Контрольні запитання.
Класифікація перенапруг.
Як здійснюється грозозахист відкритих електроустановок – трансформатор-них підстанцій та повітряних ліній електропередач?
Призначення розрядників та вимоги до них.
Принцип дії та конструкція трубчатих розрядників.
З якою метою в комплекті з трубчатим розрядником застосовується відкритий іскровий проміжок?
Принцип дії та конструкція вентильних розрядників.
Пояснити узгодження характеристик розрядників та обладнання, що захищається.
Конструктивні особливості обмежувачів перенапруги типу MWK.
Маркування розрядників.
Лабораторна робота №4
Вивчення конструкції малоб’ємних оливових вимикачів.
План роботи:
1.Вивчити особливості конструкції та функціональні можливості вимикача ВКЕ–10.
2. Вивчити конструкцію вимикача ВМГ–10.
3. Вивчити устрій електромагнітного приводу ПЕ–11.
4. Схема керування вимикачем ВМГ–10.
Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи.
Вимикачі малооливові серії ВКЕ–10 та ВМГ–10 (ВМП–10) призначені для роботи в шафах КРП внутрішнього та зовнішнього встановлення номінальною напругою 6–10 кВ та комутації кіл трифазного змінного струму в номінальному режимі роботи установки, а також для автоматичного вимикання цих кіл при коротких замиканнях та перевантаженнях.
Вимикачі відносяться до малооливових вимикачів з малим об’ємом дугогасної рідини (трансформаторної оливи).
Вага оливи в цих вимикачах не перевищує 9 кг. В якості ізоляційних матеріалів в конструкціях застосовують тверді діелектрики: фарфор, гетинакс, текстоліт. Ці вимикачі є вибухобезпечними внаслідок малої кількості оливи в полюсах та високої механічної міцності циліндрів (допустимий тиск 70 кг/см2).
Принцип дії вимикачів полягає у гасінні електричної дуги, що виникає при розмиканні контактів, потоком газооливової суміші, яка утворюється в результаті інтенсивного розкладання трансформаторної оливи під дією високої температури горіння електричної дуги.
Цей потік набуває поперечного, при розташуванні контакту в дугогасній камері, і повздовжнього, після виходу рухомого контакту з дугогасної камери, напряму в дугогасильній камері, яка розміщена в зоні гасіння дуги. Конструктивно кожний розрив кола в вимикачі відбувається в окремому полюсі, що має вмонтовану дугогасну камеру з поперечно-поздовжнім принципом гасіння дуги.
Керування вимикачами здійснюється електромагнітними приводами постійного струму. При цьому оперативне включення здійснюється електромагнітом включення, а відключення – пружинами відключення самих вимикачів, які вбудовані в конструкцію рами та зводяться при їх включенні.
Основа має раму, до якої приварені бокові стійки для кріплення приводу вимикача. На рамі, встановленій на колесах, закріплена педаль для розблокування вимикача в комірці КРП та заземлюючий контакт.
Рис. 4.1. Вимикач ВКЕ–10:
1 – основа; 2 – пластина підйому шторкового механізму в КРП; 3 – привод електромагнітний; 4 – полюс; 5 – перегородка фасадна; 6 – роз’єм штепсельний.
Всередині корпуса на кожний полюс передбачено механізм переміщення рухомого стержня, який складається з двох важелів зовнішнього і внутрішнього, що жорстко закріплені на спільному валі.
Полюс вимикача складається з ізоляційного циліндра 11 (рис. 4.2), на нижньому кінці якого заармований металевий фланець 10. Циліндри закріплені на корпусі 8 механізму.
В циліндрі полюса встановлено струмовивідний пристрій, що складається із обойм 12 з двома направляючими стержнями 2. Між направляючими та рухомими стержнями встановлений струмовідвід у вигляді роликового струмознімаючого пристрою 4, що призначений для передачі струму з рухомого на напрвляючі стержні і одночасно для направлення рухомого стержня. Струмовідвід має від чотирьох до восьми пар роликів, в залежності від номінальної сили струму вимикача .
