Высоковольтный воздушный выключатель ВНВ-500

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ I. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОРЕМОНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА II. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ III. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВОЗДУШНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ СЕРИИ ВНВ IV. НАЗНАЧЕНИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВНВ-500 V. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВНВ-500 VI. ДАННЫЕ О ДАВЛЕНИИ И РАСХОДАХ СЖАТОГО ВОЗДУХА VII. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВНВ-500 И ЕГО СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ VIII. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВНВ-500 В РАБОТЕ IX. УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВНВ-500 X. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВНВ-500 XI. НАЛАДКА ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ВНВ ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ Моя производственная практика проходила на производственном предприятии «Тюменьэнергоремонт» , относящемуся к единой сети РАО ЭС «России». Отдел ЭРП, в который я был направлен, занимался исследованием, проверкой и гарантийным обслуживанием комплектных распределительных устройств, трансформаторов, двигателей, генераторов и т. п., необходимых для нормального функционирования множественного количества объектов ЭС. На предприятии я был направлен в бригаду обслуживания и ремонта высоковольтной техники, в том числе и выключателей. Т. к. спец вопрос касается выключателей на напряжение 500 кВ, мною был выбран наиболее распространённый тип выключателя ВНВ. Я наблюдал за средним ремонтом выключателя именно этого типа (сам напросился) и по возможности, лично принимал участие в работе. АООТ «ЦКБ Энергоремонт» предоставляет свои услуги в качестве подрядчика таким предприятиям, как: Сургутская ГРЭС-1, Сургутская ГРЭС-2, Тобольская ТЭЦ, Тюменская ТЭЦ-1, Тюменская ТЭЦ-2, а так же предприятиям электрических сетей (Сургутским, Тобольским, Южным, Тюменским, Когалымским, Ишимским). Перед прохождением практики на предприятии со мной проводится первичный инструктаж. Целью первичного инструктажа является усвоение правил безопасного нахождения на предприятии, а именно: - При движении к месту работы необходимо пользоваться дорогами и переходами, предназначенными для этого специально; - Быть внимательным к мостовых кранов, не стоять и не проходить под перемещаемым краном грузом; - Обращать внимание на предупредительные плакаты и надписи, вывешенные на опастных участках цеха; - Не приступать к работе, если условия её выполнения противоречат ТБ. В процессе прохождения практики мной были изучены технические и нормативные документации, касающиеся правил устройства цехового хозяйства, правил его обслуживания; был собран материал по воздушному выключателю серии ВНВ-500, производимых ПО «Уралэлектротяжмаш». I. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОРЕМОНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА На рис. 1. представлена структурная схема электроремонтного производства (ЭРП) АООТ «ЦКБ Энергоремонт», где я и проходил практику. Общее количество человек, занятых в ЭРП – 298, в т. ч. рабочих - 229 человек. А аббревиатуры расшифровываются следующим образом: РМЗ – ремонтно-механический завод (находится в г. Тюмени, раньше был самостоятельным предприятием, сейчас там есть участок цеха ЭРП по ремонту трансформаторов I-II габаритов); ЭРУ – электроремонтный участок (например, Тобольский ЭРУ включает в себя участки по ремонту низковольтных (0,4 кВ) и высоковольтных выключателей (6кВ), по ремонту воздушных выключателей и по ремонту трансформаторов); РЗА – участок по ремонту и наладке средств релейной защиты и автоматики; ТАИ – участок по ремонту и наладке средств тепловой автоматики и измерений; УКК – участок контроля качества (это бывшая ВВЛ – высоковольтная лаборатория); УПП – участок подготовки производства (включает в себя механическую мастерскую, так называемую «токарку»); МГУ – моторно-генераторный участок. Это название историческое. По сути, это участок по ремонту турбогенераторов и высоковольтных (6кВ) электродвигателей: МГУ-1 на Сургутской ГРЭС-1; МГУ-2 на Сургутской ГРЭС-2.

