книги / Электрические аппараты

вит на ролик 5 и поворачивает рычаг 2 и звенья 3, 7 в положения, ука­ занные на рис. 18.12,6 и в. При этом звено 12 и центр Ot остаются не­ подвижными

Во включеном положении (рис. 18.12, г) ось 02 через ролик 5 опи­ рается на защелку 4. Почти весь момент, развиваемый пружинами вы­ ключателя, уравновешивается реакцией защелки 4, действующей па ось 02. Лишь небольшое усилие передается на центр Оь

При подаче напряжения на электромагнит отключения 9 его шток выводит звенья 10 и 11 из положения, «заваленного» за мертвую точку, и центр О, становится подвижным — механизм получает вторую сте­ пень свободы. Под действием пружин выключателя ось 02 соскальзыва­ ет с защелки 4, и происходит отключение выключателя (рис. 18.12,6). В конце отключения все рычаги с помощью специальных пружин воз­ вращаются в положение, показанное на рис. 18.12, а.

Механизм позволяет произвести отключение выключателя не только при полностью включенном положении, но и практически при любом промежуточном. Для уменьшения габаритных размеров электромагни­ тов плотность тока в обмотках достигает 50 А/мм2. Поэтому схема уп­ равления автоматически отключает электромагниты в конце включения и отключения.

При включении на существующее КЗ привод должен включить вы­ ключатель только 1 раз, так как при следующих друг за другом вклю­ чениях ДУ оказывается неподготовленным к отключению тока КЗ. По­ этому предусматривается механическая блокировка против многократ­ ного включения. Если после выключения остается поданным сигнал на включение, включающий электромагнит срабатывает. Но в этот момент ролик 5 не опирается на шток 6, механизм привода не сложился еще для включения. Поэтому электромагнит включается вхолостую (рис. 18.12, е).

Привод обеспечивает нормальную работу при напряжении на вклю­ чающем электромагните в пределах 80—110, а для отключающего элек­ тромагнита 65—120 % номинального значения.

Выбор привода и оценка его работоспособности проводятся для наиболее тяжелых режимов эксплуатации. При расчетах рассматрива­ ется случай включения на КЗ при пониженном напряжении на электро­ магнитах и максимальной температуре окружающей среды (сопротив­ ление обмоток максимально). Электромагнитные приводы характеризу­ ются простотой конструкции и эксплуатации, высокой надежностью, согласованностью характеристик привода и противодействующих сил выключателя. Недостатками этих приводов являются большое время включения (для мощных выключателей до 1 с), большое потребление энергии, необходимость мощных аккумуляторных батарей для пи­ тания электромагнитов. Питающие кабели должны иметь значительное

ваемого включающими пружинами к концу хода, вследствие уменьше­ ния их деформации. Для уменьшения такого эффекта начальная избы­ точная энергия пружин преобразуется в кинетическую энергию специ­ ального груза. К концу включения, когда скорость падает, энергия, на­ копленная в грузе, передается механизму выключателя.

Широко распространен универсальный пружинно-грузовой привод ПП-67 (рис. 18.13). Включающие пружины 1 растягиваются с помощью электродвигателя 3, редуктора 2 и зубчатой передачи б. Пружины сое­ диняются с валом привода через систему рычагов 4 и 5, которые позво­ ляют получить необходимый момент, несмотря на уменьшение силы пружин к концу хода. При взведении привода секторообразный груз 7 поворачивается на 180° в верхнее положение. При включении груз со­ здает дополнительный вращающий момент, который достигает наиболь­ шего значения после поворота вала примерно на 90°.

Пружинные приводы позволяют осуществить цикл АПВ. После включения выключателя автоматически производится взведение вклю­ чающих пружин и привод подготавливается к повторному включению. Время включения выключателя с таким приводом составляет 0,2—0,35 с.

Привод снабжен электромагнитными элементами защиты, которые реагируют либо на ток, либо на напряжение. Эти элементы воздейству­ ют на расцепляющее устройство механизма привода.

Пружинный привод не требует мощной аккумуляторной батареи и связанных с ней затрат, что является его преимуществом по сравне­ нию с электромагнитным приводом. По сравнению с пневматическим и гидропневматическим пружинный привод более прост по конструкции.