Над струмоз’ємним пристроєм встановлені розпірний циліндр 16 з прокладкою 3, дугогасильна камера 17 поперечного оливового дуття. Дугогасна камера являє собою пакет ізоляційних перегородок, які стягнуті за допомогою шпильок. В камері є центральний отвір для просування рухомого стержня. У верхній частині камери ізоляційні перегородки утворюють дві (три) поперечні, розташовані одна під одною дуттьові щілини, для гасіння великих струмів, зв’язані вертикальним каналом з надкамерним і підкамерним простором. В нижній частині камери є дві глухі оливові кишені для гасіння малих струмів. Конусна втулка встановлена в середній частині камери, призначена для запобігання надмірного розгону рухомого стержня під дією високого тиску, що виникає при вимиканні струмів короткого замикання.
Оливовказівник призначений для спостерігання за рівнем оливи в полюсі і складається із скла 1 (рис. 4.2) з двома граничними рисками.
Рис. 4.2.Полюс вимикача ВКЕ–10:
1 – скло оливовказівника; 2 – стержень направляючий; 4 – струмопровід; 5 – стержень рухомий; 6 – стержень струмоведучий; 7– тяга ізоляційна; 8 – корпус механізму; 9, 15, 21 – прокладка; 10 – фланець; 11 – циліндр; 12 – обойма; 13 – гайка; 14 – втулка; 16 – циліндр розпорний; 17 – камера дугогасна; 18 – контакт штепсельний; 19 – контакт стичний;
20 – гвинт; 22 – шайба.
На струмоведучих стержнях встановлені стичні контакти 19 штепсельного типу.
У вимикачах типу ВМГ–10 (рис. 4.4) баки виготовляються з металу – чавуну чи сталі. В середині баків передбачено латунний шов чи мідне кільце для зменшення намагнічуючих струмів в циліндрах, з метою зменшення втрат електроенергії.
Нерухомий контакт вимикача (одного полюса) розташований під дугогасною камерою і прикріплений без ізоляції до металевого циліндру. Ізоляція рухомого контакту (ножа) при вимкненому положенні вимикача здійснюється за допомогою гетинаксової прохідної втулки-циліндра та прохідного фарфорового ізолятора.
Дугогасна камера складається з пакету ізоляційних пластин, що стягнуті трьома ізоляційними шпильками. В нижній частині камери один над одним розташовані поперечні дуттьові канали, а в верхній – масляні “кишені”.
Рис. 4.3. Привод електромагнітний:
1 – корпус; 2 – пристрій буферний; 3 – електромагніт включення; 4 – механізм включення; 5 – пристрій відключення; 6 – блок затискачів; 7 – блок – контакти включення та відключення; 9 – вал приводу вихідний; 10 – джгут; 11 – контактор; 12 – вал первинний; 13 механізм блокування; 14 – лічильник ходів; 15 – вказівник; 16 – кожух; I–ВКЛ.; II–ВІДКЛ.
Рис. 4.4. Вимикач ВМГ–10:
1 – полюс; 2 – ізолятор; 3 – рама.
Поперечні дуттьові канали мають виводи, направлені догори. Великі та середні струми гасяться за допомогою дуття в поперечних каналах, а малі струми, якщо вони не будуть погашені в поперечних каналах, загасяться дуттям в оливових “кишенях”. Холодна олива, що знаходиться в оливових
а) б) в)
Рис. 4.5. Процес гасіння дуги в камері вимикача ВМГ – 10:
а – вимикач включений; б – гасіння дуги; в – вимикач відключений.
“кишенях” сприяє інтенсивному охолодженню дуги та утворенню оливо-газової суміші, яка утворює дуття в поздовжньому напрямку (в напрямку руху контактного ножа) та остаточно гасить дугу (рис. 4.5).
