Сроки капитального ремонта вакуумных выключателей

Вакуумные выключатели (осмотр и текущий ремонт) на железных дорогах

В последнее время маломаслянные выключатели пере менного тока напряжением 10 кВ на тяговых подстанциях стали заменять вакуумными выключателями (рис. 4.15), об- ладающими значительно лучшими характеристиками, чем

ма ломасляные, в том числе:

— отсутствие необходимости в замене и пополнении ду- гогасящей среды;

— высокая износостойкость при коммутации номиналь-

ных токов и токов КЗ;

— снижение эксплуатационных затрат, простота

— быстрое восстановление электрической прочности

(10 ¸ 50) х 10 3 В/мкс;

— полная взрыво- и пожаробезопасность;

— повышенная устойчивость к ударам и вибрационным

— произвольное рабочее положение вакуумной дугога-

сительной камеры (ВДК) в конструкции выключателя;

— широкий диапазон температур окружающей среды, в котором может работать ВДК
(от -70 до +200 °С);

— бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малым выделением энергии в дуге и отсутствием внешних эффектов при отключении токов КЗ;

— отсутствие загрязнения окружающей среды;

— высокое быстродействие, применение для работы в любых циклах АПВ;

— сравнительно малые массы и габариты, небольшие динамические нагрузки на кон-
струкцию при работе из-за относительно малой мощности привода;

— легкая замена ВДК.

Вакуумные выключатели типа BB / TEL являются коммутационными аппаратами но вого поколения (рис. 4.16). В основе их конструктивного решения лежит использование по фазных электромагнитных приводов с «магнитной защелкой», механически связанных об щим валом. Такая конструкция позволила исключить все виды ремонтов в течение всего срока службы, т.к. механический ресурс вакуумного выключателя BB / TEL составляет 50 000 циклов «включено—отключено», а ресурс по коммутационной

Рис. 4.16. Вакуумный выключа тель BB / TEL -10:

/ — неподвижный контакт ВДК;

2 — вакуумная дугогасительная камера; 3 — подвижный контакт ВДК; 4 — гибкий токосъем; 5 — тяговый изолятор; 6 — пружина поджатия; 7— верхняя крышка; 8 — кольцевой магнит; 9 — якорь; 10— отключающая пру жина; // — катушка; 12—ниж няя крышка; 13 — вал; 14 — плас тина; 15—постоянный магнит; 16— герконы (контакты для внешних вспомогательных цепей)

стойкости при номинальном токе — 50 000 таких же циклов и при токах короткого замыкания 60—100 %

I _о.ном — 100 циклов; а также снизить габариты и вес выключателя, управлять выклю чателем по цепям оперативного как постоянного, так и переменного тока с помощью блоков управления.

Кроме того, для встраивания выключателей в рекон струируемые и вновь разрабатываемые КРУ (КСО) пред приятием «Таврида — Электрик» разработаны типовые про екты «Модернизация КРУ с использованием вакуумного выключателя», что значительно снижает затраты на реконструкцию ячеек.

Осмотры вакуумных выключателей со снятием напря жения проводят после 2500 операций «включено — отклю чено», но не реже одного раза в год. Для этого при снятой крышке привода производят внешний осмотр выключателя, привода, контактных элементов. Стирают пыль с вакуум ных дугогасительных камер корпуса и изоляционных тяг ветошью. Проверяют провал контактов, смазывают трущи еся поверхности смазкой, проверяют и подтягивают крепеж.

Текущий ремонт вакуумных выключателей полнос тью зависит от встроенного в них привода, так как эрозия контактов самого выключателя под действием дуги не значительна, проблема ухудшения вакуума на протяже нии длительного времени эксплуатации решена, срок служ бы вакуумных выключателей практически неограничен и необходимость ревизий и ремонта его на весь срок служ бы отсутствует.

Хотя ремонт проводится не реже одного раза в год, он практически повторяет работы, выполняемые при осмотрах, лишь при необходимости выполняют регулировку момента срабатывания вспомогательных контактов и зазоров в ме ханизме блокировки. Так же, как и масляные выключатели, вакуумные имеют свой механический и коммутационный ре сурс (табл. 4.6), по выработке которого оборудование тре бует внеочередного ремонта.

Внеочередной ремонт при выработке механического ресурса проводится в объеме текущего ремонта, а при вы работке коммутационного в объем входят замена дугогаси-тельных камер и испытания в полном объеме.

Источник

Техническое обслуживание вакуумных выключателей

В последние годы отмечается интенсивное использование вакуумных коммутаторов в области напряжений 6–35 кВ для создания вакуумных контакторов, выключателей нагрузки, вакуумных выключателей для КРУ. Это объясняется рядом бесспорных достоинств: высокое быстродействие, полная взрыво- и пожаробезопасность, экологическая чистота, широкий диапазон температуры (от +200 до -70 °С), надежность, минимальные эксплуатационные затраты, минимальные габаритные размеры, повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам, высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и токов нагрузки, произвольное рабочее положение вакуумного дугогасительного устройства.

Принцип использования вакуума для гашения дуги при высоких напряжениях известен достаточно давно. Но практическая реализация стала возможна лишь после появления технических возможностей — создания вакуумночистых проводниковых и изоляционных материалов больших размеров, проведения вакуумночистых сборок этих материалов и получения высокого вакуума до 1,3(10 -2 ÷10 -5 ) Па.

