Техническое обслуживание масляных и вакуумных высоковольтных выключателей

Назначение высоковольтных выключателей

Выключатели служат для коммутации электрических цепей во всех эксплуатационных режимах: включая и отключения токов нагрузки, токов короткого замыкания, токов намагничивания трансформаторов, зарядных токов линий и шин.

Наиболее тяжелым режимом для выключателя является отключение токов короткого замыкания. При прохождении токов короткого замыкания выключатель подвергается воздействию значительных электродинамических сил и высоких температур. Кроме того, всякое автоматическое или ручное повторное включение на не устранившееся короткое замыкание связано с пробоем промежутка между сходящимися контактами и прохождению ударного тока при малом давлении на контакте, что приводит их к преждевременному износу. Для увеличения срока службы контакты изготавливают из металлокерамики.

В конструкции выключателей заложены различные принципы гашения дуги.

Основными требованиями, предъявляемые к выключателям во всех режимах работы, является:

а) надежное отключение любых токов в пределах номинальных значений.

б) быстродействие при отключении, т.е. гашение дуги за возможно короткий период времени.

в) пригодность для автоматического повторного включения.

г) взрыво- и пожаробезопасность.

д) удобство в обслуживании.

В настоящее время на станциях и подстанциях применяются выключатели разных типов и конструкций. Преимущественное распространение получили масляные баковые выключатели с большим объемом масла, маломасляные выключатели с малым объемом масла и вакуумные выключатели.

Эксплуатация масляных выключателей

В баковых выключателях с большим объемом масла оно используется как для гашения дуги, так и для изоляции токопроводящих частей от заземленных конструкций.

Гашение дуги в масляных выключателях обеспечивается воздействием на неё дугогасящей среды – масла. Процесс сопровождается сильным нагревом, разложением масла и образованием газа. В газовой смеси содержится до 70% водорода, что и определяет высокую дугогасящую способность масла.

Чем больше значение отключаемого тока, тем интенсивнее газообразование и те успешнее гашение дуги.

Скорость расхождения контактов в выключателе также играет важную роль. При высокой скорости движения контактов дуга быстро достигает своей критической длинны, при котором восстанавливающееся напряжение оказывается недостаточным для пробоя промежутка между контактами.

Вязкость масла в выключателе отрицательно сказывается на скорости движения контактов. Вязкость увеличивается с понижением температуры. Загустение и загрязнении смазки трущихся частей передаточных механизмов и приводов в большой степени отражается на скоростные характеристики выключателей. Случается, что движение контактов становится замедленным или вообще прекратиться, и контакты зависнут. Поэтому при ремонте необходимо заменять старую смазку в узлах трения и заменять ее новой незамерзающей смазкой марок ЦИАТИМ-201, ЦИАТИМ-221, ГОИ-54.

Эксплуатация вакуумных выключателей

Основными достоинствами вакуумных выключателей являются простота конструкций, высокая степень надежности и небольшие расходы на обслуживание. Они нашли применение в электроустановках напряжением 10 кВ и выше.

Главной частью вакуумного выключателя является вакуумная камера. Цилиндрический корпус камеры состоит из двух секций полых керамических изоляторов, соединенных металлической прокладкой и закрытых с торцов фланцами. Внутри камеры расположена контактная система и электростатические экраны, которые защищают изоляционные поверхности от металлизации продуктами эрозии контактов и способствуют распределению потенциалов внутри камеры. Неподвижный контакт жестко прикреплен к нижнему фланцу камеры. Подвижный контакт проходит через верхний фланец камеры и соединяется с ним сильфоном из нержавеющей стали, создающим герметическое подвижное соединение. Камеры полюсов выключателя крепятся на металлическом каркасе с помощью опорных изоляторов.

Подвижные контакты камер управляются общим приводом с помощью изоляционных тяг и перемещаются при отключении на 12 мм, что позволяет достигать высоких скоростей отключения (1,7…2,3 мс).

Из камер откачан воздух до глубокого вакууме, который сохраняется в течение всего срока их службы. Таким образом, гашение электрической дуги в вакуумном выключателе происходит в условиях, где практически отсутствует среда, проводящая электрический ток, поэтому изоляция межэлектродного промежутка восстанавливается очень быстро и дуга гаснет при первом прохождении тока через нулевое значение. Эрозия контактов под действием дуги при этом незначительна. Инструкциями допускается износ контактов на 4 мм. При обслуживании вакуумных выключателей проверяют отсутствие дефектов (сколов, трещин) изоляторов и загрязнений их поверхностей, а также отсутствие следов разрядов коронирования.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Инструкция на ремонт вакуумных выключателей ВБЭ-10-20

Содержание материала

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.