Рис. 4.6. Пристрій електромагнітного приводу ПЕ–11:
1 – магнітопровод (осердя); 2 – котушка; 3 – регулюючий гвинт; 4 – утримуюча защіпка; 5 та 11 – сигнально-блокуючі та швидкодіючі допоміжні контакти; 6 та 13 – вісь; 7 – ролик; 8, 9, 12 та 14 – важелі; 10 – вал приводу; 15 – защіпка; 16 – важіль відключення; 17 – шайба; 18 – електромагніт відключення; 19 – клемна колодка; 20 – резинові прокладки.
Для керування вимикачем ВМГ–10 застосовується привідний механізм ПЕ–11 (привод електромагнітний). Встановлюються також і інші приводи: ПП–67, ПП–67К та інші.
Привод ПЕ–11 (рис.4.6) (ШПЕ–11 – при встановленні приводу в шафі) складається з механічної та електричної частин. До механічної частини відносять систему зламлювальних важелів, а до електричної – соленоїди включення та відключення. Вал приводу зв’язаний з контактами блокування SQ.1 і SQ.2 через відповідні тяги.
Оперативне перемикання вимикача здійснюється різними видами управління: місцевим, дистанційним та автоматичним.
Для керування високовольтними вимикачами застосовуються ключі управління типу КСВФ, а також ключі типів ПМОВФ (перемикач малогабаритний загального використання) та МКВ (малогабаритний ключ).
Електрична схема управління масляним вимикачем наведена на рис. 4.7. Схема виконана у відповідності з позначеннями, прийнятими для ключа МКВ. Положення ключа показані вертикальними пунктирними лініями.
Згідно схеми керування вимикачем командні імпульси від ключа керування SA подаються не безпосередньо в кола електромагнітів, а через проміжні реле КСС (“Включити”) або КСТ (“Відключити”), які в свою чергу діють на електромагніти вимикача. Виконавчими органами в схемі є електромагніти включення YAC та відключення YAT. Електромагніт YAC, що виконує операції з переміщення контактної системи вимикача та зведенню його пружин відключення, споживає значний струм (близько 75 А), тому його живлення забезпечується від спеціальних шин живлення EY, а включення та відключення кола – за допомогою контактора КМ, котушка якого знаходиться в колі включення та замикається через контакти ключа SA.
Електромагніт відключення YAT, що вивільняє при відключенні защіпку привода (вимикач відключається під дією пружин відключення, які при цьому нічим не утримуються), споживає невеликий струм, тому він включений безпосередньо через контакти ключа SA.
Схема (рис. 4.7) відповідає відключеному положенню вимикача. Ключ керування SA знаходиться в положенні О (“Відключений”). При повороті рукоятки ключа в положення В (“Включено”) утворюється електричне коло: шина керування +ЕС, контакти 1–3 ключа SA, замкнений блокуючий контакт SQ1, котушка контактора КМ, шина ЕС. При автоматичному включенні (при замиканні контактів KSQ1) послідовність зберігається, так як контакти KSQ1 шунтують контакти SQ1 ключа SA.
При подачі команди “Відключити” утворюється електричне коло: шина +ЕС, контакти 2–4 ключа SA, блокуючий контакт SQ2 (який замкнувся при включенні вимикача), обмотка електромагніту відключення YAT, шина ЕС. Осердя електромагніту YAT переміщується, звільнюючи защіпку привода і вимикач відключається. За допомогою контактів KSQ2 вимикач може бути також вимкнений від захисту.
Рис 4.7. Схема керування вимикачем з електромагнітним приводом.
Контрольні запитання.
Які функції виконує оливовий вимикач?
В яких установках застосовуються оливові вимикачі ВКЕ–10 та ВМГ–10?
З яких конструктивних елементів складається оливовий вимикач ВКЕ–10?
Будова дугогасної камери малооб’ємного оливового вимикача.
Пояснити принцип гасіння електричної дуги.
З яких конструктивних елементів складається оливовий вимикач ВМГ–10?
З яких конструктивних елементів складається електромагнітний привод ПЕ–11?
Пояснити роботу електричної схеми керування оливового вимикача.
Які функції виконують блокуючі контакти SQ1 та SQ2?
Яке призначення контактора КМ?