Организационная структура ЭРП

Рис. 1. II. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ С целью повысить свои познания в области высоковольтных воздушных выключателей я, при прохождении производственной практики, ознакомился с основными характеристиками выпускаемых в настоящее время воздушных выключателей и для более полной оценки изучаемого мною выключателя серии ВНВ на напряжение 500 кВ, привожу в отчёте эти, пусть несколько устаревшие, но данные! (см. табл. 1.). Таблица 1









ВНСГ-15
12000
190
480
190
31,5
0,06
0,08
-
7500
2 ВВГ-20
12500
20000
160
410
160
160
0,1
0,15
-
9150
2 ВВП-35
1250
16
41
16
16
0,28
0,08
-
1200
1 ВВ-35-20/1250
1250
20
52
20
20
0,28
0,08
-
1300
1 ВВУ-35
2000/3200
40
100
40
40
0,13
0,07
4000
7500
2 ВВП-110
630/1250
26
67
26
16
0,15
0,08
4500
7500
2 ВВУ-110
2000
40
102
40
40
0,20
0,08
8400
15600
2 ВВБМ-110
2000
35
90
35
31,5
0,15
0,07
4500
7500
2 ВВБ-150
2000
35
90
31,5
25
0,15
0,07
4500
9600
2 ВВШ-150
2000
25
64
25
25
0,25
0,08
18000
13200
3 ВВБ-220
2000/3200
31,5
80
31,5
31,5
0,20
0,08
9000
15600
4 ВВД-220
2000
31,5
80
31,5
31,5
0,24
0,08
9000
16200
4 ВНВ-220
3200
40
102
40
40
0,1
0,04
14400
12000
4 ВВБ-330
2000
40
102
40
40
0,25
0,08
4200
26000
12 ВВД-330
3200
35
90
35,5
35,5
0,25
0,08
18000
36000
8 ВНВ-330
2000
40
102
40
40
0,11
0,04
24000
22600
- ВВБ-500
2000
40
102
40
40
0,25
0,08
8400
63000
12 ВНВ-500
2000
35,5
90
35,5
35,5
0,1
0,06
27000
30000
- ВВБ-750
3200
63
-
63(3с)
63
0,1
0,06
12600
-
- ВНВ-750
3200
40
102
40
40

-

32500
54000
- ВНВ-1150
4000
40
102
40
40
0,1
0,035
52500
137500
- III. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВОЗДУШНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ СЕРИИ ВНВ Итак, я приступаю к краткому знакомству с воздушными выключателями, которые изготавливаются в родном для меня городе и настолько широко известны в России, что являются чуть ли не самыми распространенными на подстанциях г. Сургута, где я имел удовольствие проходить летнюю практику.
Производственное Объединение «Уралэлектротяжмаш» выпускает сетевые воздушные выключатели напряжением свыше 110 кВ под единой серией ВНВ. Серия предназначена для напряжений от 220 до 1150 кВ. Номинальный ток - до 4000 А, номинальный ток отключения - - до 63 кА, время отключения - не более 0,04 с, время включения - не более 0,1 с, номинальное давление 4 МПа. Как и все современные выключатели, серия ВНВ построена на модульном принципе и во всех классах напряжения имеет опорное исполнение, причём на каждой опорной колонке установлено по одному модулю. Модуль имеет два контакта (разрыва) на полюс и рассчитан на напряжение 250 кВ. Общий вид выключателя дан на рис. 2 (220 кВ), рис. 3 (500 кВ), рис. 4а (500 кВ), рис. 5 (750 кВ). Связующим звеном между сургутской ГРЭС-2 и тюменскими ЛЭП, является ОРУ-220 и ОРУ-500, частенько мною посещаемое. Второе базировано на выключателях ВНВ-500. Т. к. спец вопрос производственной практики касается именно этого типа выключателя, остановлюсь поподробнее на классе напряжения 500 кВ. IV. НАЗНАЧЕНИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВНВ-500 1. Выключатель предназначен для коммутационных операций (включений и отключений) в нормальных и аварийных режимах электрических сетей переменного тока частоты 50 Гц при номинальном напряжении 500 кВ и токе отключения 63 кА. 2. Выключатель изготовлен в климатическом исполнении «ХЛ» категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69 и предназначен для эксплуатации на открытых подстанциях при условиях: 2.1. Рабочее значение температуры окружающего воздуха: нижнее - минус 60° С; верхнее – плюс 40° С; 2.2. Высота установки над уровнем моря не более 1000 м; 2.3. Окружающая среда невзрывоопасная. Содержание коррозионно-активных агентов по ГОСТ 15150-69 (для атмосферы типа 1); 2.4. Толщина корки льда в условиях гололёда до 20 мм при скорости ветра до 15 м/с; 2.5. Скорость ветра при отсутствии гололёда – не более 40 м/с; 2.6. Допустимое тяжение проводов, приложенное к контактным выводам выключателя в горизонтальном направлении вдоль оси резервуаров – не менее 1500 Н (150 кГс). 3. Выключатель выполняется в соответствии с техническими условиями на данный тип выключателя, во всём не оговоренном – согласно ГОСТ 687-78, ГОСТ 17412-72. 4. Выключатель имеет следующие показатели надёжности и долговечности: 4.1. Механический ресурс выключателя до капитального ремонта – 1000 циклов «включение – произвольная пауза – отключение»; 4.2. Средний срок службы в. до среднего ремонта – 4 года (в том случае, если до этого срока не исчерпаны механический ресурс, или нормированное число операций по коммутационной износостойкости). Если мех. ресурс или нормированное число операций по коммутационной износостойкости исчерпаны до срока 4 года, то средний ремонт производится раньше. 4.3. Срок службы выключателя до списания – 25 лет. V. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВНВ-500 В работе и в эксплуатации важным является знание основных параметров выключателя, таких как номинальный ток, номинальное напряжение, номинальный ток отключения, полное время включения и т. д. В таблице 2 я привожу технические данные ВНВ-500, взятые из «Технической эксплуатации выключателя».
Технические данные ВНВ-500
Таблица 2.
Наименование параметра
Норма 1. Номинальное напряжение, кВ
500 2. Наибольшее рабочее напряжение, кВ
525 3. Номинальный ток, А
3150 4. Номинальный ток отключения, кА
63 5. Процентное содержание апериодической составляющей, %
47 6. Параметры тока включения, кА: - наибольший пик; - начальное действующее значение периодической составляющей

