Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выключатель нагрузки: назначение, устройство, особенности выбора и монтажа

Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ

Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ

Выключатель нагрузки, по сути, представляет собой обычный разъединитель с простейшей дугогасительной камерой. Их начали применять около 60 лет тому назад в электроустановках 3, 6, 10 кВ в тех случаях, когда применение дорогих выключателей оказывается неэкономичным. В те времена этот коммутационный аппарат был выполнен в виде разъединителя и высоковольтного предохранителя, поскольку токи нагрузки в электроустановках 6 – 10 кВ были небольшими, по сравнению с современными нагрузками в электрическую сеть. В этом сочетании, разъединитель был предназначен для отключения и включения токов холостого хода, а также включения токов нагрузки, плавкому предохранителю отводилась роль защиты электроустановки от токов перегрузки и короткого замыкания.

По мере развития производства и соответственно энергетических нагрузок, токов холостого хода электроустановок стали применять так называемые разъединители мощности. Это устройство объединило в себе выключатель, имевший дугогасительную камеру небольшой мощности, и разъединитель. Такая конструкция использовалась только для коммутирования токов нагрузки и небольших токов перегрузки. Чтобы использовать разъединители мощности в цепях питания силовых трансформаторов и конденсаторных батарей, необходимо было устанавливать дополнительно высоковольтные плавкие предохранители, для осуществления защиты от токов короткого замыкания.

Позднее, усовершенствовав эту конструкцию, путем монтажа простейшего дугогасительного устройства на разъединитель, разработчики пришли к созданию нового коммутационного аппарата, получившего название выключателя нагрузки. Как оказалось, эти аппараты дешевле разъединителя мощности и способны отключать довольно большие емкостные токи, работающих на холостом ходу линий электропередачи даже очень высокого напряжения.

В данное время выключатель нагрузки успешно применяется во многих электроустановках, в том числе в качестве генераторных выключателей, в цепях конденсаторных батарей. Выключатель нагрузки нашел применение и за рубежом, при этом гашение дуги выполняется весьма разнообразными способами: коммутации в воздухе, в вакууме, в элегазе, в трансформаторном масле и т.п. Повысился интерес к ним и у российских и украинских производителей, потому как по прошествии 10-15 лет произошли преобразования в электрических сетях – выделение высокого и низкого напряжений, а выключатель нагрузки является наиболее выгодным вариантом в решении вопроса экономии и надежности питания потребителей.

Видов конструкций и типов выключателей нагрузки огромное количество. Некоторые из них приведены ниже.

Выключатели нагрузки типов ВН и ВНП. Особенности конструкций и принцип действия.

Выключатель нагрузки типа ВН состоит из следующих конструктивных узлов – общая рама 4, подвешенная на опорных изоляторах 5, на которых смонтированы дугогасительные камеры 3 с неподвижными контактами — основными 2 и дугогасительными 12, подвижные контакты — основные 9 и дугогасительные 7, общий приводной вал 6, связанный с полюсами изоляционных тяг 8.

Выключатель нагрузки типа ВН-16 на 6 и 10 кВ, имеющий номинальный ток отключения Iном= 400 А и 200 А (в отдельных случаях — до 800 А) и мощность отключения 4 и 3 МВА:
а) общий вид; б) дугогасительное устройство продольного дутья

Читайте так же:
Встраиваемые розетки в столешницу на кухню — особенности установки

В конструкцию дугогасительной камеры выключателя нагрузки типа ВН – 16 входит две пластмассовые щеки 13, внутри которых заложены сменные вкладыши 10, изготовленные из оргстекла и образующие узкую щель 11, в которой движется дугогасительный контакт. Коммутация «отключения» производится двумя отключающими пружинами 1, при этом между дугогасительными контактами образуется электрическая дуга 14, 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, т.е. рассчитаны на большое количество операций отключения (без замены вкладыша), например, ток силой 50 А разрешается отключать 300 раз, ток 100 А – 200 раз, ток 200 А – 75 раз, а ток 400 А – 4 раза.

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.

Для осуществления управления выключателем нагрузки типа ВН-16 предусмотрено применение привода типа ПРА-17 (привод ручной автоматический). Этот привод имеет механизм свободного расцепления и встроенный электромагнит для осуществления дистанционного отключения коммутационного аппарата. Достоинствами этого привода являются: простая и надежная конструкция, удобная эксплуатация, а недостаток – это невозможность включения выключателя нагрузки дистанционно и автоматически. Данный тип привода может использоваться и с другими типами выключателей нагрузки, таких как ВНП-16, ВНП-17, ВНП-11 и т.д.

Для решения задачи невозможного включения аппарата дистанционно применяются электромагнитные или пневматические привода, которые относятся к приводам прямого действия. Достоинствами также являются простота конструкции и надежность в эксплуатации, недостатком же — зависимость от мощного источника оперативного постоянного тока, потому как для осуществления операции включения потребляется много энергии.

