Ремонт вакуумных выключателей напряжения

Инструкция на ремонт вакуумных выключателей ВБЭ-10-20

24 ноября 2011 в 14:00

Одним из лидеров в производстве вакуумной коммутационной техники является предприятие «Таврида Электрик» (г. Москва). Продукция предприятия выпускается под общей маркой TEL. Выключатели вакуумные серии BB/TEL предназначены для коммутации электрических цепей с изолированной нейтралью при нормальных и аварийных режимах работы в сетях переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 6—10 кВ.

Вакуумные выключатели серии BB/TEL — это коммутационные аппараты нового поколения, в основе принципа действия которых лежит гашение возникающей при размыкании контактов электрической дуги в глубоком вакууме, а фиксация контактов вакуумных дугогасительных камер (ВДК) в замкнутом положении осуществляется за счет остаточной индукции приводных электромагнитов («магнитная защелка»).

Отличительная особенность конструкции вакуумных выключателей серии BB/TEL по сравнению с традиционными коммутационными аппаратами заключается в использовании принципа соосности электромагнита камеры в каждом полюсе выключателя, которые механически соединены между собой общим валом.

Оригинальность конструкции выключателей BB/TEL позволила достичь следующих преимуществ по сравнению с другими коммутационными аппаратами:

• высокий механический и коммутационный ресурс;
• малые габариты и вес;
• небольшое потребление энергии по цепям управления;
• возможность управления по цепям постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока;
• простота встраивания в различные типы КРУ и КСО и удобство организации необходимых блокировок;
• отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы;
• доступная цена.

Принцип фиксации контактов ВДК в замкнутом положении с применением магнитной защелки в настоящее время активно используется в новых конструкциях вакуумных выключателей ряда различных фирм (GEC Alsthom, Whipp & Bourne, Cooper), однако «Таврида Электрик» является первым предприятием-изготовителем, открывшим дорогу вакуумным выключателям с магнитной защелкой к массовому потребителю (оригинальность выключателей BB/TEL защищена патентом Российской Федерации № 2020631).

Благодаря своим преимуществам вакуумные выключатели BB/TEL широко применяются во вновь разрабатываемых комплектных распределительных устройствах (КРУ, КСО, КРН), а также для реконструкции ячеек КРУ, находящихся в эксплуатации и имеющих в своем составе на момент реконструкции выключатели других конструкций, которые устарели морально и физически.

Устройство и работа выключателя ВВ/TEL

Выключатель вакуумный серии BB/TEL состоит из трех полюсов, установленных на общем основании. Все три полюса имеют одинаковую конструкцию, изображенную на рис. 1 .

Рис. 1. Устройство выключателя ВВ/TEL

Привод вакуумного выключателя серии BB/TEL состоит из электромагнитов (по одному на каждую фазу), электрически соединенных между собой параллельно, и блока управления БУ.

Механически якори 7 приводных выключателей соединены между собой общим валом 10, который в процессе включения и отключения поворачивается вокруг своей продольной оси, и обеспечивает выполнение следующих функций:

• управление указателем положении выключателя «ВКЛ — ОТКЛ»;
• ручное отключение выключателя при аварийных ситуациях;
• управление контактами для внешних вспомогательных цепей с помощью постоянного магнита;
• предотвращение срабатывания выключателя в неполно-фазном режиме.

Вакуумные выключатели 10 кВ

Вакуумные выключатели — новая ступень развития коммутационных аппаратов высоковольтных распределительных сетей. В статье рассказывается о потребительских характеристиках вакуумных выключателей в высоковольтных распределительных сетях.

Вакуумный выключатель в энергетике – это высоковольтный коммутационный аппарат для выполнения операций включения и отключения электрического тока в рабочем и аварийном режиме – режиме короткого замыкания. При этом средой гашения дуги является вакуум.

Сегодня доля вакуумных выключателей в высоковольтных электрических сетях до 35 кВ в Китае составляет 100%, в Европе — более 65%, в нашей стране приближается к цифре в 60% от всех изготавливаемых коммутационных устройств на средние напряжения.