Рис. 18.14. Пневматический привод масляного вы­ ключателя

В нем отсутствуют резервуары со сжатым воздухом или газом, компрес­ соры, сложная пневматическая или гидравлическая системы управ­ ления.

Благодаря этим преимуществам можно ожидать широкого распро­ странения пружинных приводов в маломасляных выключателях на на­ пряжения вплоть до 500 кВ. Необходимая зависимость тягового усилия от хода контактов может быть получена применением кулачкового ме­ ханизма и специальных маховиков, позволяющих более полно использо­ вать энергию включающих пружин.

е) Пневматические приводы. На рис. 18.14 показан пневматический привод для мощных баковых выключателей напряжением 220 кВ.

При открлтии клапана 1 сжатый воздух при давлении 0,8—1 МПа

воздействует на поршень 2. Шток поршня 3 через ролик 5 производит включение выключателя. После включения полость под поршнем сооб­ щается с атмосферой, и он возвращается в начальное положение под действием пружины 4.

Пневмопривод широко применяется для маломасляных выключате­ лей. Бак со сжатым воздухом и привод встраиваются в конструкцию выключателя. Сжатый воздух подводится от централизованной комп­ рессорной установки.

Рис 18.15. Пневмогидравлический привод

Пневматический привод имеет ряд преимуществ перед электромаг­ нитным: высокое быстродействие (время включения 0,25 с для мощных выключателей), отсутствие мощных аккумуляторных батарей и др. В настоящее время пневмоприводы начинают использоваться для вклю­ чения разъединителей и других аппаратов. Для надежной работы при­ вода необходимы очистка и сушка воздуха [18 2].

ж) Пневмогидравлический привод. В пневмогидравлическом приво­ де (рис. 18.15) аккумулирование энергии, необходимой для включения, осуществляется за счет сжатия газа под большим давлением. Для исключения утечки и растворения газ заключен в эластичном резиновом баллоне, размещенном в стальном сосуде 1. Обычно в пневмогидравлических приводах используется азот.

При работе насоса 3 масло нагнетается в сосуд / и резиновый бал­

лон 6 с азотом сжимается. Давление доводится до номинального зна­ чения 15 МПа, после чего насос 3 останавливается.

Управление приводом осуществляется с помощью золотникового клапана 5, который приводится в действие электромагнитом 7. При левом положении клапана (рис. 18.15, а) масло подается на верхнюю поверхность поршня. Нижняя поверхность поршня сообщается с мас­ лом, находящимся под атмосферным давлением в резервуаре 2. При переходе золотника в правое положение (рис. 18.15,6) масло под дав­ лением будет подано на нижнюю поверхность поршня, поршень переместится вверх, и произойдет включение выключателя. Масло из верхней части цилиндра свободно перетекает в резервуар 2.

Привод применяется и в маломасляных выключателях. В этом слу­ чае главный цилиндр 4, связанный с контактным механизмом, находит­ ся под высоким потенциалом. Управление осуществляется с помощью двух маслопроводов, связывающих главный цилиндр с остальной частью привода. Такая система позволяет отказаться от рычажной передачи, значительно облегчить подвижную часть выключателя, а следовательно, уменьшить необходимое усилие отключающих пружин. Для наладоч­ ных работ с выключателями используется ручной насос 8.

Нормальная работа пневмогидравлического привода возможна, если вязкость жидкости не меняется с температурой.

Пневмогидравлический привод обладает высоким быстродействием, большой надежностью, удобством в эксплуатации. По своим характе­ ристикам он превосходит пневматический привод. Пневмогидравличес­ кий привод найдет применение для мощных выключателей с напряже­ нием 110 кВ и выше.