162
63 7. Параметры сквозного тока короткого замыкания: - наибольший пик (ток электродинамической стойкости), кА; - начальное действующее значение периодической составляющей, кА; - среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости), кА; - время протекания тока (время короткого замыкания), с

162
63

63
2 8. Номинальное напряжение электромагнитов управления постоянного тока и элементов вспомогательных цепей, В

220 9. Ток в цепи электромагнитов управления полюса при номинальном напряжении, А, не более: - наибольший пик; - установившееся значение


13,5
4,5 10. Масса выключателя, кг
39100 11. Внутренний объём полюса выключателя, м3
2,90 12. Собственное время отключения выключателя с приводом, с, не более
0,025 13. Время отключения выключателя с приводом, с
0,04 14. Собственное время включения выключателя с приводом, с, не более
0,1 15. Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с
0,3 16. Наибольшая допустимая разновремённость срабатывания трёх полюсов при ном. напряжении на зажимах каждого электромагнита, с, не более - при включении - при отключении


0,02
0,005 17. Номинальное напряжение подогревательных устройств
VI. ДАННЫЕ О ДАВЛЕНИИ И РАСХОДАХ СЖАТОГО ВОЗДУХА
Кроме всего прочего, для воздушных выключателей существенными параметрами можно назвать и номинальное давление сжатого воздуха полюса, и нижний предел по давлению для нормальной работоспособности выключателя, и температуру точки росы (см. таблицу 3).
Данные о давлении и расходах сжатого воздуха
Таблица 3.

Наименование параметра
Норма 1. Номинальное давление сжатого воздуха, МПа (кгс/см2)
4(40) 2. Температура точки росы при давлении 4 МПа, не выше
-50°С 3. Верхний предел начального давления сжатого воздуха, МПа (кгс/см2)
4,1(41) 4. Нижний предел начального давления сжатого воздуха, при котором выключатель способен выполнять операции «О» и «В» и цикл «ВО» при токах отключения и включения вплоть до ном. значений, МПа (кгс/см2)

3,6(36) 5. Нижний предел начального давления сжатого воздуха, при котором выключатель способен выполнять цикл О-tбт-ВО, МПа (кгс/см2)

3,9(39) 6. Давление сжатого воздуха, при котором контакты дугогасительного устр-ва начинают двигаться на смыкание (давление самовключения), МПа (кгс/см2)
не более
2(20) 7. Нижний предел давления сжатого воздуха, при котором выключатель способен срабатывать при откл. и вкл. без токовой нагрузки, МПа (кгс/см2)

2,5(25) 8. Нижний предел давления сжатого воздуха, при котором сохраняется изоляционная прочность между разомкнутыми контактами при наибольшем рабочем напряжении, МПа (кгс/см2)