Наименование
параметра

Величина параметра
для типоисполнения

ВБЭК10–10–20/1600 УХЛ 2

Источник

Ремонт вакуумных высоковольтных выключателей

Вакуумные выключатели (осмотр и текущий ремонт) на железных дорогах

В последнее время маломаслянные выключатели пере­ менного тока напряжением 10 кВ на тяговых подстанциях стали заменять вакуумными выключателями (рис. 4.15), об- ладающими значительно лучшими характеристиками, чем

ма ломасляные, в том числе:

— отсутствие необходимости в замене и пополнении ду- гогасящей среды;

— высокая износостойкость при коммутации номиналь-

ных токов и токов КЗ;

— снижение эксплуатационных затрат, простота

— быстрое восстановление электрической прочности

(10 ¸ 50) х 10 3 В/мкс;

— полная взрыво- и пожаробезопасность;

— повышенная устойчивость к ударам и вибрационным

— произвольное рабочее положение вакуумной дугога-

сительной камеры (ВДК) в конструкции выключателя;

— широкий диапазон температур окружающей среды, в котором может работать ВДК
(от -70 до +200 °С);

— бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малым выделением энергии в дуге и отсутствием внешних эффектов при отключении токов КЗ;

— отсутствие загрязнения окружающей среды;

— высокое быстродействие, применение для работы в любых циклах АПВ;

— сравнительно малые массы и габариты, небольшие динамические нагрузки на кон-­
струкцию при работе из-за относительно малой мощности привода;

— легкая замена ВДК.

Вакуумные выключатели типа BB / TEL являются коммутационными аппаратами но­ вого поколения (рис. 4.16). В основе их конструктивного решения лежит использование по фазных электромагнитных приводов с «магнитной защелкой», механически связанных об­ щим валом. Такая конструкция позволила исключить все виды ремонтов в течение все­го срока службы, т.к. механический ресурс вакуумного выключателя BB / TEL составля­ет 50 000 циклов «включено—отключено», а ресурс по коммутационной

Рис. 4.16. Вакуумный выключа­ тель BB / TEL -10:

/ — неподвижный контакт ВДК;

2 — вакуумная дугогасительная камера; 3 — подвижный контакт ВДК; 4 — гибкий токосъем; 5 — тяговый изолятор; 6 — пружина поджатия; 7— верхняя крышка; 8 — кольцевой магнит; 9 — якорь; 10— отключающая пру­ жина; // — катушка; 12—ниж­ няя крышка; 13 — вал; 14 — плас­ тина; 15—постоянный магнит; 16— герконы (контакты для внешних вспомогательных цепей)

стойкости при номинальном токе — 50 000 таких же циклов и при токах короткого замыкания 60—100 %

I _о.ном — 100 циклов; а так­же снизить габариты и вес выключателя, управлять выклю­ чателем по цепям оперативного как постоянного, так и пе­ременного тока с помощью блоков управления.

Кроме того, для встраивания выключателей в рекон­ струируемые и вновь разрабатываемые КРУ (КСО) пред­ приятием «Таврида — Электрик» разработаны типовые про­ екты «Модернизация КРУ с использованием вакуумного выключателя», что значительно снижает затраты на рекон­струкцию ячеек.

Осмотры вакуумных выключателей со снятием напря­ жения проводят после 2500 операций «включено — отклю­ чено», но не реже одного раза в год. Для этого при снятой крышке привода производят внешний осмотр выключателя, привода, контактных элементов. Стирают пыль с вакуум­ ных дугогасительных камер корпуса и изоляционных тяг ветошью. Проверяют провал контактов, смазывают трущи­ еся поверхности смазкой, проверяют и подтягивают крепеж.

Текущий ремонт вакуумных выключателей полнос­ тью зависит от встроенного в них привода, так как эрозия контактов самого выключателя под действием дуги не­ значительна, проблема ухудшения вакуума на протяже­ нии длительного времени эксплуатации решена, срок служ­ бы вакуумных выключателей практически неограничен и необходимость ревизий и ремонта его на весь срок служ бы отсутствует.

Хотя ремонт проводится не реже одного раза в год, он практически повторяет работы, выполняемые при осмотрах, лишь при необходимости выполняют регулировку момента срабатывания вспомогательных контактов и зазоров в ме­ ханизме блокировки. Так же, как и масляные выключатели, вакуумные имеют свой механический и коммутационный ре­ сурс (табл. 4.6), по выработке которого оборудование тре­ бует внеочередного ремонта.

Внеочередной ремонт при выработке механического ресурса проводится в объеме текущего ремонта, а при вы­ работке коммутационного в объем входят замена дугогаси-тельных камер и испытания в полном объеме.

Источник

Неисправности и ремонт вакуумных выключателей

Вакуумный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативного включения и отключения высоковольтных цепей электрооборудования. Применяется в электроустановках всех сфер производственной деятельности.

Вакуумные выключатели BB/TEL — устройства нового поколения. В их основе лежит использование принципа работы пофазных электромагнитных приводов, с так называемой «магнитной защелкой». Гашение дуги при разведении контактов происходит в глубоком вакууме за очень короткий промежуток времени (около 10 мс). Ввиду высокой электрической прочности вакуума (30 кв/мм) и конструктивных особенностей выключателя, его ресурс составляет порядка 50.000 циклов включения/отключения.

Конструкция вакуумного выключателя выглядит следующим образом:

Картинка взята с сайта studfile.net

Управление осуществляется при помощи модуля.

