Для чего нужны высоковольтные разъединители и каких видов они бывают

Высоковольтные разъединители — классификация, правила использования и техника выполнения операций

Разъединителями называются коммутационные аппараты с видимым местом разъединения, не имеющие механизма свободного расцепления. Они предназначаются для включения и отключения под напряжением участков электрической цепи (высокого напряжения) при отсутствии нагрузочного тока или для изменения схемы соединения.

Разъединители служат для создания видимого разрыва, отделяющего выведенное из работы оборудование от токопроводящих частей, находящихся под напряжением. Это необходимо, например, при выводе оборудования в ремонт в целях безопасного производства работ.

Разъединители не имеют дугогасительных устройств и поэтому предназначаются, главным образом, для включения и отключения электрических цепей при отсутствии тока нагрузки и находящихся только под напряжением или даже без напряжения.

Подробнее про различные конструкции разъединителей читайте здесь: Как устроены и работают высоковольтные разъединители

При отсутствии в электрической цепи выключателя в электроустановках 6 — 10 кВ допускается включение и отключение разъединителями небольших токов, значительно меньших номинальных токов аппаратов, о чем сказано ниже.

Требования, предъявляемые к разъединителям

Требования, предъявляемые к разъединителям с точки зрения обслуживания их оперативным персоналом, заключаются в следующем:

  • разъединители должны создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий классу напряжения установки;
  • приводы разъединителей должны иметь устройства жесткой фиксации ножей в каждом из двух оперативных положений: включенном и отключенном. Кроме того, они должны иметь надежные упоры, ограничивающие поворот ножей на угол, больший заданного;
  • разъединители должны включаться и отключаться при любых наихудших условиях окружающей среды (например, обледенении);
  • опорные изоляторы и изоляционные тяги должны выдерживать механические нагрузки, возникающие при выполнении операций;
  • главные ножи разъединителей должны иметь блокировку с ножами заземляющего устройства, исключающую возможность одновременного включения тех и других.

Классификация и устройство разъединителей

Отдельные типы разъединителей 6 — 10 кВ отличаются друг от друга:

  • по роду установки (разъединители внутренней и наружной установки);
  • по числу полюсов (разъединители однополюсные и трехполюсные);
  • по характеру движения ножа (разъединители вертикально-поворотного и качающегося типа).
  • трехполюсные разъединители управляются рычажным приводом, однополюсные — оперативной изоляционной штангой.

Различие в конструкциях разъединителей внутренней и наружной установок объясняются условиями их работы. Разъединители наружной установки должны иметь приспособления, разрушающие ледяную корку, образующуюся при гололеде. Кроме того, их используют для отключения небольших токов нагрузки и их контакты снабжаются рогами для гашения дуги, возникающей между расходящимися контактами.

Использование разъединителей для отключения уравнительных токов и небольших токов нагрузки

Способность разъединителей включать и отключать зарядные токи кабельных и воздушных линий, токи намагничивания силовых трансформаторов, уравнительные токи (это ток, проходящий между двумя точками электрически связанной замкнутой сети и обусловленный разностью напряжений и перераспределением нагрузки в момент отключения или включения электрической связи) и небольшие токи нагрузки подтверждена многочисленными испытаниями, проведенными в энергосистемах. Это нашли отражение в ряде директивных материалов, регламентирующих их использование.

Так, в закрытых распределительных устройствах 6-10 кВ разъединителями допускается включение и отключение намагничивающих токов силовых трансформаторов, зарядных токов линий, а также токов замыкания на землю, не превышающих следующих значений:

  • При напряжении 6кВ: намагничивающий ток — 3,5 А. Зарядный ток — 2,5 А. Ток замыкания на землю — 4,0 А.
  • При напряжении 10кВ: намагничивающий ток — 3,0 А. Зарядный ток — 2,0 А. Ток замыкания на землю — 3,0 А.

Установка между полюсами изоляционных перегородок позволяет увеличивать включаемый и отключаемый ток в 1,5 раза.

Разъединителями 6 — 10 кВ допускается включение и отключение уравнительных токов до 70 А, а также нагрузочных токов линий до 15 А при условии проведения операций трехполюсными разъединителями наружной установки с механическим приводом.

Разъединители часто снабжаются стационарными заземлителями, что представляет возможность не прибегать к установке переносных заземлений на оборудовании, выводимом в ремонт, и тем самым исключает нарушения правил безопасности, связанных с процессом установки переносных заземлений.

Техника выполнения операций с разъединителями

В распределительных устройствах операции по отключению и включению разъединителей присоединения, имеющего в своей цепи выключатель, должны выполняться после проверки отключенного положения выключателя на месте его установки.

Прежде чем отключить или включить разъединители, необходимо произвести их внешний осмотр. Разъединители, приводы и блокирующие устройства не должны иметь повреждений, препятствующих выполнению операций. Особое внимание должно быть обращено на отсутствие .шунтирующих разъединители перемычек. В случае обнаружения тех или иных дефектов операции с разъединителями под напряжением должны выполняться с большой осторожностью и только с разрешения лица, отдавшего распоряжение о переключении. Запрещаются операции с разъединителями под напряжением, если на изоляторах обнаружены трещины.

