Техническое обслуживание и эксплуатация автоматических воздушных выключателей

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ и ПРОМЫШЛЕННОСТИ

 

 

Кафедра
«Электротехнических систем электропотребления».

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Электрические
аппараты»

 

Тема: «Техническое обслуживание и эксплуатация автоматических
воздушных выключателей»

 

 

Выполнил:

студент
ЭСЭ23В класса

Левицкий П.В.

Проверил

к.т.н., доц.
Слюсаренко В.Г.

 

 

 

 

 

Севастополь
2008.


Введение

 

Автоматические
выключатели
делят на
автоматы низкого (до 1000В) и высокого (выше 1000В) напряжения.

Высоковольтные
выключатели
производят
коммутацию, как номинальных токов, так и токов короткого замыкания и
осуществляют функции защиты в аварийных режимах в системах распределения
электроэнергии. Автоматический выключатель высокого напряжения предназначен
для включения и отключения номинальных токов, тока холостого хода силовых
трансформаторов и ёмкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий, токов
перегрузки и токов короткого замыкания. Гашение электрической дуги
осуществляется потоком сжатого воздуха, получаемого от специального источника,
под давлением 2…4 МПа. Изоляция токоведущих частей и дугогасительного
устройства осуществляется фарфором или другими твёрдыми изолирующими
материалами. Но защитные функции они выполняют через устройства линейной защиты,
которые подают сигнал на привод выключателя. К высоковольтным относятся генераторные
выключатели, предназначенные для подключения и отключения генераторов к
блочному трансформатору.

Автоматические
воздушные выключатели низкого напряжения
также защищают сеть, но с помощью специальных
устройств- расцепителей, которые воздействуют на механизм свободного
расцепления автомата, что приводит к его отключению. Автоматический выключатель
низкого напряжения- аппарат для нечастой ручной коммутации электрических цепей
и автоматической защиты их при коротких замыканиях, длительной перегрузке или
при снижении напряжения. При автоматическом выключении воздушного выключателя
срабатывает расцепитель. Расцепитель представляет собой электромагнитное или
тепловое реле, срабатывающее, например, при увеличении тока сверх допустимого.
При этом приводится в действие механизм свободного расцепления автомата и
происходит разрыв силовых контактов. Время срабатывания (отключение
выключателя) может составлять 0,025- 0,05с. Автомат более удобен, чем рубильник
или плавкий предохранитель. Он обеспечивают лучшую защиту при малых
перегрузках, является аппаратом многократного действия.


2. Техническое
обслуживание и эксплуатация автоматических воздушных выключателей

 

2.1 Автоматические
выключатели низкого напряжения

 

Рассмотрим часто
применяющийся автоматический выключатель серии АП-50.
Внешний вид автомата показан на
рисунке 1.

 1 2 3 4 5

 

1- кнопка выключения,
2-кнопка включения, 3- реле, 4-искрогасительные камеры, 5-пластмассовый кожух

Рис1. Внешний вид и
устройство автомата АП-50.

 

Назначение: 1.Пуск
трёхфазных асинхронных двигателей. 2.Защита с помощью тепловых расцепителей при
длительной перегрузке в пределах от 25 до 80% свыше I номин.-(максимальный расцепитель) 3.Защита с помощью
расцепителей максимального тока для мгновенного отключения при возникновении
токов короткого замыкания. 4.Возможно применение комбинированного расцепителя,
совмещающего обе вышеуказанные защиты. Как видно, АП-50 не отключается при
резком снижении напряжения, так как расцепитель минимального напряжения
отсутствует. Дальнейшую защиту при значительном снижении или исчезновении напряжения
питающей сети может осуществлять магнитный пускатель. Автоматы АП-50 используют
при напряжении до 660В на номинальные токи от 15 до 600А, в помещениях с
нормальной окружающей средой, так как они не приспособлены для работы в средах
с едкими парами и газами, во взрывоопасных и незащищённых от попадания воды
местах. Автоматы необходимо не реже 1 раза в год осматривать, чистить,
смазывать шарнирные механизмы приборным маслом.

Например: АП-50Б-3МТ. Он
предназначен для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания при U питающей сети до 500В, 50 Гц на
переменном токе, для ручного включения и отключения цепей, для пуска и защиты
трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Выключатель
защищён пластмассовым кожухом. Наличие буквы Б в серии АП-50Б означает
универсальное исполнение, при котором ввод и вывод проводов снизу и сверху
через сальники типа СКВрт-33. Маркировка АП-50Б-3МТ означает наличие
электромагнитных и тепловых расцепителей и число полюсов равное трём.

Автоматические
воздушные выключатели серии «Электрон»
предназначены для установки в цепях с номинальным напряжением
постоянного тока до 440 В и переменного тока до 660 В частотой 50 и 60 Гц.
Выключатели Э06 рассчитаны на номинальные токи 800…1000А, Э16,Э25,Э40- на
1250…6300А. Служат для коммутационных операций в нормальных эксплуатационных
режимах и отключения электрических цепей при коротких замыканиях и перегрузках.
Время включения выключателя с электродвигательным приводом не превышает 0,4с.
Время отключения при перегрузке-4, 8, 16с, при коротком замыкании-0,25; 0,45; 0,7с.
Выключатели типа «Электрон» выпускаются с максимальным расцепителем тока и
минимальным расцепителем напряжения (чего нет в АП-50), либо с максимальным
расцепителем тока и независимым расцепителем. Основными элементами
конструкции являются:
1.контактное устройство (подвижный и
неподвижный контакты имеют напайки из металлокерамики (металлокерамику нельзя
зачищать) и имеют на каждый полюс по 2 параллельно соединённых контакта, что
способствует более эффективному отключению тока в цепи и дугогашению. Коммутирующее
устройство выключателей Э16, Э25, Э40 состоит из главных неподвижных и
подвижного контакта и дугогасительных контактов, 2.дугогасительное
устройство
. В выключателях Э06 дугогасительная камера состоит из набора
чередующихся стальных омеднённых пластин и скоб. В Э16, Э25, Э40- из стальных
пластин и пламегасительной решётки, 3.механизм управления,
состоящий из механизма включения, свободного расцепления, управления и взвода. Механизм
управления производит включение, отключение выключателя в нормальных эксплуатационных
режимах с помощью кнопок управления и отключение его автоматически при коротком
замыкании и перегрузках. 4.расцепители, выключатели типа «Электрон»
имеют независимый расцепитель, минимальный расцепитель (срабатывает при
снижении напряжения сети до 0,35…0,7 номинального) и максимально-токовую
защиту. 5.коммутатор сигнальных и блокировочных цепей.

Выключатели типа А3700
обладают очень
хорошими коммутационными параметрами и характеристиками защитного устройства.
Однако по механической прочности несколько уступают автоматам серии
А3300-А3500. Поэтому для условий пользования при повышенной вибрации
предпочтительным является применение выключателей А3300-А3500. А3700 предназначены
для максимальной токовой защиты электроустановок при перегрузках и коротких
замыканиях, а также для коммутации в нормальных режимах работы в цепях с
номинальным напряжением до 440В постоянного тока и до 660В переменного. Они
выпускаются на токи от 1600 до 630 А. Выключатели могут выпускаться в двух
исполнениях: А-3700Б — токоограничивающие с электромагнитными расцепителями
мгновенного действия и полупроводниковыми расцепителями, А-3700С- селективные,
с выдержкой времени при отключении при коротких замыканиях с полупроводниковыми
расцепителями. А-3700 могут выпускаться с ручным управлением или с
электромеханическим приводом, который выпускается отдельным блоком. Выключатели
изготовляются в пластмассовой оболочке со степенью защищённости 1Р30. В отличие
от открытого исполнения автоматы защищённого исполнения устанавливаются в жилых,
служебных, общественных помещениях и относящихся к ним коридорах. Основными
элементами конструкции являются:
1.контактное устройство, подвижные
и неподвижные контакты имеют напайки из металлокерамики на основе серебра для
уменьшения переходного сопротивления, на каждый полюс по 2 пары параллельных
контактов, но нет дугогасительных контактов. Контактная
система имеет электродинамическое устройство. 2.дугогасительное
устройство
. Состоит из дугогасительной
(охлаждение дуги стальными омеднёнными пластинами и деление дуги на части) и пламегасительной камеры (из тонких стальных
омеднённых пластин для предотвращения выброса пламени в окружающее
пространство). 3.механизм управления,
для включения, отключения. После дистанционного отключения необходимо сначала
взвести механизм свободного расцепления 4.механизм свободного
расцепления,
5.расцепители, выключатели типа А3700 имеют
независимый расцепитель, минимальный расцепитель (срабатывает при снижении
напряжения сети до 0,35…0,7 номинального) и максимально-токовую защиту. Полупроводниковые расцепители применяются при защите
цепи от токов перегрузки. В состав такого расцепителя входят: измерительный
элемент (трансформатор тока, а для постоянного тока- магнитный усилитель),
полупроводниковый блок управления и независимый расцепитель. При возникновении
в защищаемой цепи ока перегрузки, превышающего уставку по току срабатывания,
полупроводниковый блок с обратно зависимой от тока выдержкой времени выдаёт
сигнал на срабатывание независимого расцепителя.

 

2.2 Техническое
обслуживание и эксплуатация автоматов низкого напряжения

 

Техническое обслуживание
автоматических выключателей низкого напряжения производится один раз в квартал
или один раз в год, в зависимости от условий среды и режима работы, а также
после каждого отключения максимальных токов короткого замыкания.

При техническом
обслуживании особое внимание следует уделять чистоте контактных поверхностей и
их надёжному соприкосновению. Чистка контактов из меди и её сплавов и
металлокерамических соединений производится ветошью, смоченной спиртом, из
серебра- замшей, смоченной спиртом. Подгары и оплавления с контактных
поверхностей из меди и её сплавов удаляются бархатным напильником, зачищать
металлокерамические контакты запрещается.

Запрещается зачищать контакты
из любого материала наждачной шкуркой и электрокорундовой шлифовальной шкуркой,
а также покрывать их смазкой, если это не оговорено специально в инструкциях по
эксплуатации. После зачистки контактов или их замены и замены пружин один раз в
квартал следует проверять растворы и провалы контактов.

Осмотр и зачистка
изоляции от копоти и обгаров в дугогасительном устройстве обязательно
производится после каждого отключения предельных токов короткого замыкания и
при проведении технического обслуживания. При осмотре внутренние поверхности
дугогасительных камер очищаются от копоти, брызг металла и протираются ветошью,
смоченной в бензине Б-70. Дугогасительные камеры должны быть установлены без
перекосов и не должны препятствовать свободному ходу контактов. Включение и
отключение автоматических выключателей без дугогасительных камер или со
сломанными дугогасительными камерами категорически запрещается.

При производстве
технического осмотра очищается старая смазка с трущихся узлов, деталей и
механизма свободного расцепления. После этого все эти механизмы необходимо
смазать новой смазкой в соответствии с инструкцией по эксплуатации выключателя.
После проведения технического обслуживания необходимо проверить
функционирование выключателя в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Несчастные случаи с
людьми при пользовании электрическими установками в основном происходят
вследствие нарушения ими элементарных правил техники безопасности. Нельзя
допускать к работе с электрическим оборудованием в производственных или
лабораторных установках людей, не прошедших соответствующий инструктаж по
технике безопасности. Электрические установки при неправильной их эксплуатации и
несоблюдении правил безопасности даже при относительно низком напряжении могут
представлять большую опасность для здоровья, а иногда и жизни человека.
Электрический ток, проходящий через тело человека, в зависимости от его
значения сопровождается болезненными ощущениями, судорогами, сильными болями
или параличом отдельных органов. Электрическая дуга может вызвать существенные
ожоги и металлизацию кожи человека. Степень поражения электрическим током
зависит от вида, значения, длительности и частоты тока, от того, по каким
частям тела проходит ток (наиболее опасно через мозг и сердце), а также от
индивидуальных свойств человека и климата в помещении. Безопасные условия
эксплуатации обеспечиваются рядом мероприятий, предусмотренных техникой
безопасности. Основными из них являются: защита с помощью соответствующих
ограждений всех токоведущих частей, сооружение защитного заземления и зануления
элементов оборудования, применение изолирующих подставок и другого
изоляционного материала. Персоналу, осуществляющему техническое обслуживание
электроустановок, в том числе и воздушных выключателей необходимо привести в
порядок свою рабочую одежду ( застегнуть обшлага рукавов, убрать свисающие
концы одежды),проверить отсутствие предметов, мешающих производству ремонтных
работ, проверить исправность инструмента и измерительных приборов. Все
переносные устройства должны иметь штатные концы подключающих проводов,
оборудованными клемными зажимами, наконечниками, обеспечивающими надёжное и
безопасное их подключение. Необходимо наличие диэлектрических ковриков, наличие
достаточного освещения в помещении, достаточное освещение аппаратуры, при
необходимости освещение может быть усилено переносными светильниками
напряжением не более 36 вольт. Пользоваться переносными светильниками на 220 в
запрещается. Ремонт механизмов проводить при отключенном питании. Смазывающие и
растворяющие легковоспламеняющиеся жидкости (масло, бензин, спирт и др.) должны
содержаться в специальной металлической таре в количествах не более односменной
потребности. При работах необходимо присутствие не менее двух человек.

 

2.3 Автоматические
выключатели высокого напряжения

 

К высоковольтным
выключателям применяются требования лёгкости ревизии и осмотра контактной
группы, взрыво и пожаробезопасность и удобство в эксплуатации. Основные
элементы конструкции: контактная система, дугогасительное устройство, механизм
управления выключателем, корпус, изоляционная конструкция. Все элементы
конструкции выключателей располагаются в корпусе. Для защиты обслуживающего
персонала от воздействия сильного электрического поля в высоковольтных
выключателях применяются специальные защитные экраны.