Сравнивая современные вакуумные выключатели, выпускаемые на напряжение 6-10 кВ, с электромагнитными и маломасляными (горшковыми) выключателями того же напряжения, можно сказать, что вакуумные выключатели, даже не смотря на более высокую стоимость, заслуживают большего внимания, потому как, помимо вышеперечисленных, имеют следующие особенности: вакуумные дугогасительные камеры обладают большой износостойкостью и большим коммутационным ресурсом, малое энергопотребление по шинам оперативного напряжения, возможность использования в широком диапазоне питающего оперативного напряжения вторичных цепей, высокой надежностью, необслуживаемость на протяжении всего срока эксплуатации, низкая трудоёмкость производства, малые габариты и вес.

Но в тоже время имеет место один недостаток. Контактная система вакуумных выключателей помещена в глубокий вакуум, электрическая прочность которого во много раз выше, чем воздуха при атмосферном давлении. Гашение дуги происходит при первом переходе тока через нуль за счет диффузии заряженных частиц из области дуги в окружающее пространство. Загорается же дуга вследствие ионизации паров металлических контактов (иначе бы дуги не было, т.к. нет свободных зарядов в вакууме). При размыкании контактов сечение контактных площадок уменьшается, сопротивление и температура увеличиваются, и, следственно, происходит расплавление и испарение металла. Поэтому разработчики стремятся в контактной системе выключателя применять тугоплавкие металлы, из-за малого износа, хотя при этом ток прерывается до естественного нуля и происходит перенапряжение. К сожалению, оптимального материала пока не найдено. Чтоб обеспечить минимальное количество испаряющегося материала, контакты выполняют особой конструкции, совмещая в одном узле основные и дугогасительные, с радиальными и спиральными прорезями, обеспечивающими минимальное количество испаряющегося материала.

Коммутационный ресурс вакуумных выключателей составляет от 20 до 50 тыс. циклов «включение – отключение» номинального тока и 50-150 циклов «включение – отключение» номинального тока отключения. Одной из важных особенностей обслуживания перед маломасляными и электромагнитными выключателями, также является то, что вакуумные выключатели не требуют капитального, текущего, среднего и внеочередного ремонтов, а также проведение большинства эксплуатационных проверок, определяющих их техническое состояние, на протяжении всего срока эксплуатации, который равняется 25 годам и более. Маломасляным и электромагнитным выключателям на протяжении эксплуатационного срока необходимы технические проверки и проведение всех видов ремонтов: капитальных, текущих, средних и т.п. для определения их технического состояния и возможности дальнейшей работы.

Преимущества вакуумных выключателей перед маломасляными и электромагнитными выключателями обеспечены следующими особенностями обслуживания:

1. По сравнению с другими типами выключателей, требующих, во время проведения ремонта, определения эксплуатационных характеристик, таких как ход контактов (главных и дугогасительных), скорость движения контактных стержней при операции отключения и включения (скоростные характеристики), полное сопротивление токопровода выключателя, сопротивление изоляции выключателя (изоляционные характеристики), а также определения собственного время включения и собственного время отключения и сравнение их с заводскими данными, вакуумным выключателям это проводить не требуется. При изготовлении вакуумного выключателя, заводом-изготовителем закладывается большой механический ресурс, который отменяет необходимость производить ревизию вспомогательных блок-контактов, а также проводить проверки резьбовых соединений вакуумного выключателя.

2. Применение электромагнитного привода, который более надежен в эксплуатации, нежели пружинный. Пружинный привод имеет ряд недостатков, в виде сложной конструкции и, как следствие, необходимости более частого и квалифицированного обслуживания. В настоящее же время, конструкция электромагнитных приводов такова, что применение непосредственного соединения силового элемента привода с подвижными контактами дугогасительной камеры через тяговый изолятор является простой и эффективной кинематической схемой, повышается надежность работы привода, но в то же время это приводит к снижению ремонтопригодности.

3. За счет замены механической защелки на магнитную, уменьшения трения движущихся частей, которые не требуют периодического применения смазки, и применения в приводах вакуумных выключателей небольшого количества деталей, позволяет в течение всего срока эксплуатации и без проведения эксплуатационных, ремонтных и профилактических работ повысить надежность работы выключателя в целом и увеличить ресурс механической стойкости.

4. Применение высокоэффективной схемы питания приводов выключателей.

Все вышеперечисленные характерные особенности дают гарантию на эксплуатацию вакуумного выключателя на протяжении 25 и более лет, при этом проводить ремонтные работы, определять эксплуатационные характеристики не требуется. Но в то же время, имеет место определение технического состояния выключателя, которое проводится 1 раз в 5 лет. Техническое состояние определяется без разборки выключателя и сюда входит измерение сопротивления токопроводящего контура, электрической прочности вакуумной дугогасительной камеры. В данное время в Украине внедряется новая форма партнерских отношений между потребителем и заводом-изготовителем в части гарантированного обслуживания вакуумных выключателей. Суть новой формы отношений заключается в том, что на протяжении всего гарантийного срока обслуживания завод-изготовитель восстанавливает работоспособность вакуумных выключателей, отказавших в работе по его вине, и предоставляет сервисное обслуживание, при заключении соответствующего договора с потребителем, по истечении срока гарантии. Посредством этого потребитель значительно снижает свои эксплуатационные расходы, при этом потребителю не требуется содержать квалифицированный ремонтный персонал, приобретать специальный инструмент и приспособления, а также запасные части. И заводу-изготовителю, который занимается производством вакуумных выключателей, предоставляется большая возможность сбора информации об опыте эксплуатации, что тем самым приводит к разработке новых видов и усовершенствованию отдельных узлов конструкции данного вида коммутационного аппарата. Построением таких взаимоотношений в сфере обслуживания выключателя проблема ремонтопригодности для потребителя постепенно исчезнет, а изготовителю это дает возможность усовершенствования до максимально простой и надежной конструкции.