Включение разъединителей ручным приводом следует выполнять быстро и решительно, но без удара в конце хода. При появлении между контактами дуги ножи разъединителей не следует отводить обратно, так как при расхождении контактов дуга может удлиниться, перекрыть промежуток между фазами и вызвать КЗ. Операция включения во всех случаях должна проводиться до конца. При соприкосновении контактов дуга погаснет, не причинив повреждений оборудованию.

Отключение разъединителей, наооборот, проводят медленно и осторожно. Вначале делают пробное движение рычагом привода, чтобы убедиться в исправности тяг, отсутствии качаний и поломок изоляторов. Если в момент расхождения контактов возникнет дуга, разъединители необходимо немедленно включить и до выяснения причины образования Дуги операции с ними не производить.

Операции с однополюсными разъединителями, производимые с помощью оперативных штанг, должны выполняться в той очередности, которая обеспечивает наибольшую безопасность для персонала. Допустим, что персонал ошибочно приступил к отключению разъединителей под нагрузкой.

При смешанной нагрузке наиболее безопасно отключение первого из трех разъединителей, так как при этом не возникает сильной дуги, даже если по цепи проходил номинальный ток. В момент расхождения контактов между ними может появиться лишь сравнительно небольшая разность потенциалов, поскольку с одной стороны отключаемый разъединитель будет находиться под напряжением источника питания, а с другой его стороны некоторое время будет действовать примерно одинаковая ЭДС, наводимая вращающимися при питании по двум фазам синхронными и асинхронными двигателями нагрузки, а также за счет конденсаторных батарей, установленных в распределительной сети.

При отключении второго разъединителя под нагрузкой появится сильная дуга. Третий разъединитель вообще не будет отключать никакой мощности. Так как отключение второго по очередности разъединителя представляет собой наибольшую опасность, он должен находиться по возможности дальше от разъединителей других фаз. Поэтому при любом расположении разъединителей (в горизонтальном или вертикальном ряду) первым всегда следует отключать разъединитель средней фазы, затем при расположении разъединителей в горизонтальном ряду поочередно отключают крайние разъединители, а при вертикальном расположении разъединителей (один над другим) вторым отключают верхний разъединитель, третьим — нижний.

Операции включения однополюсных разъединителей выполняют в обратном порядке.

В цепях, содержащих выключатели с пружинными приводами, операции с разъединителями следует выполнять при ослабленных пружинах, чтобы избежать случайных включений выключателей во время производства операций с разъединителями.

В сетях 6 — 10 кВ, работающих с компенсацией емкостного тока замыкания на землю, перед отключением разъединителями тока намагничивания трансформатора, в нейтраль которого включен дугогасящий реактор, следует прежде всего отключить дугогасящий реактор, чтобы избежать перенапряжений, причиной которых может быть неодновременность размыканий контактов трех фаз разъединителей.

Личная безопасность персонала, выполняющего операции с разъединителями. При выполнении любой операции с разъединителями, находящимися под напряжением, выполняющий операцию (и контролирующий его действия — в случае участия в переключениях двух лиц) должен предварительно выбрать такое место у привода аппарата, чтобы избежать травм от возможных разрушений и падений вниз изоляторов аппарата вместе с закрепленными на них токопроводящими элементами, а также защитить себя от прямого воздействия электрической дуги при ее возникновении.

Для чего нужны высоковольтные разъединители и каких видов они бывают

Что такое высоковольтный разъединитель, из чего он состоит и где применяется. Основные типы разъединителей.

Для коммутации на линиях электропередач применяют высоковольтные выключатели и разъединители. Первые используют для оперативных переключений под нагрузкой, а вторые для отключения цепи без нагрузки или с незначительной нагрузкой. Их используют совместно и устанавливают в цепь последовательно. В этой статье мы расскажем, что такое высоковольтный разъединитель, для чего он предназначен и где используется. Содержание:

  • Назначение и область применения
  • Основные типы
  • Устройство и принцип работы
  • Прежде чем делать переключения

Назначение и область применения

Высоковольтный разъединитель – это коммутационный прибор, позволяющий отключить линию с видимым разрывом. Необходимость создания видимого разрыва обусловлена тем, что при использовании вакуумных, масляных или газовых выключателей не всегда есть возможность убедиться в полном разъединении контактов, поскольку обычно они находятся в баке с дугогасящей средой (масло, элегаз, вакуум).

При неисправностях высоковольтных выключателей может произойти так, что две фазы отключились, а третья нет или в другой конфигурации цепь осталась под напряжением. В дальнейшем при проведении работ по ремонту или обслуживанию ЛЭП работники попадут под напряжение.

Читайте также:  Принцип работы мультиметра

Поэтому последовательно с выключателем ставят разъединитель. Если его описать простыми словами, то высоковольтный разъединитель – это большой рубильник устройство которого создает разрыв цепи высокого напряжения. Где применяются такие устройства?

Высоковольтные разъединители используют повсеместно на ЛЭП от низкого и среднего напряжения, например, 6 или 10 кВ, до линий с высоким в 750 кВ.

Кроме обеспечения отключения линии с видимым разрывом ВР используют и для коммутации:

  • нейтралей трансформаторов;
  • заземляющих реакторов (если нет КЗ на землю);
  • намагничивающего тока трансформаторов от 6 до 500 кВ;
  • зарядного тока воздушных и кабельных ЛЭП, систем шин и подобного;
  • кольцевых токов (сети 6-10 кВ).

