Смекни!
smekni.com

Высоковольтный воздушный выключатель ВВМ-500

ЗАДАНИЕНА ПРОЕКТИРОВАНИЕ


Наоснованиитехническихданных высоковольтноговоздушноговыключателя (Uном=500 кВ,Iном=2000 А,Sном.о=20 ГВ.А),выполнитьследующиеработы:


  • Ознакомитьсяс технико-экономическойхарактеристикойаппарата;


  • Спроектироватьи произвестирасчёт электрическойизоляции;


  • Произвестиповерочныйрасчёт токоведущегоконтура в нормальном режиме и режимекороткогозамыкания;


  • Рассчитатьгазодинамикуаппарата.


СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ....................................................стр.3


ГЛАВАI. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ

ОБЗОР ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ...........................стр.5


ГЛАВАII. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ,

КОНСТРУКЦИЯИ РАБОТАВВМ-500.............................стр.7


ГЛАВАIII. РАСЧЁТ ОБЩЕЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ...................................стр.16


ГЛАВАIV. РАСЧЁТ ТОКОВЕДУЩЕЙСИСТЕМЫ

НОМИНАЛЬНОМРЕЖИМЕ И ПРИКЗ..............................стр.25


ГЛАВАV. РАСЧЁТ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВВ ДУ.............................................стр.33


ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................стр.41


ЛИТЕРАТУРА..................................................стр.42


ПРОГРАММНОЕОБЕСПЕЧЕНИЕ...................................стр.42


ПРИЛОЖЕНИЕ..................................................стр.43


ВВЕДЕНИЕ


Выключателивысокого напряжения(ВК)предназначеныдля оперативныхи аварийнойкоммутацийв энергосистемах,для выполненияопераций включенияи отключенияотдельных цепейпри ручном илиавтоматическомуправлении.Во включенномположении ВКдолжен длительнопропускатьтоки нагрузкии кратковременно- аварийные.

Характеррежима работыВКнескольконеобычен: нормальнымдля них считаетсякак включенноеположение,когда по нимпроходит токнагрузки, таки отключенное,при которомони обеспечиваютнеобходимуюэлектрическуюизоляцию междуразомкнутымиучастками цепи.

Коммутацияцепи, осуществляемаяпри переключенииВКиз одного положенияв другое, производитсяне регулярно,время от времени,а выполнениеспецифическихтребованийпо включениюцепи при имеющемсяв ней короткомзамыкании (КЗ)либо по отключениюКЗвообще крайнередко.

Выключателидолжны надёжновыполнять своифункции, находясьв любом из указанныхположений, иодновременнобыть всегдаготовыми кмгновенномувыполнениюлюбых коммутационныхопераций, частопосле длительногопребыванияв неподвижномсостоянии.Наиболее тяжёлымрежимом дляВКявляется режимотключениятока КЗ.

Общиетребованияк конструкциями характеристикамвыключателейустанавливаетсястандартами:ГОСТ 687-78 «Выключателипеременноготока нагрузкина напряжениесвыше 1000 В.Общие техническиеусловия»; ГОСТ 12450-82 «Выключателипеременноготока высокогонапряжения.Отключениененагруженныхлиний». ГОСТ8024-84 «Допустимыетемпературынагрева токоведущихэлементов,контактныхсоединенийи контактоваппаратов иэлектротехническихустройствпеременноготока на напряжение свыше 1000 В;ГОСТ 1516.1-75 «Нормыиспытательныхнапряженийвнешней и внутреннейизоляцииэлектрическихаппаратов».


Практическоеиспользованиесжатого воздухадля гашенияэлектрическойдуги в ВКначалось в 20-хгодах двадцатоговека. В 1929 г. появилисьв опытнойэксплуатациипервые образцывоздушныхвыключателей(ВВ)на напряжение10-20 кВ,в которых гашениеэлектрическойдуги осуществлялосьсжатым воздухомпри давлении1 МПа.Основная изоляцияэтих ВВбыла выполненаиз фарфора.Конструкцияпервых ВВбыла во многомнесовершенна.Это обусловливалосьтем, что особенностигашения электрическойдуги в сжатомвоздухе былиещё недостаточнотщательноисследованы.Кроме того, ипневматическиесистемы ВВещё не былидостаточнохорошо отработаны.Требовалосьнекотороевремя, чтобыконструкторымогли преодолетьэти недостаткии сделать ВВконкурентоспособнымипо отношениюк масляным.

В РоссииинтенсивныеразработкиВВначались с 1945г., когда приступилик проведениюнаучно-исследовательскихи конструкторскихработ по созданиюсерии подстанционныхВВна напряжения35-220 кВ.

В настоящеевремя ВВполучилиисключительноширокое применениеи во многихслучаях вытеснилимасляные. ВВпозволилиперейти к классамнапряжения750 и 1150 кВ;возможен переходи к более высокимклассам напряжения,а также к токамотключения63-80 кАпри напряжениях110-750 кВи 160-240 кАпри напряжениях20-30 кВ.

ШирокоеприменениеВВобусловленоих способностьюудовлетворятьлюбому предъявляемомутребованию,в отношениикак техническихпараметров,так и эксплуатационныххарактеристик,за исключением,быть может -характеристикэкономических.


К основнымпреимуществамиспользованиясжатого воздухав ВКотносятся:


  • Отсутствиезагрязненияокружающейсреды;


  • Низкиеэксплуатационныерасходы, связанныес заполнениемВВдугогасящейсредой и еёзаменой;


  • Постоянствосвойств сжатоговоздуха в широкомдиапазонетемператур;


  • ПожаробезопасностьВВ.


Изнедостатковможно выделить:


  • ВысокуюстоимостькомпонентовВВ;


  • ПовышеннуючувствительностьВВк жёсткостирежима отключения (по скоростивосстанавливающегосянапряжения);


  • Отсутствиезависимостимежду отключающейспособностьюдугогасящейсреды при заданномдавлении сжатоговоздуха иотключаемымтоком (можетпривести кпреждевременномуобрыву токаранее егоестественногоперехода черезнуль).


Анализдостоинстви недостатковВВпоказывает,что последниемогут найтисебе применение,главным образом,в энергосистемахна повышенныеклассы напряжения,где необходимымалое времяотключенияи ограниченныйуровень коммутационныхперенапряжений.Кроме того, ВВмогут применятьсяв сетях с относительноневысокимнапряжением,но с большимноминальнымтоком и токомКЗ.


Цельюданного курсовогопроекта являетсяпроектированиеВВс параметрами:Uном=500 кВ,Iном=2000 А,Sном.о=20 ГВ.А.

В курсовомпроекте дантехнико-экономическийобзор существующихв настоящеевремя в миреВВ,приведены ихосновные техническиепараметры.


Основнаячасть состоитиз следующихрасчётов:


  • Расчётосновныхизоляционныхпромежутков,где был произведёнвыбор изоляционныхпромежутковВВ,определенадля каждогопромежуткавеличина расчётногоразрядногонапряжения,по которойрассчитывалосьминимальноедопустимоеизоляционноерасстояниепри импульсныхвоздействияхи воздействияхнапряжениипромышленнойчастоты;


  • Расчёттоковедущейсистемы, включающийв себя расчётосновных токовыххарактеристикВК,расчёт контактнойсистемы вноминальномрежиме и режимеКЗ,расчёт распределениятемпературывдоль поверхноститоковедущейтрубы ДУв номинальномрежиме;


  • Расчётгазодинамическихпроцессов,включающийв себя расчётхода и скоростидвижения подвижногоконтакта ДУпри операции«отключение»,расчёт минимальногообъёма резервуарасжатого воздуха,расчёт давленияпри наполненииДУсжатым воздухомпри операции«отключение»без учёта влияниядуги, расчётистечениявоздуха черезсопло при наличиив нём электрическойдуги.

I.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ

ОБЗОРВОЗДУШНЫХВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ


Отличительнойчертой современныхмощных ВВявляется модульностьих конструктивногоисполнения,что даёт возможностьиспользоватьоднотипныеукрупнённыеэлементы (модули)для построенияВКданной сериина все классынапряжения,сохраняя параметрыкаждого из нихпо напряжениюпрактическинеизменными.Не менее важнаи возможностьоснащениякаждого из этихдугогасительныхмодулей шунтирующимирезисторами,предназначеннымикак для сниженияамплитуды искорости нарастаниявосстанавливающегосянапряжения,так и для ограниченияопасных перенапряженийпри включениилибо при отключенииВК.Поэтому принципмодульностиконструктивногопостроенияВВна высокиеклассы напряженийоказываетсявыгодным и сэкономическойточки зрения.


ХарактернойособенностьюконструированиясовременныхВВразличнымифирмами являетсядостижениетребуемыхсвойств и параметровпринципиальноодинаковымиметодами, чтопривело в последнеевремя к сближениюпринциповпостроенияконструктивныхсхем выключателей.Это позволяетсформулироватьтенденции вразвитии современныхВВ:


  • Модульныйпринцип построениясерий. Этотпринцип позволяетстроить ВВв весьма большомдиапазоненапряжений(от 35 до 1150 кВ)из одинаковыхмодулей, производитьпомодульныеиспытания ииметь максимальновыгодные условияпроизводства,эксплуатациии монтажа. Модульныйпринцип практическиоднозначноопределяетразмещениемодулей навысоком напряжениис опорной илиподвеснойизоляцией;


  • Размещениедугогасительныхустройств (ДУ)непосредственнов сжатом воздухе,что позволяетобеспечитьмаксимальнуюкоммутационную способность,быстродействие,изоляционнуюпрочностьмежконтактныхпромежуткови пропускнуюспособностьпо номинальномутоку;


  • Увеличениерабочего давленияили созданиеустройств,позволяющих повыситьдавление вмомент отключения.Наибольшееприменяемое в настоящеевремя давлениедостигает 6,08,5 МПа;


  • Применениесверхбыстродействующихсистем управленияс малым разбросомвремени оперирования;


  • ОграничениекоммутационныхперенапряженийВВ,рассчитанныхна высшие классынапряжений.Осуществляетсяв снабженииВКшунтирующимисопротивлениямиили в приданииим способностисинхронноговключения;


  • Повышениенадёжностии увеличениемежремонтныхсроков дляобеспеченияболее надёжнойработы существующихэнергосистеми упрощения эксплуатацииВВвопреки растущейих сложности.