Безусловными достоинствами вакуумных выключателей являются:

• Высокая эксплуатационная надежность. Плотность отказов вакуумных выключателей ниже на порядок по сравнению с традиционными выключателями (масляными, электромагнитными);
• Высокая коммутационная износостойкость и сокращение расходов по обслуживанию. Без ревизий и ремонтов число отключений рабочих токов вакуумным выключателем достигает 20 тысяч, а отключений токов КЗ составляет 20 — 200 в зависимости от значений токов и типа выключателя. На масляных же выключателях ревизия проводится после 500 — 100 отключений в рабочем режиме и 3 — 10 отключений токами КЗ. Для воздушных выключателей это соответственно 1000-2500 и 6-15 отключений.
• Быстродействие и увеличенный механический ресурс. Главная причина этого — ход контактов дугогасительной вакуумной камеры составляет не более 6 — 10 мм, против 100 — 200 мм в масляных и электромагнитных конструкциях, поскольку прочность вакуума на электрический пробой значительно превосходит электрические прочности масляной и воздушной дугогасительных сред;
• Автономность работы. Вакуумная дугогасительная камера не нуждается в пополнении дугогасящей среды, что снижает, в том числе, расходы на эксплуатацию вакуумного выключателя.
• Безопасность и удобство эксплуатации. При одинаковых номинальных параметрах коммутируемых токов и напряжений, масса вакуумного выключателя значительно ниже чем у других типов выключателей. А малая энергия привода, небольшие динамические нагрузки и отсутствие утечки газов, масла обеспечивает бесшумность работы, экологическую безопасность и высокую пожарную и взрывобезопасность, возможность работы в средах с высокой агрессивностью.

Считается, что достигнутые количественные характеристики вакуумных выключателей обеспечат их перспективное применение, и в ближайшее время старания проектантов будут направлены, в основном, на повышение устойчивости этих коммутационных аппаратов к воздействиям окружающей среды и на усовершенствование их механизмов.

Включение выключателя

Исходное разомкнутое состояние контактов 1, 3 вакуумной дугогасительной камеры выключателя обеспечивается за счет воздействия на подвижный контакт 3 отключающей пружины 8 через тяговый изолятор 4. При подаче сигнала «ВКЛ» блок управления выключателя формирует импульс напряжения положительной полярности, который прикладывается к катушкам 9 электромагнитов. При этом в зазоре магнитной системы появляется электромагнитная сила притяжения, по мере своего возрастания преодолевающая усилие пружин отключения 8 и поджатия 5, в результате чего под действием разницы указанных сил якорь электромагнита 7 вместе с тяговыми изоляторами 4 и 2 в момент времени 1 начинают движение в направлении неподвижного контакта 1, сжимая при этом пружину отключения 8.

После замыкания основных контактов (момент времени 2 на осциллограммах) якорь электромагнита продолжает двигаться вверх, дополнительно сжимая пружину поджатия 5. Движение якоря продолжается до тех пор, пока рабочий зазор в магнитной системе электромагнита не станет равным нулю (момент времени 2а на осциллограммах). Далее кольцевой магнит 6 продолжает запасать магнитную энергию, необходимую для удержания выключателя во включенном положении, а катушка 9 по достижении момента времени 3 начинает обесточиваться, после чего привод оказывается подготовленным к операции отключения. Таким образом, выключатель становится на магнитную защелку, т.е. энергия управления для удержания контактов 1 и 3 в замкнутом положении не потребляется.

В процессе включения выключателя пластина 11, входящая в прорезь вала 10, поворачивает этот вал, перемещая установленный на нем постоянный магнит 12 и обеспечивая срабатывание герконов 13, коммутирующих внешние вспомогательные цепи.

Отключение выключателя

При подаче сигнала «ОТКЛ» блок управления формирует импульс тока, который имеет противоположное направление по отношению к току включения и меньшее амплитудное значение (интервал времени 4 — 5 на осциллограммах). Магнит 6 при этом размагничивается, привод снимается с магнитной защелки, и под действием энергии, накопленной в пружинах отключения 8 и поджатия 5 якорь 7 перемещается вниз, в процессе движения ударяя по тяговому изолятору 4, связанному с подвижным контактом 3. Контакты 1 и 3 размыкаются (момент времени 5 на осциллограммах), и выключатель отключает нагрузку.