Источник

Инструкции / Инструкции по эксплуатации оборудования подстанций

Эксплуатация вакуумных выключателей BB/TEL–6(10)

1 Область применения

2 Общие сведения.

3 Критерии и пределы безопасного состояния.

4 Устройство выключателя.

4.1 Основные части и узлы

Электромагнитный привод с магнитной защёлкой.
Вакуумные дугогасительные камеры
Блок управления выключателем.

Принцип действия выключателя

5.1 Включение
5.2 Отключение
5.3 Ручное включение и отключение

6 Установка и эксплуатация выключателя
6.1 Общие требования к установке
6.2 Осмотр
6.3 Капитальный ремонт
6.4 Текущий ремонт
6.5 Профилактический контроль
6.5.1 Периодичность и объем профилактического контроля
6.5.2 Измерение сопротивления изоляции
6.5.3 Испытание изоляции повышенным напряжением
6.5.4 Измерение сопротивления постоянному току
6.5.5 Измерение механических характеристик
6.5.6 Проверка напряжения срабатывания привода
6.5.7 Измерение времени включения и отключения
6.5.8 Испытание выключателя многоразовым включением-отключением
6.5.9 Допустимый износ контактов
6.5.10 Проверка минимального напряжения срабатывания
6.5.11 Тепловизионный контроль
7 Меры безопасности.

Приложение 1 .
Приложение 2 .

Знание настоящей инструкции обязательно для:

начальника, мастера группы подстанций и ЦРО службы подстанций;
оперативного, оперативно-производственного персонала службы подстанций;
производственного персонала группы подстанций и ЦРО службы подстанций.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Вакуумные выключатели BB/TEL (далее — выключатели) предназначены для работы в комплектных распределительных устройствах (КРУ) и камерах стационарного одностороннего обслуживания (КСО) внутренней и наружной установки класса напряжения до 20 кВ трёхфазного переменного тока 50 Гц для систем с изолированной и заземлённой нейтралью.
В основе конструктивного решения выключателя лежит использование пофазных электромагнитных приводов с «магнитной защёлкой», механически связанных общим не несущим нагрузку, валом-синхронизатором. Параллельно соединённые катушки электромагнитных приводов фаз выключателя при выполнении команд подключаются к предварительно заряженным конденсаторам в блоках управления (далее БУ/TEL). Такая конструкция позволила достичь следующих отличительных особенностей по сравнению с традиционными вакуумными выключателями (ВВ) (см. табл. 2.1):

высокий механический и коммутационный ресурс;
малое энергопотребление по шинам оперативного напряжения (заряд и поддержание в параметрах конденсаторных ёмкостей «ВКЛ», «ОТКЛ»);
малые габариты и вес;
лёгкость и простота адаптации в любые типы КРУ, КСО;
возможность использования в широком диапазоне питающего оперативного напряжения вторичных цепей;
необслуживаемость на протяжении всего срока эксплуатации;
низкая трудоёмкость производства и, как следствие, умеренная цена.

Для управления выключателями отделение устройств управления промышленной группы «Таврида Электрик» выпускает блоки управления серий BU/TEL, БУ/ТЕL.
Структура условного обозначения выключателей:

Выключатель вакуумный
Наименование серии
Номинальное напряжение, кВ
Номинальный ток отключения, кА
Номинальный ток, А
Климатическое исполнение и категория размещения
Конструктивное исполнение по каталогу

Пример записи обозначения выключателя напряжением 10 кВ с номинальным током отключения 12,5 кА, номинальным током 630 А, климатического исполнения У2, конструктивного исполнения по каталогу:

Выключатель вакуумный

Таблица 2.1 – Основные технические характеристики выключателей BB/TEL

№ п/п

Показатель

Значение

Номинальное напряжение, кВ

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

Номинальный ток (Iном.), А

Номинальный ток отключения (Iо ном.), кА

Сквозной ток короткого замыкания:

наибольший пик, кА, не более
начальное действующее значение периодической составляющей

32; 52; 81
12,5; 20

Нормированное процентное содержание апериодической составляющей, %

Среднеквадратическое значение тока за время его протекания (ток термической стойкости), кА

Время протекания тока термической стойкости, с

Собственное время отключения выключателя, с, не более

Полное время отключения, в зависимости от типа БУ/TEL, с, не более

Собственное время включения, с, не более

Полное время включения, в зависимости от типа БУ/TEL, с, не более

Неодновременность замыкания и размыкания контактов, с, не более

Номинальное напряжение питания катушек электромагнитов (постоянное), В

Номинальные параметры оперативного напряжения питания
— переменное, В

постоянное, В

диапазон, %

100, 220
24, 48, 110, 220
85 — 110

Ресурс по коммутационной стойкости:

при номинальном токе Iном., операций «ВО»
при токах короткого замыкания I=(60-100)% от (Iо.ном.), операций «ВО»

Механический ресурс, циклов «ВО»

Электрическое сопротивление главной цепи полюса, мкОм, не более, при номинальном токе:

630 А
1000 А
1600 А

Масса, кг:
BB/TEL-10 конструктивные исполнения 41; 42; 44; 45; 46; 48; 51;52
BB/TEL-10 конструктивные исполнения 43; 47
BB/TEL-10 конструктивные исполнения 59; 70
BB/TEL-10 конструктивные исполнения 60; 71

Срок службы до списания, лет

КРИТЕРИИ И ПРЕДЕЛЫ БЕЗОПАСНОГО СОСТОЯНИЯ

Климатическое исполнение и категория размещения У2 по ГОСТ1550, условия эксплуатации при этом:

наибольшая высота над уровнем моря до 3000 м;
верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха в КРУ (КСО) принимают равным плюс 55°С, эффективное значение температуры окружающего воздуха КРУ и КСО – плюс 40°С;
нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха – минус 40°С;
верхнее значение относительной влажности воздуха 100% при плюс 25°С;
окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая газов и паров, вредных для изоляции, не насыщенная токопроводящей пылью в концентрациях, снижающих параметры электропрочности изоляции выключателя.