Основныепоказателинаиболеераспространённыхтипов ВВв настоящеевремя в миреприведены втаблице 1.


Таблица1. Основныехарактеристикиотечественныхи зарубежныхВВ



Серия

выключателя

(тип)


Номинальный

ток,А

Предельный

сквознойток, кА(д.з.)

Предельный

сквознойток, кА(а.з.)

Ток

термической

стойкости,кА

Номинальный

ток

отключения,кА

Время

включения,

сек

Время

отключения,сек

Расход

воздуха

наоткл., л

Масса

выключателя,

кг

ВНСГ-15

12000

190

480

190

31,5

0,060

0,080

-

07500

ВВГ-20

20000

160

410

160

160

0,100

0,150

-

09150

ВВЭ-35

1250

-

041

16,0

16,0

0,280

0,080

01300

01200

ВВП-35

1250

16,0

041

16,0

16,0

0,280

0,080

-

01200

ВВ-35

1250

20,0

052

20,0

20,0

0,280

0,080

-

01300

ВВУ-35

3200

40,0

100

40,0

40,0

0,130

0,070

04000

07500

DLF-72,5

2000

-

-

-

50,0

-

0,033

-

-

ВВШ-110

2000

-

064

25,0

25,0

0,200

0,080

03700

09450

ВВЭ-110

1250

-

067

26,0

16,0

0,150

0,080

04500

07650

ВВП-110

1250

26,0

067

26,0

16,0

0,150

0,080

04500

07500

ВВУ-110

2000

40,0

102

40,0

40,0

0,200

0,080

08400

15600

ВВБМ-110

2000

35,0

090

35,0

31,5

0,150

0,070

04500

07500

DLF-123

3150

-

-

-

60,0

-

0,040

-

-

PK-138

2500

-

-

-

30,0

-

0,050

-

-

DLF-145

4000

-

-

-

70,0

-

0,040

-

-

ВВБ-150

2000

35,0

090

31,5

25,0

0,150

0,070

04500

09600

ВВШ-150

2000

25,0

064

25,0

25,0

0,250

0,080

18000

13200

PK-170

4000

-

-

-

40,0

-

0,050

-

-

ВВБ-220

3200

31,5

080

31,5

31,5

0,200

0,080

09000

15600

ВВД-220

2000

31,5

080

31,5

31,5

0,240

0,080

09000

16200

ВНВ-220

3200

40,0

102

40,0

40,0

0,100

0,040

14400

12000

PK-245

2500

-

-

-

50,0

-

0,050

-

-

DLF-300

3150

-

-

-

60,0

-

0,040

-

-

PK-300

2500

-

-

-

60,0

-

0,050

-

-

ВВ-330

2000

37,5

065

35,5

31,5

0,230

0,075

45000

-

ВВБ-330

2000

40,0

102

40,0

40,0

0,250

0,080

04200

26000

ВВД-330

2000

35,0

090

35,5

35,5

0,250

0,080

18000

36000

ВНВ-330

2000

40,0

102

40,0

40,0

0,250

0,040

08400

63000

DLF-420

2500

-

-

-

70,0

-

0,050

-

-

PK-420

2500

-

-

-

60,0

-

0,050

-

-

ВВ-500

2000

-

073

31,5

31,5

0,250

0,075

66000

-

ВВБ-500

2000

35,5

090

35,5

35,5

0,100

0,080

27000

30000

ВНВ-500

2000

63,0

-

63,0

63,0

0,100

0,060

12600

-

DLF-525

4000

-

-

-

70,0

-

0,040

-

-

PK-525

4000

-

-

-

80,0

-

0,050

-

-

ВВБ-750

3200

63,0

-

63,0

63,0

0,100

0,060

12600

90000

ВНВ-750

3200

40,0

102

40,0

40,0

-


32500

54000

DLF-765

4000

-

-

-

80,0

-

0,040

-

-

PK-765

4000

-

-

-

80,0

-

0,050

-

-

ВНВ-1150

4000

40,0

102

40,0

40,0

0,100

0,035

52500

137500


II. ОБЩИЕСВЕДЕНИЯ,

КОНСТРУКЦИЯИ РАБОТА ВВМ-500


2.1. Общиесведения


ВВтипа ВВМ-500с воздухонаполненнымотделителемпредназначеныдля оперативныхпереключений,отключениятоков КЗ,автоматическогоповторноговключения(АПВ),и применяютсяв электрическихсетях переменноготрёхфазноготока при номинальномнапряжении500 кВ.

ВКотносится ккатегориибыстродействующихи представляетсобой комплектиз трёх однополюсныхВВ,не имеющихмеханическойсвязи и соединённыхв один агрегатс помощью общихагрегатныхшкафов: пневматическогои электрическихцепей.

Пополюсноеи трёхполюсноедистанционноеуправлениеВКосуществляетсяэлектромагнитамиуправления(пополюсноеуправление– при получении электромагнитамиотдельныхполюсов независимыхимпульсов,трёхполюсное– - при полученииодновременногообщего (командного)импульса).

Нормальнаяработа ВВМ-500обеспечиваетсяпри высоте надуровнем моряне более 1000 ми температуреокружающейсреды от –55 до+35Сс кратковременнымпонижениемтемпературыдо -58Си повышениемдо +40С.


2.2. Структураусловногообозначения

ВВМ- 500 - 2000/20000, где

В- выключатель;В- воздушный; М– морозостойкоеисполнение; 500 - номинальноенапряжение,кВ;2000 - номинальныйток, А; 20000 - номинальнаямощность отключения,МВ.А.


2.3.Техническиеданные


В работеи в эксплуатацииважным являетсязнание параметровВК,таких как номинальныйток, номинальноенапряжение,номинальныйток отключения,собственноевремя выключения,время горениядуги и т.д. В таблице2 приводятсяосновные техническиеданные ВВМ-500.


Таблица2. Основныетехническиеданные ВВМ-500


Наименованиепараметра

Норма

1.Номинальноенапряжение,кВ

500

2.Наибольшеерабочее напряжение,кВ

525

3.Номинальныйток, А

2000

4. Номинальнаямощностьотключениядля трёхфазноговыключателя,МВ.А

20000

5. Токотключения,кАэфф

29

6. Предельныйсквозной ток,кА:

- амплитудноезначение

- эффективноезначение


73

42

7. Токтермическойстойкости,кАэфф:

-односекундный

-пятисекундный


42

29

8. Номинальноенапряжениеэлектромагнитовуправленияпостоянноготока, В

220


Таблица2. Основныетехническиеданные ВВМ-500(продолжение)


Наименованиепараметра

Норма

9. Допустимыепределы колебаниянапряженияна зажимахэлектромагнитовуправления,% от Uном

65120


10.Номинальноедавление сжатоговоздуха, атм

20

11.Допустимыепределы изменениядавления, атм:

- безАПВ

АПВ


1621

1921

12. Ёмкостьрезервуароввыключателя,л

22400

13. Падениедавления (сброс)воздуха врезервуарахвыключателяза одну операциюотключения(при замеречерез 30 секпосле совершенияоперации), атм


3

14.Расход воздухана одно отключение,л

66000

15.Расход воздухана АПВ,л

99000

16.Расход воздухана вентиляцию,л/ч

1800

3600

17. Расходвоздуха наутечки (черезнеплотноститележки полюса и пневматическогоагрегатногошкафа), л/ч:

- привключенном выключателе

- приотключенномвыключателе


100

100

18.Падение давлениявоздуха врезервуарахВВпри АПВ,атм

4,5

19.Время включения, сек

0,26

0,02

20.Время отключения,сек

0,07

0,08

21.Собственноевремя отключенияне более, сек

0,06

22.Бесконтактнаяпауза при АПВ(время от размыканияпоследнегоразомкнувшегосяконтакта ДУдо первоговибрационногосмыкания контактовотделителяв цикле «О-В-О»)не более, сек


0,3

23.Бесконтактнаяпауза ДУ,сек

0,16

0,18

24. Разброспри включениитрёх полюсовне более, сек

0,04

25.Отключающаяспособностьконтактовэлектроконтактныхманометров,Вт

10

26. Мощностьподогревательныхустройств,Вт:

- безучёта агрегатныхшкафов

- сагрегатнымишкафами


3600

5200


Величинырасхода воздуха,указанные втаблице 2 приведенык атмосферномудавлению. Собственноевремя отключенияВВ,а также другиемеханическиепараметры ВКданы при номинальномдавлении сжатоговоздуха и приноминальномнапряжениина зажимахкатушек электромагнитов.