Ручное отключение выключателя

Ручное оперативное отключение выключателя осуществляется путем механического воздействия на кнопку ручного отключения, которая в свою очередь через толкатель, шарнирно связанный с валом 10 выключателя, воздействует через этот вал на якоря 7 электромагнитов привода. При этом разрывается магнитная система привода, ее магнитная энергия уменьшается, после чего механической энергии пружины отключения 8 оказывается достаточно для размыкания контактов 1 и 3 выключателя.

Кнопка ручного отключения одновременно выполняет функцию указателя положения выключателя «ВКЛ — ОТКЛ».

Ручное включение выключателя не предусмотрено. Для первого включения выключателя, когда на подстанции отсутствует питание цепей оперативного тока, разработан способ включения выключателя электрическим путем от автономного источника питания.

Конструктивные исполнения выключателя ВВ/TEL

В настоящее время выпускаются выключатели двух основных конструктивных исполнений:

• конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием 200 мм;
• конструктивное исполнение с межполюсным расстоянием 250 мм.

Выключатели конструктивного исполнения с межполюсным расстоянием 200 мм предназначены преимущественно для замены в ячейках КРУ выключателей типов ВМР-10, ВМПЭ-10, ВМПП-10, ВК-10, ВКЭ-10 и других, а также для применения во вновь разрабатываемых ячейках КРУ.

Выключатели данного конструктивного исполнения выпускаются двух модификаций:

• с выводом толкателя кнопки ручного отключения в сторону силовых токосъемников;
• с выводом толкателя кнопки ручного отключения в сторону, противоположную силовым токосъемникам.

Выключатели конструктивного исполнения с межполюсным расстоянием 250 мм предназначены преимущественно для замены в камерах КСО и КРН выключателей типа ВМГ-133 и других, а также для применения во вновь разрабатываемых камерах КСО и КРН.

Техническая характеристика выключателей серии BB/TEL

Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ.	12
Номинальный ток, А.	630, 1000
Номинальный ток отключения, кА	1 2,5	20
Сквозной ток короткого замыкания, наибольший пик, кА	32	52
Нормированное процентное содержание апериодической составляющей, %, не более..	40	40
Время отключения полное, мс, не более.	25	25
Время отключения собственное, мс, не более.	15	15
Время включения собственное, мс, не более.	70	70
Ресурс по коммутационной стойкости при отключении: номинального тока, операций «ВО»	50 000	50 000
(60 — 100) % от номинального тока отключения, операций	1 00	100
Ресурс по механической стойкости, операций «ВО».	50 000	50 000
Номинальное напряжение электромагнитов управления, В	220	220
Диапазон напряжений электромагнитов при включении, % от номинального значения..	85—110	85— 11 0
Диапазон напряжений электромагнитов при отключении, % от номинального значения	65— 1 20	65— 1 20
Наибольший ток электромагнитов управления при номинальном напряжении, А	10	10
Срок службы до списания, лет	25	25
Масса, кг:
исполнение с межполюсным расстоянием 200 мм	32	32
исполнение с межполюсным расстоянием 250 мм	35,5	35,5

Инструкция на ремонт вакуумных выключателей ВБЭ-10-20

Страница 1 из 7

Технологическая инструкция на ремонт вакуумных выключателей 10 кВ типа ВБЭ-10-20

1. ВВЕДЕНИЕ.

1.1. Назначение документа, классификация технологии.

Настоящая технологическая инструкция на ремонт вакуумных выключателей 10 кВ типа ВБЭ-10-20 (в дальнейшем именуемые — выключатели) описывает отдельные операции и процесс ремонта выключателей в целом, с указанием возможных для применения при выполнении операций видов оборудования, технологической оснастки. Технологическая инструкция предназначена для ремонтного персонала электрического цеха электроэнергетического предприятия и подрядных организаций при организации и проведении технического обслуживания и ремонтов выключателей.

1.2. Перечень документов, на основании которых составлена технология.