В России, а также в других странах СНГ, кроме выключателя нагрузки типа ВН-16, довольно успешно применяются и другие типы выключателей нагрузки – ВН-10, ВН-11, ВНП-16, ВНП-17. Конструкция представляет собой сочетание разъединителя внутренней установки рубящего типа, со смонтированными на нем автогазовыми дугогасительными камерами, изготовленные из оргстекла.

Этими аппаратами предусмотрено осуществление операций включения и отключения токов нагрузки 200-400 А, а также для защиты от токов короткого замыкания. Поэтому для выполнения возложенных функций, выключатель нагрузки снабжается высоковольтными кварцевыми предохранителями (ПК).

Автогазовый выключатель нагрузки типа ВН-10, с ручным приводом на номинальное напряжением 10 кВ, с номинальным током 400 А и током термической стойкостью 10 кА
1- система главных контактов; 2-дугогасительное устройство; 3-система дугогасительных подвижных контактов

Читайте так же:
Как сделать заземление в частном доме своими руками

Принцип действия выключателя нагрузки типа ВН-10 такой же, как и у выключателя нагрузки типа ВН-16. Принцип гашения дуги осуществляется за счет образующихся газов, вследствие разложения вкладыша из оргстекла. При операции отключения выключателя сначала размыкаются главные контакты, затем дугогасительные, которые размещены в дугогасительной камере. Электрическая дуга при этом воздействует на стенки вкладыша, образуя интенсивное газовыделение. Вследствие затрудненного выхода газов из дугогасительного устройства происходит повышение давления в камере, что приводит к быстрому гашению дуги.

Выключатель монтируется с ручным приводом, который оснащен механизмом свободного расцепления и электромагнитом отключения. Таким образом, операции включения производятся только вручную, а операции отключения производятся вручную и дистанционно с помощью электромагнита отключения, который питается от независимого источника тока.

Данный тип выключателя оснащен стационарными заземляющими ножами, которыми можно заземлить как верхние, так и нижние выводные контакты, а также предусмотрена возможность установки с верхней или с нижней стороны выключателя высоковольтных предохранителей.

Выключатели нагрузки типа ВНР. Особенности конструкций и принцип действия.

Кроме выключателей нагрузки типа ВН, в странах СНГ также широко эксплуатируется выключатель нагрузки типа ВНР-10/400-10з.

Конструкция выключателя нагрузки типа ВНР-10/400-10з

На сварной раме 1 установлены шесть опорных изоляторов 2, при этом на нижних изоляторах закреплены контакты 3 с держателями основных ножей 4, на верхних же изоляторах – главные 6 и дугогасительные контакты, которые закрыты дугогасительными устройствами. С помощью рычага 8 и изоляционной тяги 7 передается движение от вала выключателя к ножам. Для обеспечения необходимой скорости отключения на выключателе смонтированы специальные пружины 13 и амортизирующие резиновые шайбы 14. Стационарные заземляющие ножи 10 соединяются с рамой выключателя гибкими связями 9 и приводятся в движение с помощью вала 11 заземляющего устройства.

Для включения выключателя нагрузки рукоятку рычага привода перемещают снизу вверх, при этом вал 15 поворачивается и с помощью изоляционных тяг включает контактные ножи. Для осуществления отключения выключателя рукоятку рычага привода перемещают сверху вниз или дистанционно от кнопки с замыкающими контактами, при этом вал поворачивается под действием отключающих пружин и отключает выключатель.

Выключатель нагрузки типа ВНР-10/400-10з
а) общий вид выключателя нагрузки; б) разрез дугогасительной камеры; в, г) компоновка выключателя
1 — дугогасительная камера: 2, 9 — неподвижный и подвижный рабочие контакты; 3, 5 — рычаги вала выключателя нагрузки и заземляющих ножей; 4 — пружина; 6 — вал заземляющих ножей; 7 — заземляющие ножи; 8 — гибкая связь; 10, 12 — неподвижный и подвижный дугогасительные контакты; 11 — вкладыш из органического стекла; 13, 17 — тяги приводов выключателя нагрузки и заземляющих ножей; 14, 16 — приводы выключателя нагрузки и заземляющих ножей: 15 — предохранители ПКТ; 18 — полурама; 19 — рама

Выключатель нагрузки автогазового типа ВНП-М1-10/630-20.

Выключатель нагрузки типа ВНП-М1-10/630-20

Выключатели нагрузки типа ВНП-М1-10/630-20 производит Нальчикский завод высоковольтной аппаратуры (г. Нальчик, Россия). Подвергнувшись модернизации, выключать нагрузки стал безопасным в эксплуатации. Предназначается для работы в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ), в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП), а также в ячейках камер стационарных одностороннего и двустороннего обслуживания (КСО) напряжением 10 кВ трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц для сетей с заземленной или изолированной нейтралью. Выключатель оснащен встроенным пружинным приводом с ручным заводом, который предназначен как для местного, так и для дистанционного управления.