2.4.Конструкция


Воздушныевыключателитипа ВВМ-500(рис.1) представляютсобой комплектиз трёх однополюсныхвоздушныхвыключателей,не имеющихмеханическойсвязи и соединённыхв один агрегатс помощью общихагрегатныхшкафов (пневматическогои электрическихцепей). Основныеэлементы ВВМ-500:


  • Тележка1.Основаниемкаждого полюсавыключателяслужит тележка,основной частьюкоторой являетсясосуд для хранениясжатого воздуха,выполненныйв виде двухцилиндрическихрезервуаровдиаметром 720мм;


  • Резервуары.Резервуарысвязаны соединительнойтрубой. В средней части одногоиз резервуаров(правого) размещёншкаф управления полюса 5,в которомсмонтированыэлементы управлениявыключателей:клапаны включенияи отключенияпневматическойсхемы, электромагнитыуправления,блок-контактыс пневматическимприводом, щитс зажимами;


  • Шкафуправления5.В шкафу управлениякаждого полюсаимеются указателиположениявыключателя21:сигнальнаялампа с краснымсветофильтром«выключательвключен», сигнальнаялампа с зелёнымсветофильтром«выключательотключен» иэлектроконтактныйманометр 20,показывающийдавление сжатоговоздуха в отделителетолько приотключенномположении ВК.Кроме того, вшкафу управлениянаходятсясчётчик числасрабатыванийполюса ВКи нагревательныеустройства;


  • Опорныеколонки 6.Опорные колонкислужат изоляциейтоковедущего контура ВКотносительноземли и воздухопроводомдля питаниядугогасящихузлов ВКсжатым воздухомиз резервуаров1.Для повышения устойчивостиопорные колонкиусилены растяжками7из изоляторовтипа СП-110с пружиннымистяжками. Вверхней частиопорных колонок6установленыэкраны 19для выравниванияэлектрическогополя;


  • Дутьевыеклапаны 4,16.Дутьевые клапаны4,16осуществляютподачу воздухав камеры ДУ8и отделители15из резервуаровВК.Дутьевые клапаны4,16связаны с ДУи отделителемопорными изоляторами6;


  • ДУ8.ДУпредназначенодля гашениядуги при отключенииВКи состоит издвух одинаковых,вертикальнорасположенныхколонок. Каждаяколонка камерысостоит изпяти элементов(для каждогополуполюса).Разрез элементаДУпоказан нарис.2. Каждыйэлемент состоитиз фарфоровойрубашки 5,внутри которойнаходятсянеподвижныйконтакт 2и механизмподвижногоконтакта 4,6,7,8,9.Контактноедавление междуподвижным 6и неподвижным2контактамиобеспечиваетсясильной пружиной9.Контакты гасительнойкамеры 2,6– полые. Внутренниеполости контактов2,6соединяютсяс атмосферойчерез выхлопныеклапаны. Выхлопныеклапаны находятсяна фланцах 1,которые соединяютмежду собой отдельныеэлементы камерДУ.Линейнымивыводами выключателяявляются головкиДУ,которые могутповорачиватьсяс фиксациейчерез 30.Параллельнокаждому разрывуДУподключенэлемент омическогосопротивления9.Величинасопротивленияэлемента 9,шунтирующегоодин разрыв,составляетпримерно 14000 Ом;


  • Отделитель(ОД)15(см. рис.1). ОД(рис.4) служитдля создания изоляционногопромежуткав отключенномположении ВКи для гашениятока, протекающегочерез шунт ДУ9(см. рис.1). Он состоиттакже из двуходинаковых,вертикальнорасположенныхколонок. Каждаяколонка ОДдля выключателяна 500 кВвключает четыреэлемента (длякаждого полуполюса).Каждый элемент(см. рис.4) заключёнв фарфоровую рубашку 8и имеет подвижный9и неподвижный(полый) 11контакты. Подвижныйконтакт 9имеет пневматическиймеханизм припомощи которогопроизводитсяразмыканиеконтактов иизоляция полостиОДот атмосферы.Элементы ОДсоединеныфланцами 2.Параллельноразрывам ОД подключеныэлементы ёмкостногоделителя напряжения18(см. рис.1), представляющегособой конденсаторытипа ДМН-80-0,0044 на 0,044 мФили конденсаторысвязи типаСМР-55-0,0044ёмкостью 0,0044 мФ;


  • Системавентиляции.Система вентиляцииВКпредназначенадля непрерывнойпродувки внутреннихполостей опорныхизоляторов,ДУи ОД(за исключениемвнутреннейполости отделителяи его опорныхколонок вотключенномположении ВК)сухим воздухомс небольшимизбыточнымдавлением(порядка десятыхдолей атмосферы).Для этой целипримененыспециальныетальковыередукторы ивыхлопныеклапаны, открываемыепри определённомизбыточномдавлении;


  • Пневматическийагрегатныйшкаф 13(см. рис.1). Сжатыйвоздух поступаетв резервуарытележек выключателяот пневматическогоагрегатногошкафа, присоединённогок ответвлениюот магистральноговоздухопроводачерез воздухопровод,соединяющийагрегатныйшкаф с каждымполюсом ВК.Впневматическомагрегатномшкафу 13расположеныдва запорныхвентиля, обратныйклапан, фильтр,щит с зажимами,устройстводля неоперативногоручного пневматическогоуправления,подогреватели;


  • Агрегатныйшкаф электрическихцепей 12(см. рис.1). ЭлектрическоеуправлениеВКосуществляетсячерез агрегатныйшкаф электрических цепей 12,в котором помещёнщит с зажимамидля цепей релейной защиты, сигнализациии блокировки,патрон с выключателемдля освещенияшкафа 12и трубчатоеподогревательноеустройство.


Путьпрохождениятока у ВВМ-500следующий (см.рис.3): линейныйвывод камерыДУ11(см. рис.1) одногополуполюса,колонка ДУ(сверху вниз),токоведущаяшина междукамерой ДУи ОДдругого полуполюса17 (см. рис.1), колонкаОД(снизу вверх),токоведущаяшина междуколонкамиотделителядвух подполюсов10(см. рис.1), втораяколонка ОД(сверху вниз),токоведущаяшина между ОДи ДУ,вторая колонкаДУ(снизу вверх)и линейныйвывод 11 (см. рис.1).


Электропневматическаясхема управленияполюсом ВВпоказана нарис.5. Положениеэлементов схемысоответствуетвключенномуположению ВК.

  • Вовключенномположении ВКв ДУи ОДотсутствуетсжатый воздух, контакты ихзамкнуты;

  • Вотключенномположении ВКконтакты ДУзамкнуты. ОДзаполнен сжатымвоздухом, которыйудерживаетего контактыв разомкнутомсостоянии исоздаёт необходимыйизоляционныйпромежуток.


Привключении ВКсжатый воздухвыпускаетсяиз ОДв атмосферу, и контактыОД,смыкаясь, производятзамыканиесиловой цепиВК.


2.5. Работа


2.5.1.Операция отключения


ОтключениеВВМ-500может бытьдистанционными неоперативнымручным. Придистанционномуправленииподаётся командныйимпульс накатушку отключения(КО)через блок-контактыи замыкаетсяследующая цепь (см. рис.5): положительныйполюс оперативногоисточника тока,ключ управления,блок-контакты,обмотка электромагнитаотключения, блок-контактыреле контролядавления РКД-1и отрицательныйполюс оперативногоисточника тока.Срабатываетэлектромагнитотключения,и аппаратотключается.Работа схемыуправлениязаключаетсяв следующем.


Сердечниккатушки КО,втягиваясь,своим бойкомударяет поштоку промежуточногоклапана – толкателя1,который, передвигаясь,открываетпусковой клапанотключения2.


Сжатыйвоздух воздействуетна поршеньсреднего клапанаотключения3и отодвигаеттарелку клапана,механическисвязанную споршнем. Затем аналогичноклапану 3последовательносрабатываютклапаны 4и 5. Благодаряэтому открываетсядоступ сжатомувоздуху из-подпоршня клапанов6через клапаны5в атмосферуи перемещаютсядифференциальныедутьевые клапаныкамеры 6.


Сжатыйвоздух устремляетсяиз резервуарав ДУ,и подвижныеконтакты камерыпри помощипоршневогомеханизмарасходятся.Сжатый воздухгасит возникшуюэлектрическуюдугу, отключаетток короткогозамыкания, протекающийчерез ВВ,и устремляетсячерез выхлопныеклапаны ватмосферу.Контакты ДУсмыкаются.


Одновременнос наполнениемДУсжатый воздухпроходит черезкозырьки 7,направляющиенеобходимоеколичествовоздуха всоединительныетрубки Т2,и с запаздыванием(0,0025 0,05 сек),определяемымдлиной и сечениемэтих воздухопроводов,открываетобратные клапаны8и перемещаетпоршни дутьевыхклапанов ОД9.


Врезультатесжатый воздухустремляетсяиз резервуарав ОД,размыкает егоподвижныеконтакты игасит электрическуюдугу, ток которойограниченсопротивлениемделителя напряжения,шунтирующегоДУ.После размыканияконтактов ОДего внутренняяполость герметизируется,и контактыотделителя«залипают»в разомкнутомсостоянии.Сжатый воздух,находящийсямежду контактамиОД,удерживаетконтакты вотключенномположении иобеспечиваетнеобходимыйизоляционныйпромежутокв отключенномположении ВК.


Автоматическоеотключениепроисходиттаким же образом,но импульс накатушку отключенияКОподаётся отреле защиты(РЗ).


Принеоперативномручном пневматическомуправлениисжатый воздухподаётся спомощью клапанаручного пневматическогоотключения18по трубке Т4в промежуточныйклапан – толкатель1,находящийсямежду катушкойотключенияКОи пусковымклапаном 2.Поршень промежуточногоклапана своимбойком открываетпусковой клапан2.Дальнейшийпроцесс отключениявыключателяпроисходиттак же, как ипри дистанционномуправлении.


2.5.2.Операция включения


Приотключенномположении ВКтарелки дутьевыхклапанов 9отодвинутытак, что сжимаютпружину клапанаи открываютсвободныйдоступ воздухуиз резервуара.


Включение,как и отключение,может бытьдистанционноеи неоперативноеручное с помощьюклапана ручногопневматическогоуправления,находящегосяв пневматическомагрегатномшкафу.


Придистанционномуправленииподаётся командныйимпульс накатушку включения(КВ)через блок-контактыи замыкаетсяследующая цепь: положительныйполюс оперативногоисточника тока,ключ управления, блок-контакты,нормальнозамкнутыеблок-контактыэлектромагнита отключения,контакты релеконтроля давленияРКД-1и отрицательныйполюс оперативногоисточника тока.

Электромагнитвключениясрабатывает,и аппарат включается.При этом сердечниккатушки КВвтягиваетсяи своим бойкомударяет поштоку промежуточногоклапана-толкателя12,который придвижении открывает пусковойклапан включения13.Сжатый воздухвоздействуетна поршеньсреднего клапанавключения 14и отодвигаеттарелку клапана,механическисвязанную сего поршнем.Затем аналогичносрабатываетбольшой клапанвключения 15.При этом поршнямидутьевых клапановОД9открывается доступ сжатоговоздуха изполостей междуобратнымиклапанами 8 в атмосферучерез клапан15.


