Раздаточный материал СЭС ГиПП ЗО 2017 / Конспект лекций / Справочник гор сети

Таблица 4.4

Разъединители наружной установки

Разъединители применяются в электроустановках, как правило, совместно с предохранителями, которые отключают токи к.з.

4.1.3. Выключатели нагрузки

Выключатель нагрузки представляет собой трехполюсный коммутационный аппарат переменного тока напряжением свыше 1 кВ.

Выключатель нагрузки (рис. 4.3) конструктивно, по сути, является обычным разъединителем (см. раздел 4.1.2), оснащенным простейшей дугогасительной камерой. Выключатели нагрузки используют в сетях напряжением 6, 10 кВ в тех случаях, когда применение дорогих силовых выключателей оказывается неэкономичным. Тогда выключатели нагрузки осуществляют функции разъединителя, отключают рабочие токи, а токи

51

короткого замыкания в свою очередь отключают предохранители, которые устанавливают вместе с выключателями нагрузки.

Гашение дуги выполняется весьма разнообразными способами: коммутации в воздухе, вакууме, элегазе, трансформаторном масле и т. п.

Наиболее часто в сетях применяются выключатели нагрузки, гашение дуги в которых основано на принципе автогазового дутья.

Конструктивно такие аппараты повторяют разъединители рубящего типа, принципиально отличаясь от них наличием, кроме основных, дугогасительных контактов, а также дугогасительных камер.

В конструкцию дугогасительной камеры выключателя нагрузки входят две пластмассовые щеки со сменными вкладышами внутри, изготовленными из оргстекла и образующими узкую щель, в которой движется дугогасительный контакт. Коммутация «отключения» производится отключающими пружинами, при этом между дугогасительными контактами образуется электрическая дуга, вызывающая интенсивное газовыделение из стенок вкладышей и соответственно рост давления в камере. Путь выхода газов, а именно через щель между контактами и стенками камеры, проходит через область горения дуги, при этом газы создают продольное обдувание и тем самым гашение электрической дуги. Дугогасительные камеры выключателя нагрузки имеют высокую степень износа.

При отключении сначала размыкаются основные рабочие контакты, а затем дугогасительные, при включении этот процесс происходит наоборот, при этом в отключенном состоянии подвижный контакт образует достаточно большой видимый разрыв. На выключатели нагрузки могут монтироваться стационарные заземляющие ножи, с механической блокировкой для предотвращения ошибочных действий по включению аппарата.

Выключатели нагрузки могут быть оснащены ручными, электромагнитными или пневматическими приводами.

52

Выключатели нагрузки устанавливаются в электроустановках совместно с предохранителями, которые отключают токи короткого замыкания.

Условия выбора выключателей нагрузки:по номинальному напряжению

U н.ап =U н.с ;

по номинальному току

Iн.ап Iр.

Выключатели нагрузки проверяются:на коммутационную способность:

Iн.откл Iп0 ;

электродинамическую стойкость

iдин iу;

термическую стойкость

I2тt т Вк.

Структура условного обозначения выключателя нагрузки:

53

*Информация о производителях электрооборудования приведена в табл. 4.15.

54

4.1.4. Плавкие предохранители

Плавкий предохранитель представляет собой однополюсный коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей от сверхтоков. Их применяют, в основном, для защиты силовых трансформаторов, измерительных трансформаторов напряжения, статических конденсаторов.

Принцип действия всех предохранителей основан на плавлении калиброванной проволоки (плавкой вставки) при прохождении через нее тока больше номинального. Чем больше кратность проходящего тока по отношению к номинальному, тем меньше время плавления проволоки. Наглядно эту зависимость показывает времятоковая характеристика предохранителя (рис. 4.4). Наиболее приемлемым материалом плавкой вставки считают медь, несмотря на ее высокую температуру плавления (1080 °С).

Рис. 4.4. Пример времятоковой характеристики предохранителя ПН

Действие предохранителя основано на том, что при прохождении через него тока перегрузки или тока к.з. плавкая вставка перегорает и разрывает электрическую цепь. При этом возникающая электрическая дуга гасится в кварцевом песке, которым заполнена фарфоровая трубка предохранителя.

55

Основными техническими характеристиками предохранителей являются номинальное напряжение, номинальный длительный ток, зависимость времени плавления вставки от тока. Отключающую способность предохранителей характеризуют номинальной отключаемой мощностью. Защитным элементом предохранителя является плавкая вставка, включенная последовательно в электрическую цепь защищаемой сети.

Предохранители, обладающие способностью резко уменьшать ток в цепи при коротком замыкании, называются токоограничивающими.

Плавкая вставка может работать длительное время, если через нее проходит номинальный или меньший электрический ток. При прохождении через предохранитель рабочего тока вставка нагревается, но структура металла не меняется.

Номинальным током плавкой вставки называется ток, который вставка способна выдержать, не расплавляясь и не перегорая длительное время, а номинальным током предохранителя – ток, на который рассчитаны его токоведущие части. Значение номинального тока указывают на токоведущих частях предохранителя и на контактных частях плавких вставок.