18.5. ВОЗДУШНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

а) Выключатель с открытым отделителем. На рис. 18.16 упрощен­ но показан воздушный выключатель типа ВВП-35 для электротермичес­ ких установок. Параметры выключателя: номинальное напряжение 35 кВ, номинальный ток 1250 А номинальный ток отключения 20 кА, время отключения 0,08 с, номинальное давление 2 МПа. Особенностью вы­ ключателя является возможность многократной коммутации номиналь­ ного тока. Принципиальной особенностью ВВП-35 является наличие отделителя 1, включенного последовательно с ДУ 3. В ДУ продольного дутья ток отключения зависит от отношения l/d, где I— расстояние между контактами, d — диаметр сопла ДУ. Для одностороннего сопла наибольшее значение тока отключения достигается при Ud=0,33. Диа­ метр сопла d определяется значением тока отключения. После отклю­ чения обычно в ДУ устанавливается атмосферное давление и расстоя­ ние 1=0,33 d может пробиваться восстанавливающимся напряжением. Поэтому последовательно с ДУ включается отделитель, назначение ко-

Рис. 18 16. Выключатель типа ВВП-35

Рис. 18 17. Дугогасительное устройство выключателя ВВП-35

торого создавать надежный изоляционный промежуток после гашения дуги и смыкания контактов ДУ. При отключении сначала расходятся контакты в ДУ и дуга гаснет, затем расходятся контакты разъедините­ ля. После этого подача сжатого воздуха в ДУ прекращается и контакты ДУ смыкаются. Включение выключателя производится замыканием контактов отделителя 1 и 2. Работа узлов выключателя описывается ниже.

Сжатый воздух находится в стальном баке 4. На стеклоэпоксидной трубе 5 расположено ДУ 3. Цепь высокого напряжения присоединяет­ ся к выводам 9 и 7. Последовательно с ДУ включены контакты 1, 2. Неподвижный контакт отделителя 2 укреплен на стеклопластиковом

цилиндре 8. Привод ножа отделителя осуществляется через изоляцион­ ную штангу 6. Для ограничения перенапряжений, возникающих при отключении ненагруженных трансформаторов, дуговой промежуток шунтирован нелинейным резистором 16. При отключении электромагнит воздействует на пусковой клапан 18 и сообщает с атмосферой полость справа от поршня 10. Под действием сжатого воздуха поршень 10 пере­ мещается вправо вниз и открывает главный клапан И. Сжатый воздух из бака 4 поступает по трубе 5 в ДУ. В ДУ (рис. 18.17) под действием сжатого воздуха поршень 12 вместе с'подвижным трубчатым контак­ том 13 поднимается вверх. Дуга между контактами 13 и 14 интенсивно охлаждается сжатым воздухом. Предельная длина дуги ограничивается электродом 15. Длительность горения дуги составляет 0,5—1,5 полупериода.

Во время работы ДУ сжатый воздух подается в привод отделителя. После погасания дуги привод переводит нож отделителя 1 в положе­ ние, обозначенное пунктиром. После отключения клапан 11 закрывается и под действием пружины 17 контакты ДУ замыкаются. Для включения выключателя изменяется направление потока сжатого воздуха, посту­ пающего в привод отделителя, благодаря чему нож 1 и контакт 2 замы­ каются. Из-за невысокой надежности отделителей такие выключатели не применяются в открытых распределительных устройствах (ОРУ). В ОРУ применяются выключатели с газонаполненным отделителем (се­ рии ВВН), в которых контакты отделителя защищены от воздействия окружающей среды. В электротермических установках на напряжение ПО и 220 кВ используются выключатели серии ВВБ.

являются воздухопроводом. Сжатый воздух в камеры 4 подается кла­ паном 6. Каждый полюс имеет восемь дугогасительных камер продоль­ ного дутья, включенных последовательно. Воздухонаполненный отдели­ тель состоит из шести дугогасительных элементов 7, шунтированных конденсаторами 8.

Процесс отключения протекает следующим образом: вначале откры­ вается клапан 6, камеры 4 разводят контакты и отключают ток КЗ. Затем открывается клапан 9, расходятся контакты камер отделителя 7 и разрывается ток шунтов. Во все время отключенного состояния вы­ ключателя отделитель находится под давлением 2 МПа. Эта конструк­ ция более надежна, чем конструкция с открытым отделителем, так как здесь отделитель защищен от действия окружающей среды. Крупным недостатком выключателя является длительное нахождение фарфоро-

вых изоляторов ДУ отделителя под давлением в отключенном положе­