КлапаныОД9срабатывают,как дифференциальныеклапаны, засчёт получающейсяразности давленияс обеих сторонпоршня и выпускаютсжатый воздухиз полости ОДв атмосферу.Являясь клапанамидвухстороннего действия,клапаны ОДодновременнозакрываютдоступ сжатоговоздуха изрезервуарав ОД.


Принеоперативномручном пневматическомуправлениисжатый воздух подаётся спомощью клапананеоперативногопневматическоговключения 17по трубке Т5в промежуточныйклапан-толкатель12,находящийсямежду КВи пусковымклапаном 13.Поршень промежуточногоклапана своимбойком открываетпусковой клапан13.Дальнейшийпроцесс включенияВКпроисходиттак же, как придистанционномуправленииВК.


2.6.Комплектность


В комплектпоставки ВВМ-500входят:

  • Триполюса ВК;

  • Дваагрегатныхшкафа (пневматическийи электрическихцепей);

  • Арматурадля присоединениявоздухопроводов(питающих иручного пневматическогоуправления)к полюсам ВКи пневматическому агрегатномушкафу;

  • Комплектзапасных частей,поставляемыхс каждым ВК;

  • Комплектзапасных частей,поставляемыхв один адресотгрузки, независимоот числа ВК;

  • Комплектспециальногоинструментаи приспособленийдля сборкиузлов выключателяи испытанияфарфоровыхизоляторовпоставляетсяв один адресотгрузки, независимоот числа ВК;

  • Техническаядокументация.


III. РАСЧЁТОБЩЕЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙИЗОЛЯЦИИ


Вконструкциивыключателядолжна бытьобеспеченанадёжная изоляция:


  • Междучастями, находящимисяпод напряжениеми заземлённымичастями;


  • Междунаходящимисяпод высокимнапряжениемчастями соседнихполюсов прилюбом коммутационномположении ВК;


  • Междуимеющими различныепотенциалычастями одногополюса при полностьюразомкнутыхконтактах.


Электрическаяпрочностьосновных изоляционныхпромежутковВКдолжна соответствоватьвиду и величинеперенапряжений,которые могутвозникнутьна зажимахаппарата приэксплуатацииего в установкена данный класс напряжения.В таблицах3,4,5 приведенынеобходимыедля расчётовданные об уровнеизоляции ВКна напряжениекласса 500 кВпо ГОСТ 1516.1-75.

Уровеньобщей изоляциивыключателяобеспечиваетсяпутём выборанеобходимыхизоляционныхпромежуткови определяющихосновных размеровизоляционныхэлементов.Выбор подлежащихрасчёту промежутковв конструктивнойсхеме выключателяпроизводитсяиз определениянаиболее вероятныхпутей развитияэлектрическогоразряда. Приэтом принятыво вниманиеособенностипроектируемоговыключателя,а также характерпротеканияпроцесса отключения.Напряжение,при которомвозникаетперекрытиеили пробой тогоили иного промежуткапри определённомхарактеревоздействиязависит отразмеров иформы рассматриваемыхпромежутков,а также от свойстви состоянияэлектроизоляционнойсреды илиизоляционногоматериала.


Таблица3. НормируемыеиспытательныенапряженияВК

снормальнойизоляцией приUном= 500 кВ


Испытательноенапряжение,кВ

Грозовойимпульс

(максимальное

значение)

Кратковременноепромышленной

частоты(действующее)

Внутр.

изоляция

Внешняя

изоляция

Одноминутное

внутреннейизоляции

(междуконтактамиодного

и тогоже полюса)


Приплавном подъёме,

внешнейизоляции


Относительноземли,

междуконтактами

одногои того же полюса


Относительноземли,

междуконтактами

одногои того же полюса


Относительно

земли

Междуконтактами

одногои того же

полюса


В сухом

состоянии


Под

дождём


В сухом

состоянии


Под

дождём

Uвнут

Uимп

Uвнут

Uсух

Uдож

Uсух

Uдож

1500

1600

1030

900

740

1225

1000

Таблица4. Нормируемыеиспытательные

коммутационныеимпульсы приUном= 500 кВ


ИспытательныйкоммутационныйимпульсUком

(максимальноезначение), кВ

Длявнутренней

изоляции

Длявнешней изоляции

В сухомсостоянии

Поддождём


Относительно

земли


Междуконтактами

одногои того же

полюса


Относительно

земли


Междуконтактами

одногои того же

полюса


Относительно

земли


Междуконтактами

одногои того же

полюса

1300

1730

1300

1730

1300

1730


Таблица5. Нормируемыеиспытательныенапряженияизоляторов

снормальнойизоляцией,испытываемыхотдельно отВКпри Uном= 500 кВ


Испытательноенапряжение,кВ

Грозовой

импульс

(максимальное

значение)


Кратковременноепромышленнойчастоты

(действующее)


Для

внешней

изоляции


Одноминутное

внутренней

изоляции

Приплавном подъёме,

внешнейизоляции


В сухом

состоянии


Под

дождём

Uимп

Uвнут

Uсух

Uдож

1600

760

900

740


Распределениенапряжения,приложенногок колонке опорныхизоляторов(см. рис.6), по еёвысоте неравномерно.Наиболее нагруженнымоказываетсяверхний изолятор,а наименеенагруженным– нижний. Разрядноенапряжениетакой колонкиниже, чем у одногоизолятора,имеющего высотуколонки, т.к.значительноенапряжениебудет приложенок верхнемуизоляторуколонки. Приэтом можетоказаться, чтонапряжение,приходящеесяна верхнийизолятор, будетбольше егонапряженияперекрытияи, следовательно, сначала произойдётперекрытиеэтого изолятора,а затем и всейколонки.

Длявыравниванияраспределениянапряженияпо отдельнымизоляторам, составляющимколонку, применяетсяэкран, которыйустанавливаетсяна верхнемизолятореколонки. В ВВМ-500примененычетыре экрана,установленныена верхнихизоляторахкаждой из четырёхколонок полюса.Т.о. при расчетахизоляции опорныхколонок коэффициентомнеоднородностиполя можнопренебречь,считая, чтоэкран устраняетнеоднородностьполя.

Нарис.6 показаныосновные, подлежащиерасчёту изоляционныепромежутки.




Рис.6.Основные изоляционныепромежуткиполюса ВВМ-500

3.1.Определениетипа основныхизоляционныхпромежутков


Изоляционныепромежуткиподразделяютсяна промежуткивнешней и внутреннейизоляции. Внешняяизоляция –изоляция,подвергающаясявлиянию атмосферныхи других внешнихвоздействий(к ней относятсявоздушные промежуткии поверхноститвёрдой изоляции,находящиесяв атмосферномвоздухе). Внутренняяизоляция –изоляция, неподвергающаясянепосредственномувлиянию атмосферныхи других внешнихвоздействий(загрязнению,увлажнению,воздействиюнасекомых).Кроме этого,при проектировании изоляцииразличаетсяформа электродовмежду которымипроисходитразряд, т.к.разрядноенапряжениесильно зависитне только оттого, к внутреннейили внешнейизоляции относитсяпромежуток,но и от тогокакой вид и полярностьон имеет: «игла-игла»,«игла-плоскость»,«стержень-плоскость» и т.д. На рис.6показаны следующиепромежутки:


l1- промежутоквнешней изоляциитипа «игла-плоскость»,находящийсяв атмосферномвоздухе (кратчайшеерасстояниепо колонкеопорных изоляторов);


l2-промежутоквнешней изоляциитипа «игла-игла»,находящийсяв атмосферномвоздухе (кратчайшеерасстояниемежду фланцамипо наружнойповерхностиопорного изолятора);


l3– промежутоквнешней изоляциитипа «игла-игла»,находящийсяв атмосферномвоздухе (кратчайшеерасстояниемежду фланцамиотдельногоразрыва ДУпо наружнойповерхностифарфоровогоизолятора);


l5- промежутоквнешней изоляциитипа «игла-игла»,находящийсяв атмосферномвоздухе (кратчайшеерасстояниемежду фланцамиотделителяи ДУполуполюса);


l4- промежутоквнешней изоляциитипа «игла-игла»,находящийсяв атмосферномвоздухе (кратчайшеерасстояниемежду фланцамиотделителяпо наружнойповерхностиизолятора);


l6- промежутоквнутреннейизоляции типа«игла-игла»,находящийсяв сжатом воздухе(кратчайшеерасстояниемежду контактамиДУв разомкнутомсостоянии);


l7- промежутоквнутреннейизоляции типа«игла-игла»,находящийсяв сжатом воздухе(кратчайшеерасстояниемежду разомкнутымиконтактамиотделителя).


Приустановке ВКна высоте надуровнем морядо 1000 мрасчетныенапряженияпромышленнойчастоты длявнешней изоляциив сухом состоянииUрасчи под дождёмUрасч.д;для внутреннейизоляции Uрасч’и расчётныенапряжениягрозовых Uрасч.гри коммутационныхимпульсовUрасч.комвыбираютсяидентично:


Uрасч= (1,05 1,1).Uсух;Uрасч.д= (1,05 1,1).Uдож;

Uрасч’= (1,05 1,1).Uвнут;Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп;

Uрасч.ком= (1,05 1,1).Uком;Uрасч.пр= (1,05 1,1).Uсух.Kпр,


гдеUсух,Uдож,Uвнут,Uимп– нормируемыепо ГОСТ 1516.1-75 испытательные напряжения(см. таблицы3,4,5); Kпр1,6 {5,стр. 89}.