Рабочее положение в пространстве — любое. Для исполнений 59, 60, 70, 71 – основанием вниз либо вверх. Выключатели предназначены для работы в операциях «О» и «В» и в циклах О – 0,3 с – ВО – 15 с – ВО; О – 0,3 с – ВО – 180 с – ВО.
Параметры вспомогательных контактов выключателя приведены в таблице 3.1.
По стойкости к воздействию внешних механических факторов выключатель соответствует группе М 7 по ГОСТ 17516.1-90, при этом выключатель работоспособен при воздействии синусоидальной вибрации в диапазоне частот (0,5*100) Гц с максимальной амплитудой ускорения 10 м/с 2 (1 q) и многократных ударов с ускорением 30 м/с 2 (3 q).

Таблица 3.1 – Параметры вспомогательных контактов выключателя

Номинальное значение

Максимальное рабочее напряжение, В (перем. и пост.)

Максимальная коммутируемая мощность в цепях постоянного тока при t=1 ms, Вт

Максимальная коммутируемая мощность в цепях переменного
тока при cos j= 0,8, ВА

Максимальный сквозной ток, А

Испытательное напряжение, В (пост.)

Сопротивление контактов, мкОм, не более

Коммутационный ресурс при максимальном токе отключения, циклов В-О

Механический ресурс, циклов В-О

Выключатели отвечают требованиям ГОСТ687, МЭК-56 и технических условий ТУ У 25123867.002-2000 (а также ИТЕА 674152.002 ТУ; ТУ У 13795314.001-95).
Зависимость коммутационного ресурса выключателей от величины отключаемого тока представлена на рис. 3.1.

Выключатели отвечают требованиям ГОСТ 687, МЭК-56 и технических условий ТУ У 25123867.002-2000 (а также ИТЕА 674152.002 ТУ; ТУ У 13795314.001-95).
Зависимость коммутационного ресурса выключателей от величины отключаемого тока представлена на рис. 3.1.

УСТРОЙСТВО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Основные части и узлы

В отличие от большинства существующих выключателей, в основу устройства BB/TEL заложен принцип раздельного управления контактами вакуумных дугогасительных камер фаз аппарата. Данный принцип позволил существенно уменьшить количество движущихся частей привода.
Вакуумные дугогасительные камеры установлены внутри полых опорных изоляторов, закреплённых на общем основании (см. рис. 4.1, 4.2). Подвижные контакты дугогасительных камер жестко соединены со своими приводами посредством изоляционных тяг, которые также располагаются внутри опорных изоляторов. Таким образом, все элементы конструкции полюса имеют общую ось симметрии, вдоль которой совершают возвратно-поступательное движение детали механизма. Это позволяет существенно упростить кинематическую схему BB/TEL, отказаться от применения нагруженных шарнирных и рычажных звеньев, что, в свою очередь, делает возможным создание коммутационного аппарата с высоким
механическим ресурсом, не требующего обслуживания и регулировки в течение всего срока службы.
Приводы фаз располагаются внутри основания выключателя. Они механически соединены между собой посредством общего вала, который выполняет следующие функции:

обеспечивает синхронизацию фаз, предохраняя от неполнофазных режимов работы;
приводит в действие вспомогательные контакты выключателя;
обеспечивает механическую блокировку работы РУ, в котором установлен BB/TEL;
управляет визуальными индикаторами положения BB/TEL.

На рис. 4.1, 4.2 представлен пример конструкции выключателя с номинальным током 1000 А. Конструкция выключателя с номинальным током 1600 А аналогична, но имеет отличия в части устройства элементов главной токоведущей цепи с целью обеспечения большей пропускной способности.

Рисунок 4.1

Электромагнитный привод с магнитной защёлкой

Электромагнитный привод может находиться в двух устойчивых положениях – ОТКЛЮЧЕНО и ВКЛЮЧЕНО. Фиксация якоря в этих положениях производится без применения механических защёлок, и обеспечивается:

силой упругости отключающей пружины в положении ОТКЛЮЧЕНО;
силой, создаваемой остаточным магнитным потоком кольцевого постоянного магнита, в положении ВКЛЮЧЕНО.

Операция включения и отключения производится путём подачи управляющих импульсов напряжения разной полярности на однообмоточную катушку электромагнитного привода.

Вакуумные дугогасительные камеры

Рисунок 4.2

В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток инициирует возникновение электрического разряда, называемого «вакуумная дуга». Существование «вакуумной дуги» поддерживается за счёт металла, испаряющегося с поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная ионизированными парами металла, является проводником тока и поддерживает его протекание между контактами до момента перехода через ноль. В этот момент дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7-10 микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и других деталей дугогасительной камеры, восстанавливая электропрочность вакуумного промежутка. В это же время на разведенных контактах восстанавливается приложенное к ним напряжение. Если при восстановлении напряжения на поверхности контакта (как правило, анода) остаются перегретые участки, они могут служить источником эмиссии заряженных частиц, вызывающих пробой вакуумного промежутка, с последующим протеканием тока через него. Для избежания подобных отказов необходимо управлять вакуумной дугой, равномерно распределяя тепловой поток по всей поверхности контактов. Наиболее эффективным способом управления дугой является наложение на неё продольного (сонаправленного с направлением тока) магнитного поля, которое индуцируется самим током. Данный способ применён в вакуумных дугогасительных камерах, которые разработаны и производятся предприятием «Таврида Электрик». Эта конструкция имеет явные преимущества:

высокая отключающая способность;
минимальные габариты и вес;
малая величина тока среза (4-5 ампер), ограничивающая коммутационные перенапряжения до безопасных величин;
продольное магнитное поле минимизирует коммутационный износ контактов (эрозию) и обеспечивает значительный коммутационный ресурс.