0,7(7) 9. Давление сжатого воздуха в системе низкого давления, МПа (кгс/см2)
0,05-0,12
(0,5-1,2) 10. Расход воздуха на одно отключение, м3, не более
25 11. Сброс давления за одно отключение, МПа (кгс/см2) , не более
0,28 12. Расход воздуха на одно включение, м3, не более
2,66 13. Сброс давления за одно включение, МПа (кгс/см2) , не более
0,03(0,3) 14. Расход воздуха на утечки во включенном и отключенном положении, м3/ч
не более 2,5 VII. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВНВ-500 И ЕГО СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ 1. Выключатель состоит из трёх одинаковых полюсов, механически не связанных друг с другом, и общего распределительного шкафа, обеспечивающего электрическую и пневматическую связь между полюсами. 2. Полюс выключателя состоит из двух одинаковых элементов, общего резервуара со шкафом управления, рам. Каждый элемент полюса включает в себя колонку из четырёх опорных изоляторов с изоляционными растяжками и экраном, а так же ДУ с конденсаторами и экранами. 3. Резервуар, предназначенный для хранения сжатого воздуха и для механической связи электрического полюса, представляет собой трубу диаметром 520 мм с приваренными к ней днищами, патрубками с рёбрами опорных стоек, воспринимающими нагрузку опорных колонок. К нижнему патрубку резервуара присоединён шкаф управления. В шкафу управления расположены пневматический привод с электромагнитами управления, блок контактно-сигнальный (СБК), клеммный ряд, кабельные муфты, вентиляционный клапан. Блок контактно-сигнальный предназначен для управления цепями сигнализации и блокировок. Привод пневматический служит для управления ДУ. 4. Колонки опорных изоляторов предназначены для изоляции токоведущего контура от заземлённых частей полюса, для подачи сжатого воздуха в ДУ и для размещения изоляционных тяг управления. Для уменьшения изгибающих нагрузок на колонки опорных изоляторов предназначены растяжки, состоящие из стержневых изоляторов типа LS-85/21, крепящихся к раме с помощью натяжного устройства. 5. ДУ (модуль) предназначено для пропускания тока во включенном положении выключателя., для гашения электрической дуги при размыкании контактов и для создания изоляционного промежутка в отключенном положении выключателя. Оно представляет собой двухразрывную дугогасительную камеру, контактная система которой находится в среде сжатого воздуха как во включенном, так и в отключенном положениях выключателя. · Дугогасительное устройство состоит из системы подвижных и неподвижных контактов, расположенных в корпусе, а также вводов, шунтирующих резисторов с коммутирующих механизмами, оперативных клапанов и привода сопел. · Ввод предназначен для изоляции частей ДУ, находящихся под разными потенциалами в отключенном положении выключателя и для пропускания тока во включенном положении. Для производства ревизии и замены контактов предусмотрен поворот (откидывание) вводов на шарнирах. · Шунтирующие резисторы служат для обеспечения заданной скорости восстановления напряжения на контактах ДУ в момент отключения выключателя. · Конденсаторы, устанавливаемые на ДУ, служат для равномерного распределения напряжения по разрывам в отключенном положении выключателей. 6. Шкаф распределительный предназначен для осуществления связи полюсов в один агрегат по пневматической и электрической цепям и для соединения выключателя с воздухораспределительной сетью рабочего давления. Распределительный шкаф имеет два отделения: электрическое и пневматическое.
В пневматическом отделении шкафа расположены: фильтр для очистки поступающего в выключатель воздуха; вентиль запорный для подачи воздуха из магистрали в выключатель или его перекрытия, а также для ревизии фильтра без сброса воздуха из резервуара; обратный клапан, препятствующий перетоку воздуха из резервуаров полюсов в магистраль при уменьшении давления в магистрали; электроконтактные манометры, указывающие давление в резервуарах выключателя и используемые: для блокирования цепей управления выключателем при падении давления ниже 3,6 МПа и для блокирования цепей АПВ при падении давления ниже 3,9 МПа.; вентили запорные (перекрываются только при замене манометров); электроконтактные манометры для контроля низкого давления внутри