3.2. Расчётпромежутковвнешней изоляции,подвергаемых

воздействиюразрядногонапряженияпромышленнойчастоты


Принапряжениичастоты 50 Гцминимальнаядлина изоляционногопромежуткаl*,смопределяетсяпо соответствующимзначениямUрасч,кВ;Uрасч.д,кВ


В сухомсостоянии {5,стр.88; стр.122, ф.(3-14),ф.(3-15)},таблица 3


- Дляпромежуткаl1минимальнаядлина составляет:


l1*= 0,285.Uрасч- 2,85 = 0,285.(1,051,1).Uсух- 2,85,


l1*= 0,285.(1,051,1).900- 2,85 = 266,5 279,3 см;


- Дляпромежуткаl2минимальнаядлина составляет:


l2*= 0,27.Uрасч- 2,7 = 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7,


l2*= 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7 = 0,27.(1,051,1).1225/4- 2,7,


l2*= 84,1 88,3 см;


- Дляпромежуткаl3минимальнаядлина составляет:


l3*= 0,27.Uрасч- 2,7 = 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7,


l3*= 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7 = 0,27.(1,051,1).1225/10- 2,7,


l3*= 32,0 33,7 см;


- Дляпромежуткаl4минимальнаядлина составляет:


l4*= 0,27.Uрасч- 2,7 = 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7,


l4*= 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7 = 0,27.(1,051,1).1225/8- 2,7,


l4*= 40,7 42,8 см;


- Дляпромежуткаl5минимальнаядлина составляет:


l5*= 0,27.Uрасч- 2,7 = 0,27.(1,051,1).Uдож- 2,7,


l5*= 0,27.(1,051,1).Uдож- 2,7 = 0,27.(1,051,1).1225- 2,7,


l5*= 344,6 361,1 см.


Поддождём {5,стр.88; стр.122, ф.(3-14),ф.(3-15)},таблица 3


- Дляпромежуткаl1минимальнаядлина составляет:


l1*= 0,285.Uрасч.д- 2,85 = 0,285.(1,051,1).Uдож- 2,85,


l1*= 0,285.(1,051,1).740- 2,85 = 218,6 229,1 см;


- Дляпромежуткаl2минимальнаядлина составляет:


l2*= 0,27.Uрасч.д- 2,7 = 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7,


l2*= 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7 = 0,27.(1,051,1).1000/4- 2,7,


l2*= 68,2 71,6 см;


- Дляпромежуткаl3минимальнаядлина составляет:


l3*= 0,27.Uрасч.д- 2,7 = 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7,


l3*= 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7 = 0,27.(1,051,1).1000/10- 2,7,


l3*= 25,7 27,0 см;


- Дляпромежуткаl4минимальнаядлина составляет:


l4*= 0,27.Uрасч.д- 2,7 = 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7,


l4*= 0,27.(1,051,1).Uдож/n- 2,7 = 0,27.(1,051,1).1000/8- 2,7,


l4*= 32,7 34,4 см;


- Дляпромежуткаl5минимальнаядлина составляет:


l5*= 0,27.Uрасч.д- 2,7 = 0,27.(1,051,1).Uдож- 2,7,


l5*= 0,27.(1,051,1).Uдож- 2,7 = 0,27.(1,051,1).1000- 2,7,


l5*= 280,8 294,3 см.


3.3. Расчётпромежутковвнешней изоляции,

подвергаемыхвоздействиюгрозовых импульсов


Приполных грозовыхимпульсахположительной(+) и отрицательной(-) полярностиполного импульса1,5/40 мксекминимальнаядлина изоляционногопромежуткаl*,смопределяетсяпо Uрасч.гр,кВ.

Приимпульсахположительной(+) полярности{5,стр.124, рис.3-15}


- Дляпромежуткаl2минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/4= 420 440 кВ,


l2*= 65,0 70,0 см;


- Дляпромежуткаl3минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/10= 168 176 кВ,


l3*= 19,0 21,0 см;


- Дляпромежуткаl4минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/8= 210 220 кВ,


l4*= 65,0 70,0 см;


Приимпульсахотрицательной(-) полярности


- Дляпромежуткаl2минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/4= 420 440 кВ,


l2*= 55,0 60,0 см;


- Дляпромежуткаl3минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/10= 168 176 кВ,


l3*= 17,0 19,0 см;


- Дляпромежуткаl4минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/8= 210 220 кВ,


l4*= 21,0 22,0 см.


Дляпромежутковl1и l5значенияUрасч.грлежат далекоза пределами графическойзависимостиUрасч.гр= f(l){5,стр.124, рис.3-15},но судя по тенденциирасчётов, значенияl1*и l5*будут нижесоответствующихзначений припроверке изоляционныхпромежутковl1и l5на воздействиеразрядного напряженияпромышленнойчастоты, а т.к.из расчётныхзначенийl*в конечномитоге выбираетсянаибольшее,то точную проверкуl1и l5на грозовоевоздействиеможно не делать.

3.4. Расчётпромежутковвнешней изоляции,

подвергаемыхвоздействиюгрозовых импульсов


Приполных грозовыхимпульсахположительной(+) и отрицательной(-) полярностиполного импульса1,5/40 мксекминимальнаядлина изоляционногопромежуткаl*,смопределяетсяпо Uрасч.гр,кВ.

Приимпульсахположительной(+) полярности{5,стр.124, рис.3-15}


- Дляпромежуткаl2минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/4= 420 440 кВ,


l2*= 65,0 70,0 см;


- Дляпромежуткаl3минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/10= 168 176 кВ,


l3*= 19,0 21,0 см;


- Дляпромежуткаl4минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/8= 210 220 кВ,


l4*= 65,0 70,0 см;


Приимпульсахотрицательной(-) полярности


- Дляпромежуткаl2минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/4= 420 440 кВ,


l2*= 55,0 60,0 см;


- Дляпромежуткаl3минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/10= 168 176 кВ,


l3*= 17,0 19,0 см;


- Дляпромежуткаl4минимальнаядлина составляет:


Uрасч.гр= (1,05 1,1).Uимп/n= (1,05 1,1).1600/8= 210 220 кВ,


l4*= 21,0 22,0 см.


Дляпромежутковl1и l5значенияUрасч.грлежат далекоза пределами графическойзависимостиUрасч.гр= f(l){5,стр.124, рис.3-15},но судя по тенденциирасчётов, значенияl1*и l5*будут нижесоответствующихзначений припроверке изоляционныхпромежутковl1и l5на воздействиеразрядного напряженияпромышленнойчастоты, а т.к.из расчётныхзначенийl*в конечномитоге выбираетсянаибольшее,то точную проверкуl1и l5на грозовоевоздействиеможно не делать.

3.5. Расчётпромежутковвнутреннейизоляции


Кпромежуткамвнутреннейизоляции относятсяl6и l7.Проверка производитсяпо формуле


l= Uр.нп/(Eм.доп.kимп),где


Uр– расчётноезначение разрядногонапряжения(Uрасч’,Uрасч.гр’,Uрасч.ком’);

нп– коэффициентнеоднородностиполя, в данномслучае нп= 1,4;

Eм.доп-


IV. РАСЧЁТТОКОВЕДУЩЕЙСИСТЕМЫ

ВНОМИНАЛЬНОМРЕЖИМЕ И ПРИКЗ


4.1. Расчёттоковых характеристикВК


4.1.1.Номинальныйток


Номинальныйток ВК– наибольшийдопустимыйпо условиямнагрева частейВКток нагрузкив продолжительномрежиме, на которыйрассчитан ВК


Iном= 2000 А.


4.1.2.Номинальныйток отключения


Номинальныйток отключенияВК– наибольшийток (действующеезначениепериодическойсоставляющей)в момент размыканияконтактов, наотключениекоторого рассчитанВКпри нормированныхусловиях егокоммутационнойспособности

Iном.о= 31,5 кА.


4.1.3.Апериодическаясоставляющая


Нормированноепроцентноесодержаниеапериодическойсоставляющей– наибольшеедопустимоепо коммутационнойспособностиВК отношениеапериодическойсоставляющейк амплитудепериодическойсоставляющейноминальноготока отключенияВКв момент размыканияконтактов


н= 47.


4.1.4.Сквозные токиКЗ


ВКво включенномположениидолжен выдерживатьбез повреждений,могущих препятствоватьего исправнойработе, электродинамическоеи термическоевоздействиесквозных иударных токовКЗ


- Предельныйсквозной токКЗ


iпс= 1,8.2.Iном.о= 1,8.2.31,5= 80,186 кА;


- Эффективноезначение предельногосквозного токаКЗ


Iпс= iпс/3= 80,186/3= 46,295 кА;


- Предельныйток термическойстойкости


Iпс= Iном.о= 31,5 кА;


- Времяпротеканияпредельноготока термическойстойкости


T пт= 2 c.


4.1.5. Ударныетоки КЗ


- Ударныйток КЗ:


iуд= iпс= 80,186 кА;


- Эффективноезначение ударноготока КЗ:


Iуд= iуд/3= 80,186/3= 46,295 кА.


4.2. Расчёткратковремённогонагрева токоведущихчастей токамиКЗ


Условиетермическойстойкоститоковедущихчастей: кдоп.Используякривые адиабатическогонагрева проводников= f(A){6,стр.83},можно найтитемпературутоковедущихчастей в концеКЗки сравнить еёс предельнодопустимойтемпературойнагрева доп.


ЗначениекоэффициентаАпри температурекопределяетсяпо формуле:


Ак= Ан+ (Iт/F)2.tт,где


Ан– значениекоэффициентаАпри температурепроводникаперед началомКЗн,равной наибольшейдопустимойтемпературенагрева придлительнойработе приноминальномтоке;


Ак- значениекоэффициентаАпри температурепроводникан;


Iт- ток КЗ(термическойстойкости),протекающийза времяtт= 2 сек.


Проверкеподлежат


  • Медныйламельныйконтакт ДУ


н= 90С{ГОСТ 8024-84}, доп= 300С,Ан= 1,60.1016А.сек/м2


Ак= 1,6.1016+ (31500/0,00257)2.21,65.1016А.сек/м2


к= 120Сдоп.


  • Латуннаятоковедущаятруба ДУ


н= 60С{ГОСТ 8024-84}, доп= 250С,Ан= 0,40.1016А.сек/м24


Ак= 0,40.1016+ (31500/0,003890)2.20,50.1016А.сек/м2


к= 145Сдоп.