Пример: ВНВ. Автоматические выключатели высокого
напряжения предназначены для коммутационных операций (включений и отключений) в
нормальных и аварийных режимах электрических сетей переменного тока с частотой
50 ГЦ при номинальных напряжениях 330,500,750 кВ и номинальном токе отключения iном = 63 кА. Они предназначены для
установки и эксплуатации на открытых распредустройствах. В состав выключателя
входят три полюса выключателя и распределительный шкаф. Распределительный шкаф
предназначен для размещения контрольно- измерительных приборов и элементов схем
управления и защиты. Он имеет два отделения- пневматическое и электрическое.

Тип ВВБ в настоящее время модернизирован в ВВБК.
Передача командных импульсов осуществляется с помощью светодтодов. По одному
оптическому каналу можно передать команды на включение и отключение
выключателя, а также получить сигнал о его положении. Для преобразования
электрического сигнала в световой вместо светодтодов могут использоваться
лазеры, неоновые лампы и т.д. Система управления с пневмосветовой передачей
позволила уменьшить время отключения до 0,088с, собственное время отключения-
до 0,022с. По аналогичной ВВБК конструктивной схеме могут быть созданы
выключатели на напряжение до 2000 кВ. Модульный принцип построения
высоковольтных выключателей позволяет при необходимости быстро заменить
вышедший из строя модуль на новый. Длительность ремонта при этом заметно
уменьшается, а это увеличивает надёжность работы электроустановки в целом.

 

2.4 Техническое
обслуживание и эксплуатация воздушных высоковольтных выключателей

 

Средний срок службы до
среднего ремонта -8лет. Срок службы до списания-25лет. Техническое обслуживание
высоковольтных выключателей включает в себя следующие виды ремонтов: текущий,
внеочередной и капитальный.

Текущий ремонт производится
без демонтажа основных сборочных единиц и производится по мере необходимости,
но не реже одного раза в год. При текущем ремонте производится внешний осмотр
выключателя, проверяются все крепёжные соединения, проверяется работа всех
механизмов в распределительном шкафу. Внеочередной ремонт производится после
выработки коммутационного или механического ресурса, если при этом не вышел по
времени срок на капитальный ремонт. При внеочередном ремонте проводятся осмотр
и необходимый ремонт всех деталей модуля, при необходимости изношенные детали
заменяются, производится замена всех резино-технических изделий. Капитальный
ремонт выключателя с полным демонтажём сборочных единиц производится один раз в
три года для устранения всех неисправностей, обнаруженных при эксплуатации. В
процессе эксплуатации сжатый воздух, подаваемый на выключатель, должен иметь
температуру не выше 40 ºС при положительных температурах окружающего
воздуха и не выше 50ºС при отрицательных. Качество сжатого воздуха должно
обеспечиваться установкой блока очистки. Контроль влажности сжатого воздуха
осуществляется один раз в сутки. Запрещается нахождение выключателя без сжатого
воздуха и действующей системы низкого давления, а также без работающих
электронагревателей (при температуре окружающего воздуха ниже +5ºС). При
понижении температуры окружающего воздуха включаются подогреватели. При
обнаружении течей масла из конденсаторов необходимо вывести выключатель из
работы, сбросить давление и заменить конденсаторы. Модульный принцип построения
высоковольтных выключателей позволяет при необходимости быстро заменить
вышедший из строя модуль на новый. Длительность ремонта при этом заметно
уменьшается, а это увеличивает надёжность работы электроустановки в целом.

 

2.5 Генераторные высоковольтные
воздушные выключатели

 

Особый
вид высоковольтных выключателей — генераторные выключатели, которые являются
важным элементом в энергосистеме. Они предназначены для подключения и
отключения блочных трансформаторов. Не предназначены для защиты генераторов от
токов короткого замыкания и не выполняют защитных функций. Установка
генераторных выключателей увеличивает живучесть энергосистемы. Специальным
выключателем нагрузки (ВНСГ) можно включать и отключать генератор под нагрузкой
(Iн=12000 А), а также отключать токи КЗ
до 31,5 кА. Гашение дуги осуществляется сжатым воздухом под давлением 0,6 МПа.
В качестве генераторного выключателя также применяется комплектный аппарат
генератора (КАГ). Он предназначен для включения, отключения и измерения
напряжений в цепи главных выводов турбогенераторов мощностью 700 и 1000 МВт с
номинальным напряжением 24 кВ и частотой 50 Гц. Общий вес комплектного
устройства на один полюс — 5,5т. КАГ состоит из 3-х полюсов и
распределительного шкафа, шкаф связывает электрически и пневматически между
собой 3 полюса аппарата и соединяет их с магистралью сжатого воздуха. Давление
воздуха в магистрали составляет 2МПа. Выполнение операций включения, отключения
КАГ обеспечивается электропневматической системой управления. В состав КАГ
входит заземлитель. Он предназначен для заземления главной токоведущей части
при отключенных выключателе нагрузки и разъединителе. Это делается в целях
предотвращения поражения электрическим током обслуживающего персонала: в
отключенном положении токоведущая система КАГ обладает большой ёмкостью, при
наличии напряжения на токоведущем цилиндре разъединителя эта ёмкость заряжается
и возможно поражение электрическим током обслуживающего персонала. Для защиты
от неправильных действий и исключения поражения электрическим током
обслуживающего персонала в КАГе предусмотрены следующие блокировки: -Электромеханическая:
против включения заземлителя при включенных разъединителе или выключателе
нагрузки. Осуществляется с помощью блок-замка и контактов КВЦ S1 и S2 выключателя нагрузки и разъединителя; -Электропневматическая:
против включения разъединителя при
включенном заземлителе. Она осуществляется с помощью электромагнита Y2,
в цепь которого включены
контакты S3 КВЦ заземлителя; -Электрическая: против включения выключателя
нагрузки при включенном заземлителе. Она осуществляется с помощью контактов S3 КВЦ заземлителя, включенных в цепь
электромагнита Y2; -Электропневматическая:
против отключения разъединителя при включенном выключателе нагрузки. Она
осуществляется с помощью электромагнита Y6, в цепь которого включены контакты S1 КВЦ выключателя нагрузки.

 

2.6 Техническое обслуживание и эксплуатация комплектного
аппарата генератора

 

Запрещается
эксплуатация комплектного аппарата при отсутствии осушки сжатого воздуха.

Осмотры
комплектного аппарата генератора, находящегося под напряжением, проводятся не
реже одного раза в сутки, а также после отключения выключателем нагрузки
номинального тока отключения.

При осмотре необходимо убедиться в отсутствии внешних
признаков повреждений, в
отсутствии утечек воздуха (прослушиванием), а также проверить давление воздуха
в резервуаре КАГ по манометру распределительного шкафа.

Периодически
(1-2 раза в месяц) через спускные клапаны, расположенные в нижней части
резервуара, необходимо удалять конденсат.

Текущий
ремонт КАГ без демонтажа основных сборочных единиц производится 2 раза в год.

При
текущем ремонте производится осмотр всех деталей КАГ, заменяется смазка
трущихся поверхностей, зачищаются контактные поверхности, проверяется
надежность крепежных соединений. Демонтаж отдельных сборочных единиц
производится в случае обнаружения дефектов, для устранения которых требуется
разборка.

Средний
ремонт КАГ производится после шести лет эксплуатации или после выполнения
КАГом:

а)      25
операций В и О при токах 25. . .30 кА;

б)      500
операций В и О при токах 5 кА;

в)       одной
операции включения при наибольшем токе 310 кА.

При среднем ремонте производится:

—  проверка надежности крепежных
соединений. При необходимости крепежные соединения подтянуть;

—  осмотр деталей камеры и их замена в
случае необходимости;

—  осмотр приводов и разборка дутьевого
клапана;

—  очистка изоляторов от копоти и, в
случае необходимости, покрытие их эмалью;

—  разборка дугогасительных камер и
осмотр всех их деталей, осмотр ламельных контактов главного токоведущего
контура выключателя нагрузки и разъединителя, контактов отделителя. При осмотре
контактов они зачищаются, неисправные заменяются новыми.

Капитальный
ремонт производится после того, как исчерпан механический
ресурс (1000 операций включения и 1000 операций отключения).

 


3. Заключение

 

Воздушные выключатели
отличаются от других (например, газовых, масляных и вакуумных) тем, что гашение
электрической дуги осуществляется потоком сжатого воздуха. Примеры
высоковольтных выключателей: ВВБ, ВНВ, генераторные выключатели. Примеры
низковольтных выключателей: АП-50, А3700. Как и всякий электрический прибор,
автомат нуждается в техническом обслуживании. Техническое обслуживание
автоматических выключателей низкого напряжения производится один раз в квартал
или один раз в год, в зависимости от условий среды и режима работы, а также
после каждого отключения максимальных токов короткого замыкания. При профилактике
и ремонте автоматов применяются все меры электробезопасности и
пожаробезопасности. К шарнирным механизмам низковольтных выключателей
применяется приборное масло, для чистки контактов применяется спирт, для
внутренних поверхностей дугогасительных камер- бензин. Обслуживание и ремонт
автоматов производится согласно инструкции по эксплуатации. В высоковольтных
выключателях удобен для ремонта модульный принцип построения. Средний срок
службы до среднего ремонта -8лет. Срок службы до списания-25лет. Техническое
обслуживание высоковольтных выключателей включает в себя следующие виды
ремонтов: текущий, внеочередной и капитальный.

При ремонте и
эксплуатации генераторных выключателей применяется несколько степеней защиты
обслуживающего персонала от поражения электрическим током. К выключателям
высокого напряжения предъявляются следующие требования : -надёжное отключение
любых токов , вплоть до токов КЗ,- быстрота действия, т.е. наименьшее время
отключения;- пригодность для работы с системой быстродействующего автоматического
повторного включения (АПВ),- возможность пофазного управления для выключателей
110 кВ и выше,- лёгкость ревизии и осмотра контактной группы,-
взрыво-пожаробезопасность,- удобство в эксплуатации.


4. ЛИТЕРАТУРА

 

1. 
Словарь-справочник
судового электромонтажника. — Л.: Судостроение,1990.-392с.

2. 
Яшутин В.М.
Анисимов О.Ю. Электрические аппараты,- Севастополь: СИЯЭИП, 1999.-245с.

3. 
Карвовский
Г.А.,Окороков С.П. Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующей
аппаратуре,-М.:Энергия,1969.-256с.

www.referatmix.ru

Реферат — Техническое обслуживание и эксплуатация автоматических воздушных выключателей

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ и ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кафедра «Электротехнических систем электропотребления».

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Электрические аппараты»

Тема: «Техническое обслуживание и эксплуатация автоматических воздушных выключателей»

Выполнил:

студент ЭСЭ23В класса

Левицкий П.В.

Проверил

к.т.н., доц. Слюсаренко В.Г.

Севастополь 2008.

Введение

Автоматические выключатели делят на автоматы низкого (до 1000В) и высокого (выше 1000В) напряжения.

Высоковольтные выключатели производят коммутацию, как номинальных токов, так и токов короткого замыкания и осуществляют функции защиты в аварийных режимах в системах распределения электроэнергии.Автоматический выключатель высокого напряженияпредназначен для включения и отключения номинальных токов, тока холостого хода силовых трансформаторов и ёмкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий, токов перегрузки и токов короткого замыкания.Гашение электрической дуги осуществляется потоком сжатого воздуха, получаемого от специального источника, под давлением 2…4 МПа. Изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твёрдыми изолирующими материалами. Но защитные функции они выполняют через устройства линейной защиты, которые подают сигнал на привод выключателя. К высоковольтным относятся генераторные выключатели, предназначенные для подключения и отключения генераторов к блочному трансформатору.

Автоматические воздушные выключатели низкого напряжения также защищают сеть, но с помощью специальных устройств- расцепителей, которые воздействуют на механизм свободного расцепления автомата, что приводит к его отключению. Автоматический выключатель низкого напряжения- аппарат для нечастой ручной коммутации электрических цепей и автоматической защиты их при коротких замыканиях, длительной перегрузке или при снижении напряжения. При автоматическом выключении воздушного выключателя срабатывает расцепитель. Расцепитель представляет собой электромагнитное или тепловое реле, срабатывающее, например, при увеличении тока сверх допустимого. При этом приводится в действие механизм свободного расцепления автомата и происходит разрыв силовых контактов. Время срабатывания (отключение выключателя) может составлять 0,025- 0,05с. Автомат более удобен, чем рубильник или плавкий предохранитель. Он обеспечивают лучшую защиту при малых перегрузках, является аппаратом многократного действия.

2. Техническое обслуживание и эксплуатация автоматических воздушных выключателей

2.1 Автоматические выключатели низкого напряжения

Рассмотрим часто применяющийся автоматический выключатель серии АП-50. Внешний вид автомата показан на рисунке 1.

1 2 3 4 5

1- кнопка выключения, 2-кнопка включения, 3- реле, 4-искрогасительные камеры, 5-пластмассовый кожух

Рис1. Внешний вид и устройство автомата АП-50.

Назначение: 1.Пуск трёхфазных асинхронных двигателей. 2.Защита с помощью тепловых расцепителей при длительной перегрузке в пределах от 25 до 80% свыше Iномин.-(максимальный расцепитель) 3.Защита с помощью расцепителей максимального тока для мгновенного отключения при возникновении токов короткого замыкания. 4.Возможно применение комбинированного расцепителя, совмещающего обе вышеуказанные защиты. Как видно, АП-50 не отключается при резком снижении напряжения, так как расцепитель минимального напряжения отсутствует. Дальнейшую защиту при значительном снижении или исчезновении напряжения питающей сети может осуществлять магнитный пускатель. Автоматы АП-50 используют при напряжении до 660В на номинальные токи от 15 до 600А, в помещениях с нормальной окружающей средой, так как они не приспособлены для работы в средах с едкими парами и газами, во взрывоопасных и незащищённых от попадания воды местах. Автоматы необходимо не реже 1 раза в год осматривать, чистить, смазывать шарнирные механизмы приборным маслом.