фарфоровых покрышек (для сигнализации при выходе давления за допустимые пределы); вентили-запорные системы низкого давления; кислородный редуктор с двумя манометрами, создающий нормируемую величину давления в системе низкого давления; электронагреватели. В электрическом отделении шкафа расположены: панель с приборами, блок клеммный, лампа накаливания для освещения шкафа. На передней стенке шкафа установлены световые указатели положения выключателя: три лампы с красными светофильтрами указывают на включенное положение: три лампы с зелёными светофильтрами - отключенное положение. Обратимся к рис. 4а, рис. 4б. Опорные изоляционные колонки полюса выключателя 7 укреплённые подпружиненными растяжками 10, установлены на горизонтальном резервуаре со сжатым воздухом 8; к нижней части резервуара подвешен шкаф управления 11 с элементами пневматического управления. Фарфоровые изоляторы опорных колонок 7 так же, как изоляторы модулей 1, защищены от воздействия сжатого воздуха стеклопластиковыми цилиндрами, причём конструкция опорных колонок 7 такова, что защитные стеклопластиковые цилиндры стягивают фарфоровые изоляторы и тем самым увеличивают их механическую прочность. Резервуар со сжатым воздухом 8 непосредственно сообщается с внутренней полостью стеклопластиковых цилиндров опорных колонок 7 и через них – с дугогасительными модулями 1; внутри цилиндров в каждой колонке проходят управляющие стеклопластиковые тяги, объединённые внизу при помощи рычажных передач и тяг с общим приводом, расположенным в шкафу управления 11. Модули выключателя имеют двухразрывные дугогасительные устройства двустороннего дутья, причём, контакты находятся непосредственно в среде сжатого воздуха. Главные дугогасительные контакты снаружи шунтированы бумажно-маслянными делительными конденсаторами, а в варианте с номинальным током отключения 63 кА – сопротивлениями, размещёнными внутри специальных контейнеров, также наполненных сжатым воздухом. Один конец токоведущего элемента сопротивления соединён через горловину с токоведущим стержнем ввода, а другой – со вспомогательным контактом. В последнее время оба дугогасительных разрыва размещаются в металлической камере, служащей одновременно дополнительным резервуаром сжатого воздуха, что несколько повышает давление в районе дугогасительных контактов перед вторым отключением при неуспешном автоматическом повторном включении (АПВ). Пневмомеханическая схема выключателя на напряжение 500 кВ представлена на рис. 6, рис. 7, рис. 8. Отличительной особенностью выключателя является управление контактной системой и клапанами с помощью передачи усилия легкими изоляционными тягами. Это дает возможность сократить время отключения до 0,04 с (оно в 2 раза меньше, чем у выключателя ВВБ). На рис. 7. (рис. 8.) выключатель показан во включенном положении. Главный контакт создается пальцами 19(22) неподвижного контакта и внешней поверхностью подвижного цилиндрического контакта 18(12). Пальцы дугогасительного контакта 20(23) расположены в прорезях дутьевого сопла неподвижного контакта и скользят по внутренней поверхности контакта 18(12). В указанном положении контакт 18(12) садится на седло 26(24) и тем самым внутренняя полость контакта 18(12) соединяется с атмосферой (через открытый выхлопной клапан 24(19) ), внешняя поверхность контакта 18(12) и пальцы 19(22) остаются .в среде сжатого воздуха. Сопло 17(11) подвижное. Начальное расстояние между контактом 20(23) и соплом 17(11) - оптимальное для данного сечения сопла. После гашения дуги подвижное сопло 17(11) перемещается под действием давления внутри ДУ. В конечном положении сопло садится на седло 26(24) и герметизирует камеру. Высокая электрическая прочность междуконтактного промежутка достигается экранами 16(?), которые выравнивают электрическое поле между контактами. VIII. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВНВ-500 В РАБОТЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ При отключении срабатывает отключающий электромагнит 3(ЭО) (см. рис. 7., рис. 8.), открывающий клапан 6(42). После этого сжатый воздух подается на поршень 7(43), воздействующий на тягу 8(39). Через звенья 5(?), 4(5), 2(?) усилие передается на изоляционные тяги 13(6), которые перемещаются вниз. Звенья 15(8) и 37(7) соединяются с тягой 13(6) трубкой 14(?) и перемещают горизонтальную тягу 36(?), которая связана с подвижным контактом 18(12). Контакт 18(12) сначала размыкается с пальцами 19(22), а затем с пальцами 20(23). Между последними и внутренней поверхностью контакта 18(12) загорается дуга, которая быстро перемещается воздушным потоком, вытекающим в атмосферу через сопло неподвижного контакта и подвижное сопло 17(11). Гашение дуги происходит за счет двустороннего дутья. Шток 