Также допускается коммутация цепей 10 кВ с током до 15 А, а также дистанционное отключение одного из разъединителей 220 кВ и боле, если он зашунтирован хотя бы еще одним разъединителем. Например, при использовании на ПС схемы четырёхугольника.

Основные типы

Для начала рассмотрим, какая существует классификация высоковольтных разъединителей:

  • По характеристикам (номинальному напряжению, току);
  • По расположению (наружные и внутренние);
  • По конструкции.

Конструктивно они также могут отличаться:

  • По числу полюсов;
  • По движению ножа (поворотного, качающегося, рубящего типа);
  • По типу привода (оперативной диэлектрической штангой, рычажной системой, с помощью электричества, пневматики и гидравлики).

Устройство и принцип работы

Высоковольтные разъединители не обладают средствами для гашения дуги, поэтому при отключении под нагрузкой дуга может привести к межфазному КЗ.

На рисунке ниже вы видите высоковольтный разъединитель с рычажным приводом.

Обратите внимание на рисунке два привода – один для разъединения ножей на линии, а другой для управления заземляющими ножами (сверху). В некоторых случаях в одном приводе совмещено два рычага – один для заземляющих, а второй для силовых. При этом они включаются в разные стороны так, что исключается одновременное их включение, как например ПРНЗ, который изображен ниже. Он устанавливается на опоре внизу и соединяется через диэлектрическую тягу с ножами разъединителя.

На видео ниже вы видите, как работает на разрыв разъединитель на ЛЭП 735 кВ, обратите внимание насколько сильная дуга.

Высоковольтные разъединители для наружной установки должны быть более прочными и выдерживать большие механические нагрузки. Например, при размыкании в случае обледенения, на рисунке ниже вы видите такое устройство на опоре 6 кВ, также вы видите тягу снизу от ручного привода.

Для управления электрическим приводом разъединителя используют шкафы управления, их располагают на земле, для коммутации больших устройств требуются большие усилия, поэтому по одному такому шкафу устанавливают на каждый полюс (фазу).

Итак, как устроен высоковольтный разъединитель? Если обобщенно ответить на этот вопрос, то он состоит из:

На видео ниже наглядно рассмотрена конструкция разъединителя:

Устройство может отличаться в зависимости от разновидности разъединителя.

Прежде чем делать переключения

Переключения делают только после получения соответствующего распоряжения. Сначала проверяют, отключен ли выключатель в этой цепи, далее проводят внешний осмотр изоляторов на наличие трещин и сколов – если они есть операции не производят.

Также проверяют состояние блокирующих устройств и приводов. В случае видимых повреждений, если это возможно, воздействуют на приводы осторожно и с разрешения лица выдавшего распоряжения. Перемычек и шунтирующих коммутационных приборов также быть не должно.

При использовании ручного привода разъединители включают быстрым и уверенным движением, но без удара. Если при приближении токоведущих частей возникает дуга их не отводят назад, чтобы избежать ее удлинения и перекрытия соседних фаз. При полном замыкании контактов дуга исчезнет. Отключение выполнять медленным движением, без рывков. Первое движение – пробное, для проверки целостности тяг. После этого размыкают цепь, если при этом возникает дуга – её быстро включают обратно, и не производят до времени выяснения причин её образования.

Это все, что мы хотели рассказать вам про высоковольтные разъединители. Теперь вы знаете основные типы и виды данных устройств, для чего они предназначены и где используются. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

  • Принцип работы защиты минимального напряжения
  • Охранные зоны ЛЭП
  • Для чего нужно переносное заземление

Нравится

Высоковольтные разъединители: назначение, устройство, классификация

С целью обеспечения максимальной степени безопасности во время выполнения работ по обслуживанию высоковольтных линий электропередач и связанного с ними оборудования, требуются надёжные коммутационные приборы. В частности, для безопасного доступа к распределительным устройствам и к другому оборудованию, работающему под высоким напряжением, применяются высоковольтные разъединители открытого типа.

Назначение и где применяются

Использование разъединителей в энергетике для разрывов цепей продиктовано, в первую очередь, соображениями безопасности. Их применяют для выполнения подключений контактных сетей для запитки током от питающих линий. Эти механизмы также служат для безопасного изменения схем соединений участков цепей.

На рисунке 1 изображён участок линии с высоковольтными разъединяющими устройствами.

Рисунок 1. Участок линии с высоковольтными разъединителями

Рассматриваемые коммутационные механизмы обладают двумя важными качествами, позволяющими контролировать процесс коммутации:

  1. Возможностью визуального наблюдения за положением подвижных контактов в местах разъединения.
  2. Отсутствием механизма, допускающего вероятность свободного (произвольного) расцепления. Применение ручных приводов гарантирует выполнение специалистом запланированной операции по обесточиванию или подключению электрической сети в нужный момент.

Такая конструкция разъединителя позволяет обслуживающему персоналу быстро оценивать состояние рабочих частей механизма коммутации перед включениями, а также визуально контролировать положение контактных ножей в конкретной ситуации. Разъединители всегда работают с использованием высоковольтных выключателей, как на открытом пространстве, так и в закрытых помещениях.