Блок управления выключателем

Для управления (включения и отключения) выключателями, а также для сопряжения с существующими цепями релейной защиты и управления предназначены блоки управления BU/TEL различных типов.
При выполнении операций ВКЛ/ОТКЛ на катушки электромагнитных приводов выключателя разряжаются предварительно заряженные конденсаторы блоков управления. Таким образом обеспечивается строгое дозирование электрической энергии, что позволяет снизить совокупное разрушительное воздействие на контактную систему ВДК электроэрозионных, тепловых и механических факторов, что в свою очередь способствует повышению коммутационного и механического ресурса всего вакуумного выключателя.
Применяются следующие типы блоков управления предприятия «Таврида Электрик»:

BU/TEL-220-05A (ИТЕА468332.021РЭ) с блоком питания ВР/TEL-220-02A (ИТЕА436535.007РЭ)№
БУ/TEL-220-10 (ИТЕА468332.017РЭ);
БУ/TEL-100/220-12-01; (БУ/TEL-12/64-12-01); (АРТА468332.001РЭ);
БУ/TEL-100/220-12-02; (БУ/TEL-12/64-12-02); (АРТА468332.001РЭ);
БУ/TEL-100/220-12-03; (БУ/TEL-12/64-12-03); (АРТА468332.001РЭ).

Блок управления BU/TEL-220-05A используется только в комплекте с блоком питания BP/TEL-220-02A. Остальные типы блоков управления имеют встроенные блоки питания.
Выбор типа блока управления зависит от рода оперативного напряжения (постоянное, переменное, выпрямленное), его источников, функционального назначения ячейки, объёма РЗиА, типа используемой аппаратуры и др. параметров.

Включение

В отключенном положении выключателя контакты вакуумной камеры (ВДК) удерживаются в разомкнутом состоянии действием отключающей пружины, которое передаётся на подвижный контакт ВДК посредством тягового изолятора. Для включения модуля на обмотку электромагнитного привода разряжается на предварительно заряженный включающий конденсатор блока управления. Импульс тока, протекающий по обмотке электромагнитного привода в результате разряда конденсатора, создаёт магнитное поле в зазоре между якорем и плоским магнитопроводом.
По мере роста тока в обмотке электромагнитного привода сила электромагнитного притяжения между якорем и плоским магнитопроводом возрастает до величины, превышающей силу удержания, создаваемую пружиной отключения. В этот момент якорь привода начинает двигаться по направлению к магнитопроводу, толкая тяговый изолятор и подвижный контакт ВДК.
В процессе движения якоря по направлению к магнитопроводу воздушный зазор уменьшается, благодаря чему сила притяжения якоря увеличивается. Быстро растущая электромагнитная сила стремительно ускоряет движущиеся части модуля до скорости примерно 1 м/с. Такая скорость является оптимальной для процесса включения и позволяет избежать дребезга контактов при их соударении, существенно снижая при этом вероятность пробоя вакуумного промежутка до момента замыкания контактов.
Ускоряющий якорь генерирует в витках обмотки электромагнитного привода противо ЭДС, которая препятствует дальнейшему нарастанию тока в обмотке и даже несколько снижает его.
В момент замыкания контактов подвижный контакт останавливается, а якорь продолжает своё движение ещё на 2 миллиметра, поджимая контакты через пружину дополнительного поджатия контактов.
Достигнув плоского магнитопровода, якорь останавливается, примагнитившись к магнитопроводу привода. В момент остановки якоря он перестаёт индуцировать противо-ЭДС, что приводит к росту тока, необходимого для насыщения кольцевого постоянного магнита до достижения им необходимых магнитных свойств.
Намагниченный до насыщения кольцевой магнит создаёт мощный остаточный магнитный поток, достаточный для удержания якоря привода (и соответственно, контактов модуля) во включенном положении даже после отключения включающего тока вспомогательным контактом.
Испытания на стойкость к механическим воздействиям показали, что усилие удержания, развиваемого постоянным магнитом, достаточно для того, чтобы удерживать модуль во включенном положении так долго, как это необходимо по условиям эксплуатации, даже при воздействии вибрационных и ударных нагрузок.
Отключающая пружина привода также сжимается в процессе движения якоря, накапливая потенциальную энергию для выполнения операции отключения модуля.
Перемещение якоря передаётся на синхронизирующий вал, поворачивая его в процессе перемещения на угол 44°, для обеспечения индикации состояния модуля, управления вспомогательными контактами и приведения в действие блокировочных механизмов распредустройства.

