и отделителей.

На стальной коробке установлен опорный изолятор. Вверху опорного изолятора расположен неподвижный контакт, находящийся под высо­ким напряжением. Подвижный заземленный контакт – нож укреп­лен на валу привода короткозамыкателя. Основание изолировано от земли и присоединяется к одному концу первичной обмотки трансфор­матора тока, второй конец которой заземлен. На вал действует пружина привода, которая заводится в отключенном состоя­нии. Для включения подается команда на электромагнит привода, ко­торый освобождает защелку механизма. Под действием пружины нож перемещается в вертикальной плоскости вверх и заземляет контакт. Время включения такого короткозамыкателя 0,15-0,25 с.

В основу конструкции отделителя положен двухколонковый разъединитель с вращением ножей в гори­зонтальной плоскости. Приведение в движение колонок осуществляет­ся пружинным приводом с электромагнитным управлением. Во включенном положении пружины привода заведены. При подаче команды пружина освобождается и контакты расходятся за время 0,4—0,5 с.

Элегазовый короткозамыкатель. В фарфоровом цилиндре установлены контакты. Давление элегаза в цилиндре составляет 0,3 МПа. Стальной сильфон обеспе­чивает герметизацию полости цилиндра. Расстояние между контакта­ми 85—110 мм. Время срабатывания в 4—5 раз меньше, чем у короткозамыкателей открытого типа. Короткозамыкатель за­щищен от климатических воздействий окружающей среды.

Выбор разъединителей короткозамыкателей и отделителей

Номинальное напряжение разъединителя должно соответствовать номинальному напряжению высоковольтной сети.

Наибольшее рабочее напряжение:

Наибольший длительный ток нагрузки потребителя не должен превышать номинальное значение длительного тока разъединителя.

Ударный ток КЗ в месте установки разъединителя не должен превышать допустимую амплитуду ударного тока КЗ разъединителя.

Ток термической стойкости в течение времени, га­рантированный заводом-изготовителем, и ток КЗ, проте­кающий через разъединитель в течение времени, долж­ны быть связаны соотношением:

Внешние условия работы разъединителя должны соот­ветствовать реальным условиям эксплуатации аппарата (скорость ветра, температура, гололед).