Например: АП-50Б-3МТ. Он предназначен для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания при U питающей сети до 500В, 50 Гц на переменном токе, для ручного включения и отключения цепей, для пуска и защиты трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Выключатель защищён пластмассовым кожухом. Наличие буквы Б в серии АП-50Б означает универсальное исполнение, при котором ввод и вывод проводов снизу и сверху через сальники типа СКВрт-33. Маркировка АП-50Б-3МТ означает наличие электромагнитных и тепловых расцепителей и число полюсов равное трём.

Автоматические воздушные выключатели серии «Электрон» предназначены для установки в цепях с номинальным напряжением постоянного тока до 440 В и переменного тока до 660 В частотой 50 и 60 Гц. Выключатели Э06 рассчитаны на номинальные токи 800…1000А, Э16, Э25, Э40- на 1250…6300А. Служат для коммутационных операций в нормальных эксплуатационных режимах и отключения электрических цепей при коротких замыканиях и перегрузках. Время включения выключателя с электродвигательным приводом не превышает 0,4с. Время отключения при перегрузке-4, 8, 16с, при коротком замыкании-0,25; 0,45; 0,7с. Выключатели типа «Электрон» выпускаются с максимальным расцепителем тока и минимальным расцепителем напряжения (чего нет в АП-50), либо с максимальным расцепителем тока и независимым расцепителем. Основными элементами конструкции являются: 1. контактное устройство (подвижный и неподвижный контакты имеют напайки из металлокерамики (металлокерамику нельзя зачищать) и имеют на каждый полюс по 2 параллельно соединённых контакта, что способствует более эффективному отключению тока в цепи и дугогашению. Коммутирующее устройство выключателей Э16, Э25, Э40 состоит из главных неподвижных и подвижного контакта и дугогасительных контактов, 2 .дугогасительное устройство. В выключателях Э06 дугогасительная камера состоит из набора чередующихся стальных омеднённых пластин и скоб. В Э16, Э25, Э40- из стальных пластин и пламегасительной решётки, 3. механизм управления, состоящий из механизма включения, свободного расцепления, управления и взвода. Механизм управления производит включение, отключение выключателя в нормальных эксплуатационных режимах с помощью кнопок управления и отключение его автоматически при коротком замыкании и перегрузках. 4.расцепители, выключатели типа «Электрон» имеют независимый расцепитель, минимальный расцепитель (срабатывает при снижении напряжения сети до 0,35…0,7 номинального) и максимально-токовую защиту. 5.коммутатор сигнальных и блокировочных цепей.

Выключатели типа А3700 обладают очень хорошими коммутационными параметрами и характеристиками защитного устройства. Однако по механической прочности несколько уступают автоматам серии А3300-А3500. Поэтому для условий пользования при повышенной вибрации предпочтительным является применение выключателей А3300-А3500. А3700 предназначены для максимальной токовой защиты электроустановок при перегрузках и коротких замыканиях, а также для коммутации в нормальных режимах работы в цепях с номинальным напряжением до 440В постоянного тока и до 660В переменного. Они выпускаются на токи от 1600 до 630 А. Выключатели могут выпускаться в двух исполнениях: А-3700Б — токоограничивающие с электромагнитными расцепителями мгновенного действия и полупроводниковыми расцепителями, А-3700С- селективные, с выдержкой времени при отключении при коротких замыканиях с полупроводниковыми расцепителями. А-3700 могут выпускаться с ручным управлением или с электромеханическим приводом, который выпускается отдельным блоком. Выключатели изготовляются в пластмассовой оболочке со степенью защищённости 1Р30. В отличие от открытого исполнения автоматы защищённого исполнения устанавливаются в жилых, служебных, общественных помещениях и относящихся к ним коридорах. Основными элементами конструкции являются: 1. контактное устройство, подвижные и неподвижные контакты имеют напайки из металлокерамики на основе серебра для уменьшения переходного сопротивления, на каждый полюс по 2 пары параллельных контактов, но нет дугогасительных контактов.Контактная система имеет электродинамическое устройство.2 .дугогасительное устройство. Состоит из дугогасительной (охлаждение дуги стальными омеднёнными пластинами и деление дуги на части)и пламегасительной камеры (из тонких стальных омеднённых пластин для предотвращения выброса пламени в окружающее пространство). 3 .механизм управления , для включения, отключения. После дистанционного отключения необходимо сначала взвести механизм свободного расцепления 4 .механизм свободного расцепления, 5 .расцепители, выключатели типа А3700 имеют независимый расцепитель, минимальный расцепитель (срабатывает при снижении напряжения сети до 0,35…0,7 номинального) и максимально-токовую защиту.Полупроводниковые расцепители применяются при защите цепи от токов перегрузки. В состав такого расцепителя входят: измерительный элемент (трансформатор тока, а для постоянного тока- магнитный усилитель), полупроводниковый блок управления и независимый расцепитель. При возникновении в защищаемой цепи ока перегрузки, превышающего уставку по току срабатывания, полупроводниковый блок с обратно зависимой от тока выдержкой времени выдаёт сигнал на срабатывание независимого расцепителя.

2.2 Техническое обслуживание и эксплуатация автоматов низкого напряжения

Техническое обслуживание автоматических выключателей низкого напряжения производится один раз в квартал или один раз в год, в зависимости от условий среды и режима работы, а также после каждого отключения максимальных токов короткого замыкания.

При техническом обслуживании особое внимание следует уделять чистоте контактных поверхностей и их надёжному соприкосновению. Чистка контактов из меди и её сплавов и металлокерамических соединений производится ветошью, смоченной спиртом, из серебра- замшей, смоченной спиртом. Подгары и оплавления с контактных поверхностей из меди и её сплавов удаляются бархатным напильником, зачищать металлокерамические контакты запрещается.

Запрещается зачищать контакты из любого материала наждачной шкуркой и электрокорундовой шлифовальной шкуркой, а также покрывать их смазкой, если это не оговорено специально в инструкциях по эксплуатации. После зачистки контактов или их замены и замены пружин один раз в квартал следует проверять растворы и провалы контактов.

Осмотр и зачистка изоляции от копоти и обгаров в дугогасительном устройстве обязательно производится после каждого отключения предельных токов короткого замыкания и при проведении технического обслуживания. При осмотре внутренние поверхности дугогасительных камер очищаются от копоти, брызг металла и протираются ветошью, смоченной в бензине Б-70. Дугогасительные камеры должны быть установлены без перекосов и не должны препятствовать свободному ходу контактов. Включение и отключение автоматических выключателей без дугогасительных камер или со сломанными дугогасительными камерами категорически запрещается.

При производстве технического осмотра очищается старая смазка с трущихся узлов, деталей и механизма свободного расцепления. После этого все эти механизмы необходимо смазать новой смазкой в соответствии с инструкцией по эксплуатации выключателя. После проведения технического обслуживания необходимо проверить функционирование выключателя в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Несчастные случаи с людьми при пользовании электрическими установками в основном происходят вследствие нарушения ими элементарных правил техники безопасности. Нельзя допускать к работе с электрическим оборудованием в производственных или лабораторных установках людей, не прошедших соответствующий инструктаж по технике безопасности. Электрические установки при неправильной их эксплуатации и несоблюдении правил безопасности даже при относительно низком напряжении могут представлять большую опасность для здоровья, а иногда и жизни человека. Электрический ток, проходящий через тело человека, в зависимости от его значения сопровождается болезненными ощущениями, судорогами, сильными болями или параличом отдельных органов. Электрическая дуга может вызвать существенные ожоги и металлизацию кожи человека. Степень поражения электрическим током зависит от вида, значения, длительности и частоты тока, от того, по каким частям тела проходит ток (наиболее опасно через мозг и сердце), а также от индивидуальных свойств человека и климата в помещении. Безопасные условия эксплуатации обеспечиваются рядом мероприятий, предусмотренных техникой безопасности. Основными из них являются: защита с помощью соответствующих ограждений всех токоведущих частей, сооружение защитного заземления и зануления элементов оборудования, применение изолирующих подставок и другого изоляционного материала. Персоналу, осуществляющему техническое обслуживание электроустановок, в том числе и воздушных выключателей необходимо привести в порядок свою рабочую одежду ( застегнуть обшлага рукавов, убрать свисающие концы одежды), проверить отсутствие предметов, мешающих производству ремонтных работ, проверить исправность инструмента и измерительных приборов. Все переносные устройства должны иметь штатные концы подключающих проводов, оборудованными клемными зажимами, наконечниками, обеспечивающими надёжное и безопасное их подключение. Необходимо наличие диэлектрических ковриков, наличие достаточного освещения в помещении, достаточное освещение аппаратуры, при необходимости освещение может быть усилено переносными светильниками напряжением не более 36 вольт. Пользоваться переносными светильниками на 220 в запрещается. Ремонт механизмов проводить при отключенном питании. Смазывающие и растворяющие легковоспламеняющиеся жидкости (масло, бензин, спирт и др.) должны содержаться в специальной металлической таре в количествах не более односменной потребности. При работах необходимо присутствие не менее двух человек.

2.3 Автоматические выключатели высокого напряжения

К высоковольтным выключателям применяются требования лёгкости ревизии и осмотра контактной группы, взрыво и пожаробезопасность и удобство в эксплуатации. Основные элементы конструкции: контактная система, дугогасительное устройство, механизм управления выключателем, корпус, изоляционная конструкция. Все элементы конструкции выключателей располагаются в корпусе. Для защиты обслуживающего персонала от воздействия сильного электрического поля в высоковольтных выключателях применяются специальные защитные экраны.

Пример: ВНВ. Автоматические выключатели высокого напряжения предназначены для коммутационных операций (включений и отключений) в нормальных и аварийных режимах электрических сетей переменного тока с частотой 50 ГЦ при номинальных напряжениях 330,500,750 кВ и номинальном токе отключения iном = 63 кА. Они предназначены для установки и эксплуатации на открытых распредустройствах. В состав выключателя входят три полюса выключателя и распределительный шкаф. Распределительный шкаф предназначен для размещения контрольно- измерительных приборов и элементов схем управления и защиты. Он имеет два отделения- пневматическое и электрическое.

Тип ВВБ в настоящее время модернизирован в ВВБК. Передача командных импульсов осуществляется с помощью светодтодов. По одному оптическому каналу можно передать команды на включение и отключение выключателя, а также получить сигнал о его положении. Для преобразования электрического сигнала в световой вместо светодтодов могут использоваться лазеры, неоновые лампы и т.д. Система управления с пневмосветовой передачей позволила уменьшить время отключения до 0,088с, собственное время отключения- до 0,022с. По аналогичной ВВБК конструктивной схеме могут быть созданы выключатели на напряжение до 2000 кВ. Модульный принцип построения высоковольтных выключателей позволяет при необходимости быстро заменить вышедший из строя модуль на новый. Длительность ремонта при этом заметно уменьшается, а это увеличивает надёжность работы электроустановки в целом.

2.4 Техническое обслуживание и эксплуатация воздушных высоковольтных выключателей

Средний срок службы до среднего ремонта -8лет. Срок службы до списания-25лет. Техническое обслуживание высоковольтных выключателей включает в себя следующие виды ремонтов: текущий, внеочередной и капитальный.

Текущий ремонт производится без демонтажа основных сборочных единиц и производится по мере необходимости, но не реже одного раза в год. При текущем ремонте производится внешний осмотр выключателя, проверяются все крепёжные соединения, проверяется работа всех механизмов в распределительном шкафу. Внеочередной ремонт производится после выработки коммутационного или механического ресурса, если при этом не вышел по времени срок на капитальный ремонт. При внеочередном ремонте проводятся осмотр и необходимый ремонт всех деталей модуля, при необходимости изношенные детали заменяются, производится замена всех резино-технических изделий. Капитальный ремонт выключателя с полным демонтажём сборочных единиц производится один раз в три года для устранения всех неисправностей, обнаруженных при эксплуатации. В процессе эксплуатации сжатый воздух, подаваемый на выключатель, должен иметь температуру не выше 40 ºС при положительных температурах окружающего воздуха и не выше 50ºС при отрицательных. Качество сжатого воздуха должно обеспечиваться установкой блока очистки. Контроль влажности сжатого воздуха осуществляется один раз в сутки. Запрещается нахождение выключателя без сжатого воздуха и действующей системы низкого давления, а также без работающих электронагревателей (при температуре окружающего воздуха ниже +5ºС). При понижении температуры окружающего воздуха включаются подогреватели. При обнаружении течей масла из конденсаторов необходимо вывести выключатель из работы, сбросить давление и заменить конденсаторы. Модульный принцип построения высоковольтных выключателей позволяет при необходимости быстро заменить вышедший из строя модуль на новый. Длительность ремонта при этом заметно уменьшается, а это увеличивает надёжность работы электроустановки в целом.

2.5 Генераторные высоковольтные воздушные выключатели

Особый вид высоковольтных выключателей — генераторные выключатели, которые являются важным элементом в энергосистеме. Они предназначены для подключения и отключения блочных трансформаторов. Не предназначены для защиты генераторов от токов короткого замыкания и не выполняют защитных функций. Установка генераторных выключателей увеличивает живучесть энергосистемы. Специальным выключателем нагрузки (ВНСГ) можно включать и отключать генератор под нагрузкой (Iн=12000 А), а также отключать токи КЗ до 31,5 кА. Гашение дуги осуществляется сжатым воздухом под давлением 0,6 МПа. В качестве генераторного выключателя также применяется комплектный аппарат генератора (КАГ). Он предназначен для включения, отключения и измерения напряжений в цепи главных выводов турбогенераторов мощностью 700 и 1000 МВт с номинальным напряжением 24 кВ и частотой 50 Гц. Общий вес комплектного устройства на один полюс — 5,5т. КАГ состоит из 3-х полюсов и распределительного шкафа, шкаф связывает электрически и пневматически между собой 3 полюса аппарата и соединяет их с магистралью сжатого воздуха. Давление воздуха в магистрали составляет 2МПа. Выполнение операций включения, отключения КАГ обеспечивается электропневматической системой управления. В состав КАГ входит заземлитель. Он предназначен для заземления главной токоведущей части при отключенных выключателе нагрузки и разъединителе. Это делается в целях предотвращения поражения электрическим током обслуживающего персонала: в отключенном положении токоведущая система КАГ обладает большой ёмкостью, при наличии напряжения на токоведущем цилиндре разъединителя эта ёмкость заряжается и возможно поражение электрическим током обслуживающего персонала. Для защиты от неправильных действий и исключения поражения электрическим током обслуживающего персонала в КАГе предусмотрены следующие блокировки: -Электромеханическая: против включения заземлителя при включенных разъединителе или выключателе нагрузки. Осуществляется с помощью блок-замка и контактов КВЦ S1 и S2 выключателя нагрузки и разъединителя; -Электропневматическая: против включения разъединителя при включенном заземлителе. Она осуществляется с помощью электромагнита Y2, в цепь которого включены контакты S3 КВЦ заземлителя; -Электрическая: против включения выключателя нагрузки при включенном заземлителе. Она осуществляется с помощью контактов S3 КВЦ заземлителя, включенных в цепь электромагнита Y2; -Электропневматическая: против отключения разъединителя при включенном выключателе нагрузки. Она осуществляется с помощью электромагнита Y6, в цепь которого включены контакты S1 КВЦ выключателя нагрузки.