Допускается коммутация такими приборами трансформаторов, работающих на холостом ходу, а также для отключения линий с циркулирующими токами наводки. При наличии соответствующих шунтирующих устройств можно разъединять электрические цепи, находящиеся под током или отключать маломощные токи нагрузки трансформаторов. При этом всегда наблюдается дуговой разряд на начальной стадии отключения или перед включением, когда контакты приблизятся на расстояние пробоя.

Время горения дуги сокращает наличие контактных пружин. Исключение составляет класс выключателей нагрузки, в конструкции которых предусмотрены автогазовые дугогасительные устройства – ВНА. Такие выключатели могут использоваться в качестве высоковольтных разъединителей, которые применяются для коммутации участков цепей до 10 кВ. (Рис. 2).

Рисунок 2. Высоковольтный выключатель нагрузки ВНА

Основные области применения

Разъединители высоковольтных цепей используются во многих областях. С их помощью обслуживают:

  • сети комплектных трансформаторных подстанций, в том числе и передвижные КТП;
  • семейство комплектных распределительных устройств КРУ и КРУН;
  • конденсаторные установки;
  • камеры сборные, предназначенные для одностороннего обслуживания;
  • ГРЩ, шкафы ввода и распределения и другое оборудование.

Способность трёхполюсных и однополюсных разъединителей коммутировать зарядные токи воздушных проводов и кабельных линий, включать и отключать индукционные токи силовых трансформаторов, отсекать уравнительные токи, разъединять цепи с небольшими токами нагрузки делает эти приборы незаменимыми в различных энергосистемах.

Сферы применения высоковольтных разъединителей регламентируют ПТЭЭП. Правила разрешают их использование в сетях на 6 – 10 кВ, для включения либо отключения нагрузочных токов до 15 А или до 70 А уравнительных.

Устройство и принцип работы

Создание высоковольтного разъединителя вызвано потребностью в коммутационном механизме, способном обеспечивать безопасный и визуально наблюдаемый разрыв высоковольтных цепей, находящихся под напряжением. В основе конструкции такого прибора заложена высокая надёжность контактов, обеспечивающих замыкание и размыкание цепи при любых погодных условиях.

В конструкции высоковольтного разъединителя не предусмотрено наличие искрогасящих элементов. Поэтому с целью недопущения образования электрической дуги большой мощности способной разрушить контакты, устройства подключаются последовательно с высоковольтными выключателями нагрузки. Перед тем, как отсоединить нужную линию, с помощью выключателя отключают нагрузку.

Конструкция разъединителя состоит из жёсткой силовой рамы, на которой смонтированы следующие элементы:

  • система неподвижных изоляторов, расположенных с каждой стороны разрыва, для каждого фазного провода;
  • статичные контакты и контактные ножи, обеспечивающие замыкания и размыкания цепи;
  • механизм управления подвижными контактами (ножами);
  • блокирующие элементы.

Разъединители, предназначенные для коммутации цепей, напряжение которых превышает 110 000 В, состоят из двух контактных подвижных полуножей, разводимых в противоположных направлениях. Расстояние между разведёнными контактами достаточно большое, что исключает пробой этого пространства в случаях несанкционированного включения выключателя.

В зависимости от предназначения рассматриваемые приборы могут быть трёхполюсными или однополюсными. В трехполюсных разъединителях есть три пары контактов. В однополюсном разъединителе – только одна пара: неподвижный контакт и его замыкатель – контактный нож.

Пример трёхполюсного разъединителя показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Трёхполюсный РВ с вертикальным поворотом ножей

Несмотря на то, что РВ работают при отключенной нагрузке, вероятность наличия опасных наведённых или ёмкостных токов не исключена. С целью обеспечения полной безопасности для персонала используются ножи заземления, которые крепятся на одной платформе и могут выполнять предназначенную им защитную функцию лишь после отключения выключателя нагрузки и расцепления контактов, соединяющих обслуживаемый участок с токоведущей линией. В противном случае возникает короткое замыкание между заземлёнными проводами.

С целью исключения КЗ, спровоцированного заземляющими ножами в результате случайной подачи номинальных токов, многие модели оборудованы блокирующими механизмами. Механизмы блокируют движение ножей при неснятом заземляющем устройстве или при включенной нагрузке. Чаще всего используют механическую блокировку, но существуют и электромагнитные, и даже гидравлические блокировочные механизмы. Существуют модели с комбинированными блокирующими элементами.

Принцип работы

Соединение или разъединение коммутируемой электрической цепи обеспечивается поворотом контактных ножей. В зависимости от конструктивного исполнения подвижные контакты могут поворачиваться вертикально либо горизонтально. Приводом, сообщающим усилие поворотному механизму, служит штанга с рукоятью, с помощью которой оператор осуществляет управление контактными ножами. Рукоятки приводов, смонтированы непосредственно на опорах под разъединителем.

Читайте также:  Что такое фазометр и как им пользоваться?

Ручное управление используются преимущественно на воздушных линиях до 6 кВ. Управление ножами на линиях 110 кВ и выше осуществляется электроприводами, с использованием металлических шкафов, размещённых на безопасном расстоянии.