Читайте так же:
Каскадный смеситель водопад: устройство, плюсы и минусы + обзор лучших производителей

Что такое высоковольтный выключатель

Высоковольтными выключателями – называют коммутационные аппараты, производящие оперативное включение или отключение отдельных линий и электрического оборудования при нормальном или аварийном режиме, управляемых вручную, дистанционно или автоматически. Рассмотрим конструктивные особенности данных устройств, выпускаемые разновидности, порядок проверки и технического обслуживания.

элегазовый-110-кв-и-ваккум-

Элегазовый колонковый выключатель 110 кВ(слева) и Вакуумный выключатель 10 кВ(справа)

Производится несколько разновидностей выключателей, отличающихся конструктивным устройством и характеристиками. Далее – детальнее о различных видах данного оборудования. Каждый вид выключателя отличается по величине напряжения, номинальному току и току отключения(Iкз).

По способу гашения дуги:

  • Элегазовые выключатели (баковые и колонковые),
  • Вакуумные выключатели,
  • Масляные выключатели (баковые и маломасляные),
  • Воздушные выключатели,
  • Автогазовые выключатели,
  • Электромагнитные выключатели,
  • Автопневматические выключатели.
  1. Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания.
  2. Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. Отличаются, как правило, большими значениями номинального тока (до 10000 А) и тока отключения.
  3. Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
  4. Выключатели нагрузки – выключатели, предназначенные для коммутаций под номинальным током, но не рассчитанные на разрыв сверхтоков. Применяются в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью для коммутации небольших нагрузок — до нескольких мегавольт-ампер.
  5. Реклоузеры – подвесные секционирующие дистанционно управляемые выключатели, снабжённые защитой и устанавливаемые на опорах воздушных ЛЭП.
  6. Выключатели специального назначения.

По виду установки:

  1. Опорные – то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
  2. Подвесные – то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
  3. Настенные – то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
  4. Выкатные – то есть имеющие приспособления для выкатывания из ячеек распредустройств (для обслуживания, ремонта и для создания т.н. “видимого разрыва” при работах на линиях).
  5. Встраиваемые в комплектные распределительные устройства(КРУ).
Читайте так же:
Автоматический выключатель на 16А — какую нагрузку выдерживает

По категориям размещения и климатическому исполнению:

  • пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции),
  • десять климатических исполнений (У, ХЛ, УХЛ, ТВ, ТС, Т, М, ОМ, В и О) в зависимости от географического места установки.

Ниже представлены конструкции выключателей, каждая схема кликабельна и её можно увеличить кликнув по ней.

Элегазовый

Изолирует фазы газовой средой, чем и объясняется принцип действия элемента. При поступлении сигнала на отключение, происходит замыкание контакта камер с созданием электрической дуги в газовой среде. От воздействия дуги, газ разделяется на составляющие. Дуга гасится за счёт резкого повышения давления газа.

Конструктивно такой элемент состоит из следующих частей:

  • фарфорового корпуса;
  • подвижного и неподвижного контактов;
  • среднего контакта;
  • сопла;
  • тяги.

Данные устройства отличаются следующими преимуществами:

  • многофункциональностью;
  • высокой скоростью срабатывания;
  • пригодностью для применения в экстренных случаях;
  • продолжительностью эксплуатации.

Среди недостатков – высокая стоимость в производстве и продаже, трудности в уходе, устройство специального основания для монтажа.

Указанные элементы отличаются следующими техническими характеристиками:

  • номинальным напряжением;
  • номинальным током;
  • аварийным током(током короткого замыкания).

В зависимости от характеристик и расценок производителя, данные устройства могут стоить от 6000 рублей и на порядок выше.

Вакуумный

Состоит из следующих элементов:

  • подвижного и неподвижного контактов;
  • дугогасительной камеры;
  • гибкого токосъёма;
  • тягового изолятора;
  • отключающей и дожимной пружин;
  • включающего электромагнита;
  • якоря.

Изделие работает за счёт изолирующих свойств вакуума, обеспечивающих гашение возникающей дуги.

Достоинства такого устройства в следующем:

  • конструктивной простоте, облегчающей ремонт и эксплуатацию;
  • возможности различного расположения (вертикально или горизонтально);
  • надёжности и длительности работы;
  • компактным размерам;
  • пожарной безопасности.

К недостаткам причисляют малый ресурс в случае короткого замыкания, большую цену и возможность образования перенапряжения в процессе коммутации.

Устройства подбираются с учётом следующих технических характеристик:

  • номинального напряжения;
  • номинального тока;
  • отключающего тока – в пределах 25 кА.