2.6 Техническое обслуживание и эксплуатация комплектного аппарата генератора

Запрещается эксплуатация комплектного аппарата при отсутствии осушки сжатого воздуха.

Осмотры комплектного аппарата генератора, находящегося под напряжением, проводятся не реже одного раза в сутки, а также после отключения выключателем нагрузки номинального тока отключения.

При осмотре необходимо убедиться в отсутствии внешних признаков повреждений, в отсутствии утечек воздуха (прослушиванием), а также проверить давление воздуха в резервуаре КАГ по манометру распределительного шкафа.

Периодически (1-2 раза в месяц) через спускные клапаны, расположенные в нижней части резервуара, необходимо удалять конденсат.

Текущий ремонт КАГ без демонтажа основных сборочных единиц производится 2 раза в год.

При текущем ремонте производится осмотр всех деталей КАГ, заменяется смазка трущихся поверхностей, зачищаются контактные поверхности, проверяется надежность крепежных соединений. Демонтаж отдельных сборочных единиц производится в случае обнаружения дефектов, для устранения которых требуется разборка.

Средний ремонт КАГ производится после шести лет эксплуатации или после выполнения КАГом:

а) 25 операций В и О при токах 25.. .30 кА;

б) 500 операций В и О при токах 5 кА;

в) одной операции включения при наибольшем токе 310 кА.

При среднем ремонте производится:

— проверка надежности крепежных соединений. При необходимости крепежные соединения подтянуть;

— осмотр деталей камеры и их замена в случае необходимости;

— осмотр приводов и разборка дутьевого клапана;

— очистка изоляторов от копоти и, в случае необходимости, покрытие их эмалью;

— разборка дугогасительных камер и осмотр всех их деталей, осмотр ламельных контактов главного токоведущего контура выключателя нагрузки и разъединителя, контактов отделителя. При осмотре контактов они зачищаются, неисправные заменяются новыми.

Капитальный ремонт производится после того, как исчерпан механический ресурс (1000 операций включения и 1000 операций отключения).

3. Заключение

Воздушные выключатели отличаются от других (например, газовых, масляных и вакуумных) тем, что гашение электрической дуги осуществляется потоком сжатого воздуха. Примеры высоковольтных выключателей: ВВБ, ВНВ, генераторные выключатели. Примеры низковольтных выключателей: АП-50, А3700. Как и всякий электрический прибор, автомат нуждается в техническом обслуживании. Техническое обслуживание автоматических выключателей низкого напряжения производится один раз в квартал или один раз в год, в зависимости от условий среды и режима работы, а также после каждого отключения максимальных токов короткого замыкания. При профилактике и ремонте автоматов применяются все меры электробезопасности и пожаробезопасности. К шарнирным механизмам низковольтных выключателей применяется приборное масло, для чистки контактов применяется спирт, для внутренних поверхностей дугогасительных камер- бензин. Обслуживание и ремонт автоматов производится согласно инструкции по эксплуатации. В высоковольтных выключателях удобен для ремонта модульный принцип построения. Средний срок службы до среднего ремонта -8лет. Срок службы до списания-25лет. Техническое обслуживание высоковольтных выключателей включает в себя следующие виды ремонтов: текущий, внеочередной и капитальный.

При ремонте и эксплуатации генераторных выключателей применяется несколько степеней защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. К выключателям высокого напряжения предъявляются следующие требования: -надёжное отключение любых токов, вплоть до токов КЗ,- быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;- пригодность для работы с системой быстродействующего автоматического повторного включения (АПВ),- возможность пофазного управления для выключателей 110 кВ и выше,- лёгкость ревизии и осмотра контактной группы,- взрыво-пожаробезопасность,- удобство в эксплуатации.

4. ЛИТЕРАТУРА

1. Словарь-справочник судового электромонтажника. — Л.: Судостроение,1990.-392с.

2. Яшутин В.М. Анисимов О.Ю. Электрические аппараты,- Севастополь: СИЯЭИП, 1999.-245с.

3. Карвовский Г.А., Окороков С.П. Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующей аппаратуре,-М.: Энергия,1969.-256с.

www.ronl.ru

10 Лекция 10. Воздушные автоматические выключатели

Содержание
лекции: общие сведения об автоматических
выключателях. Классификация. Конструкции.
Параметры выключателей с микропроцессорным
расцепителем.

Цель
лекции: изучение конструкции автоматических
воздушных выключателей.

10.1
Общие сведения. Классификация

Автоматический
воздушный выключатель (автомат) –
аппарат, предназначенный для
автоматического отключения цепей при
аварийных режимах, а также нечастых (от
6 до 30 раз в сутки) коммутаций электрических
цепей. Автоматические выключатели
изготовляют для цепей переменного до
1000В и постоянного тока до 440В одно-,
двух-, трех — и четырехполюсном исполнении
на номинальные токи от 6,3 до 6300 А.

Автоматические
выключатели имеют реле прямого действия,
назы­ваемые расцепителями. Расцепители
обеспечивают отключение автомата при
пере­грузках, КЗ и снижении напряжения.
Отключение может происходить без
выдержки времени или с выдержкой.

По
времени отключе­ния выключатели
различаются на следующие типы:


нормальные выключатели — время
срабатывания, в зависимости от номинального
тока и конструкции лежит в пределах
0,02-0,1 сек.;


селективные – отключение происходит
после получения импульса на срабатывания
и перед отключением имеют выдержку
времени до 1 сек.;


быстродействующие выклю­чатели –
время их срабатывания не должно
превосходить 0,005 сек.

Нормальные
и селективные автоматические выключатели
токоограничивающим действием не
обладают. Быстродействующие выключатели,
так же как предохранители, обладают
токоограничивающим действием, так как
отключают цепь до того, как ток в ней
достигнет ударного значе­ния.

Селективные
автоматические выключатели позволяют
осуществить се­лективную защиту сетей
путем установки автоматических
выключателей с разными выдержками
времени: наименьшей у потребителя и
ступенчато возрастающей к источнику
питания.

В
некоторых случаях требуется комбинированная
защита электрической цепи – максимальная
по току и минимальная по напряжению.
Автоматы, удовлетворяющие этому
требованию, называются универсальными.

Автоматы
общепромышленного, коммерческого и
бытового назначения обычно имеют лишь
максимально- токовую защиту, отрегулированную
на заводе. В эксплуатации эти характеристики
не могут быть изменены. Такие автоматы
называются установочными.

Современные
выключатели с номинальным током более
250А, могут быть снабжены электронными
расцепителями. В этих выключателях
потребителю предоставлена возможность
самому производить настройку уставок
расцепителей. Могут быть отрегулированы
токи теплового и электромагнитного
расцепителя, а также и время их
срабатывания, что позволяет надежно
отстроить выключатель от пусковых
токов и обеспечить селективность
срабатывания защиты.

10.2
Конструкции автоматических выключателей

Основные
элементы автоматического выключателя
и их взаимодей­ствие рассмотрим по
принципиальной схеме (рисунок 10.1).

Рисунок 10.1-
Принципиальная схема автоматического
выключателя

Контактная
система выключателей на большие токи
выполняется двухсту­пенчатой и состоит
из главных 11, 5 и дугогасительных контактов
7.

Главные
контакты должны иметь малое переходное
сопротивление, так как по ним проходит
основной ток. Обычно это массивные
медные кон­такты с серебряными
накладками на неподвижных контактах и
металлокерамическими накладками на
подвижных контактах. Дугогасительные
кон­такты замыкают и размыкают цепь,
поэтому они должны быть устойчивы к
возникающей дуге, поверхность этих
контактов металлокерамическая. При
номинальных токах до 630А контактная
система одноступенчатая, т. е. контакты
играют роль как главных, так и
дугогасительных. На рисунке 10.1 выключатель
показан в отключенном положении. Чтобы
его включить, вращают рукоятку 2 или
подают напряжение на электро­магнитный
привод 1. Возникающее усилие перемещает
рыча­ги 3 вправо, при этом поворачивается
несущая деталь 13, замыкаются сна­чала
дугогасительные контакты 7 и создается
цепь тока через эти контакты и гибкую
связь 12, а затем главные контакты 5 —
11. После завер­шения операции выключатель
удерживается во включенном положении
защелкой 14 с зубцами 15 и пружиной 16.

Отключают
выключатель рукояткой 2, приводом 1 или
автоматически при срабатывании
расцепителей. Максимальный расцепитель
17 срабатывает при протекании по его
обмотке YAT1 тока КЗ. Создается усилие,
преодолевающее натяжение Р пружины 16,
рычаги 3 переходят вверх за мертвую
точку, в результа­те чего автоматический
выключатель отключается под действием
отклю­чающей пружины 4.Этот же
расцепитель выполняет функции независимого
расцепителя. Если на нижнюю обмотку
YAT2 подать напряжение кнопкой SB, он
срабатывает и осуществляет дистанционное
отключение. При снижении или исчезновении
напряжения срабатывает мини­мальный
расцепитель 18 и также отключается
автоматический выключатель. При
отключении сначала размыкаются главные
контакты, и весь ток переходит на
дугогасительные контакты. На главных
контактах дуга не образуется.
Дугогасительные контакты 7 размыкаются,
когда главные находятся на достаточном
расстоянии. Между дугогасительными
контактами образуется дуга, которая
выдувается вверх в дугогасительную
камеру 8, где и гасится. Дугогасительные
камеры выполняются чаще всего со
стальными пластинами (эф­фект деления
длинной дуги на короткие), а для автоматов
на большие токи с лабиринтно-щелевыми
(эффект гашения дуги в узкой щели).
Втягивание дуги в камеру осуществ­ляется
магнитным дутьем. Материал камеры должен
обладать высокой дугостойкостью. При
протекании тока КЗ через включенный
автоматический выключа­тель между
контактами возникают значительные
электродинамические силы, превышающие
силы контактных пружин 6 и 10, которые
могут ото­рвать один контакт от
другого, а образовавшаяся дуга сварить
их. Чтобы избежать самопроизвольного
отключения, применяют электродина­мические
компенсаторы 9, в виде изогнутых петлей
шинок. Токи в шин­ках 9 имеют разное
направление, что создает электродинамическую
силу, увеличивающую нажатие в контактах.

Рычаги
3 играют роль механизма свободного
расцепления, который обеспечивает
отключение автоматического выключателя
в любой момент времени, в том числе при
необходимости и в процессе включения.
Если выключатель включается на
существующее КЗ, то мак­симальный
расцепитель 17 срабатывает и переводит
рычаги 3 вверх за мертвую точку, нарушая
связь привода 1 (или 2) с подвижной системой
ав­томатического выключателя, который
отключается пружиной 4, несмотря на то,
что приводом будет передаваться усилие
на включение. Принципиально все
современные выключатели выполнены по
приведенной выше схеме. Могут отличаться
дизайном, конструктивными и проводниковыми
материалами и устройством защит.

Автоматические
выключатели в соответствии с современным
стандартом характеризуются следующими
основными параметрами:

In

номинальный ток выключателя. Это ток,
длительное протекание которого не
вызывает нагрев выключателя сверх
допустимой температуры.

Icu
— номинальная предельная отключающая
способность короткого замыкания. Это
действующее значение максимального
тока КЗ, который выключатель еще способен
отключить, сохраняя при этом свою
работоспособность.

Ics
— Номинальная рабочая отключающая
способность короткого замыкания. Это
действующее значение тока КЗ, который
выключатель способен повторно отключить
после только что отключенного КЗ,
сохраняя при этом свою работоспособность.

Icm
— Номинальная включающая способность
короткого замыкания. Это максимальное
значение тока КЗ (ударный ток КЗ), которое
выключатель способен выдержать, сохраняя
при этом свою работоспособность.

studfiles.net

Автоматические воздушные выключатели.

                            1. Общие сведения.

Автомат служит для отключения электрической цепи при ненормальных и аварийных режимах – перегрузках, коротких замыканиях, чрезмерном понижении напряжения питания, изменении направления мощности и т.п.

К автоматам предъявляются следующие требования.

1. Токоведущая цепь автомата должна пропускать номинальный ток в течении сколь угодно длительного времени. Режим продолжительного включения для автоматов является нормальным. С другой стороны, токоведущая система автомата подвергается воздействию больших токов короткого замыкания как при замкнутом положении контактов, и при включении на существующее короткое замыкание.

2. автомат должен обеспечивать многократное отключение предельных токов короткого замыкания, которые могут достигать десяток и даже сотен килоампер. После отключения этих токов автомат должен быть пригоден для длительного пропускания номинального тока.

3. Для повышения электродинамической и термической стойкости энергоустановок, уменьшения разрушения, вызываемых токами КЗ, автоматы должны иметь малое время отключения. С целью уменьшения габаритов распределительного устройства и повышения безопасности обслуживания необходимо сокращение зоны выхлопа нагретых и ионизированных газов в процессе гашения дуги.