Отключение

Для отключения выключателя на обмотку электромагнитного привода разряжается предварительно заряженный отключающий конденсатор блока управления, обеспечивающий протекание через обмотку в течение 15 – 20 миллисекунд тока в направлении, противоположном току включения.
Ток отключения частично размагничивает постоянный магнит, ослабляя силу магнитного притяжения якоря к плоскому магнитопроводу.
Совместное воздействие отключающей пружины и пружины дополнительного поджатия контактов является достаточным для того, чтобы «оторвать» примагниченный якорь от магнитопровода. Возникающий воздушный зазор в приводе резко уменьшает силу притяжения, якорь под действием пружин интенсивно разгоняет и после 2 миллиметров свободного движения рывком увлекает за собой тяговой изолятор и подвижный контакт ВДК.
Усилие стартового рывка на подвижном контакте может достигать величины 2000 Н, что позволяет эффективно разрывать точки микросварок на поверхности контактов, которые могут возникать из-за термического воздействия токов короткого замыкания.
Размыкание контактов происходит с интенсивным ускорением, способствуя достижению максимальной отключающей способности модуля.
По достижении якорем крайнего положения контакты ВДК удерживаются в разомкнутом состоянии усилием отключающей пружины, которое передаётся на подвижный контакт посредством тягового изолятора.
Перемещение якоря передаётся на синхронизирующий вал, поворачивая его в процессе перемещения на угол 44°, для обеспечения индикации состояния модуля, управления вспомогательными контактами и приведения в действие блокировочных механизмов распредустройства.

Ручное включение и отключение

В соответствии с требованиями ГОСТ 687-78 ручное включение выключателя не является обязательным. Для реализации этого режима при отсутствии оперативного напряжения используется так называемый «вспомогательный вход по питанию» БУ/TEL или блок автономного питания BAV/TEL.

Попытка включить выключатель вручную путём воздействия на вал или другим образом может привести к выходу его из строя.

Ручное отключение осуществляется путём механического воздействия на кнопку ручного отключения, которая в свою очередь воздействует через вал привода на якоря электромагнитов и разрывает магнитную систему.
Пользоваться кнопкой ручного отключения только в случае невозможности отключения выключателя от блока управления.

УСТАНОВКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Общие требования к установке

Персонал, обслуживающий выключатели, должен быть ознакомлен с настоящей инструкцией по эксплуатации.
При проверке работоспособности выключателя соединить цепи управления с блоком управления по схеме, приведённой в паспорте блока, и проверить работоспособность при включении и отключении путём замыкания «сухих» контактов в цепях «В» и «О».
Блокировка не должна оказывать постоянного момента внешней силы на вал выключателя. Эквивалентная масса, которая может быть нагружена на толкатель блокировки выключателя, не должна превышать 0,2 кг.
Для выключателей конструктивных исполнений с выходом вала с торцов эквивалентный момент инерции, который может быть приложен с каждой стороны вала, не должен превышать 3,5*10 -4 кг*м 2 .
Момент затяжки гаек крепления шин к верхнему токосъёму выключателя должен быть 30 Н*м. Выключатель включается только от штатного блока управления или от блока автономного включения.
Изгибающее усилие, создаваемое ошиновкой, не должно приводить к отклонению от естественного положения полюса выключателя более чем на 1 мм. При этом должно быть проведено измерение расстояния до произвольных баз в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
При ошиновке выключателей использовать медные или алюминиевые шины с сечением, определённым по ПУЭ для номинального тока присоединения. Если шины не покрыты коррозионно-стойким покрытием, производить предварительную зачистку поверхностей и смазку шин.
После установки выключателя в камеру, ячейку КСО, КРУ необходимо произвести следующий объём проверок:

протирку сухой чистой ветошью опорной изоляции;
измерение переходного сопротивления контактов главной цепи;
испытание изоляции одноминутным напряжением промышленной частоты;
проверку работоспособности.

При хранении выключателя на складе более 2-х лет данную проверку необходимо проводить перед монтажом.
Измерение переходного сопротивления проводится на всех полюсах выключателя поверенным прибором, обеспечивающим погрешность не более 5% в диапазоне 1-100 мкОм и тест током не менее 10 А. Измеренные значения не должны превышать указанных в технических характеристиках РЭ. Если измеренное Rпер. выше нормативного, необходимо выполнить контрольный замер поверенным прибором того же класса, что и на заводе-изготовителе (тест ток = 100 А, погрешность не более 1%).
Испытанию одноминутным напряжением промышленной частоты при плавном подъёме подвергается изоляция фаза-земля и изоляция между разомкнутыми контактами полюсов выключателя. Рекомендуется проводить испытания изоляции пофазно. Испытательное напряжение изоляции фаза-земля и изоляции между разомкнутыми контактами полюсов составляет 32 кВ для сетей напряжением 6 кВ, и 42 кВ для сетей напряжением 10 кВ.
При испытании изоляции между контактами полюса выключателя допускается самоустраняющиеся пробои внутренней изоляции. При возникновении такого пробоя рекомендуется плавно снизить напряжение до уровня, на котором пробои прекращаются, выдержать 10 – 15 секунд на данном уровне напряжения, а затем продолжить подъём, однако количество циклов спуск-подъём до достижения нормированных испытательных величин не должно превышать десяти.
Описанные самоустраняющиеся пробои могут генерировать в испытательной схеме высокочастотные переходные процессы, характеризующиеся высоким уровнем генерируемых перенапряжений. О возникновении перенапряжений подобного рода свидетельствуют пробои воздушного промежутка между выводами выключателя или самоустраняющиеся перекрытия опорной изоляции выключателя по воздуху. Причиной данного явления, как правило, являются резонансные процессы в соединительных кабелях между испытательной установкой и испытываемым выключателем (например, из-за собственной индуктивности слишком длинного кабеля). При возникновении данного явления необходимо произвести согласование параметров источника испытательного напряжения и объекта испытаний (выключателя) путём включения в испытательную цепь последовательного резистора сопротивлением 1-10 кОм, а если эта мера не даёт результата, то необходимо дополнительно подключить конденсатор ёмкостью 1000 пФ параллельно испытываемому выключателю.
При работе и проверке функционирования основание выключателя должно быть надёжно заземлено.
При коммутации вакуумным выключателем малых индуктивных токов (отключение ненагруженных трансформаторов, заторможенных или запускаемых двигателей, компенсационных катушек) могут возникать перенапряжения, опасные для изоляции электрооборудования, поэтому, при использовании вакуумных выключателей серии TEL потребителям необходимо руководствоваться инструкцией по применению BB/TEL для коммутации индуктивных нагрузок ИТЕА674152.003И1.
В процессе эксплуатации выключателей параметры, определяющие режим и условия работы, не должны превосходить допустимые значения, указанные в разделе «Технические характеристики» данного РЭ.
В процессе эксплуатации необходимо вести учет количества коммутаций выключателя. Учет ведется согласно табл. приложения 1 в ремонтной ведомости присоединения на котором установлен выключатель BB/TEL.
При определении коммутационного ресурса выключателя необходимо руководствоваться графиком на рис. 3.1.