• Программа обеспечения качества технического обслуживания и ремонта систем и оборудования электроэнергетического предприятия. ПОКАС (рем).Основные положения. Книга 1. № 0-18-01ПОКАС (рем).
• Программа обеспечения качества технического обслуживания и ремонта систем и оборудования электроэнергетического предприятия. ПОКАС (рем). Техническое обслуживание и ремонт систем и оборудования. Книга 2. № 0-18-02ПОКАС (рем).
• Общие положения обеспечения безопасности атомных станций. ОПБ-88/97. ПНАЭ Г 01-011-97.
• Инструкция по охране труда электрослесаря по ремонту оборудования распределительных устройств. № 0-03-136ИОТ.
• Инструкция по пожарной безопасности электрического цеха электроэнергетического предприятия. № 0-03-53ИП.
• Руководящий документ. Правила организации технического обслуживания и ремонта систем и оборудования атомных станций. РДЭО 0069-97.
• Стандарт организации. Основные правила обеспечения эксплуатации атомных станций (ОПЭ АС). СТО 1.1.1.01.0678-2007.
• Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45-51.300-97.
• Правила безопасности при работе с инструментом и приспособлениями. РД 34.03.204-93.
• Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТ РМ-016-2001. РД-153-34.0-03.150-00.
• Нормы периодичности планово-предупредительного ремонта силового электрооборудования электроцеха электроэнергетического предприятия.
• Классификация компонентов и деятельности по категориям качества. Руководство. № 0-48-54ИП.
• Выключатель вакуумный типа ВБЭ-10-20. Руководство по эксплуатации. КУЮЖ. 674152 .001 РЭ.
• Камера дугогасительная вакуумная типоисполнения КДВХ4-10-20/1600 УХЛ2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ИМПБ.686484.017 РЭ.
• Инструкция по входному контролю оборудования, основных материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий, поступающих на электроэнергетическое предприятие. №0-18-02ИП.

1.3. Область применения технологии .

Настоящая технологическая инструкция распространяет свое действие на ремонт вакуумных выключателей 10 кВ, применяемых на подстанции №115 в КРУН – 6 кВ.

1.3.1. Назначение выключателей.

Выключатель предназначен для частых коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах, в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 10 кВ. Выключатель предназначен для работы в сетях с изолированной нейтралью.

1.3.2. Основные технические данные.

№ п./п.	Наименование параметра	Величина параметра для типоисполнения
		ВБЭК10–10–20/1600 УХЛ 2
Номинальное напряжение (Uном), кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение (Uн.р), кВ	12
Номинальный ток (Iном), А	1600
Номинальный ток отключения (Iо.ном), кА	20
Ток электродинамической стойкости, кА	51
Ток термической стойкости, кА	20
Время протекания тока термической стойкости, с	3
Собственное время включения, мс, не более	100
Собственное время отключения, мс, не более	40
Минимальная бестоковая пауза, с	0,3
Полное время отключения, мс, не более	60
Сопротивление главной электрической цепи, мкОм, не более	75
Токи потребления электромагнита включения, А	40
Масса выключателей, кг	188

1.3.3. Виды ремонтов и их периодичность.

В соответствии с «Нормами периодичности» для вакуумных выключателей установлены следующие виды ремонтов с периодичностью: ТО – 1 раз в год; ТР – 1 раз в 4 года; СР – 1 раз в 12 лет; Для оценки качества проведенного ремонта и технического состояния выключателя после ремонта, проводятся электрические, механические испытания и проверки.

1.4. Требования к персоналу, квалификация.

1.4.1. К работам по техническому обслуживанию и ремонту вакуумных выключателей 10 кВ допускается подготовленный персонал, прошедший обучение на рабочем месте, изучивший настоящую инструкцию и документацию завода-изготовителя и имеющий квалификацию электрослесаря по ремонту и обслуживанию электрооборудования.

1.4.2. Техническое обслуживание и ремонт выключателя 10 кВ выполняет бригада из двух человек, один из которых (производитель)- электрослесарь по ремонту не ниже 4 разряда (группа поэлектробезопасности не ниже IV), второй – не ниже третьего разряда (группа по электробезопасности не ниже III).

1.5. Периодичность пересмотра технологической инструкции.

1.5.1 Технологическая инструкция на ремонт вакуумных выключателей подлежит пересмотру 1 раз в 5 лет, а также, при изменении требований технологии работ, оснастки, организации труда и т.п.

1.6. Принятые сокращения и обозначения.

1.6.1. Принятые сокращения.