Цена может колебаться в пределах от 12 до 240 тысяч рублей.

Масляный

  • металлического бака, заполненного маслом;
  • крышки;
  • проходного изолятора;
  • отключающей пружины;
  • вала выключателя;
  • подвижных и неподвижных контактов;
  • изоляции стенок бака.

Дуга охлаждается потоком газа и пара от испаряемого масла.

Отличаются надёжностью, простотой в использовании и прочностью конструкции. Из минусов следует отметить большие габаритные размеры, пожарную опасность и сложность монтажа.

Технические характеристики отличаются следующими значениями показателей:

  • номинальным напряжением;
  • номинальным током;
  • предельным током.

Стоимость – от 15 до 400 тысяч рублей за единицу.

Воздушный

Конструкция данного устройства предусматривает наличие следующих составных частей:

  • резервуара, наполненного сжатым воздухом;
  • дугогасительной камеры;
  • шунтирующего резистора;
  • главных контактов;
  • отделителя;
  • делителя напряжения.

Дуга в данных элементах гасится сжатым воздухом, с выводом через дутьевые каналы и окончательным гашением.

Из преимуществ указанных устройств:

  • быстрое срабатывание;
  • высокие свойства пожаробезопасности;
  • продолжительность эксплуатации.
Читайте так же:
Правила расположения и установки розеток на фартуке кухни

В числе недостатков большая цена на оборудование и необходимость регулярного обслуживания.

Из технических характеристик следует отметить величины:

  • номинального напряжения – от 3 до 1150 кВ;
  • номинального тока – от 200 до 2500 А;
  • максимального тока – от 26 до 32 кА.

Стоимость данных установок – от 100 до 800 тысяч рублей и выше.

Выключатель нагрузки

Это высоковольтное коммутационное устройство с промежуточными характеристикам, если сравнивать разъединители и выключатели. Бывают автогазовыми, вакуумными, элегазовыми, воздушными и электромагнитными.

Конструкция выключателя нагрузки

Конструкция выключателя нагрузки

Контакты замыкаются ножами. В рабочем состоянии происходит замыкание контактов разъединителей и дугогасительных камер. Размыкание происходит последовательно, начиная с разъединителей и оканчивая вспомогательными ножами. Зажигаемая дуга гасится газовым потоком.

В отключённом положении надёжность изоляционных разрывов обеспечивается внешним расположением ножей относительно дугогасительных камер.

Отличаются следующими техническими характеристиками:

  • номинальным напряжением – от 3 до 10 кВ;
  • номинальным током – от 32 до 200 А;
  • максимальным током – от 12 до 32 А.

Цена данной продукции – в пределах от 300 до 30 000 рублей.

Требования к эксплуатации

При эксплуатации данного оборудования должны соблюдаться следующие требования:

  • правильный выбор элемента с учётом технических характеристик;
  • надлежащее техническое обслуживание, согласно требованиям, предусмотренным заводом-изготовителем;
  • соблюдение условий эксплуатации, допустимых для конкретного устройства;
  • наличие обученного и аттестованного персонала, допускаемого к обслуживанию оборудования.

Установленные устройства должны надлежащим образом проходить регулярные проверки, испытания и другие необходимые виды работ.

Выбор выключателя

1

2

Испытания и проверки, какими приборами ведётся контроль

Эксплуатация высоковольтных выключателей предусматривает проведение следующих проверок:

  • визуального осмотра на предмет наличия внешних дефектов;
  • замеров сопротивления изолирующего покрытия;
  • проверок сопротивления обмоток и контактов, при сравнении полученного значения с нормируемыми показателями;
  • времени срабатывания;
  • температуры контактов и другие.

Инструментальные измерения выполняются мегомметром, термометром и секундомером. Также для проверки устройств могут использоваться специальные стенды, предназначенные для выполнения данных видов работ.

Техническое обслуживание выключателей

Выключатели должны регулярно осматриваться для определения наличия повреждений, которые можно выявить по внешнему виду устройства. При остановках оборудования в рамках технического обслуживания должна проводиться его очистка, настройка, удаление нагара с контактов, другие необходимые операции, предусмотренные технической документацией изготовителя.

Каждые 4 года устройства подвергаются регламентированному текущему, а 8 лет – капитальному ремонту. Необходимость проведения текущего ремонта может быть обусловлена:

  • нарушением целостности элементов;
  • шумом и треском в ходе срабатывания выключателя;
  • перегревом контактов;
  • повышенным расходом масла.

Работы обычно выполняются по месту эксплуатации устройств, к их выполнению привлекается обученный персонал в составе специализированной организации.

Высоковольтные выключатели – важные устройства, от исправности которых зависит правильность выполнения коммутационных операций.

Более подробно можете прочитать в учебнике(начиная со страницы 237, а про выбор выключателя со страницы 268): Открыть и читать книгу

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию