Министерство образования РФ ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Кафедра Электрификации горных предприятий Отчет по лабораторной работе № 4 Электрические коммутационные аппараты выше 1000 в

Выполнили студенты группы ЭГП-09: Садовский Е.П.

Пантелеев Ю.А.

Дождиков В.Н.

Петухов Д.П.

Кутин Н.И.

Тобагабылов Е.Ж.

Егоров И.П.

Кульпеисов Е.М.

Проверил: Садовников М.Е.

Екатеринбург, 2012

Содержание отчета

1. Разъединители……………………………………………………………....

2. Отделители и короткозамыкатели………………………………………..

3. Измерительные трансформаторы тока и напряжения………………….

4. Выключатели нагрузки (автогазовые, воздушные, элегазовые)………

5. Выключатели (масляные, мысленно-баковые,

маломасляные, электромагнитные)………………………………………….

6. Токоограничивающие реакторы………………………………………....

7. Нелинейные ограничители перенапряжения…………………………....

8. Вентильные и трубчатые разрядники…………………………………...

9. В\в предохранители (плавкие, выхлопные, стреляющие)……………..

Разъединители

Разъединитель - электротехническое устройство в виде подвижного и неподвижного контактов, укрепленных на изоляторах. Он предназначен для разъединения и переключения отдельных участков электрических цепей при отсутствии в них тока. Разъединитель создает видимый разрыв в электрической цепи и применяется в высоковольтных распределительных устройствах главным образом, для обеспечения безопасности профилактических и ремонтных работ на отключенных участках (обслуживающий персонал может хорошо видеть положение контактов разъединителя).

Назначение

Разъединители служат для оперативных и ремонтных включений и отключений цепей, находящихся под рабочим напряжением без тока или при небольших токах (зарядные емкостные токи линий, токи холостого хода трансформаторов до определенной мощности), а также для создания видимого разрыва необходимого по условию безопасного проведения работ на

отключаемом участке сети. Кроме того, он может заземлять отключенные участки сети с помощью вспомогательных ножей, специально предусмотренных для этой цели (если они имеются).

Классификация разъединителей:

По месту установки:

1. Внутренней установки (рис. 1.1 а) имеют слабо развитую поверхность опорных изоляторов, поскольку не подвергаются воздействию влаги;

2. Наружной установки (рис. 1.16) имеют сильно развитую поверхность опорных изоляторов и соответственно большую длину пути утечки тока, и конструкцию, позволяющую бороться с гололедом.

По характеру перемещения подвижного контакта:

1. Горизонтально - поворотные. С вращением ножа в плоскости, перпендикулярной осям поддерживающих изоляторов. Применяются преимущественно в открытых распределительных устройствах (ОРУ), поскольку для них необходимы большие расстояния между полюсами по сравнению с разъединителями других типов.

Применяются три конструктивные схемы горизонтально-поворотных разъединителей:

• с одним ножом (рис. 1,2а);

• с двумя полуножами (рис. 1.26);

• с центральной поворотной колонкой (рис.1.2в).

Пример конструкции горизонтально - поворотного разъединителя представлен на рис. 1.3.

Этот разъединитель – трехполюсный. Все полюсы установлены опорной раме. Каждый полюс имеет два опорных изолятора, установленных вертикально в подшипниках и связанных между собой и с другими полюсами системой рычагов. Эти рычаги обеспечивают поворот изоляторов вместе с подвижными ножами при повороте привода разъединителя. Сам привод располагается под средним полюсом, который является ведущим, а крайние полюса ведомыми.

Зажимы для подключения внешних проводников к разъединителю подсоединены к подвижным ножам при помощи гибких проводников, не препятствующих повороту ножей.

Контакты разъединителя наружной установки имеют особенность конструкции, связанную со сколом льда во время эксплуатацией в зимнее время. Конструктивно контакты состоят из ряда пластин, укрепленных на одном ноже, и «лопатки» - на другом. Контактное нажатие создается пружинами. Ножи состоят из двух пластин, соединенных шарнирно. При отключении они поворачиваются, разрушая лед образовавшийся на контактах и ножах.

Дополнительно разъединитель снабжен заземляющими ножами, поворачивающимися в вертикальной плоскости на 90° вверх. При этом они соединяются со специальным контактом на подвижном ноже разъединителя.

Привод заземляющих ножей сблокирован с приводом основных ножей,

что препятствует включению заземляющих ножей при включенных основных ножах.

2. Вертикально — поворотные (рубящего типа) с вращением ножа в плоскости, параллельной осям поддерживающих изоляторов полюса разъединителя. У таких разъединителей применяются три основные конструктивные схемы:

• с одним ножом двухколонковой конструкции (рис. 1.4а);

• с одним ножом одноколонковой конструкции (рис. 1.4в);

• с двумя полуножами (рис. 1.46).