в/в испытания — высоковольтные испытания; ГС — главная схема; ЗГИрем — заместитель главного инженера по ремонту; ЗГИэ — заместитель главного инженера по эксплуатации ЗНЭЦр — заместитель начальника электрического цеха по ремонту ЗИП — запасной инструмент и принадлежности ИЭ — инструкция по эксплуатации КДВ — камера дугогасительная вакуумная КИП — контрольно-измерительные приборы КК — контрольная карта КР — капитальный ремонт КРУ — комплектное распределительное устройство НС АЭС — начальник смены станции НТД — нормативно – техническая документация ООТ — отдел охраны труда ОППР — отдел подготовки и проведения ремонтов ПТО — производственно-технический отдел п/ст 115 — подстанция №115 САЭ — система аварийного энергоснабжения КолАЭР — Колатомэнергоремонт СР — средний ремонт ТД и ИЭ — техническая документация и инструкция по эксплуатации ТИ — технологическая инструкция ТО и Р — техническое обслуживание и ремонт ТО — техническое обслуживание ТР — текущий ремонт ТУ — технические условия УОР — участок оперативного ремонта ЭЦ — электрический цех ЭМО (В) — электромагнит отключения (включения)

А — амперы; кА – килоамперы; кВ – киловольты; мк — микро; мм – миллиметры; см- сантиметры; мкОм – микроом; с – секунда; МПа – мегаПаскаль; Нм — Ньютон·метр; МОм – мегаом; Гц-герц.

Условия эксплуатации выключателей

Вакуумные выключатели серии BB/TEL предназначены для эксплуатации в следующих условиях.

Климатическое исполнение и категория размещения У2 по ГОСТ 15150—69, при этом:

• наибольшая высота над уровнем моря — до 1000 м;
• верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха не должно превышать плюс 55 °С, эффективное значение температуры окружающего воздуха — плюс 40 °С;
• нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха — минус 40 °С;
• верхнее значение относительной влажности воздуха 1 00 % при температуре плюс 25 °С;
• окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая газов и паров, вредных для изоляции, не насыщенная токопроводящей пылью в концентрациях, снижающих параметры выключателя;
• рабочее положение выключателей в пространстве — любое.

Выключатели вакуумные высоковольтные 10(6) кВ серии ВВп-1-10 (ОАО «Позитрон»)

Вакуумные выключатели серии ВВп-1-10 предназначена для эксплуатации в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц номинальным напряжением 6 или 10 кВ с изолированной или заземленной нейтралью (табл. 8, 9).

Вакуумные выключатели серии ВВп-1-10 применяются в комплектных распределительных устройствах, а также в камерах КСО как при новом строительстве, так и при замене выключателей прежних лет выпуска. Привод — пружинно-моторный. Исполнение — выкатное (В); стационарное (С).

Таблица 8. Технические характеристики выключателей серии ВВп-1-10

Параметр	Значение
Номинальное напряжение, кВ	6; 10
Номинальный ток, А	630, 1 250, 1 600, 2 000, 2 500, 3 150
Номинальный ток отключения, кА	20; 25; 31,5; 40
Климатическое исполнение	У2

Таблица 9. Номинальный ток и номинальный ток отключения выключателей серии ВВп-1-10

Ток электродинамической стойкости, кА ВВп-1-10/630/20/C 630 20 50 ВВп-1-10/630/20/B ВВп-1-10/630/25/C 25 63 ВВп-1-10/630/25/B ВВп-1-10/1250/20/C 1250 20 50 ВВп-1-10/1250/20/B ВВп-1-10/1250/25/C 25 63 ВВп-1-10/1250/25/B ВВп-1-10/1250/31,5/C 31,5 80 ВВп-1-10/1250/31,5/B ВВп-1-10/1600/31,5/C 1600 100 ВВп-1-10/1600/31,5/В ВВп-1-10/2000/31,5/C 2000 31,5 100 ВВп-1-10/2000/31,5/B ВВп-1-10/2000/40/C 2000 40 100 ВВп-1-10/2000/40/B ВВп-1-10/2500/31,5/С 2500 31,5 100 ВВп-1-10/2500/31,5/В ВВп-1-10/2500/40/C 40 100 ВВп-1-10/2500/40/B ВВп-1-10/3150/40/C 3150 40 100 ВВп-1-10/3150/40/B

Отличительные особенности выключателей серии ВВп:

• высокий коммутационный и механический ресурс;

• отсутствие необходимости проведения текущего и среднего ремонтов;

• малое потребление мощности из сети оперативного питания;

• полная взаимозаменяемость с устаревшими маломасляными выключателями по главным и вспомогательным цепям;

Источник