31(27) связан с тягой 13(6). При движении тяги 13(6) вниз связанный с ней шток 31(27) действует на рычаг 30 и открывает клапан 34(34). При этом сжатый воздух, находящийся над поршнем 35(36), через змеевик 29(35) выходит в атмосферу. Поршень 35(36) освобождает рычаги 27(25) и 28(37) и с помощью металлических тяг 22(16), 23(17) и коромысла 21 закрывает клапан 24(19). Одновременно подвижное сопло 17(11) вместе с ограничивающим электродом 41(14) перемещается вправо, пока сопло не сядет на седло 26(24). Таким образом внутренний объем ДУ герметизируется и отделяется от атмосферы. Электрод 41(14) ограничивает длину дуги, горящей между ним и неподвижным дугогасительным контактом 20(23), что уменьшает энергию, выделяемую дугой. С точки зрения коммутации - при токах отключения до 40 кА выключатель не имеет шунтирующих резисторов. При токах 63 кА или тяжелых условиях восстановления напряжения используются низкоомный шунтирующий резистор и вспомогательный контактный блок для отключения резистора. Резистор вместе с контактами находится в специальном контейнере, расположенном рядом с ДУ. Управление блоком вспомогательных контактов осуществляется от клапана 34(34). ВКЛЮЧЕНИЕ При включении срабатывает электромагнит 12(ЭВ). Клапан 10(47) открывается и соединяет полость над поршнем 7(43) с атмосферой. Одновременно подается сжатый воздух на поршень 38(40), который отделяет полость бака от поршня 7(43). Под действием заранее заведенной пружины 33(29) шток 32(27) отпускается и клапан 34(34) закрывается. Сжатый воздух подается к поршню 35(36), и он опускается, воздействуя на рычаги 28(37) и 27(25). При этом клапан 24(19) открывается, а подвижное сопло 17(11) устанавливается в положение, указанное на рисунке. Поскольку сопло смещается влево, оно покидает седло 26(24) и внутренняя полость контакта 18(12) и сопла 17(11) соединяется с атмосферой. При закрытии клапана 34(34) сжатый воздух подается в контейнер вспомогательного контакта и он включает резистор. При движении тяги 13(6) вверх подвижный контакт 18(12) замыкается с неподвижным, одновременно поршень 7(43) переходит в положение, указанное на рисунке. После выхода воздуха из полости над поршнем 7(43) закрываются клапаны 10(47), 6(42) и поршень 38(40) устанавливается в исходное положение соответствующими пружинами.
Ради интереса отмечу, что в выключателе на напряжение 1150 кВ при включении вначале замыкаются вспомогательные контакты и в цепь вводится резистор, сопротивление которого на полюс примерно равно волновому сопротивлению линии. Затем через время примерно 10 мс включается контакт 18(12), который шунтирует резистор.
IX. УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВНВ-500 1. Эксплуатация выключателя в части требований ТБ должна производиться в соответствии с действующими «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правилами ТБ при эксплуатации электроустановок», «Правилами ТБ при электромонтажных и наладочных работах», «Нормами и правилами по охране труда при работах на подстанциях и воздушных линиях электропередачи напряжением 400, 500 и 750 кВ переменного тока промышленной частоты», «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», инструкцией завода – изготовителя. 2. При всех видах работ должны соблюдаться следующие правила работы в зоне влияния электрического поля: 2.1. Необходимо ограничивать время пребывания людей или принимать меры защиты, если напряжённость электрического поля на рабочем месте превышает 5 кВ/м. 2.2. Необходимо соблюдать допустимую в течении суток продолжительность пребывания персонала без средств защиты в электрическом поле различной напряжённости: 5 кВ/м – без ограничения; 10 кВ/м – 180 мин; 15 кВ/м – 90 мин; 20 кВ/м – 10 мин; 25 кВ/м – 5 мин. 2.3. При напряжённости электрического поля на рабочем месте, превышающей 25 кВ/м, работать следует только с применением средств защиты. 2.4. Каждый работник, допускаемый к работе с выключателем, должен пройти инструктаж по ТБ, подробно ознакомиться с устройством выключателя, инструкциями по эксплуатации. 2.5. Дополнительные правила ТБ при работах и эксплуатации выключателя следующие: 2.5.1. Крепление троса за фарфор опорных изоляторов не допускается. Использовать приспособления для подъёма изоляторов 5СЯ.487.008, поставляемое заводом – изготовителем, которое крепится на фланце верхнего изолятора. 2.5.2. При разборке узлов, имеющих сжатые пружины, соблюдать особую осторожность. 