Рассмотрим вертикально - поворотный разъединитель с одним ножом двухколонковой конструкции на примере разъединителя изображенного на рис. 1.5. Он имеет три полюса, размещенных на общей сварной раме. Полюсы соединены рычагом, позволяющим производить их одновременное отключение (включение) посредством одного привода (не показанного на рисунке). Штанга, идущая к приводу, присоединяется к рычагу привода разъединителя. Подвижный нож разъединителя состоит из двух подпружиненных шарнирно

соединенных П - образных медных профилей, которые при включении охватывают неподвижный контакт, а пружины, сжимающие эти профили, обеспечивают необходимое контактное нажатие. Каждый полюс крепится на двух неподвижных опорных изоляторах. Отличие данного разъединителя от предыдущего состоит в плоскости перемещения подвижного ножа при отключении (включении). Нож перемещается вертикально на угол в 65° при повороте рычага, соединяющего полюсы разъединителя, на угол 60 .

Разъединители с одним ножом одноколонковой конструкции и с двумя полуножами изображены на рис. 1.6 и рис. 1.7 соответственно.

3. Подвесного типа.

Преимуществом подвесных разъединителей, по сравнению с разъединителями с опорно - стержневой изоляцией, является возможность их совмещения с другим оборудованием, трансформаторами тока или напряжения и шинными опорами. Это позволяет упростить ошиновку, сократить занимаемую площадь и протяжённость дорог внутри ОРУ, а также упрощает конструкцию распредустройства и повышает в несколько раз надёжность изоляции.

Разъединитель, изображенный на рис. 1.8, состоит из главной токоведущей системы, изоляции и тросовой системы управления. Главная

токоведущая система содержит три неподвижных и три подвижных подвесных контакта с токопроводами из алюминиевых труб. Подвижные контакты подвешены к тросовой системе управления (электродвигательный привод, канат, противовес и блоки) и при включении (отключении) перемещаются вертикально, замыкая цепь разъединителя или создавая в ней видимый разрыв. Неподвижные контакты устанавливаться на шинных опорах, измерительных трансформаторах тока или напряжения. Контактное нажатие в разъёмном контакте создаётся за счёт массы подвижного контакта.

4. Качающегося типа (рис. 1.9) с вращением ножа совместно с поддерживающим его изолятором в плоскости, параллельной осям поддерживающих изоляторов данного полюса.

Недостатком разъединителей данной конструкции является значительный изгибающий момент, действующий на средний изолятор, что

приводит к очень тяжелой конструкции уже при напряжении ПО кВ. Поэтому разъединители качающегося типа используют в ОРУ и закрытых распределительных устройствах (ЗРУ) на напряжение до 35 кВ.

5. Катящегося типа (рис. 1.10) с прямолинейным движением вдоль размыкающего промежутка либо только ножа, либо ножа совместно с изолятором. У этого типа разъединителя средний изолятор поставлен на каретку, которая может перемещаться по нижней раме разъединителя. Нож разъединителя имеет в середине шарнирное соединение, которое дает ему возможность складываться и раскладываться.

Разъединители данного типа были разработаны до напряжения 220 кВ, однако широкого распространения не получили из-за сложности конструкции.

6. Со складывающимся ножом (пантографического или полупантографического типа), со сложным движением ножа (рис. 1.11).

Такие разъединители имеют неподвижный контакт, закрепленный на шинах ОРУ, подвешенных на гирляндах изоляторов к порталу. Подвижный

нож такого разъединителя напоминает по конструкции пантограф трамвая (отсюда название) и приводится в действие при помощи вращающейся колонки изоляторов, связанной с приводом. Подвижный нож совершает вертикальное перемещение, складываясь при отключении и раскладываясь при включении.

7. Разъединители используемые в комплектных распределительных устройствах (КРУ) с выкатными выключателями.

В распредустройствах на 6-10 кВ широко распространена конструкция с выкатным выключателем. В этой конструкции роль разъединителя выполняют специальные разъединяющие контакты, неподвижная часть которых закреплена в ячейке, а «подвижная» жестко закреплена на выкатной тележке с выключателем (рис. 1.12).

Типы приводов разъединителей

Для разъединителей чаще всего используют ручные приводы - рычажные или червячные для тяжелых аппаратов. В тех случаях, когда необходима автоматизация процессов включения и отключения используют электрический и реже пневматический привод. Для исключения неверных действий оператора привода разъединителей сблокированы с приводом выключателя.

Выбор разъединителей

1. По напряжению

U_ном ≥ U_{сети ном}

2. По длительно допустимой токовой нагрузки

≥ ;

3. По электродинамической стойкости

;

где, -предельный сквозной ток аппарата, допустимый при КЗ;

- нормированный ток электродинамической стойкости аппарата;

- расчетное (наибольшее) значение ударного тока КЗ в цепи разъединителя.

4. По термической стойкости

= при ≥ ;

= при ;

где, - ток термической стойкости;

- нормированное допустимое время протекания тока термической стойкости;

– интеграл Джоуля для условий КЗ.

5. Проверка на коммутационную способность

(допускается в строго оговоренных частный случаях)

где, - номинальный ток отключения разъединителя (действующее значение периодической составляющей тока);

- действующее значение периодической составляющей тока КЗ в цепи в момент τ начала расхождения контактов.

6. По месту установки