В некоторых случаях требуется комбинированная защита – максимальная по току и минимальная по напряжению. Автоматы, удовлетворяющие этим требованиям называются универсальными.

    2. Токоведущая цепь и дугогасительная система автоматов.

а) Токоведущая цепь. Для получения малого собственного времени масса подвижных частей токоведущей цепи должна быть минимально возможной.

Наиболее ответственной частью токоведущей цепи автоматов являются контакты. При номинальных токах до 200 А применяется одна пара контактов, которая для увеличения дугостойкости могут быть облицованы металлокерамикой. Большие номинальные токи требуют применения двухступенчатых контакта типа перекатывающегося моста или пары основных и дугогасительных контактов.

В автоматах на большие номинальные токи применяется включение нескольких параллельных пар основных контактов.

Устойчивость контактов при включении на КЗ зависит от скорости нарастания давления в контактах.

В универсальных автоматах, работающих селективно, создается намеренная выдержка времени при протекании тока КЗ.

б) Дугогасительная система. В автоматах нашли применение два исполнения дугогасительных устройств – полузакрытой и открытой.

В полузакрытом исполнении автомат закрыт кожухом, имеющим отверстие для выхода горячих газов. При полузакрытом исполнении зона выброса горячих и ионизированных газов составляет обычно несколько сантиметров от выхлопных щелей.

При токах 100 кА и выше применяются камеры открытого исполнения с большой зоны выброса. В полузакрытое исполнение применяется, как правило, в установочных и универсальных автоматах, открытое – в быстродействующих и автоматах на большие предельные токи (100 кА и выше) или большие напряжения (выше 1000 В).

   3.Приводы и механизмы универсальных и установочных автоматов.

  а) Приводы. Привод должен сообщить контакту силу, необходимую для включения автоматов в самом тяжелом случае – на существующее КЗ.

  Приводы можно разбить на две группы: ручные и электромеханические. Ручные приводы рекомендуется применять при номинальных токах до 200А. При больших токах необходимо применять  электромеханические приводы, обеспечивающие необходимую скорость нарастания давления в контактах. Электромагнитный привод нашел применение при токах до 600 – 1000А.

Недостатками электромагнитного привода являются большие скорости движения и удары в механизме.

В автоматах на токи 1500А и выше желательно применение электродвигательного привода. Мощность, потребляемая электродвигательными приводами, больше, чем мощность, необходимая для взведения пружинного провода.

б) Механизм передачи усилия от привода к контактам. Механизм автомата выполняет следующие функции: передает движение от привода к контактам, удерживает контакты во включенном положении, производит освобождение контактов при отключении автоматов, сообщает контактам скорость, необходимую для гашения дуги, фиксирует контакты в положении «отключено», подготавливает автомат для нового включения.

aim.uz

Реферат — Техническое обслуживание и эксплуатация автоматических воздушных выключателей

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ и ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кафедра «Электротехнических систем электропотребления».

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Электрические аппараты»

Тема: «Техническое обслуживание и эксплуатация автоматических воздушных выключателей»

Выполнил:

студент ЭСЭ23В класса

Левицкий П.В.

Проверил

к.т.н., доц. Слюсаренко В.Г.

Севастополь 2008.

Введение

Автоматические выключатели делят на автоматы низкого (до 1000В) и высокого (выше 1000В) напряжения.

Высоковольтные выключатели производят коммутацию, как номинальных токов, так и токов короткого замыкания и осуществляют функции защиты в аварийных режимах в системах распределения электроэнергии.Автоматический выключатель высокого напряженияпредназначен для включения и отключения номинальных токов, тока холостого хода силовых трансформаторов и ёмкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий, токов перегрузки и токов короткого замыкания.Гашение электрической дуги осуществляется потоком сжатого воздуха, получаемого от специального источника, под давлением 2…4 МПа. Изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твёрдыми изолирующими материалами. Но защитные функции они выполняют через устройства линейной защиты, которые подают сигнал на привод выключателя. К высоковольтным относятся генераторные выключатели, предназначенные для подключения и отключения генераторов к блочному трансформатору.

Автоматические воздушные выключатели низкого напряжения также защищают сеть, но с помощью специальных устройств- расцепителей, которые воздействуют на механизм свободного расцепления автомата, что приводит к его отключению. Автоматический выключатель низкого напряжения- аппарат для нечастой ручной коммутации электрических цепей и автоматической защиты их при коротких замыканиях, длительной перегрузке или при снижении напряжения. При автоматическом выключении воздушного выключателя срабатывает расцепитель. Расцепитель представляет собой электромагнитное или тепловое реле, срабатывающее, например, при увеличении тока сверх допустимого. При этом приводится в действие механизм свободного расцепления автомата и происходит разрыв силовых контактов. Время срабатывания (отключение выключателя) может составлять 0,025- 0,05с. Автомат более удобен, чем рубильник или плавкий предохранитель. Он обеспечивают лучшую защиту при малых перегрузках, является аппаратом многократного действия.

2. Техническое обслуживание и эксплуатация автоматических воздушных выключателей

2.1 Автоматические выключатели низкого напряжения

Рассмотрим часто применяющийся автоматический выключатель серии АП-50.Внешний вид автомата показан на рисунке 1.

1 2 3 4 5

/>

/>

1- кнопка выключения, 2-кнопка включения, 3- реле, 4-искрогасительные камеры, 5-пластмассовый кожух

Рис1. Внешний вид и устройство автомата АП-50.

Назначение: 1.Пуск трёхфазных асинхронных двигателей. 2.Защита с помощью тепловых расцепителей при длительной перегрузке в пределах от 25 до 80% свыше I номин.-(максимальный расцепитель) 3.Защита с помощью расцепителей максимального тока для мгновенного отключения при возникновении токов короткого замыкания. 4.Возможно применение комбинированного расцепителя, совмещающего обе вышеуказанные защиты. Как видно, АП-50 не отключается при резком снижении напряжения, так как расцепитель минимального напряжения отсутствует. Дальнейшую защиту при значительном снижении или исчезновении напряжения питающей сети может осуществлять магнитный пускатель. Автоматы АП-50 используют при напряжении до 660В на номинальные токи от 15 до 600А, в помещениях с нормальной окружающей средой, так как они не приспособлены для работы в средах с едкими парами и газами, во взрывоопасных и незащищённых от попадания воды местах. Автоматы необходимо не реже 1 раза в год осматривать, чистить, смазывать шарнирные механизмы приборным маслом.

Например: АП-50Б-3МТ. Он предназначен для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания при U питающей сети до 500В, 50 Гц на переменном токе, для ручного включения и отключения цепей, для пуска и защиты трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Выключатель защищён пластмассовым кожухом. Наличие буквы Б в серии АП-50Б означает универсальное исполнение, при котором ввод и вывод проводов снизу и сверху через сальники типа СКВрт-33. Маркировка АП-50Б-3МТ означает наличие электромагнитных и тепловых расцепителей и число полюсов равное трём.

Автоматические воздушные выключатели серии «Электрон» предназначены для установки в цепях с номинальным напряжением постоянного тока до 440 В и переменного тока до 660 В частотой 50 и 60 Гц. Выключатели Э06 рассчитаны на номинальные токи 800…1000А, Э16, Э25, Э40- на 1250…6300А. Служат для коммутационных операций в нормальных эксплуатационных режимах и отключения электрических цепей при коротких замыканиях и перегрузках. Время включения выключателя с электродвигательным приводом не превышает 0,4с. Время отключения при перегрузке-4, 8, 16с, при коротком замыкании-0,25; 0,45; 0,7с. Выключатели типа «Электрон» выпускаются с максимальным расцепителем тока и минимальным расцепителем напряжения (чего нет в АП-50), либо с максимальным расцепителем тока и независимым расцепителем. Основными элементами конструкции являются: 1.контактное устройство (подвижный и неподвижный контакты имеют напайки из металлокерамики (металлокерамику нельзя зачищать) и имеют на каждый полюс по 2 параллельно соединённых контакта, что способствует более эффективному отключению тока в цепи и дугогашению. Коммутирующее устройство выключателей Э16, Э25, Э40 состоит из главных неподвижных и подвижного контакта и дугогасительных контактов, 2.дугогасительное устройство. В выключателях Э06 дугогасительная камера состоит из набора чередующихся стальных омеднённых пластин и скоб. В Э16, Э25, Э40- из стальных пластин и пламегасительной решётки, 3.механизм управления, состоящий из механизма включения, свободного расцепления, управления и взвода. Механизм управления производит включение, отключение выключателя в нормальных эксплуатационных режимах с помощью кнопок управления и отключение его автоматически при коротком замыкании и перегрузках. 4.расцепители, выключатели типа «Электрон» имеют независимый расцепитель, минимальный расцепитель (срабатывает при снижении напряжения сети до 0,35…0,7 номинального) и максимально-токовую защиту. 5.коммутатор сигнальных и блокировочных цепей.

Выключатели типа А3700 обладают очень хорошими коммутационными параметрами и характеристиками защитного устройства. Однако по механической прочности несколько уступают автоматам серии А3300-А3500. Поэтому для условий пользования при повышенной вибрации предпочтительным является применение выключателей А3300-А3500. А3700 предназначены для максимальной токовой защиты электроустановок при перегрузках и коротких замыканиях, а также для коммутации в нормальных режимах работы в цепях с номинальным напряжением до 440В постоянного тока и до 660В переменного. Они выпускаются на токи от 1600 до 630 А. Выключатели могут выпускаться в двух исполнениях: А-3700Б — токоограничивающие с электромагнитными расцепителями мгновенного действия и полупроводниковыми расцепителями, А-3700С- селективные, с выдержкой времени при отключении при коротких замыканиях с полупроводниковыми расцепителями. А-3700 могут выпускаться с ручным управлением или с электромеханическим приводом, который выпускается отдельным блоком. Выключатели изготовляются в пластмассовой оболочке со степенью защищённости 1Р30. В отличие от открытого исполнения автоматы защищённого исполнения устанавливаются в жилых, служебных, общественных помещениях и относящихся к ним коридорах. Основными элементами конструкции являются: 1.контактное устройство, подвижные и неподвижные контакты имеют напайки из металлокерамики на основе серебра для уменьшения переходного сопротивления, на каждый полюс по 2 пары параллельных контактов, но нет дугогасительных контактов.Контактная система имеет электродинамическое устройство.2.дугогасительное устройство. Состоит из дугогасительной (охлаждение дуги стальными омеднёнными пластинами и деление дуги на части)и пламегасительной камеры (из тонких стальных омеднённых пластин для предотвращения выброса пламени в окружающее пространство). 3.механизм управления, для включения, отключения. После дистанционного отключения необходимо сначала взвести механизм свободного расцепления 4.механизм свободного расцепления, 5.расцепители, выключатели типа А3700 имеют независимый расцепитель, минимальный расцепитель (срабатывает при снижении напряжения сети до 0,35…0,7 номинального) и максимально-токовую защиту.Полупроводниковые расцепители применяются при защите цепи от токов перегрузки. В состав такого расцепителя входят: измерительный элемент (трансформатор тока, а для постоянного тока- магнитный усилитель), полупроводниковый блок управления и независимый расцепитель. При возникновении в защищаемой цепи ока перегрузки, превышающего уставку по току срабатывания, полупроводниковый блок с обратно зависимой от тока выдержкой времени выдаёт сигнал на срабатывание независимого расцепителя.

2.2 Техническое обслуживание и эксплуатация автоматов низкого напряжения

Техническое обслуживание автоматических выключателей низкого напряжения производится один раз в квартал или один раз в год, в зависимости от условий среды и режима работы, а также после каждого отключения максимальных токов короткого замыкания.

При техническом обслуживании особое внимание следует уделять чистоте контактных поверхностей и их надёжному соприкосновению. Чистка контактов из меди и её сплавов и металлокерамических соединений производится ветошью, смоченной спиртом, из серебра- замшей, смоченной спиртом. Подгары и оплавления с контактных поверхностей из меди и её сплавов удаляются бархатным напильником, зачищать металлокерамические контакты запрещается.

Запрещается зачищать контакты из любого материала наждачной шкуркой и электрокорундовой шлифовальной шкуркой, а также покрывать их смазкой, если это не оговорено специально в инструкциях по эксплуатации. После зачистки контактов или их замены и замены пружин один раз в квартал следует проверять растворы и провалы контактов.

Осмотр и зачистка изоляции от копоти и обгаров в дугогасительном устройстве обязательно производится после каждого отключения предельных токов короткого замыкания и при проведении технического обслуживания. При осмотре внутренние поверхности дугогасительных камер очищаются от копоти, брызг металла и протираются ветошью, смоченной в бензине Б-70. Дугогасительные камеры должны быть установлены без перекосов и не должны препятствовать свободному ходу контактов. Включение и отключение автоматических выключателей без дугогасительных камер или со сломанными дугогасительными камерами категорически запрещается.