2.5.3. Окончательную затяжку гаек, крепящих фарфоровые покрышки вводов, следует производить равномерно, переходя от одной гайки к другой по часовой стрелке, моментным ключом, поставляемым с выключателем. 3. Перед наполнением выключателя сжатым воздухом убедиться, что все болты, шпильки, гайки и накидные гайки фланцев и трубок надёжно затянуты. 4. При работах на выключателе должны быть оставлены открытыми клапаны для спуска воздуха из резервуара, а на ключах управления, шкафах управления и распеделительном шкафу, перекрытых вентилях сжатого воздуха должны быть вывешены плакаты: «Не включать! Работают люди», «Не открывать! Работают люди». 5. Резервуары полюсов, распределительный шкаф, шкафы управления должны быть заземлены. При работах, связанных непосредственно с дугогасительным устройством, последнее следует заземлять. 6. Категорически запрещается проводить какие-либо работы на выключателе до снятия напряжения с выключателя, полного сброса сжатого воздуха из резервуаров выключателя, снятия оперативного тока и напряжения с электроподогревателей. Подъём на находящихся под рабочим давлением выключателя разрешается только при испытаниях и наладочных работах (например, для определения мест утечек воздуха). 7. При первых холостых опробованиях полюса выключателя обслуживающий персонал, в том числе персонал, занятый наладкой других полюсов, должен находиться в укрытии (не ближе 50 м от места испытания). При последующей регулировке персонал не должен находиться в зоне выхлопа выключателя. 8. Все операции с выключателем, находящимся под давлением сжатого воздуха, должны производиться одним лицом. 9. Перед подъёмом на выключатель перекрыть вентиль в распределительном шкафу, закрыть шкаф, снять предохранитель с оперативных цепей управления.
X. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВНВ-500 1. Давление сжатого воздуха в выключателе должно быть в пределах 3,9-4,1 МПа при работе в цикле АПВ и 3,6-4,1 МПа при работе без АПВ (в простых циклах). 2. Один из электроконтактных манометров, находящийся в распределительном шкафу, предназначен для блокирования цепей управления выключателя при падении давления ниже 3,6 МПа (для обеспечения операций «О» и «В»), а другой – для блокирования цепей АПВ при уменьшении давления ниже 3,9 МПа (для обеспечения цикла «ОВ»). 3. Запрещается эксплуатировать выключатель без осушки и очистки сжатого воздуха, поступающего в резервуары выключателя от компрессорной установки. 4. Сжатый воздух, подаваемый в выключатель при давлении 4 МПа, должен иметь температуру точки росы не выше -40°С при положительных температурах окружающего воздуха и не выше -50°С при отрицательных температурах окружающего воздуха. 5. Эксплуатация блоков очистки воздуха, поставляемых с выключателем, должна производиться согласно «Техническому описанию и инструкции по эксплуатации КЕ 0903 00000-01 ТО» завода – изготовителя блоков. 6. Запрещается эксплуатировать выключатель без продувки опорных колонок и вводов. 7. Перед включением выключателя в сеть проводится осушка внутренних полостей выключателя высокого давления. 8. Осушка полостей низкого давления проводится одновременно с осушкой полостей высокого давления путём постоянной продувки её, с удалением заглушек на вводах. 9. Перед включением выключателя в сеть проверяется наличие заземления полюсов и распределительного шкафа, схему и напряжение цепей электромагнитов управления. 10. При необходимости производится спуск воздуха (и конденсата) из резервуаров через спускные клапаны. Спуск производится в течение 3-5 минут, не реже одного раза в месяц, а также при резких понижениях температуры окружающего воздуха (на 10-15°С). 11. При понижении температуры окружающего воздуха ниже минус 5°С – включать первую ступень электронагревателей в шкафах управления (один электронагреватель); в случае, если температура окружающего воздуха ниже минус 15°С – дополнительно включать вторую ступень электронагревателей в шкафу управления (два электронагревателя) и первую ступень в шкафу распределительном (по одному электронагревателю) в электрическом и пневматическом отделениях. 12. Запрещается эксплуатация выключателя без включенных электронагревателей. 13. Не реже одного раза в год (этот срок должен быть уточнён в зависимости от местных условий эксплуатации), а также при всех ремонтах производить ревизию фильтров. 14. Вентиль в распределительном шкафу, применяемый при замене манометров, указывающих давление в резервуарах, и ревизий фильтра без сброса воздуха из резервуаров должен быть открыт и запломбирован на время эксплуатации. Он закрывается только при снятии фильтра или манометров без сброса воздуха из выключателя.