Рис7. Тепловая модельДУВВМ-500


4.3. Исходныеданные длярасчёта

нажатияв скользящемламельномконтакте


Исходныеданные взятыиз литературы{4},{5},{6},таблицы2.


- Номинальныйток выключателяIном= 2000 А;

- Максимальнаятемператураконтактов измеди и

медныхсплавовдоп= 120C;

- Превышениетемпературыконтакта надтемпературой

удалённыхточек= 5 К;

- Количестволамелейm= 15;

- Количествоточек касаниядля линейногоконтактаn= 2;

- Удельноесопротивлениемеди при 0C0=1,62.10-8Ом.м;

- Температурныйкоэффициентэлектрического

сопротивлениямеди при 0C= 0,00433 K-1;

-Теплопроводностьмеди при 0C0= 388 Вт/(м.К);

- Микротвёрдостьмеди при 0CH= 730 МПа;

- Температураплавлениямеди0= 1083С;

- Температурныйкоэффициентэлектрического

сопротивлениямеди при 0C= 0,00433 K-1;

- Коэффициентшероховатостиповерхностим= 1;

- Коэффициентнеравномерностипо точкам касанияkн=1,1 1,3.


Предварительныерасчёты:


=0.(1+cu.доп)= 1,62.10-8.(1+ 0,00433.105)= 2,357.10-8Ом.м;


= 0.(1- т.доп)= 388.(1- 1,8.10-4.120)= 379,619 Вт/(м.К);


н= 273 + доп= 273 + 120 = 393 К; пл= 273 + пл= 273 + 1083 = 1356 К;


H=H.[1-(н/пл)2/3]/[1-(273/пл)2/3]=730.[1-(393/1356)2/3]/[1-(273/1356)2/3];H= 622,5 МПа.


Расчётконтактногонажатия посферическойформуле:


Fк.сфр= [n.(Iном/(n.m).kн)2.kл..м.Hб]/[16.2.(аrccos(Tк/Tм))2];


Fк.сфр= [2.(2000/(2.15).1,2)2.2,35710-8.3,14159.3,7.108]/

/[16.379,6192.(аrccos(388/393))2];


Fк.сфр= 7,826 H.


Расчётконтактногонажатия поэллиптическойформуле:


Fк.элп= [n.(Iном/(n.m).kн)2...см]/[32..(Tк- Tм)];


Fк.элп= [2.(2000/(2.15).1,2)2.2,357.10-8.3,14159.3,7.108]

/[32.379,619.(388- 393)];


Fк.элп= 7,972 H.


4.4. Расчётпараметровскользящего

ламельногоконтакта ДУпрограммой{4}


- Исходныеданные:


Исходныеданные длярасчёта взятыиз {3},{4},{5}.


Материал контактнойпары латунь/медь;

Номинальныйток2000 А;

Номинальныйток отключения31500А;

Допустимаятемпературав номинальномрежиме120+273=393 К;

Допустимаятемпературапри КЗ 300+273=573 К;

Температураплавления1083+273=1356К;

Твердость поБринелю при0С5.108Н/м2;

Теплопроводность388Вт/(м.К);

Длина ламели0,051м;

Внутреннийдиаметр ламели0,082м;

Внешний диаметрламели0,116 м;

Сечение ламели0,001785м2;

Число ламелей15;

Число точеккасания2.


- Результатырасчёта:


В номинальномрежиме силаконтактнойпружины7,953 Н;

В режиме короткогозамыканиямаксимальная

температураточки касания1247К;

Электродинамическаясила притяжения,

действующаяна одну ламель13,083Н;

Электродинамическаясила отталкивания,

действующаяна одну ламель6,830Н;

Фактическоенажатие10,230 Н;

Переходноесопротивлениеконтакта7,559.10-6Ом;

Тепловые потерив контакте30,236Вт.


4.5. Расчётраспределениятемпературыметодом тепловыхсхем


Расчётраспределениятемпературыпо длине стержневойсистемы, состоящейиз несколькихучастков (стержней),каждый из которыхимеет постоянноесечение, основанна использованииметода тепловыхсхем. В практикутепловых расчётоввводится понятие«тепловойчетырёхполюсник».Рассматриваетсястержневаясистема, состоящаяиз nучастков. Вэтой системевыделяетсяj-йучасток конечнойдлины, имеющийравномернораспределённыйобъёмный источникэнергии ивзаимодействующийс участкамиi(i= j- 1) и k(k= j+ 1). Пусть в установившемсярежиме теплообменаданный участокjвоспринимаетот участка iкакое-то количествотепла (Q1),передаёт участкуk,количествотепла (Q2),а с его боковойповерхностив окружающуюсреду уходиттепловой потокQ2.Избыточныетемпературына концах участкаравны ijjk.

Рассмотренныйслучай взаимодействияj-гоучастка с соседнимиучастками ис окружающейсредой можетбыть представленв виде симметричной Т-образнойтепловой схемы– тепловогочетырёхполюсника,параметрыкоторого (Rj’,Rj’’,yj)таковы, что призаданных значенияхijи jkтепловые потокиQ1,Q2и Q3сохраняют своизначения. Заменакаждого участкастержневойсистемы подобнойтепловой схемойи их соответствующеесоединениедаёт тепловуюсхему всейстержневойсистемы, приэтом условиясопряженияна стыках соседнихучастков выполняютсяавтоматически.

Полученнуютепловую схемустержневойсистемы рассчитываюти находят избыточныетемпературына концах каждогоучастка.

Далееустанавливаетсявзаимосвязьмежду температурамина концах j-гоучастка (ijи jk)с распределениемтемпературыпо его длине,а также взаимосвязьмежду геометрическимии тепловымипараметрамиj-гоучастка с элементамитепловой схемы.Для этого находитсяраспределениетемпературыпо длине j-гоучастка, причёмизвестны и независят оттемпературыдлина стержняL,избыточныетемпературына его концахijи jk,коэффициентытеплопроводностии теплоотдачиkэкв,периметр S,сечение Fи удельнаямощность равномернораспределённогообъёмногоисточникаэнергии W.

Этотслучай описываетсядифференциальнымуравнением


d2/dx2b2.= - W/,b2= kэкв.S/.F,


решениеего при граничныхусловиях j(0)= ijи j(L)= jkимеет вид:


j(x)= (1/sh(b.L)).[(ij- yj).ch(Lx).b+ (jk- yj).sh(b.x)]+ yj


Издифференциальногоуравнениянаходятсятепловые потокиQ1и Q2


Q1= - .F.(d/dx)x=0= (.F.b)/(sh(b.L)).[(ij- yj).ch(b.L)- (jk- yj)];


Q2= - .F.(d/dx)x=L= (.F.b)/(sh(b.L)).[(ij- yj)- ch(b.L).(jk- yj)].


Установившаясятемпература,которую имелбы участок приотсутствиивзаимодействияс другими участками


yj= a2/b2,а2= j2./+ kэкв.S.0/.F;


yj= (j2..F+ kэкв.S.0)/(kэкв.S).


Длятепловой схемыс использованиемзаконов Кирхгофа


Q1Q2Q3= 0;

- ij+ Q1.Rj’+ Q3.Rj’’+ yj= 0;

- ij+ Q3.Rj’’+ Q2.Rj’+ ik= 0.


Решаясистему уравненийотносительноRj’и Rj’’,можно получитьвыражения длятепловыхсопротивленийучастков конечнойдлины


Rj’= (ch(b.L)– 1)/(.F.b.sh(b.L));Rj’’= 1/(.F.b.sh(b.L)).


РасчёттепловыхсопротивленийRj’и Rj’’,установившихся температурyjучастков системысведём в таблицу6.


Влияниеконтакта учитываетсядополнительнымподводом тепла


Pк= Iном2.Rк,


гдеRк– переходноесопротивлениеконтакта.


Pк= 20002.7,559.10-6= 30,236 Вт;


Тепловаясхема замещениятоковедущейсистемы представленав приложении.Для расчётараспределениятемпературыпо длине токопроводаметодом тепловыхсхем используетсяпрограммныйпакет, разработанныйна кафедре ТВН.


Таблица6. Исходные данныедля программноготепловогорасчёта

Параметры

I- VIII

II- VII

III- VI

IV- V

L,м

0,060

0,060

0,140/ 0,400

0,050/ 0,060

S,м

1,130

0,314

0,314

0,188

F,м2.10-2

10,0/ 17,0

7,540

7,540

5,720

,Вт/(м.°С)

040

160

160

100

j,А/м2.106

0,020

0,265

0,265

0,140

Rт,(м.°С)/Вт

-

0,623

0,128

0,200

kэкв,Вт/(м2.°С)

-

4,683

16,390

20,050

b

-

0,350

0,653

0,813

Rj’,Ом

0,003

0,373

0,116/ 0,274

0,078

Rj’’,Ом

0,760

14,140

1,710/ 0,610

4,600

yjС

40,0

61,5

47,2

57,0


L- длина участкас однороднойизоляцией;

S- периметртоковедущегостержня научастке однородности;

F- сечение токопроводана участкеоднородности;

-коэффициенттеплопроводностиматериалатокопроводана участке;

j– плотностьтока;

-коэффициенттеплопроводностиматериалатокопроводана участке.


V. РАСЧЁТГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВВ ДУ


ВВпредставляетсобой сложныйпневматическийаппарат автоматическогодействия, вкотором всеосновные операции,связанные сего работой: гашение дуги,перемещениеразмыкающихсяконтактов иряд других -осуществляютсяпосредствомсжатого воздуха.Из этого следует,что с тем илииным цикломработы такоговыключателясвязана совокупностьгазодинамическихпроцессов,протекающихв отдельныхэлементах илиодновременно,или в определённойпоследовательности.

Основнымигазодинамическимипроцессамив ВВявляются:


  • Истечениесжатого воздухаиз резервуаров,камер;

  • Наполнениесжатым воздухомвоздухопроводов,камер гашениядуги;

  • Движениевоздуха в трубах,отверстияхи насадках.