Ток, при котором плавкая вставка сгорает в момент достижения ею установившейся температуры, называется пограничным.

Предельно отключаемый ток предохранителя – это наибольший ток,

который способен отключить предохранитель при перегорании его плавкой вставки.

Предельно отключаемый ток плавкой вставки должен быть равен или больше максимального расчетного тока короткого замыкания в цепи, защищаемой предохранителем. Если выбор предохранителя произведен неправильно, то длительность горения дуги при перегорании плавкой вставки увеличивается и может привести к разрушению патрона предохранителя.

Разрывной мощностью предохранителя называется наибольшая мощность короткого замыкания, которую способен разорвать предохранитель при перегорании плавкой вставки без разрушения патрона предохранителя.

Защищаемые электрические цепи укомплектовываются предохранителями на соответствующие электроустановкам номинальные напряжения и токи.

Для надежной работы предохранителя необходимо, чтобы времятоковая характеристика его плавкой вставки была несколько ниже характеристики защищаемого объекта.

56

Взакрытых распределительных устройствах напряжением 6 и 10 кВ применяются предохранители ПК и ПКТ.

Наибольшая отключаемая мощность предохранителей ПК составляет 300 MBА. Они выпускаются на следующие номинальные токи: 2; 3,2; 5; 8; 10; 16; 20; 31,5; 40; 50; 80; 100; 160; 200; 315; 400 А.

Конструктивно предохранители, изготовленные на разные номинальные напряжения, отличаются длиной патрона, а на разные номинальные токи – не только длиной патрона, но и диаметрами патронов и колпачков. При номинальном напряжении 6 кВ на номинальный ток 75 А и выше

ипри напряжении 10 кВ на ток 50 А и выше патроны предохранителей делают спаренными. Предохранители на токи выше 200 А при напряжении 6 кВ и выше 150 А при напряжении 10 кВ имеют по четыре патрона на каждую фазу.

Втабл. 4.6–4.7 приведены данные по номинальным токам предохранителей в зависимости от мощностей электроустановок и ТП, которые помогут правильно выбрать предохранители.

Таблица 4.6

Рекомендуемые величины номинальных токов предохранителей для защиты электроустановок трехфазного переменного тока 6–35 кВ

57

Таблица 4.7

Рекомендуемые значения номинальных токов плавких предохранителей типа ПКТ (и их заменяемых элементов)

для защиты силовых трансформаторов 10/0,4 кВ

Условия выбора плавких предохранителей: ‒ по номинальному напряжению

Uн.ап Uн.с;

‒ номинальному току

Iн.ап IР.

Условия проверки на отключающую способность

Iн.откл Iп0 .

Структура условного обозначения плавкого предохранителя:

58

Таблица 4.8

Технические характеристики плавких предохранителей 10 кВ

Предохранители являются основным типом токоограничивающих электрических аппаратов в электроустановках, питающих неответственных потребителей электроэнергии.

59

4.2.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ДО 1000 В

Вкачестве защитных коммутационных аппаратов в сетях напряжением до 1000 В могут применяться предохранители и автоматические выключатели.

Выбор вида электрических аппаратов напряжением до 1000 В тесно связан с защитными функциями, реализуемыми аппаратами. Выделяют защитные (предохранители) и защитно-коммутационные (автоматические выключатели) аппараты. Защитные и защитно-коммутационные аппараты предназначены для защиты сетей и электрооборудования электрических сетей от токов перегрузки или коротких замыканий и могут устанавли-

ваться в двух местах: в пунктах разветвления сети (РП 0,38 кВ)

ив РУ 0,38 кВ ТП.

Впунктах разветвления могут устанавливаться либо предохранители с вводным рубильником, либо автоматические выключатели. Установка

автоматических выключателей здесь увеличивает затраты на сеть, но, с другой стороны, повышает удобство эксплуатации. Поэтому там, где отсутствует необходимость в частых отключениях и включениях отходящих линий, рекомендуется применять предохранители как наиболее экономичный вариант. А там, где приходится чаще включать и отключать линии, целесообразно использовать автоматы как более удобный в эксплуатации вариант. В пунктах разветвления для обеспечения необходимого уровня электро- и пожаробезопасности в ряде случаев устанавливают устройства защитного отключения (УЗО).

В распределительных устройствах напряжением до 1000 В трансформаторных подстанций, как правило, устанавливаются автоматические выключатели. Использование предохранителей для защиты отходящих линий здесь нецелесообразно по многим причинам, основные из которых: возможность возникновения неполнофазного режима при перегорании предохранителя одной из фаз, значительно большее время восстановления при аварийном отключении линии, сложность проведения оперативных переключений и др.

Защитные характеристики предохранителей имеют значительный разброс, поэтому при перегрузке сначала сработает предохранитель в одной из трех фаз, создав тем самым неполнофазный режим, опасный для некоторых видов электроприемников. Поэтому там, где необходима защита линий от перегрузки и в составе нагрузки линии имеются электроприемники, чувствительные к неполнофазным режимам, например асинхронные электродвигатели, применяются автоматические выключатели.

60