Осмотр

Осмотр выключателелей BB/TEL выполняется согласно карты-графика работы оперативного персонала группы ПС, но не реже одного раза в месяц.
Во время осмотра выключателей BB/TEL особое внимание необходимо обращать на отсутствие повреждений изоляторов, степень их загрязнения, а также на отсутствие нагрева контактных соединений выключателей.
Все сведения о неисправностях, обнаруженных во время работы выключателя необходимо записывать в журнал дефектов и сообщать начальнику, а сведения об отключении коротких замыканий – в «Журнал автоматических отключений».
После отключения короткого замыкания выключатель должен быть осмотрен. Особое внимание обращается на отсутствие трещин и других повреждений изоляторов, надежность контактных соединений.

Капитальный ремонт

Капитальный ремонт вакуумных выключателей BB/TEL не предусмотрен. При окончании срока службы, исчерпании коммутационного или механического ресурса выключатель подлежит утилизации.

Текущий ремонт

Текущий ремонт выключателей BB/TEL проводится с периодичностью 1 раз в год.
Текущий ремонт выключателей BB/TEL необходимо выполнять в следующей последовательности:
— внешний осмотр выключателя с целью выявления дефектов;
— протирка ветошью опорной изоляции, смоченной этиловым спиртом;
— подтяжка болтовых соединений крепления токоведущих шин к выводам выключателя;
— проверка работоспособности блокировочных устройств;
— проверка работоспособности блока управления выключателя.
Выполнение текущего ремонта выключателя оформляется в ремонтной карточке в виде текста следующего содержания (пример): «Произведен текущий ремонт выключателя согласно технологической карты № Выполнены пункты № Измерены следующие характеристики выключателя: Выключатель годен к эксплуатации, Ф.И.О., подпись руководителя ремонта, Ф.И.О. состава бригады».
При проведении текущего ремонта полностью заполняется таблица приложения 2 «Характеристики выключателя BB/TEL».

Профилактический контроль

Периодичность и объем профилактического контроля
Периодичность и объем измерений и испытаний вакуумных выключателей BB/TEL — 6 (10) должны соответствовать:
— при первоначальном включении – п.п 6.5.2 – 6.5.8;
— во время текущего ремонта в сроки, предусмотренные местными инструкциями – п.п. 6.5.2; 6.5.4 (измерение сопротивления токопроводящего контура); 6.5.5 – 6.5.10.

Измерение сопротивления изоляции
Сопротивление изоляции полюса выключателя должно быть не ниже 3000 МОм. Измерение производится мегомметром на напряжение 2,5 кВ.
Сопротивление изоляции вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления должно быть не менее 10 МОм. Измерение производится мегомметром на напряжение 1,0-2,5 кВ.

Испытание изоляции повышенным напряжением
Изоляция каждого полюса выключателя относительно земли и двух других полюсов испытывается напряжением промышленной частоты в течение 1 мин. Значение испытательного напряжения для выключателей на номинальное напряжение 6 кВ составляет 28,8 кВ; 10 кВ – 37,6 кВ.
Изоляция межконтактных разрывов испытывается напряжением промышленной частоты в течение 1 мин. Испытательное напряжение составляет 42 кВ.
Изоляция вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления испытывается напряжением промышленной частоты в течение 1 мин. Испытательное напряжение составляет 1 кВ.
Периодичность испытания изоляции повышенным напряжением – 1 раз в 5 лет.

Измерение сопротивления постоянному току
Значение сопротивления токопровода контура каждого полюса не должно превышать заводских норм: BB/TEL-10-12,5/630 – 100 мкОм; BB/TEL-10/6-6,3/630 – 100 мкОм; BB/TEL-10/6-8/800 – 60 мкОм.
Сопротивления электромагнитов управления должны соответствовать паспортным данным с соответствующей точностью измерения. При отсутствии заводских данных полученные значения измерений для однотипных выключателей необходимо сравнить между собой.
Измерение переходного сопротивления главных контактов выключателя необходимо производить непосредственно на контактных выводах его. В случае недоступности к ним необходимо выполнить демонтаж ошиновки. При эксплуатации вакуумного выключателя сопротивление главных контактов, как правило, повышается в результате воздействия электрической дуги на поверхность контактов. Измерение необходимо производить поверенным прибором, тем же или того же класса, которым производились измерения при вводе данного выключателя в эксплуатацию. В случае получения результатов более чем в 2 раза превышающих нормативное значение необходимо выполнить контрольный замер прибором того же класса, как и на заводе-изготовителе (тест ток пост. 100 А, погрешность до 1%).
Заключение изготовителя о возможности дальнейшей эксплуатации изделия предоставляется после получения протоколов измерений от заказчика.
Если измеренное значение не превышает нормированную или измеренную при вводе в эксплуатацию (если она была выше) величину более чем в два раза, то допускается дальнейшая эксплуатация вакуумного выключателя, при условии, что реальная величина тока в данной ячейке, не превышает допустимую величину, определяемую по приведённым на рис. 6.1 кривым.