При производстве технического осмотра очищается старая смазка с трущихся узлов, деталей и механизма свободного расцепления. После этого все эти механизмы необходимо смазать новой смазкой в соответствии с инструкцией по эксплуатации выключателя. После проведения технического обслуживания необходимо проверить функционирование выключателя в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Несчастные случаи с людьми при пользовании электрическими установками в основном происходят вследствие нарушения ими элементарных правил техники безопасности. Нельзя допускать к работе с электрическим оборудованием в производственных или лабораторных установках людей, не прошедших соответствующий инструктаж по технике безопасности. Электрические установки при неправильной их эксплуатации и несоблюдении правил безопасности даже при относительно низком напряжении могут представлять большую опасность для здоровья, а иногда и жизни человека. Электрический ток, проходящий через тело человека, в зависимости от его значения сопровождается болезненными ощущениями, судорогами, сильными болями или параличом отдельных органов. Электрическая дуга может вызвать существенные ожоги и металлизацию кожи человека. Степень поражения электрическим током зависит от вида, значения, длительности и частоты тока, от того, по каким частям тела проходит ток (наиболее опасно через мозг и сердце), а также от индивидуальных свойств человека и климата в помещении. Безопасные условия эксплуатации обеспечиваются рядом мероприятий, предусмотренных техникой безопасности. Основными из них являются: защита с помощью соответствующих ограждений всех токоведущих частей, сооружение защитного заземления и зануления элементов оборудования, применение изолирующих подставок и другого изоляционного материала. Персоналу, осуществляющему техническое обслуживание электроустановок, в том числе и воздушных выключателей необходимо привести в порядок свою рабочую одежду ( застегнуть обшлага рукавов, убрать свисающие концы одежды), проверить отсутствие предметов, мешающих производству ремонтных работ, проверить исправность инструмента и измерительных приборов. Все переносные устройства должны иметь штатные концы подключающих проводов, оборудованными клемными зажимами, наконечниками, обеспечивающими надёжное и безопасное их подключение. Необходимо наличие диэлектрических ковриков, наличие достаточного освещения в помещении, достаточное освещение аппаратуры, при необходимости освещение может быть усилено переносными светильниками напряжением не более 36 вольт. Пользоваться переносными светильниками на 220 в запрещается. Ремонт механизмов проводить при отключенном питании. Смазывающие и растворяющие легковоспламеняющиеся жидкости (масло, бензин, спирт и др.) должны содержаться в специальной металлической таре в количествах не более односменной потребности. При работах необходимо присутствие не менее двух человек.

—PAGE_BREAK—

2.3 Автоматические выключатели высокого напряжения

К высоковольтным выключателям применяются требования лёгкости ревизии и осмотра контактной группы, взрыво и пожаробезопасность и удобство в эксплуатации. Основные элементы конструкции: контактная система, дугогасительное устройство, механизм управления выключателем, корпус, изоляционная конструкция. Все элементы конструкции выключателей располагаются в корпусе. Для защиты обслуживающего персонала от воздействия сильного электрического поля в высоковольтных выключателях применяются специальные защитные экраны.

Пример: ВНВ. Автоматические выключатели высокого напряжения предназначены для коммутационных операций (включений и отключений) в нормальных и аварийных режимах электрических сетей переменного тока с частотой 50 ГЦ при номинальных напряжениях 330,500,750 кВ и номинальном токе отключения iном = 63 кА. Они предназначены для установки и эксплуатации на открытых распредустройствах. В состав выключателя входят три полюса выключателя и распределительный шкаф. Распределительный шкаф предназначен для размещения контрольно- измерительных приборов и элементов схем управления и защиты. Он имеет два отделения- пневматическое и электрическое.

Тип ВВБ в настоящее время модернизирован в ВВБК. Передача командных импульсов осуществляется с помощью светодтодов. По одному оптическому каналу можно передать команды на включение и отключение выключателя, а также получить сигнал о его положении. Для преобразования электрического сигнала в световой вместо светодтодов могут использоваться лазеры, неоновые лампы и т.д. Система управления с пневмосветовой передачей позволила уменьшить время отключения до 0,088с, собственное время отключения- до 0,022с. По аналогичной ВВБК конструктивной схеме могут быть созданы выключатели на напряжение до 2000 кВ. Модульный принцип построения высоковольтных выключателей позволяет при необходимости быстро заменить вышедший из строя модуль на новый. Длительность ремонта при этом заметно уменьшается, а это увеличивает надёжность работы электроустановки в целом.

2.4 Техническое обслуживание и эксплуатация воздушных высоковольтных выключателей

Средний срок службы до среднего ремонта -8лет. Срок службы до списания-25лет. Техническое обслуживание высоковольтных выключателей включает в себя следующие виды ремонтов: текущий, внеочередной и капитальный.

Текущий ремонт производится без демонтажа основных сборочных единиц и производится по мере необходимости, но не реже одного раза в год. При текущем ремонте производится внешний осмотр выключателя, проверяются все крепёжные соединения, проверяется работа всех механизмов в распределительном шкафу. Внеочередной ремонт производится после выработки коммутационного или механического ресурса, если при этом не вышел по времени срок на капитальный ремонт. При внеочередном ремонте проводятся осмотр и необходимый ремонт всех деталей модуля, при необходимости изношенные детали заменяются, производится замена всех резино-технических изделий. Капитальный ремонт выключателя с полным демонтажём сборочных единиц производится один раз в три года для устранения всех неисправностей, обнаруженных при эксплуатации. В процессе эксплуатации сжатый воздух, подаваемый на выключатель, должен иметь температуру не выше 40 ºС при положительных температурах окружающего воздуха и не выше 50ºС при отрицательных. Качество сжатого воздуха должно обеспечиваться установкой блока очистки. Контроль влажности сжатого воздуха осуществляется один раз в сутки. Запрещается нахождение выключателя без сжатого воздуха и действующей системы низкого давления, а также без работающих электронагревателей (при температуре окружающего воздуха ниже +5ºС). При понижении температуры окружающего воздуха включаются подогреватели. При обнаружении течей масла из конденсаторов необходимо вывести выключатель из работы, сбросить давление и заменить конденсаторы. Модульный принцип построения высоковольтных выключателей позволяет при необходимости быстро заменить вышедший из строя модуль на новый. Длительность ремонта при этом заметно уменьшается, а это увеличивает надёжность работы электроустановки в целом.

2.5 Генераторные высоковольтные воздушные выключатели

Особый вид высоковольтных выключателей — генераторные выключатели, которые являются важным элементом в энергосистеме. Они предназначены для подключения и отключения блочных трансформаторов. Не предназначены для защиты генераторов от токов короткого замыкания и не выполняют защитных функций. Установка генераторных выключателей увеличивает живучесть энергосистемы. Специальным выключателем нагрузки (ВНСГ) можно включать и отключать генератор под нагрузкой (Iн=12000 А), а также отключать токи КЗ до 31,5 кА. Гашение дуги осуществляется сжатым воздухом под давлением 0,6 МПа. В качестве генераторного выключателя также применяется комплектный аппарат генератора (КАГ). Он предназначен для включения, отключения и измерения напряжений в цепи главных выводов турбогенераторов мощностью 700 и 1000 МВт с номинальным напряжением 24 кВ и частотой 50 Гц. Общий вес комплектного устройства на один полюс — 5,5т. КАГ состоит из 3-х полюсов и распределительного шкафа, шкаф связывает электрически и пневматически между собой 3 полюса аппарата и соединяет их с магистралью сжатого воздуха. Давление воздуха в магистрали составляет 2МПа. Выполнение операций включения, отключения КАГ обеспечивается электропневматической системой управления. В состав КАГ входит заземлитель. Он предназначен для заземления главной токоведущей части при отключенных выключателе нагрузки и разъединителе. Это делается в целях предотвращения поражения электрическим током обслуживающего персонала: в отключенном положении токоведущая система КАГ обладает большой ёмкостью, при наличии напряжения на токоведущем цилиндре разъединителя эта ёмкость заряжается и возможно поражение электрическим током обслуживающего персонала. Для защиты от неправильных действий и исключения поражения электрическим током обслуживающего персонала в КАГе предусмотрены следующие блокировки: -Электромеханическая: против включения заземлителя при включенных разъединителе или выключателе нагрузки. Осуществляется с помощью блок-замка и контактов КВЦ S1 и S2 выключателя нагрузки и разъединителя; -Электропневматическая: против включения разъединителя при включенном заземлителе. Она осуществляется с помощью электромагнита Y2, в цепь которого включены контакты S3 КВЦ заземлителя; -Электрическая: против включения выключателя нагрузки при включенном заземлителе. Она осуществляется с помощью контактов S3 КВЦ заземлителя, включенных в цепь электромагнита Y2; -Электропневматическая: против отключения разъединителя при включенном выключателе нагрузки. Она осуществляется с помощью электромагнита Y6, в цепь которого включены контакты S1 КВЦ выключателя нагрузки.

2.6 Техническое обслуживание и эксплуатация комплектного аппарата генератора

Запрещается эксплуатация комплектного аппарата при отсутствии осушки сжатого воздуха.

Осмотры комплектного аппарата генератора, находящегося под напряжением, проводятся не реже одного раза в сутки, а также после отключения выключателем нагрузки номинального тока отключения.

При осмотре необходимо убедиться в отсутствии внешних признаков повреждений, в отсутствии утечек воздуха (прослушиванием), а также проверить давление воздуха в резервуаре КАГ по манометру распределительного шкафа.

Периодически (1-2 раза в месяц) через спускные клапаны, расположенные в нижней части резервуара, необходимо удалять конденсат.

Текущий ремонт КАГ без демонтажа основных сборочных единиц производится 2 раза в год.

При текущем ремонте производится осмотр всех деталей КАГ, заменяется смазка трущихся поверхностей, зачищаются контактные поверхности, проверяется надежность крепежных соединений. Демонтаж отдельных сборочных единиц производится в случае обнаружения дефектов, для устранения которых требуется разборка.

Средний ремонт КАГ производится после шести лет эксплуатации или после выполнения КАГом:

а) 25 операций В и О при токах 25… .30 кА;

б) 500 операций В и О при токах 5 кА;

в) одной операции включения при наибольшем токе 310 кА.

При среднем ремонте производится:

проверка надежности крепежных соединений. При необходимости крепежные соединения подтянуть;

осмотр деталей камеры и их замена в случае необходимости;

осмотр приводов и разборка дутьевого клапана;

очистка изоляторов от копоти и, в случае необходимости, покрытие их эмалью;

разборка дугогасительных камер и осмотр всех их деталей, осмотр ламельных контактов главного токоведущего контура выключателя нагрузки и разъединителя, контактов отделителя. При осмотре контактов они зачищаются, неисправные заменяются новыми.

Капитальный ремонт производится после того, как исчерпан механический ресурс (1000 операций включения и 1000 операций отключения).

3. Заключение

Воздушные выключатели отличаются от других (например, газовых, масляных и вакуумных) тем, что гашение электрической дуги осуществляется потоком сжатого воздуха. Примеры высоковольтных выключателей: ВВБ, ВНВ, генераторные выключатели. Примеры низковольтных выключателей: АП-50, А3700. Как и всякий электрический прибор, автомат нуждается в техническом обслуживании. Техническое обслуживание автоматических выключателей низкого напряжения производится один раз в квартал или один раз в год, в зависимости от условий среды и режима работы, а также после каждого отключения максимальных токов короткого замыкания. При профилактике и ремонте автоматов применяются все меры электробезопасности и пожаробезопасности. К шарнирным механизмам низковольтных выключателей применяется приборное масло, для чистки контактов применяется спирт, для внутренних поверхностей дугогасительных камер- бензин. Обслуживание и ремонт автоматов производится согласно инструкции по эксплуатации. В высоковольтных выключателях удобен для ремонта модульный принцип построения. Средний срок службы до среднего ремонта -8лет. Срок службы до списания-25лет. Техническое обслуживание высоковольтных выключателей включает в себя следующие виды ремонтов: текущий, внеочередной и капитальный.

При ремонте и эксплуатации генераторных выключателей применяется несколько степеней защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. К выключателям высокого напряжения предъявляются следующие требования: -надёжное отключение любых токов, вплоть до токов КЗ,- быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;- пригодность для работы с системой быстродействующего автоматического повторного включения (АПВ),- возможность пофазного управления для выключателей 110 кВ и выше,- лёгкость ревизии и осмотра контактной группы,- взрыво-пожаробезопасность,- удобство в эксплуатации.

4. ЛИТЕРАТУРА

Словарь-справочник судового электромонтажника. — Л.: Судостроение,1990.-392с.

Яшутин В.М. Анисимов О.Ю. Электрические аппараты,- Севастополь: СИЯЭИП, 1999.-245с.

Карвовский Г.А., Окороков С.П. Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующей аппаратуре,-М.: Энергия,1969.-256с.

www.ronl.ru

Реферат Техническое обслуживание и эксплуатация автоматических воздушных выключателей

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ и ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кафедра «Электротехнических систем электропотребления».

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Электрические аппараты»

Тема: «Техническое обслуживание и эксплуатация автоматических воздушных выключателей»

Выполнил:

студент ЭСЭ23В класса

Левицкий П.В.

Проверил

к.т.н., доц. Слюсаренко В.Г.

Севастополь 2008.

Введение

Автоматические выключатели делят на автоматы низкого (до 1000В) и высокого (выше 1000В) напряжения.

Высоковольтные выключатели производят коммутацию, как номинальных токов, так и токов короткого замыкания и осуществляют функции защиты в аварийных режимах в системах распределения электроэнергии. Автоматический выключатель высокого напряжения предназначен для включения и отключения номинальных токов, тока холостого хода силовых трансформаторов и ёмкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий, токов перегрузки и токов короткого замыкания. Гашение электрической дуги осуществляется потоком сжатого воздуха, получаемого от специального источника, под давлением 2…4 МПа. Изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твёрдыми изолирующими материалами. Но защитные функции они выполняют через устройства линейной защиты, которые подают сигнал на привод выключателя. К высоковольтным относятся генераторные выключатели, предназначенные для подключения и отключения генераторов к блочному трансформатору.

Автоматические воздушные выключатели низкого напряжения также защищают сеть, но с помощью специальных устройств- расцепителей, которые воздействуют на механизм свободного расцепления автомата, что приводит к его отключению. Автоматический выключатель низкого напряжения- аппарат для нечастой ручной коммутации электрических цепей и автоматической защиты их при коротких замыканиях, длительной перегрузке или при снижении напряжения. При автоматическом выключении воздушного выключателя срабатывает расцепитель. Расцепитель представляет собой электромагнитное или тепловое реле, срабатывающее, например, при увеличении тока сверх допустимого. При этом приводится в действие механизм свободного расцепления автомата и происходит разрыв силовых контактов. Время срабатывания (отключение выключателя) может составлять 0,025- 0,05с. Автомат более удобен, чем рубильник или плавкий предохранитель. Он обеспечивают лучшую защиту при малых перегрузках, является аппаратом многократного действия.

2. Техническое обслуживание и эксплуатация автоматических воздушных выключателей

2.1 Автоматические выключатели низкого напряжения

Рассмотрим часто применяющийся автоматический выключатель серии АП-50. Внешний вид автомата показан на рисунке 1.