Классификация

Отечественной промышленностью выпускаются высоковольтные разъединители разных типов. Их можно классифицировать по следующим признакам:

  • по количеству полюсов;
  • типу контактного ножа (поворотного, рубящего, качающегося);
  • месту установки (открытое пространство или помещение);
  • по способу управления: ручной (посредством изоляционной штанги или рычагов), электромеханический, гидравлический, пневматический.

Кроме того устройства различаются по номинальному напряжению и показателям номинального тока, на который они рассчитаны. Изделия бывают с заземлителями (разъединители РВЗ, рис. 4), с фигурными ножами (РВФ) и другие.

Рисунок 4. РВФз 1063

Тип прибора можно определить по его обозначению.

Буквами обозначают:

  • Р – тип изделия, в данном случае разъединитель;
  • Н – наружный;
  • Г – горизонтальная установка;
  • Л – линейный;
  • З – разъединитель с заземляющими ножами. Цифрами 1, 2 … указывают количество заземлителей;
  • Д – с двумя опорно-изоляционными колонками;
  • Числа 10, 35, 110, 220 – означают номинальное напряжение в киловольтах.

Например, РВ – внутренний разъединитель, а аббревиатура РЛНД означает, что перед вами линейный тип прибора с двумя опорно-изоляционными колонками, для наружного использования.

Предъявляемые требования

Главным требованием ко всем высоковольтным разъединителям является такая конструкция, которая предусматривает такое отключение, когда хорошо виден разрыв цепи. На приборы, применяемые для расцепления линий свыше 1 кВ распространяются требования ГОСТ Р 52726-2007, предусматривающие:

  • термическую и электродинамическую устойчивость конструкции;
  • высокое качество изоляции, способной работать в различных атмосферных условиях и выдерживать всевозможные перенапряжения;
  • уверенное включение или отключение при всех допустимых условиях, включая обледенение элементов конструкции;
  • простота конструкции, обеспечивающая надежность разъединения, удобство монтажа и эксплуатации.

Отдельные требования распространяются на соблюдение особенностей установки, правил эксплуатации и профилактических мер по поддержанию разъединителей в актуальном состоянии.

49. Разъединители. Назначение. Конструктивное исполнение. Принцип действия. Условия выбора.

Разъединители – аппараты, которые предназначены для включения и отключения участков электрических цепей под напряжением при отсутствии нагрузочного тока. Они применяются во всех высоковольтных установках для обеспечения видимого разрыва при отключении какого-либо участка цепи, а также для производства переключений и набора нужной схемы. Все операции с разъединителями, как правило, выполняются при обесточенных цепях.

После отключения разъединителей с обеих сторон объекта, например, выключатель или транформатор и другие аппараты должны заземляться с обеих сторон, либо при помощи переносных заземлителей, либо спец. заземляющих ножей, встраиваемых в конструкцию разъединителя.

Строятся разъединители, как для внутренней, так и для наружной установки на всю шкалу токов и напряжений.

К разъединителям предъявляются следующие требования:

Контактная система должна надежно пропускать номинальный ток сколько угодно длительное время. В особо тяжелых условиях работают разъединители наружных установок, подвергающиеся воздействию воды, пыли, льда. Контактная система должна иметь необходимую динамическую и термическую стойкость.

Разъединитель и механизм его привода должны надежно удерживаться во включенном положении при протекании тока К3. В отключенном положении подвижный контакт должен быть надежно фиксирован, так как самопроизвольное включение может привести к очень тяжелым авариям и человеческим жертвам.

В связи с особой ролью разъединителя как аппарата безопасности промежуток между разомкнутыми контактами должен иметь повышенную электрическую прочность.

Привод разъединителя целесообразно блокировать с выключателем. Операции с разъединителем должны быть возможны, только когда выключатель отключен.

Разъединители могут выполняться как трехполюсными на общей раме, обычно до 35 кВ, так и однополюсными при более высоких напряжениях. Последнее обусловлено тем, что при напряжениях свыше 35 кВ требуемые расстояния между фазами достаточно велики и общая рама становится чрезвычайно громоздкой и тяжелой.

Полюс разъединителя независимо от разнообразия конструкций состоит из неподвижного и подвижного (ножа) контактов, укрепленных на соответствующих изоляторах опорной плиты или рамы и привода.

Основным элементом разъединителя являются его контакты. (Как мы уже говорили, они должны надежно работать при номинальном режиме, а также при перегрузках и сквозных токах короткого замыкания.). Нагрев, динамическая и термическая стойкость, а также электрическая и механическая прочность изоляции являются основными вопросами расчета и конструирования разъединителей. В разъединителях применяют высокие контактные нажатия. При больших токах контакты выполняют из нескольких (до восьми) параллельных пластин. Применяют пластины прямоугольного, швеллерного и круглого сечений.

Разъединители снабжаются ручным, электродвигательным либо пневматическим приводом. Разъединители на малые токи при напряжениях до 35 кВ могут управляться вручную изоляционной штангой.

Наибольшее распространение при токах до 3000 А включительно получил ручной рычажный привод. При номинальном токе свыше 3000 А – ручной червячный привод. Электродвигательные и пневматические приводы используются для управления тяжелыми разъединителями, когда ручное управление затруднено или невозможно, а также при дистанционном и автоматизированном управлении.