Ходомэтих процессовнепосредственноопределяютсянаиболее важныеэксплуатационныехарактеристикиВК(время отключения,время включения,дугогасящаяспособность,сброс давленияв резервуареи др.).

Прирассмотрениигазодинамическихпроцессов вбольшом числеслучаев задачуможно упростить,сделав следующиепредположения:


  • Истечениегаза происходитадиабатически;

  • Процессистеченияимеет установившийсяхарактер;

  • Потерина трение вбольшинствеслучаев отсутствуют.


5.1. Расчётдинамикипневматическогомеханизма ДУВВ


Вовключенномсостоянии ВВ,давление вколонке ДУравно атмосферному,т.е. p0= pа= 0,1 МПа.При подачекоманды управленияна отключениеВВв течение менее0,06 сек{3}контакты ДУдолжны разойтисьпод воздействиемдавления сжатоговоздуха, наполняющегов это времяколонку камерДУ.В момент, когдадавление сжатоговоздуха сравняетсяс давлениемсопротивлениясо стороныпоршневогомеханизмаподвижногоконтакта ДУ,подвижныйконтакт придётв движение.


Силасопротивлениясжатому воздухуQc


Qc= Qп+ Pпч+ Qтр= 1765,197 + 112,776 + 50 = 1927,937 Н,где


Qп-сила номинальногоконтактногонажатия, Qп= 180.9,807= 1765,197 Н;

Pпч-весподвижныхчастей (буфера,поршневогокольца, пружины поршневогомеханизма иподвижногоконтакта),Pпч= 112,776 Н;{3}

Qтр-сила тренияв скользящемконтакте, принимаемQтр= 50 Н.


Давление,при которомпоршневоекольцо камерыДУначнёт перемещаться


pтр= p0+ Qc/S= 0,1.106+ 1927,937/(5,027.10-3)= 0,483 МПа,где


S-активная площадьпоршневогокольца камеры,


S= (/4).(dн2dв2)= (3,142/4).(0,1162– 0,0842)=5,027.10-3м2,где


dниdв– соответственно,наружный ивнутреннийдиаметры поршня{3}.

Давлениесжатого воздухав ДУв первом приближенииможно принять


pt= pтр+ b.t,где


b- постояннаянарастаниядавления наполненияДУ,b= 600 сек-1;


t– время протеканияпроцесса.


Ходподвижныхконтактов


h(t)=S/(6.10-5.mпч).b.t3= 5,027.10-3/(6.10-5.11,5).600.t3= 4,371.103.t3,где


mпч–масса подвижныхчастей (буфера,поршневогокольца, пружины поршневогомеханизма иподвижногоконтакта), mпч11,5 кг{3}.


Максимальноезначение, накоторое расходятсяконтакты ДУпри отключенииВВhмакс= 0,040 м{3}.Время, за котороеконтакты разойдутсяна эту величинуможно определитьиз последнейзависимости


tдв= 3(6.10-5.11,5.0,040)/(5,027.10-3.600)= 2,092.10-2сек(20,920 мсек).


Скоростьдвижения подвижногоконтакта описываетсявыражением


V(t)=S/(2.10-5.mпч).b.t2=5,027.10-3/(2.10-5.11,5).600.t2,V(t)=1,311.104.t2,м/с


ГрафическиезависимостиV(th(t)представленына рис.8.


5.2. Выборнеобходимогообъёма резервуара


Расчётведётся поформуле:


Vмин= (0,57.S.с0.t)/ln(Pн/Pк)1/k,где


S– площадь сечениявыхлопныхотверстий. Наодин полуполюсВВприходитсячетыре цилиндрическихсопла диаметромd1= 0,055 м и двадцатьконическихотверстийдиаметром d2= 0,015 м.Отсюда:


S= (/4).(1.4.d12+ 2.20.d22),где


1,2-коэффициентысужения струиотверстий: 1= 0,5, 2= 0,7;


S= (3,142/4).(0,5.4.0,0552+ 0,7.20.0,0152)= 8,414.10-3м2;


с0- скорость звукав воздухе приначальныхусловиях, с0= 356 м/сек;

t– время, в течениекоторого контактыразомкнутыи происходитсвободноеистечениевоздуха из ДУ,t= tбп= 0,3 сек;{3}

Pн– начальноедавление врезервуареPн= 2,1 МПа;{3}

– давлениев резервуарепосле отключения,Pк= 1,9 МПа;{3}

k - показательадиабаты, k= 1,4.


Vмин= (0,57.8,414.10-3.356.0,3)/ln(2,1/1,9)1/1,4= 2,651 м3.


Поконструктивнымсоображениямобъём резервуараполуполюсаV= 3,6м3.


5.3.Расчёт процессанаполнениякамер ДУ сжатымвоздухом


5.3.1.Исходные данныедля расчёта


Исходныеданные длярасчёта взятыиз {3}и непосредственнос конструкторскихчертежей:


- Внутреннийдиаметр камерыДУdкв= 0,208 м;

- Внутреннийдиаметр опорнойколонки dив= 0,160 м;

- Высотаколонки камерДУполуполюсаhк= 3,6 м;

- Высотаопорной колонкиhи= 4,1 м;

- Диаметротверстияглавного дутьевогоклапана dдк= 0,170 м;

- Начальноедавление воздухав резервуареp0= 2,0 МПа;

- Объёмрезервуараполовины полюса3,6 м3;

- Среднийдиаметрконтактно-поршневогомеханизма dм= 0,130 м.


Эффективноесечение отверстияглавного дутьевогоклапана


S1= (/4)..dдк2= (3,142/4).0,45.0,1702= 1,024.10-2м2,где


-коэффициентсужения струидутьевогоклапана, принимаем= 0,45.


Суммарноеэффективноесечение отверстийконтактныхсопел


S2= 8,414.10-3 м2,см. выше.


5.3.2. РасчётнаполненияДУ при закрытыхсоплах в надкритическомрежиме


Расчётнаясхема дана нарис.10. Объём,заполняемыйсжатым воздухом


V2= (/4).(dив2.hи+ [dкв2- dм2].hк),


V2= (/4).[0,1602.4,1+ (0,208.2- 0,1302).3,6]= 0,157 м3.


Расчётведётся согласноуравнению {4,стр.288-289, ф.(10-7),(10-10)}


pt= pн.(1- 1.(0/нk).t)k,где


pн= 0,1 МПа;Tн= 273 + 40 = 313K;R= 293,7;c0= 355,6 м/сек.


н= pн/(R.Tн)= 0,1.106/(293,7.313)= 1,088 кг/м3;


0= p0/(R.T0)= 2,1.106/(293,7.313)= 22,844 кг/м3.


1= (0,57.S1.c0)/V2= (0,57.1,024.10-2.355,6)/0,157= 13,220 сек-1.


Приэтом расчётнаяформула принимаетвид


pt= (10-1).(1+ 268,363.t)1,4,МПа


Поэтой формулерассчитанаи построенаначальная частькривой рис.9.Надкритическийрежим заканчиваетсяпри pt= 0,523.p0= 1,098 МПа.Этому соответствует время t1= 16,907.10-3сек.






Рис.10. К расчёту первойстадииРис.11. К расчёту второйстадии

наполнения камеры выключателянаполнения камеры выключателя


5.3.3. Расчётнаполненияпри закрытыхсоплах в подкритическом режиме


Расчётнаясхема дана нарис.10. Давлениерассчитываетсяпо уравнению


= t

tп= 2.(dt/[t.(t)],где (t)= [2/(1- k).(1- (k– 1)/k)],

= 0,53


1/2= k.S1.c0/V2 = 1,4.1,024.10-2.355,6/0,157= 32,470 сек-1.


Расчётведётся графическиминтегрированием{4,стр.290, рис.10-5}.Участок кривойтакже построенна рис.9. Длительностьрежима t2мала.


5.3.4. Расчётвторой стадиинаполнения


Поистечениивремени t2происходитоткрытие контактныхсопел ДУи начинаетсявторая стадиянаполнения.Расчётная схемадана на рис.11.В ходе этойстадии существеннуюроль играетимеющеесясужение воздушноготракта в местеперехода издутьевой трубыв камеру. Учитываяэто, следует считать заобъём V2объём тольковнутреннейполости камерыV2’, за сечениеS1– сечение входногоотверстия изтрубы в камеруS1’.


В нашемслучае


V2’= (/4).3,6.(0,2082- 0,1302)= 0,075 м3;


S1’= .(/4).dив2= 0,45.(3,142/4).0,162= 9,048.10-3м2;


S2/S1’= 9,048.10-3/1,021.10-2= 0,886 0,9.


Расчётведётся наоснованииуравнения {4,стр.292, ф.(10-23)}


= t

tп= V2’/(k.S1.c0).(dt/[t.()– 0,57.(S2/S1’).(k– 1)/k]

= н


Численноезначение входящегомножителя


V2’/(k.S1.c0)= 0,075/(1,4.9,048.10-3.355,6)= 1,665.10-2сек-1.


Воспользовавшисьграфическойзависимостью{4,стр.301, рис.10-12}


()= .()– 0,57.(S2/S1’).(k– 1)/k,


покоторой построенаподынтегральнаяфункция уравнения,представленноговыше 1/()= f(){4,стр.301, рис.10-13},при начальномзначении н= 1 - pтр/p0= (2,1 - 0,483)/2,1 = 0,770 найденазависимость t= f1(t)pt= t.p0= t.2,1.106= f2(t).


Нарис.9 построенрассчитанныйтаким образомучасток кривой,соответствующийвторой стадиинаполнения.


Этойстадии соответствуетотрезок времениt3.Процесс заканчиваетсяв момент времениt4= t1+ t2+ t3,когда происходитзакрытие дутьевого клапана. Вданном случаеt4сек,что соответствуетзаявленномузначению (см.таблицу 2) собственноговремени отключения.