1 2 3 4 5

1- кнопка выключения, 2-кнопка включения, 3- реле, 4-искрогасительные камеры, 5-пластмассовый кожух

Рис1. Внешний вид и устройство автомата АП-50.

Назначение: 1.Пуск трёхфазных асинхронных двигателей. 2.Защита с помощью тепловых расцепителей при длительной перегрузке в пределах от 25 до 80% свыше I номин.-(максимальный расцепитель) 3.Защита с помощью расцепителей максимального тока для мгновенного отключения при возникновении токов короткого замыкания. 4.Возможно применение комбинированного расцепителя, совмещающего обе вышеуказанные защиты. Как видно, АП-50 не отключается при резком снижении напряжения, так как расцепитель минимального напряжения отсутствует. Дальнейшую защиту при значительном снижении или исчезновении напряжения питающей сети может осуществлять магнитный пускатель. Автоматы АП-50 используют при напряжении до 660В на номинальные токи от 15 до 600А, в помещениях с нормальной окружающей средой, так как они не приспособлены для работы в средах с едкими парами и газами, во взрывоопасных и незащищённых от попадания воды местах. Автоматы необходимо не реже 1 раза в год осматривать, чистить, смазывать шарнирные механизмы приборным маслом.

Например: АП-50Б-3МТ. Он предназначен для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания при U питающей сети до 500В, 50 Гц на переменном токе, для ручного включения и отключения цепей, для пуска и защиты трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Выключатель защищён пластмассовым кожухом. Наличие буквы Б в серии АП-50Б означает универсальное исполнение, при котором ввод и вывод проводов снизу и сверху через сальники типа СКВрт-33. Маркировка АП-50Б-3МТ означает наличие электромагнитных и тепловых расцепителей и число полюсов равное трём.

Автоматические воздушные выключатели серии «Электрон» предназначены для установки в цепях с номинальным напряжением постоянного тока до 440 В и переменного тока до 660 В частотой 50 и 60 Гц. Выключатели Э06 рассчитаны на номинальные токи 800…1000А, Э16,Э25,Э40- на 1250…6300А. Служат для коммутационных операций в нормальных эксплуатационных режимах и отключения электрических цепей при коротких замыканиях и перегрузках. Время включения выключателя с электродвигательным приводом не превышает 0,4с. Время отключения при перегрузке-4, 8, 16с, при коротком замыкании-0,25; 0,45; 0,7с. Выключатели типа «Электрон» выпускаются с максимальным расцепителем тока и минимальным расцепителем напряжения (чего нет в АП-50), либо с максимальным расцепителем тока и независимым расцепителем. Основными элементами конструкции являются: 1.контактное устройство (подвижный и неподвижный контакты имеют напайки из металлокерамики (металлокерамику нельзя зачищать) и имеют на каждый полюс по 2 параллельно соединённых контакта, что способствует более эффективному отключению тока в цепи и дугогашению. Коммутирующее устройство выключателей Э16, Э25, Э40 состоит из главных неподвижных и подвижного контакта и дугогасительных контактов, 2.дугогасительное устройство. В выключателях Э06 дугогасительная камера состоит из набора чередующихся стальных омеднённых пластин и скоб. В Э16, Э25, Э40- из стальных пластин и пламегасительной решётки, 3.механизм управления, состоящий из механизма включения, свободного расцепления, управления и взвода. Механизм управления производит включение, отключение выключателя в нормальных эксплуатационных режимах с помощью кнопок управления и отключение его автоматически при коротком замыкании и перегрузках. 4.расцепители, выключатели типа «Электрон» имеют независимый расцепитель, минимальный расцепитель (срабатывает при снижении напряжения сети до 0,35…0,7 номинального) и максимально-токовую защиту. 5.коммутатор сигнальных и блокировочных цепей.

Выключатели типа А3700 обладают очень хорошими коммутационными параметрами и характеристиками защитного устройства. Однако по механической прочности несколько уступают автоматам серии А3300-А3500. Поэтому для условий пользования при повышенной вибрации предпочтительным является применение выключателей А3300-А3500. А3700 предназначены для максимальной токовой защиты электроустановок при перегрузках и коротких замыканиях, а также для коммутации в нормальных режимах работы в цепях с номинальным напряжением до 440В постоянного тока и до 660В переменного. Они выпускаются на токи от 1600 до 630 А. Выключатели могут выпускаться в двух исполнениях: А-3700Б — токоограничивающие с электромагнитными расцепителями мгновенного действия и полупроводниковыми расцепителями, А-3700С- селективные, с выдержкой времени при отключении при коротких замыканиях с полупроводниковыми расцепителями. А-3700 могут выпускаться с ручным управлением или с электромеханическим приводом, который выпускается отдельным блоком. Выключатели изготовляются в пластмассовой оболочке со степенью защищённости 1Р30. В отличие от открытого исполнения автоматы защищённого исполнения устанавливаются в жилых, служебных, общественных помещениях и относящихся к ним коридорах. Основными элементами конструкции являются: 1.контактное устройство, подвижные и неподвижные контакты имеют напайки из металлокерамики на основе серебра для уменьшения переходного сопротивления, на каждый полюс по 2 пары параллельных контактов, но нет дугогасительных контактов. Контактная система имеет электродинамическое устройство. 2.дугогасительное устройство. Состоит из дугогасительной (охлаждение дуги стальными омеднёнными пластинами и деление дуги на части) и пламегасительной камеры (из тонких стальных омеднённых пластин для предотвращения выброса пламени в окружающее пространство). 3.механизм управления, для включения, отключения. После дистанционного отключения необходимо сначала взвести механизм свободного расцепления 4.механизм свободного расцепления, 5.расцепители, выключатели типа А3700 имеют независимый расцепитель, минимальный расцепитель (срабатывает при снижении напряжения сети до 0,35…0,7 номинального) и максимально-токовую защиту. Полупроводниковые расцепители применяются при защите цепи от токов перегрузки. В состав такого расцепителя входят: измерительный элемент (трансформатор тока, а для постоянного тока- магнитный усилитель), полупроводниковый блок управления и независимый расцепитель. При возникновении в защищаемой цепи ока перегрузки, превышающего уставку по току срабатывания, полупроводниковый блок с обратно зависимой от тока выдержкой времени выдаёт сигнал на срабатывание независимого расцепителя.

2.2 Техническое обслуживание и эксплуатация автоматов низкого напряжения

Техническое обслуживание автоматических выключателей низкого напряжения производится один раз в квартал или один раз в год, в зависимости от условий среды и режима работы, а также после каждого отключения максимальных токов короткого замыкания.

При техническом обслуживании особое внимание следует уделять чистоте контактных поверхностей и их надёжному соприкосновению. Чистка контактов из меди и её сплавов и металлокерамических соединений производится ветошью, смоченной спиртом, из серебра- замшей, смоченной спиртом. Подгары и оплавления с контактных поверхностей из меди и её сплавов удаляются бархатным напильником, зачищать металлокерамические контакты запрещается.

Запрещается зачищать контакты из любого материала наждачной шкуркой и электрокорундовой шлифовальной шкуркой, а также покрывать их смазкой, если это не оговорено специально в инструкциях по эксплуатации. После зачистки контактов или их замены и замены пружин один раз в квартал следует проверять растворы и провалы контактов.

Осмотр и зачистка изоляции от копоти и обгаров в дугогасительном устройстве обязательно производится после каждого отключения предельных токов короткого замыкания и при проведении технического обслуживания. При осмотре внутренние поверхности дугогасительных камер очищаются от копоти, брызг металла и протираются ветошью, смоченной в бензине Б-70. Дугогасительные камеры должны быть установлены без перекосов и не должны препятствовать свободному ходу контактов. Включение и отключение автоматических выключателей без дугогасительных камер или со сломанными дугогасительными камерами категорически запрещается.

При производстве технического осмотра очищается старая смазка с трущихся узлов, деталей и механизма свободного расцепления. После этого все эти механизмы необходимо смазать новой смазкой в соответствии с инструкцией по эксплуатации выключателя. После проведения технического обслуживания необходимо проверить функционирование выключателя в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Несчастные случаи с людьми при пользовании электрическими установками в основном происходят вследствие нарушения ими элементарных правил техники безопасности. Нельзя допускать к работе с электрическим оборудованием в производственных или лабораторных установках людей, не прошедших соответствующий инструктаж по технике безопасности. Электрические установки при неправильной их эксплуатации и несоблюдении правил безопасности даже при относительно низком напряжении могут представлять большую опасность для здоровья, а иногда и жизни человека. Электрический ток, проходящий через тело человека, в зависимости от его значения сопровождается болезненными ощущениями, судорогами, сильными болями или параличом отдельных органов. Электрическая дуга может вызвать существенные ожоги и металлизацию кожи человека. Степень поражения электрическим током зависит от вида, значения, длительности и частоты тока, от того, по каким частям тела проходит ток (наиболее опасно через мозг и сердце), а также от индивидуальных свойств человека и климата в помещении. Безопасные условия эксплуатации обеспечиваются рядом мероприятий, предусмотренных техникой безопасности. Основными из них являются: защита с помощью соответствующих ограждений всех токоведущих частей, сооружение защитного заземления и зануления элементов оборудования, применение изолирующих подставок и другого изоляционного материала. Персоналу, осуществляющему техническое обслуживание электроустановок, в том числе и воздушных выключателей необходимо привести в порядок свою рабочую одежду ( застегнуть обшлага рукавов, убрать свисающие концы одежды),проверить отсутствие предметов, мешающих производству ремонтных работ, проверить исправность инструмента и измерительных приборов. Все переносные устройства должны иметь штатные концы подключающих проводов, оборудованными клемными зажимами, наконечниками, обеспечивающими надёжное и безопасное их подключение. Необходимо наличие диэлектрических ковриков, наличие достаточного освещения в помещении, достаточное освещение аппаратуры, при необходимости освещение может быть усилено переносными светильниками напряжением не более 36 вольт. Пользоваться переносными светильниками на 220 в запрещается. Ремонт механизмов проводить при отключенном питании. Смазывающие и растворяющие легковоспламеняющиеся жидкости (масло, бензин, спирт и др.) должны содержаться в специальной металлической таре в количествах не более односменной потребности. При работах необходимо присутствие не менее двух человек.

2.3 Автоматические выключатели высокого напряжения

К высоковольтным выключателям применяются требования лёгкости ревизии и осмотра контактной группы, взрыво и пожаробезопасность и удобство в эксплуатации. Основные элементы конструкции: контактная система, дугогасительное устройство, механизм управления выключателем, корпус, изоляционная конструкция. Все элементы конструкции выключателей располагаются в корпусе. Для защиты обслуживающего персонала от воздействия сильного электрического поля в высоковольтных выключателях применяются специальные защитные экраны.

Пример: ВНВ. Автоматические выключатели высокого напряжения предназначены для коммутационных операций (включений и отключений) в нормальных и аварийных режимах электрических сетей переменного тока с частотой 50 ГЦ при номинальных напряжениях 330,500,750 кВ и номинальном токе отключения iном = 63 кА. Они предназначены для установки и эксплуатации на открытых распредустройствах. В состав выключателя входят три полюса выключателя и распределительный шкаф. Распределительный шкаф предназначен для размещения контрольно- измерительных приборов и элементов схем управления и защиты. Он имеет два отделения- пневматическое и электрическое.

Тип ВВБ в настоящее время модернизирован в ВВБК. Передача командных импульсов осуществляется с помощью светодтодов. По одному оптическому каналу можно передать команды на включение и отключение выключателя, а также получить сигнал о его положении. Для преобразования электрического сигнала в световой вместо светодтодов могут использоваться лазеры, неоновые лампы и т.д. Система управления с пневмосветовой передачей позволила уменьшить время отключения до 0,088с, собственное время отключения- до 0,022с. По аналогичной ВВБК конструктивной схеме могут быть созданы выключатели на напряжение до 2000 кВ. Модульный принцип построения высоковольтных выключателей позволяет при необходимости быстро заменить вышедший из строя модуль на новый. Длительность ремонта при этом заметно уменьшается, а это увеличивает надёжность работы электроустановки в целом.

2.4 Техническое обслуживание и эксплуатация воздушных высоковольтных выключателей

Средний срок службы до среднего ремонта -8лет. Срок службы до списания-25лет. Техническое обслуживание высоковольтных выключателей включает в себя следующие виды ремонтов: текущий, внеочередной и капитальный.

Текущий ремонт производится без демонтажа основных сборочных единиц и производится по мере необходимости, но не реже одного раза в год. При текущем ремонте производится внешний осмотр выключателя, проверяются все крепёжные соединения, проверяется работа всех механизмов в распределительном шкафу. Внеочередной ремонт производится после выработки коммутационного или механического ресурса, если при этом не вышел по времени срок на капитальный ремонт. При внеочередном ремонте проводятся осмотр и необходимый ремонт всех деталей модуля, при необходимости изношенные детали заменяются, производится замена всех резино-технических изделий. Капитальный ремонт выключателя с полным демонтажём сборочных единиц производится один раз в три года для устранения всех неисправностей, обнаруженных при эксплуатации. В процессе эксплуатации сжатый воздух, подаваемый на выключатель, должен иметь температуру не выше 40 ºС при положительных температурах окружающего воздуха и не выше 50ºС при отрицательных. Качество сжатого воздуха должно обеспечиваться установкой блока очистки. Контроль влажности сжатого воздуха осуществляется один раз в сутки. Запрещается нахождение выключателя без сжатого воздуха и действующей системы низкого давления, а также без работающих электронагревателей (при температуре окружающего воздуха ниже +5ºС). При понижении температуры окружающего воздуха включаются подогреватели. При обнаружении течей масла из конденсаторов необходимо вывести выключатель из работы, сбросить давление и заменить конденсаторы. Модульный принцип построения высоковольтных выключателей позволяет при необходимости быстро заменить вышедший из строя модуль на новый. Длительность ремонта при этом заметно уменьшается, а это увеличивает надёжность работы электроустановки в целом.