Разъединитель предназначен для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей переменного или постоянного тока с созданием видимого разрыва, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей.

Разрешается отключение и включение разъединителями:

-нейтралей силовых трансформаторов 110 — 220 кВ;

-заземляющих дугогасящих реакторов 6 — 35 кВ при отсутствии в сети замыкания на землю;

-намагничивающего тока силовых трансформаторов 6 — 500 кВ;

-зарядного тока и тока замыкания на землю воздушных и кабельных линий электропередачи;

-зарядного тока систем шин, а также зарядного тока присоединений с соблюдением требований нормативных документов.

В кольцевых сетях 6 — 10 кВ разрешается отключение разъединителями уравнительных токов до 70 А и замыкание сети в кольцо при разности напряжений на разомкнутых контактах разъединителей более, чем на 5%.

Допускается отключение и включение трехполюсными разъединителями наружной установки при напряжении 10 кВ и ниже нагрузочного тока до 15 А.

Допускается дистанционное отключение разъединителями неисправного выключателя 220 кВ и выше, зашунтированного одним выключателем или цепочкой из нескольких выключателей других присоединений системы шин (схема четырехугольника, полуторная и т.п.), если отключение выключателя может привести к его разрушению и обесточению подстанции.

Для внутренних установок, не подверженных воздействию атмосферы и с напряжением, как правило, не выше 20 кВ, наиболее широко распространены рубящие разъединители с движением подвижного контакта (ножа) в вертикальной плоскости. Для получения электродинамической стойкости контактов необходимо соответствующее контактное нажатие. С ростом тока контактное нажатие и усилие, необходимое для включения, возрастают. При ручных приводах контактные нажатия стремятся брать возможно малыми. С этой целью применяют сдвоенные ножи и электромагнитные замки.

Для повышения электродинамической стойкости контактов разъединителей широко используются электродинамические силы, возникающие в токоведущих элементах. На рис. 2 показан трехполюсный разъединитель типа РВ на напряжение 10 кВ и ток 400 А, а на рис. 3 — в увеличенном масштабе его контактная система. Рис. 2. Разъединитель типа РВ Рис. 3. Контактная система разъединителя типа РВ

Подвижный контакт 1 выполнен в виде двух параллельных шин. При КЗ электродинамическая сила прижимает шины 1 к стойкам неподвижного контакта 2. При номинальном токе контактное нажатие создается пружинами 3, которые воздействуют на подвижный контакт через стальные пластины 4. Магнитный поток, создаваемый проходящим по шинам током, замыкается вокруг них и через стальные пластины 4. В системе возникают электродинамические силы такого направления, чтобы возросла энергия магнитного поля. Пластины приближаются к шинам 1 и попадают в зону более сильного магнитного поля. Электромагнитная энергия при этом возрастает. Таким образом создается сила Р, притягивающая стальные пластины к шинам и увеличивающая контактное нажатие. Для управления разъединителями типа РВ применяются рычажные системы с ручным или моторным приводом. В схеме ручного рычажного привода (рис. 4) вал разъединителя имеет угол поворота 90°. Рычаг привода имеет угол поворота 150°. Чтобы избежать отключения под действием электродинамических сил, во включенном положении механизм находится в положении, близком к мертвому (шатун 1 и короткий рычаг 2 шарнира О располагаются почти на прямой). Кроме того, включающий рычаг 3 фиксируется в отключенном и включенном положениях с помощью специальных стопоров. При токах более 3 кА рычаг 3 заменяется червячной передачей, что позволяет увеличить действующую на шины силу.

Рис. 4. Рычажный привод разъединителя Рис. 5. Пневматический привод разъединителя

Для дистанционного управления применяются электрические и пневматические приводы. В электрических приводах ось двигателя связывается с выходным рычагом привода через систему червячной передачи. В пневматическом приводе отсутствуют громоздкие рычажные передачи и обеспечивается плавный ход контактов (рис. 5). Поршневой механизм (цилиндры, поршни) 1, блок пневматических клапанов управления 2 и 3 и электромагниты управления 4 и 5 устанавливаются непосредственно на раме разъединителя. К разъединителю подводятся трубопровод со сжатым воздухом 6 и цепи управления электромагнитами.