Для обеспечения функций релейной защиты и автоматики при различных видах повреждений присоединения используют микропроцессорные блоки релейной защиты.

Помимо заданных режимов, при которых выключатель работает в границах номинальных токов, зачастую происходит отключение вследствие коротких замыканий. При прохождении токов КЗ значительно снижается ресурс выключателя ввиду высоких температур и динамических усилий.

Для более детального изучения устройства и параметров работы вакуумного выключателя можно ознакомится с инструкцией на сайте завода-изготовителя.

Правилами установлены следующие виды технического обслуживания устройств РЗА:

• Проверка при новом включении (наладка)
• Первый профилактический контроль
• Профилактический контроль
• Профилактическое восстановление (ремонт)
• Опробование (тестовый контроль)
• Технический осмотр

Объемы технического обслуживания можно посмотреть здесь.

Во время проведения технического обслуживания необходимо выполнять комплекс испытаний по типовой методике.

В процессе эксплуатации, не реже 1 раза в месяц, в соответствии с установленным графиком, необходимо производить плановые осмотры вакуумных выключателей. Осмотр необходим для своевременного выявления таких дефектов, как: повреждение изоляции, ее загрязнение, местные нагревы, оплавления, нарушения в работе механических блокировок, неисправности вторичных цепей.

Капитальный ремонт вакуумного выключателя BB/TEL не предусмотрен, после окончания срока службы он подлежит утилизации.

Периодичность текущего ремонта составляет 1 год. В процессе текущего ремонта необходимо выполнить действия, предусмотренные при осмотре, а также:

• Обтянуть болтовые контактные соединения выводов вакуумного выключателя и отходящих шин
• Проверить работоспособность блокировочных устройств, блока управления, блока релейной защиты
• Протереть ветошью, смоченной в этиловом спирте элементы опорной изоляции

На протяжении срока эксплуатации вакуумного выключателя возможно появление неисправностей, вот некоторые из них:

Пожалуй, самый частый вид неисправности выключателей — выход из строя герконов для подключения вторичных цепей (в некоторых модификациях вместо герконов стоят микропереключатели, но проблема та же). Происходит это из-за превышения допустимой нагрузки на герконы и перекрытия на соседние контакты вследствие повышенного загрязнения или сырости. Устраняется этот дефект заменой герконов.

Иногда встречаются изломы пластмассовых элементов, сопряженных с синхронизирующим валом привода. В таких случаях приходится применять творческий подход к ремонту этих деталей.

Также имеет место быть выход из строя контактных соединений WAGO. В этом случае для коммутации вторичных цепей необходимо воспользоваться резервными контактами.

Вот так выглядит вакуумный выключатель после межфазного КЗ, возникшего вследствие протекания потолка распределительного устройства и загрязнения изоляции. Ремонту не подлежит.

Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) является одним из основных видов защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений. Номинальное напряжение ОПН должно быть не менее 1,25 рабочего напряжения. ОПН является нелинейным сопротивлением. При номинальном напряжении электроустановки, ОПН на нее не оказывает никакого влияния, через него протекает очень маленький ток утечки. При повышении напряжения сверх номинального значения, сопротивление ОПН резко уменьшается. За счет этого часть нагрузки шунтируется, энергия перенапряжения отводится в землю. Как правило, номинальный разрядный ток ОПН принимают равным 5 кА. В некоторых случаях это значение увеличивают до 10 кА (в районах с интенсивной грозовой деятельностью или в схемах с повышенными требованиями надежности).

Картинка взята с сайта https://buildoman.ru

Вакуумные выключатели имеют существенный недостаток — генерирование повышенного уровня перенапряжений (может достигать 10 кратных значений Uф). Это происходит в результате коммутации индуктивно-емкостных элементов (трансформаторы, двигатели). Данный процесс происходит из-за среза отключаемых токов и повторного зажигания дуги при расхождении контактов. Ввиду вышесказаного, при наличии вакуумных выключателей, коммутируемое оборудование нуждается в защите. ОПН необходимо устанавливать за вакуумным выключателем, между фазами нагрузки и землей. На практике ОПН монтируются, как после вакуумного выключателя, так и до него одновременно.

Картинка взята с айта https://www.electronmash.ru

В ячейке этого вакуумного выключателя ОПН установлены не были, что вероятно, вывело его из строя.

Во время монтажа вакуумного выключателя запрещается усаживать отходящие шины на болтовые соединения внатяжку, так как это может привести к деформации элементов камеры и появлению трещин изоляции.

Причины, по которым электромагнит включения/отключения не срабатывает — обрыв в цепи электромагнита, неисправен ключ управления, вышел из строя электромагнит, вышел из строя блок управления, заклинивание синхронизирующего вала, затирание якоря, отсутствует питание цепей оперативного тока, обрыв цепей блокировки, заедание, а также неправильное положение механических блокировок.

В данной статье были рассмотрены основные виды неисправностей вакуумного выключателя, своевременное обслуживание поможет их избежать и продлить срок эксплуатации оборудования.

Источник