5.4.Расчёт истечениявоздуха черезсопло

при наличии в нём электрической дуги


Прирешении даннойзадачи принимаютсяследующиеупрощения:


  • Параметрынеподвижноговоздуха в камерене меняются;


  • Тепловаяэнергия, выделяемаярассматриваемымучастком стволадуги, непрерывнопоступает вгазовый потоки равномернораспределяетсяпо всему потоку;


  • Рассматриваетсяистечение газабез трения.


Длягазового потокасправедливзакон сохраненияэнергии, уравнение состояния,уравнениепостоянствамассовогорасхода. Изэтих соотношенийможно получитьформулу длярасчёта скоростигазового потока


с1= 8600.P0.S2/N0,{4,стр.155, ф.(5-80)},где


P0– давление вкамере к моментузажигания дуги1,6 МПа;

S2- суммарноеэффективноесечение отверстийсопел S2= 8,414.10-3м2;

N0– мощностьдуги, равнаяколичествутепла, подводимогок единице массыгаза в единицувремени


N0= uд.iд,где


uд– напряжениена рассматриваемойчасти стволадуги, uд1000 В;

iд– ток дуги, вкачестве расчётногоберётся амплитуданоминальноготока отключения


iд= 2.Iном.о= 2.31,5= 44,548 кА.


Скоростьистечения навнешнем срезесопла будетравна скоростизвука c0= 20,1.T0= 20,1.(273+ 40) = 20,1.313= 355,6 м/сек{4, стр.288}.


с1= 8600.1,6.106.8,414.10-3/(1000.44,548.103)= 25,989 м/сек.


Приотсутствиидуги и расхожденииконтактов всопле устанавливаетсякритическаяскорость истечениявоздуха, равная355,6 м/сек.При наличиидуги происходитбыстрый нагреввоздуха в соплеи подъём давления. В результатескорость истечениявоздуха падает;причём чембольше ток, темсильнее торможениевоздушногопотока. Приопределённомзначении токапроисходиттермодинамическаязакупоркасопла, когдаскорость воздуха падает до нуля.При закупоркесопла дуга негаснет, т.к.отсутствует необходимыйотвод теплотыот неё.


Экспериментальноустановлено,что для успешногогашения дугинеобходимо,чтобы скоростьвоздуха неопускаласьниже 7-10 м/секпри амплитудномзначении тока,что и имеетместо в данномслучае.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Подводяитог своегокурсовогопроекта, в ходекоторого былпроизведёнобзор ВВ,рассмотреныосновные сериисуществующихв настоящиймомент ВВ,описана конструкцияи работа ВВМ-500,произведенапроверка изоляциидля этого ВК,выполненытоковые расчётыи описаны некоторыевопросы газодинамикиВВМ-500,хочу ещё развыделить, намой взгляд,основные причиныотказов ВВ,которые и внастоящее времяявляются«проблемными»:


  • Утечкасжатого воздухачерез концевыеи центральныедутьевые соплаДУиз-за поврежденийрезиновыхуплотнений;


  • Самопроизвольноеотключениеполюсов ВКиз-за дефектовклапанов отключения;


  • Самопроизвольныевключения;


  • Разрушенияпружин концевыхсопел ДУ;


  • Самопроизвольныепонижениядавления сжатоговоздуха в системе с последующимсамопроизвольнымвосстановлением.


Несмотряна значительныйпрогресс, достигнутыйза последниегоды в развитииэлегазовыхи совершенствованиималомасляныхи вакуумных ВК,область примененияВВпока ещё достаточнообширна. Следующиеобстоятельствабудут, по-видимому,способствоватьдаже расширениюэтой областив ближайшиегоды:


  • Вближайшие годывряд ли можноожидать, чтотоки отключенияэлегазовыхи маломасляныхВКбудут превышать80-100 кА,особенно принапряженияхсвыше 35 кВ,в то время какуже сейчасшироко применяются генераторныеВВс током отключениядо 250 кАи требуютсявыключателина напряжениесвыше 750 кВс током отключениядо 100 кА;


  • Из-занеобходимостисжатия элегазав процессеотключенияи вследствиеотносительнонизкой скоростиистеченияэкономическинецелесообразносоздавать этиВКс временемотключения,меньшим, чемдва периода,тогда как времяотключенияВВуже теперьтехническидоступнымисредствамиможет бытьдоведено доодного периода;


  • Проблемыподогреваэлегаза иподдержаниявысокой герметичности уплотненийпри минусовыхтемпературахопределяютпреимуществаВВв районах схолодным климатом;


  • Отключениетоков КЗвблизи мощныхисточниковэнергии с высокимсодержаниемапериодическойсоставляющейтакже можетбыть покаосуществленотолько ВВ.


Крометого, даже безучёта этихобстоятельствпри напряженияхсвыше 420 кВВВпока экономическиболее выгодны,чем ВКдругих типов.


ЛИТЕРАТУРА


  1. АфанасьевВ. В. Конструкциивыключающихаппаратов. Л.: Энергия,Ленинградскоеотделение,1969. – 640 с;


  1. АфанасьевВ. В., ВишневскийЮ. И.Воздушныевыключатели. Л.: Энергия,Ленинградскоеотделение,1981. – 384 с;


  1. Инструкциявоздушныхвыключателейс воздухонаполненнымотделителемсерии ВВ-330,ВВ-500и ВВМ-500- Е.: Уралэлектротяжмаш,1985;


  1. КукековГ. А.Выключателипеременноготока высокогонапряжения. Л.: Энергия,Ленинградскоеотделение,1972. – 336 с;


  1. Справочникпо электрическимаппаратамвысокого напряжения / Под редакциейВ.В. Афанасьева.- Л.: Энергия, 1987.- 544 с;


  1. ЧунихинА. А., ЖаворонковМ. А.Аппараты высокогонапряжения. М.: Энергоатомиздат,1985. - 432 с;


  1. Электрическиеаппараты высокогонапряжения/ Под редакцией Г.Н. Александрова.- Л.: Энергоатомиздат,1989. - 344 с.


ПРОГРАММНОЕОБЕСПЕЧЕНИЕ


  1. Математическийпакет MathCAD7.0.Copyrightby MathSoft,1997;


  1. Операционнаясистема DOS7.0.Copyrightby Microsoft,1995;


  1. Операционнаясистема Windows’95.Copyrightby Microsoft1995;


  1. Программарасчёта контактныхузлов CONT.Copyrightby TVN,1996;


  1. ТабличныйпроцессорExcel7.0.Copyrightby Microsoft1997;


  1. Текстовыйредактор Word7.0.Copyrightby Microsoft1997.


ПРИЛОЖЕНИЕ



Overview

Надкритический Режим
Пневматика

Sheet 1: Надкритический Режим


































t, мсек 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0 32.0 34.0 36.0 38.0 40.0 42.0 44.0 46.0 48.0 50.0 52.0 54.0 56.0 58.0

P(t), МПа 0.1 0.16 0.23 0.31 0.39 0.47 0.57 0.66 0.76 0.87 0.97 1.09 1.2 1.32 1.44 1.56 1.69 1.82 1.95 2.09 2.22 2.36 2.51 2.65 2.8 2.95 3.1 3.25 3.41 3.56


































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































Sheet 2: Пневматика





















t, мсек 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 20.9





V(t), м/с 0 0.05 0.21 0.47 0.84 1.31 1.89 2.57 3.36 4.25 5.24 5.73





h(t), мм 0 0.0 0.3 0.9 2.2 4.4 7.6 12.0 17.9 25.5 35.0 39.9



























































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































t, мсек 0 2 4 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 17.0 19.0 22.0 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58.97 60

V(t), м/с 0.1 0.18 0.28 0.38 0.5 0.62 0.75 0.89 1.03 1.2 1.34 1.4 1.43 1.44 1.55 1.57 1.6 1.71 1.72 1.74 1.77 1.8 1.81 1.84 1.86 1.88 1.9 1.91 1.92 1.93 1.94




































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































Фор.

Зона

Поз.


Обозначение


Наименование

Кол.

Приме-

чание





Документация










А1



18.02342311 004 СБ

Сборочныйчертёж

1













Сборочныеединицы













1


Головка

1




2


Изолятор

5




3


Клапанвыхлопной

12




4


Кожухкамеры

20




5


Контактнеподвижный

5




6


Механизмкамеры

5




7


Фланецверхний

1




8


Фланецнижний

1




9


Фланецсредний

4













Детали












10


Болтспециальный

12




11


Втулка

5




12


Гайкаспециальная

1




13


Гайкаспециальная

1




14


Кольцо

12




15


Переходник

12




16


Кольцорезиновое

20




17


Уплотнение

12




18


Уплотнение

12




19


Уплотнение

12




20


Уплотнение

1







18.02342311 004 СБ






Изм

Лист

N0документа

Подпись

Дата

Студент

Голубев


01,00


Камера

гасительная


Лит.

Лист

Листов

Руковод.

Гайсинский




1

2





УГТУ-УПИ

КафедраТВН

Э– 5522

Н.контр.




Зав.каф.

Шипицын




Фор.

Зона

Поз.


Обозначение


Наименование

Кол.

Приме-

чание





Стандартныеизделия












21


ВинтМ 6 х 12

80






ГОСТ1476 – 84







Гайки







ГОСТ15521 – 70





22


М10

-

190шт.



23


М16

50






Шайбы







ГОСТ6402 – 70





24


6,5/ 14 х 1,5

80




25


6Н – 65 Г

80




26


16Н – 65 Г

50




27


10Н – 65 Г

-

190шт.





Шпильки







ГОСТ22034 – 76





28


М10 х 90 40 / 40

32




29


М10 х 100

20




30


М10 х 105

-

120шт.



31


М16 х 85 50 / 25

12




32


М16 х 110 60 / 25

50




















































































18.02342311 004 СБ

Лист






2

Изм

Лист

N0документа

Подпись

Дата






















t, мсек 0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0






V(t), м/с 7 7 7.5 8 8.5 10 11.5 14 12.5 10.5 10






h(t), мм 70 67.5 66.0 65.5 65.0 64.5 63.0 62.5 61.5 60.0 59







77 75 74 74 74 75 75 77 74 71 69