Рис. 6. Разъединитель типа РНДЗ-1

Поршневой механизм проектируется так, что он находится в «мертвом» положении при включенном и отключенном разъединителе. При подаче напряжения на обмотку электромагнита 4 срабатывает клапан включения 2. Верхний цилиндр включения поршневого механизма 1 разобщается с атмосферой, и в него подается сжатый воздух под давлением 0,5—1 МПа. В это время нижний цилиндр 7 отключения через клапан отключения 3 связан с атмосферным воздухом и не препятствует движению нижнего поршня вниз. Под действием сжатого воздуха верхний поршень поворачивает рычаг и связанный с ним вал разъединителя 8, что приводит к замыканию контактов. Аналогично протекает процесс отключения. Для наружной установки широко используются разъединители поворотного типа РИД. На рис. 6 представлен разъединитель типа РНДЗ-1 на напряжение 220 кВ и номинальный ток 2 кА. На раме 1 смонтированы неподвижные изоляторы 2 и подвижные изоляторы 3, которые могут вращаться вокруг своей вертикальной оси. С подвижным изолятором связаны контакты разъединителя в виде ножей 5, вращающихся в горизонтальной плоскости. Места сочленения подвижных деталей защищены кожухом 4. Для размыкания ножей 5 поворачивается правый изолятор 3, который с помощью тяги 8 поворачивает левый изолятор 3. При необходимости правый нож в положении «отключено» может быть заземлен с помощью дополнительного ножа 7, который вращается в вертикальной плоскости и замыкается с контактом 6. Благодаря механической блокировке заземление возможно только при отключенном положении ножей 5. Разъединители такого типа применяются при напряжении до 750 кВ. Следует отметить, что площадь открытого распредустройства (ОРУ) в значительной степени определяется площадью, занимаемой разъединителями. При напряжении >330 кВ значительную экономию площади дают подвесные разъединители (рис. 7). Неподвижный контакт 1 в виде кольца укреплен на изоляторе 2. Рис. 7. Подвесной разъединитель

Читайте также:  Как подключить дифавтомат схема

В качестве опоры контакта 1 могут использоваться трансформаторы тока или напряжения. Конический подвижный контакт 3 подвешен к гирлянде 4 подвесных изоляторов на стальных тросах 5. Тросы 5 пропущены через блоки 6 на портале 7 и связаны с барабаном электролебедки. Подвижный контакт 3 соединен с токоведущей трубой 9, неподвижный контакт соединен с гибкой шиной 8 либо с контактом аппарата. При включении контакт 3 опускается вниз под действием специального груза, который создает необходимое контактное нажатие. При отключении контакт 3 и связанный с ним груз поднимаются с помощью электролебедки. Такие разъединители разработаны в СССР на напряжение до 1150 кВ и длительные токи до 3,2 кА.

Разъединители. Устройство и работа. Применение и особенности

Разъединители — аппараты коммутации, служащие для выключения и включения цепи тока без потребителя, или с небольшой нагрузкой. Таким небольшим током может служить ток намагничивания трансформатора, либо другой ток не выше 15 ампер.

Также разъединители служат для образования разрыва цепи при выключении электрической сети. Это нужно для создания безопасности при проведении работ по ремонту электрооборудования. В этом случае разъединитель образует видимый разрыв между цепью рабочего оборудования и устройств, находящихся в ремонте.

Устройство

Конструкцию разъединителей можно изучить на примере аппарата коммутации с 3-мя полюсами, рубящего вида.

Он представляет собой находящиеся на одной раме три полюса. У всех полюсов есть по два контакта: подвижный и неподвижный. Подвижные виды клемм полюсов скреплены изоляторами с одним валом. Также вал соединен с рычагом механизма привода аппарата. При управлении механизмом разъединителя сразу включаются все три ножа одновременно.

Соединение контактов сделано жестким с помощью специальных пружин. Они нажимают на пластины из стали, придавливают ножи подвижного контакта к стационарному.

Во время короткого замыкания по разъединителю проходит большой ток, который приводит к его разрушению. Для решения этой проблемы в конструкцию разъединителя вмонтировали магнитный замок, который включает в себя 2 пластины, находящиеся по сторонам двигающегося контакта. Эти пластины намагничиваются от действия тока короткого замыкания, сильно притягиваются друг к другу, и создают дополнительную упругость между контактами.

В конструкции разъединителей не предусмотрено устройство для гашения электрической дуги, поэтому при включенной нагрузке выключать разъединитель запрещается. Для таких целей предназначены другие устройства, например, выключатели. Чтобы не произошло выключение цепи разъединителем при включенной нагрузке, в их конструкции предусмотрены механические блокираторы. Также для этих целей служат механические фиксаторы.

Требования к разъединителям
Такие требования нужны для обслуживания разъединителей электромонтером, либо другим обслуживающим персоналом:
  • Конструкция разъединителей выполняется такой, чтобы был виден разрыв цепи по классу напряжения.
  • Приводы должны быть оборудованы жесткого закрепления ножей в выключенном и включенном положении. Также должны быть хорошие упоры для ограничения поворота ножа больше положенного.
  • Разъединители должны быть приспособлены для любых погодных условий.
  • Изоляторы и тяги должны иметь достаточную прочность, не разрушаться при выполнении переключений.
  • Главные ножи разъединителей обязательно должны оснащаться блокировкой с ножами заземления, не допускающей одновременного включения.
Принцип действия и порядок выполнения переключений

В распредустройствах действия с разъединителями должны производиться только после того, как проверено отключенное состояние выключателя цепи.

Перед отключением разъединителя нужно снаружи осмотреть всю конструкцию. На разъединителях, блокирующих устройствах и их приводах не должно иметься повреждений, которые могли бы помешать выполнению операции выключения. Особо нужно осмотреть, нет ли шунтирующих перемычек для разъединителей.

Если обнаружены какие-либо дефекты и неисправности, то выключение разъединителя необходимо выполнять осторожно, с разрешения должностного лица, распорядившегося сделать переключение. При обнаружении трещин на изоляторах запрещается производить какие-либо операции с разъединителями.