2.5 Генераторные высоковольтные воздушные выключатели

Особый вид высоковольтных выключателей — генераторные выключатели, которые являются важным элементом в энергосистеме. Они предназначены для подключения и отключения блочных трансформаторов. Не предназначены для защиты генераторов от токов короткого замыкания и не выполняют защитных функций. Установка генераторных выключателей увеличивает живучесть энергосистемы. Специальным выключателем нагрузки (ВНСГ) можно включать и отключать генератор под нагрузкой (Iн=12000 А), а также отключать токи КЗ до 31,5 кА. Гашение дуги осуществляется сжатым воздухом под давлением 0,6 МПа. В качестве генераторного выключателя также применяется комплектный аппарат генератора (КАГ). Он предназначен для включения, отключения и измерения напряжений в цепи главных выводов турбогенераторов мощностью 700 и 1000 МВт с номинальным напряжением 24 кВ и частотой 50 Гц. Общий вес комплектного устройства на один полюс — 5,5т. КАГ состоит из 3-х полюсов и распределительного шкафа, шкаф связывает электрически и пневматически между собой 3 полюса аппарата и соединяет их с магистралью сжатого воздуха. Давление воздуха в магистрали составляет 2МПа. Выполнение операций включения, отключения КАГ обеспечивается электропневматической системой управления. В состав КАГ входит заземлитель. Он предназначен для заземления главной токоведущей части при отключенных выключателе нагрузки и разъединителе. Это делается в целях предотвращения поражения электрическим током обслуживающего персонала: в отключенном положении токоведущая система КАГ обладает большой ёмкостью, при наличии напряжения на токоведущем цилиндре разъединителя эта ёмкость заряжается и возможно поражение электрическим током обслуживающего персонала. Для защиты от неправильных действий и исключения поражения электрическим током обслуживающего персонала в КАГе предусмотрены следующие блокировки: -Электромеханическая: против включения заземлителя при включенных разъединителе или выключателе нагрузки. Осуществляется с помощью блок-замка и контактов КВЦ S1 и S2 выключателя нагрузки и разъединителя; -Электропневматическая: против включения разъединителя при включенном заземлителе. Она осуществляется с помощью электромагнита Y2, в цепь которого включены контакты S3 КВЦ заземлителя; -Электрическая: против включения выключателя нагрузки при включенном заземлителе. Она осуществляется с помощью контактов S3 КВЦ заземлителя, включенных в цепь электромагнита Y2; -Электропневматическая: против отключения разъединителя при включенном выключателе нагрузки. Она осуществляется с помощью электромагнита Y6, в цепь которого включены контакты S1 КВЦ выключателя нагрузки.

2.6 Техническое обслуживание и эксплуатация комплектного аппарата генератора

Запрещается эксплуатация комплектного аппарата при отсутствии осушки сжатого воздуха.

Осмотры комплектного аппарата генератора, находящегося под напряжением, проводятся не реже одного раза в сутки, а также после отключения выключателем нагрузки номинального тока отключения.

При осмотре необходимо убедиться в отсутствии внешних признаков повреждений, в отсутствии утечек воздуха (прослушиванием), а также проверить давление воздуха в резервуаре КАГ по манометру распределительного шкафа.

Периодически (1-2 раза в месяц) через спускные клапаны, расположенные в нижней части резервуара, необходимо удалять конденсат.

Текущий ремонт КАГ без демонтажа основных сборочных единиц производится 2 раза в год.

При текущем ремонте производится осмотр всех деталей КАГ, заменяется смазка трущихся поверхностей, зачищаются контактные поверхности, проверяется надежность крепежных соединений. Демонтаж отдельных сборочных единиц производится в случае обнаружения дефектов, для устранения которых требуется разборка.

Средний ремонт КАГ производится после шести лет эксплуатации или после выполнения КАГом:

а) 25 операций В и О при токах 25. . .30 кА;

б) 500 операций В и О при токах 5 кА;

в) одной операции включения при наибольшем токе 310 кА.
При среднем ремонте производится:

  • проверка надежности крепежных соединений. При необходимости крепежные соединения подтянуть;

  • осмотр деталей камеры и их замена в случае необходимости;

  • осмотр приводов и разборка дутьевого клапана;

  • очистка изоляторов от копоти и, в случае необходимости, покрытие их эмалью;

  • разборка дугогасительных камер и осмотр всех их деталей, осмотр ламельных контактов главного токоведущего контура выключателя нагрузки и разъединителя, контактов отделителя. При осмотре контактов они зачищаются, неисправные заменяются новыми.

Капитальный ремонт производится после того, как исчерпан механический ресурс (1000 операций включения и 1000 операций отключения).

3. Заключение

Воздушные выключатели отличаются от других (например, газовых, масляных и вакуумных) тем, что гашение электрической дуги осуществляется потоком сжатого воздуха. Примеры высоковольтных выключателей: ВВБ, ВНВ, генераторные выключатели. Примеры низковольтных выключателей: АП-50, А3700. Как и всякий электрический прибор, автомат нуждается в техническом обслуживании. Техническое обслуживание автоматических выключателей низкого напряжения производится один раз в квартал или один раз в год, в зависимости от условий среды и режима работы, а также после каждого отключения максимальных токов короткого замыкания. При профилактике и ремонте автоматов применяются все меры электробезопасности и пожаробезопасности. К шарнирным механизмам низковольтных выключателей применяется приборное масло, для чистки контактов применяется спирт, для внутренних поверхностей дугогасительных камер- бензин. Обслуживание и ремонт автоматов производится согласно инструкции по эксплуатации. В высоковольтных выключателях удобен для ремонта модульный принцип построения. Средний срок службы до среднего ремонта -8лет. Срок службы до списания-25лет. Техническое обслуживание высоковольтных выключателей включает в себя следующие виды ремонтов: текущий, внеочередной и капитальный.

При ремонте и эксплуатации генераторных выключателей применяется несколько степеней защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. К выключателям высокого напряжения предъявляются следующие требования : -надёжное отключение любых токов , вплоть до токов КЗ,- быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;- пригодность для работы с системой быстродействующего автоматического повторного включения (АПВ),- возможность пофазного управления для выключателей 110 кВ и выше,- лёгкость ревизии и осмотра контактной группы,- взрыво-пожаробезопасность,- удобство в эксплуатации.

4. ЛИТЕРАТУРА

  1. Словарь-справочник судового электромонтажника. — Л.: Судостроение,1990.-392с.

  2. Яшутин В.М. Анисимов О.Ю. Электрические аппараты,- Севастополь: СИЯЭИП, 1999.-245с.

  3. Карвовский Г.А.,Окороков С.П. Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующей аппаратуре,-М.:Энергия,1969.-256с.

bukvasha.ru

Реферат: Автоматические выключатели

Содержание

Введение

1. Автоматические выключатели

2. Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями

3. Автоматические выключатели с комбинированным расцепителем

Возможно вы искали — Контрольная работа: Автоматичні апарати захисту мереж

4. Выбор автоматических выключателей

Заключение

Список литературы

Введение

В настоящее время для защиты сетей и электрических приемников от повреждений, вызываемых током, превышающим допустимую величину, все шире применяются автоматические выключатели. Они служат для проведения, включения и автоматического размыкания электрических цепей при аномальных явлениях, (например при токах перегрузки, КЗ, недопустимых снижения напряжения), а также для нечастого включения цепей вручную. Выключатели выпускаются с тепловыми, электромагнитными и комбинированными (тепловыми и электромагнитными) расцепителями с различным числом полюсов — одним, двумя и тремя. В однофазных цепях применяют одно- и двухполюсные, а в трехфазных — трехполюсные.

Похожий материал — Лабораторная работа: Електричний розрахунок освітлювальних мереж

1. Автоматические выключатели

Автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями применяются для защиты сети и электрического приемника от повреждений, вызываемых током короткого замыкания, действующим даже кратковременно. Принципиальная схема такого выключателя изображена на рис 1,а.

Контакт главной цепи замыкается нажатием на кнопку или поворотом рукоятки. При этом преодолевается усилие размыкающей пружины и контакт удерживается в замкнутом положении защелкой 3. Как только ток в защищаемой цепи превысит определенную величину, сердечник 6 втянется в катушку 5 и через рычаг 4 освободит защелку 5. Под действием пружины 1 контакт 2 разомкнётся. На схеме изображен один контакт главной цепи, а практически их может быть два или три, столько же может быть и катушек 5 с сердечниками 6. Всё сердечники при втягивании действуют на одну и ту же защелку 3. Увеличение тока в любом проводе (катушке) до величины, превышающей величину установки тока срабатывания, влечет за собой размыкание всех главных контактов.

Электромагнит с механизмом отключения называется электромагнитным расцепителем. Время отключения автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями незначительное (доли секунды), поэтому они относятся к аппаратам максимальной защиты мгновенного действия.

Преимущество автоматических выключателей перед плавкими предохранителями состоит в том, что они обладают многократностью действия. После срабатывания плавкого предохранителя требуется замена плавкой вставки. Автоматический же выключатель после устранения причины срабатывания можно подготовить для повторной работы нажатием на кнопку или поворотом рукоятки.

Очень интересно — Реферат: Електричний струм у вакуумі

Автоматические выключатели применяются не только для отключения приемников при токах короткого замыкания, но и для нечастых включений и отключений их вручную при нормальной работе. Возникающая при размыкании цепи электрическая дуга гасится в воздухе или масле. В зависимости от этого автоматические выключатели называются воздушными или масляными. В цепях с напряжением до 500 В применяются в основном воздушные выключатели.

2. Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями

Металлы имеют разные коэффициенты линейного расширения и поэтому при нагревании удлиняются неодинаково. Если две металлические пластины с различными коэффициентами расширения наложить одну на другую и прочно соединить вместе, получится биметаллическая пластина. При нагревании она деформируется выпуклостью в сторону активного слоя металла. Активным называется слой металла, обладающий большим коэффициентом расширения. Другой слой называют пассивным. Активный слой делают из стали, а пассивный — из инвара (сплав, состоящий из 64 % железа и 36% никеля). Коэффициент линейного расширения инвара в 12 раз меньше стали.

Если один конец биметаллической пластины закрепить, то другой при нагревании будет изгибаться в сторону пассивного слоя. Это свойство пластины используется для освобождения защелки автоматического выключателя. Степень деформации пластины зависит от температуры ее нагрева.

Применяются два способа нагревания пластины: непосредственный и косвенный. При первом ток проходит непосредственно через пластину. При этом количество теплоты, которое выделяется в ней, пропорционально квадрату величины тока, времени его прохождения и сопротивлению пластины. При втором способе ток проходит по нагревательному элементу (небольшой спирали), выполненному из нихрома или другого сплава. Спираль располагают рядом с пластиной или наматывают на нее. Выделяющаяся в этой спирали теплота и нагревает биметаллическую пластину. Перед намоткой спирали биметаллическая пластина покрывается электроизоляцией, например слюдой.

Вам будет интересно — Учебное пособие: Електроємність. Конденсатори. Закони постійного струму

На рис.1,6 изображена схема автоматического выключателя с тепловым расцепителем. Контакт 2 главной цепи замыкают вручную кнопкой или рукояткой, g замкнутом положении он удерживается защелкой 3. При прохождении по сети тока, величина которого меньше определенного значения, биметаллическая пластина 7 нагревается незначительно, и ее изгиба вверх недостаточно для того, чтобы передать усилие на защелку 3. Если же по спирали 8 будет проходить ток, величина которого превысит это определенное значение, то через некоторое время правый конец пластины 7 изогнется вверх настолько, что через толкатель 4 поднимет рычаг защелки 3. Под действием пружины 1 разомкнётся контакт 2. Время, через которое произойдет размыкание контакта, зависит от степени перегрузки сети. Тепловые расцепители не могут срабатывать мгновенно, особенно при косвенном нагреве биметаллической пластины. Нагрев и деформация ее не происходят мгновенно даже при очень большом выделении теплоты в спирали.

Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями отключают сеть с выдержкой времени в обратной зависимости от величины тока перегрузки. При больших перегрузках отключение происходит быстрее. На схеме изображен один контакт выключателя, а их может быть два или три.

3. Автоматические выключатели с комбинированным расцепителем

В этих выключателях устанавливают как электромагнитные, так и тепловые расцепители. Обмотки электромагнитов и нагревательные элементы тепловых расцепителей включают последовательно электрическому приемнику. Электромагнитные расцепители мгновенно отключают электроприемник при токе короткого замыкания хотя бы в одном проводе сети. Тепловые же расцепители отключают электроприемник при незначительных, но длительных токах перегрузки. Последние превышают номинальный ток приемника, но значительно меньше токов короткого замыкания.

Автоматические выключатели с комбинированным расцепителем получили широкое применение в сетях с различными электроприемниками. В сетях с электродвигателями они незаменимы.

Похожий материал — Курсовая работа: Електромережі та електрообладнання

Величина тока электродвигателя зависит от нагрузки на его валу и колебания напряжения сети. Она увеличивается при обрыве провода в процессе работы трехфазного электродвигателя. Во время холостого хода двигателя потребляемая им мощность и ток наименьшие. С возрастанием нагрузки на валу до номинальной величины Р2н ток I и подводимая мощность Р1 увеличиваются до номинальной величины.

Если нагрузка на валу выше номинальной, то потребляемая мощность и ток также превышают номинальную величину. В этом случае обмотки электродвигателя через некоторое время перегреваются, и изоляция начинает разрушаться и может даже воспламениться. Тепловые расцепители должны предотвратить это, несколько ранее отключив двигатель от сети. При кратковременных небольших перегрузках, которые неопасны для двигателя, тепловые расцепители не успевают срабатывать и отключить его.

Если нагрузка остается неизменной, но произошел обрыв одного провода, то по двум проводам будет проходить ток, значительно превышающий номинальную величину. При этом обмотки двигателя быстро перегреваются. Отключение двигателя в этом случае должны производить тепловые расцепители.

Уменьшение напряжения на двигателе также влечет за собой увеличение тока в его обмотках.

cwetochki.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о