15. Дежурный персонал должен осматривать выключатель, находящийся под напряжением, не реже одного раза в трое суток, а также после коммутации выключателей токов КЗ. 16. При осмотре необходимо проверять давление воздуха в резервуарах выключателя по манометрам распределительного шкафа; положение выключателя по сигнальным лампам распределительного шкафа; состояние фарфоровых изоляторов, степень их загрязнённости, (выключатель должен быть выведен из работы и изоляторы заменены, если имеются следующие повреждения изоляторов: вскрытые пузыри, сквозные трещины, осыпание глазури, трещины глазури и поверхностные сколы на рёбрах изоляторов).
17. Вертикальное перемещение фундаментных элементов полюса выключателя относительно друг друга в процессе эксплуатации допустимо не более 5 мм. XI. НАЛАДКА ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ВНВ Хочется немного рассказать и о наладке ВВ. У воздушных выключателей испытывают изоляцию, измеряют сопротивление постоянному току, проверяют временные характеристики. После наладки выключатель опробуют многократными включениями – отключениями. Опорную изоляцию выключателя проверяют мегаомметром на напряжение 2500 В, при необходимости измерения выполняют с экранированием внешней поверхности изоляторов. Наименьшее значения Rиз должны быть для выключателя: напряжением до 15 кВ – 1000 МОм, напряжением от 20 до 750 кВ – 5000 МОм. Эти измерения производят после механических и гидравлических испытаний фарфора и последующей его промывки и подсушки. Сопротивление Rиз тяг, изготовленных из органического материала, измеряют после их установки на выключатель, и оно должно составлять не менее 3000 МОм. Сопротивление Rиз вторичных цепей, обмоток электромагнитов и элементов шкафов управления измеряют мегаомметром на напряжение 1000 В, и оно должно быть со всеми присоединёнными цепями не менее 1 МОм. Сопротивление Rиз цепей подогревателей, измеряемое мегаомметром на напряжение 1000 В, должно быть при отсоединённом кабеле не менее 0,5 МОм. Конденсаторы выключателя испытывают в соответствии с требованиями заводской инструкции на выключатель. Диэлектрические потери вводов выключателей не измеряют. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Подводя некоторый итог, черту так сказать, своего отчёта, я думаю, что необходимо выделить, на мой взгляд, основные причины отказов выключателей серии ВНВ, кои были выявлены входе прохождения практики и не только. Это: 1. Утечка сжатого воздуха через концевые и центральные дутьевые сопла ДУ из-за повреждений резиновых уплотнений; 2. Самопроизвольное отключение полюсов выключателя из-за дефектов клапанов отключения; 3. Самопроизвольные включения; 4. Разрушения пружин концевых сопел ДУ; 5. Самопроизвольный сброс сжатого воздуха из-за излома рычага подвижного контакта; 6. Обрывы стеклоэпоксидных тяг вводов, деформация тяг концевых сопел ДУ; 7. Самопроизвольные понижения давления сжатого воздуха в системе низкого давления ниже 0,05 – 0,12 МПа с последующим самопроизвольным восстановлением. ЛИТЕРАТУРА 1. Афанасьев В. В., Вишневский Ю. И. Воздушные выключатели. – Л.: Энергоиздат, Ленингр. Отд-ние, 1981. – 384 с.; 2. Инструкция по эксплуатации воздушных выключателей серии ВНВ на напряжение 500 кВ. - Е.: Уралэлектротяжмаш, 1985. - 40 с; 3. Афанасьев В. В. Конструкции выключающих аппаратов. – Л.: Энергия, Ленингр. Отд-ние, 1969. – 640 с.; 4. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения/ Под редакцией В. В. Афанасьева. - Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 544 с.; 5. Чунихин А. А., Жаворонков М. А. Аппараты высокого напряжения. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 432 с.; 6. Электрические аппараты высокого напряжения/ Под редакцией Г. Н. Александрова. - Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 344 с.; 7. Электротехнический справочник. Том II. - М.: Энергоатомиздат, 1973. - 617 с.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
1. Графический пакет Photoshop 4.0. CopyrightÓbyAdobeÒ, 1996. 2. МатематическийпакетMathCAD 7.0. CopyrightÓbyMathSoftÒ, 1997. 3. ОперационнаясистемаDOS 7.0. CopyrightÓbyMicrosoft Ò Corporation, 1995. 4. ОперационнаясистемаWindows’95. CopyrightÓbyMicrosoft Ò Corporation, 1995. 5. ТабличныйпроцессорExcel 7.0. CopyrightÓ byMicrosoft Ò Corporation, 1995. 6. ТекстовыйредакторWord 7.0. CopyrightÓbyMicrosoft Ò Corporation, 1995.