Рисунок 6.1 – Диаграмма максимально допустимых токов нагрузки BB/TEL в зависимости от переходного сопротивления главной цепи

Измерение механических характеристик
Работа блок-контактов проверяется путем замыкания главных контактов с полным ходом подвижной части выключателя.
Механизм свободного расцепления проверяется во время включения выключателя в двух положениях главных контактов:
— в момент замыкания главных контактов;
— во включенном положении.

Проверка напряжения срабатывания привода
Наименьшие значения напряжений включения и отключения на выводах электромагнитов управления должны соответствовать следующим значениям:
— наименьшее напряжение включения, не более: BB/TEL-10-12,5/630 – 187 В (85%); BB/TEL-10/6-6,3/630 – 187 В (85%); BB/TEL-10/6-8/800 – 187 В (85%);
— наименьшее напряжение отключения, не более: BB/TEL-10-12,5/630 – 187 В (85%); BB/TEL-10/6-6,3/630 – 187 В (85%); BB/TEL-10/6-8/800 – 187 В (85%).

Измерение времени включения и отключения
Собственное время включения должно соответствовать следующим значениям:
— BB/TEL-10-12,5/630 – не более 0,1 с; BB/TEL-10/6-6,3/630 – не более 0,07 с; BB/TEL-10/6-8/800 – не более 0,07 с.
Собственное время отключения должно соответствовать следующим значениям:
— BB/TEL-10-12,5/630 – не более 0,018 с; BB/TEL-10/6-6,3/630 – не более 0,01 с; BB/TEL-10/6-8/800 – не более 0,01 с.

Испытание выключателя многоразовым включением-отключением
Испытание производится в таких операциях и циклах:
— включение;
— отключение;
— включение-отключение;
— отключение – включение — отключение.
Операции «включение», «отключение» и «включение-отключение» без выдержки времени производятся на всех выключателях. Операция «отключение-включение-отключение» производится на выключателях, которые работают в режиме АПВ.
Операциями «включение» и «отключение» испытывают три-пять раз, сложными циклами – два-три раза.
Операции выключателем производятся при номинальной нагрузке на электромагнитах управления.

Допустимый износ контактов
При проведении текущих ремонтов необходимо контролировать допустимый износ контактов, который определяется на подвижном контакте камеры по ширине окрашенной полосы (при ее наличии).

Проверка минимального напряжения срабатывания
выключателя выполняется при проведении текущих ремонтов.
Электромагниты управления вакуумных выключателей должны срабатывать:
— электромагниты включения при напряжении не менее 0,85 Uном;
— электромагниты отключения при напряжении не менее 0,7 Uном.

Тепловизионный контроль
Во время контроля оценивается нагрев контактов и контактных соединений токопроводящего контура выключателей. Тепловизионный контроль проводится согласно ГКД 34.20.302-2002.

Перед испытаниями электропрочности изоляции, необходимо очистить поверхность опорной изоляции при помощи чистой ветоши, смоченной этиловым спиртом. Расход спирта на один выключатель – 30 мл.
Электрическая прочность вакуумных камер в процессе выработки коммутационного ресурса может несколько уменьшаться, поэтому рекомендуется проверку электропрочности производить при напряжении, равном 80% испытательного напряжения, нормируемого для данного класса электроустановки.
Если высоковольтный полюс выключателя (любой), не выдерживает воздействия испытательного напряжения менее 80% нормированного и величина каждого последующего пробоя имеет тенденцию к снижению, дальнейшая его эксплуатация запрещена.
В случае выхода из строя выключателя, в период гарантийного срока и после завершения его, эксплуатирующая организация в обязательном порядке оповещает завод-изготовитель.
Вскрытие пломб, осмотр, ремонт производится только персоналом, аккредитованным на данный вид работ. Нарушение этого правила, в период гарантийного срока, ведёт к аннулированию гарантийных обязательств, после истечения гарантийного срока – к возможному удорожанию ремонта.

МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

При испытании изоляции промежутка между контактами полюса выключателя (контакты камеры разомкнуты) вне КРУ напряжением промышленной частоты 32 кВ и выше для защиты персонала от возможного воздействия рентгеновского излучения, в случае пробоя изоляции по поверхности или внутри ВДК, установить защитный экран, выполненный из стального листа толщиной не менее 2 мм или из стекла марки ТФ-5 по ГОСТ 9541-75 толщиной не менее 12,5 мм. Экран должен быть установлен между обслуживающим персоналом и выключателем, на расстоянии 0,5 м от выключателя.
В нормальных эксплуатационных условиях защита обслуживающего персонала от рентгеновского излучения не требуется.
Во время выполнения работ по техническому обслуживанию запрещается работа людей на участке схемы, отключённой только вакуумным выключателем. Обязательно дополнительное отключение участка схемы разъединителем с видимым разрывом электрической цепи.
При проведении работ на выключателе руководствоваться требованиями действующих «Правил безопасной эксплуатации электроустановок», «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей», «Правил устройства электроустановок».

Таблица – Учет расходования коммутационного ресурса выключателя

Источник