При ручном механизме привода разъединитель нужно включать быстро и аккуратно, в конце хода не нужно допускать удара. Если во время включения появилась электрическая дуга, то ножи отводить обратно нельзя, так как размер дуги увеличится и перекроет междуфазное пространство, вызвав короткое замыкание. В любом случае операцию необходимо довести до завершения. Когда контакты замкнутся, то дуга исчезнет, и не создаст никаких проблем.

Обратную операцию по разъединению цепи производят не торопясь, с осторожностью. Сначала производят небольшое движение рычагом для проверки действия тяг, поломок изоляторов, люфтов в соединениях. Если при расцеплении цепи появляется дуга, то нужно сразу разъединитель вернуть обратно на свое место, выяснить причину. До выяснения переключения делать запрещается.

Выключение однополюсных разъединителей

Такие операции проводятся специальными штангами, в определенной последовательности, чтобы обеспечить максимальную защиту персонала. Представим такой случай, когда электромонтер начал выполнять отключение ошибочно, не отключив нагрузку.

С включенной нагрузке 1-й разъединитель выключать не опасно, так как сильная дуга не образуется. При расцеплении контактов может возникнуть только малое напряжение, с одной стороны разъединитель будет иметь напряжение источника, с другой будет одинаковая разность потенциалов, которая наводится работающими двигателями, а также конденсаторами, имеющимися в сети.

При выключении 2-го разъединителя может возникнуть мощная дуга. На 3-м разъединителе не будет большой мощности. Поэтому, как бы ни располагались разъединители, первым надо отключать средний разъединитель, далее верхний, затем нижний (при вертикальном расположении). Если расположение горизонтальное, то принцип тот же самый, только вместо верхнего и нижнего, нужно отключать правый и левый в любом порядке.

Если выключатели оснащены пружинами, то работать с разъединителями нужно, ослабив сначала пружины на выключателях, во избежание случайных срабатываний выключателей при операциях с разъединителями.

На линии 6-10 киловольт, где есть компенсация тока на заземление, перед тем как отключить ток намагничивания, сначала отключают реактор дугогашения, чтобы не было перенапряжений. Они могут возникнуть из-за неодновременного расцепления контактов фаз.

Особенности применения

Разъединители служат для видимого расцепления участка электрической цепи во время ремонта оборудования, создания безопасности, исключают подачу питания на ремонтный участок. Также расцепители можно применить для переключения питания электрическим током с одной цепи на другую.

По правилам разъединители могут включать и отключать:
  • Нейтрали трансформаторов до 220 киловольт.
  • Дугогасящие заземляющие реакторы, если нет замыкания на землю.
  • Тока намагничивания.
  • Подключение трансформаторов на холостом ходу до 750 кВА.
  • Тока заряда и замыкания на заземление воздушных линий питания.
  • Тока заряда шин, других подключений, удовлетворяющих требованиям нормативов.
  • Отключение токов уравнения до 70 ампер в кольцевых сетях, замыкание сети при отличии напряжений на клеммах не выше 5%.
Отключение уравнительных токов

Разъединители могут отключать, включать токи заряда воздушных и кабельных сетей, токи намагничивания, в том числе силовых, уравнивающие токи, а также слабые токи нагрузки. Это подтверждено директивными и регламентирующими документами. Уравнительный ток – это ток между участками электрической замкнутой сети, обусловленный разностью значений напряжений во время коммутации электрической связи, то есть, во время отключения или соединения.

В закрытых распредустройствах до 10 кВ разъединителями можно включать и выключать токи намагничивания силовых трансформаторов, токов заряда линий, замыкания на землю, не больше следующих величин:
  • При 6 киловольтах – ток 3,5 ампер, ток заряда 2,5 ампер, ток замыкания на землю 4 ампера.
  • При 10 киловольтах – ток намагничивания 3 ампера, ток заряда 2 ампера, замыкающий ток на землю 3 ампера.

Если между полюсами установлены перегородки из диэлектрического материала, то допускаемый ток при переключениях можно увеличить в 1,5 раза.

Разъединителями при напряжении от 6 до 10 киловольт можно включать и выключать токи уравнивания до 70 ампер, а также токи нагрузки линии до 15 ампер, если операция переключения проводится 3-полюсными разъединителями внешней установки с приводным механизмом.

Если в электрической цепи нет выключателя, то при напряжении сети до 10 кВ допускается производить операции с разъединителями при малых токах, которые намного меньше тока номинала устройств.

Чаще всего разъединители оснащают стационарными заземлителями. Это дает возможность не устанавливать переносные заземления на устройствах, которые требуют ремонта, а значит, не будет нарушения требований правил безопасности при установке заземлений.

Обеспечение безопасности

Во время выполнения переключений с помощью разъединителей под напряжением, электромонтер должен выбрать правильное место своего расположения возле привода, чтобы не получить травм при случайном падении изолятора и других деталей, а также для защиты от действия возможной электрической дуги.

Нельзя смотреть на контакты во время совершения операции. Но после операции нужно обязательно осмотреть состояние ножей разъединителей и стационарных видов ножей. Бывают случаи, когда ножи включились не до конца, либо не отключились ножи стационарные при отключении на отдельных фазах. Каждая фаза осматривается отдельно, даже если между ножами всех фаз есть механическая связь.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...