Высоковольтные выключатели (стр. 2 из 3)

Испытания на стойкость к механическим воздействиям показали, что усилие удержания, развиваемого постоянным магнитом, достаточно для того, чтобы удерживать модуль во включенном положении так долго, как это необходимо по условиям эксплуатации, даже при воздействии вибрационных и ударных нагрузок.

Отключающая пружина привода также сжимается в процессе движения якоря, накапливая потенциальную энергию для выполнения операции отключения модуля.

Перемещение якоря передается на синхронизирующий вал, поворачивая его в процессе перемещения на угол 44°, для обеспечения индикации состояния модуля, управления вспомогательными контактами и приведения в действие блокировочных механизмов распредустройства.

3.2Отключение

Для отключения выключателя на обмотку электромагнитного привода разряжается предварительно заряженный отключающий конденсатор блока управления, обеспечивающий протекание через обмотку в течение 15-20 миллисекунд тока в направлении, противоположном току включения (участок 4-5 на рисунке).

Ток отключения частично размагничивает постоянный магнит, ослабляя силу магнитного притяжения якоря к плоскому магнитол ров оду.

Совместное воздействие отключающей пружины и пружины дополнительного поджатия контактов является достаточным для того, чтобы «оторвать» примагниченный якорь от магнито-провода (линия 4а). Возникающий воздушный зазор в приводе резко уменьшает силу притяжения, якорь под действием пружин интенсивно разгоняется и после 2 миллиметров свободного движения рывком увлекает за собой тяговый изолятор и подвижный контакт ВДК.

Усилие стартового рывка на подвижном контакте может достигать величины 2000 Н, что позволяет эффективно разрывать точки микросварок на поверхности контактов, которые могут возникать из-за термического воздействия токов короткого замыкания.

Размыкание контактов происходит с интенсивным ускорением, способствуя достижению максимальной отключающей способности модуля (линия 5 на рисунке).

По достижении якорем крайнего положения контакты ВДК удерживаются в разомкнутом состоянии усилием отключающей пружины, которое передается на подвижный контакт посредством тягового изолятора.

3.3 Блоки управления выключателем

Для управления (включения и отключения) выключателем, а также для сопряжения с существующими цепями релейной защиты и управления предназначены блоки управления BU/TEL различных типов.

При выполнении операций ВКЛ/ОТКЛ на катушки электромагнитных приводов выключателя разряжаются предварительно заряженные конденсаторы блоков управления. Таким образом обеспечивается строгое дозирование электрической энергии, что позволяет снизить совокупное разрушительное воздействие на контактную систему вакуумных дугогасительных электроэрозионных, тепловых и механических факторов, что в свою очередь способствует повышению коммутационного и механического ресурса всего вакуумного выключателя.

Блоки управления имеют встроенные блоки питания. Выбор типа блока управления зависит от рода оперативного напряжения (постоянное, переменное, выпрямленное), его источников, функционального назначения ячейки объема релейной защиты и автоматики, типа используемой аппаратуры и других параметров.

4. Технические характеристики вакуумных выключателей

4.1 Структура условного обозначения выключателя

Пример записи обозначения выключателя напряжением 10 кВ с номинальным током отключения 12,5 кА, номинальным током 630 А, климатического исполнения У2, конструктивного исполнения 45 по каталогу:

BB/TEL-10-12,5/630-У2-45.

4.2 Технические характеристики

4.2.1.	Номинальное напряжение, кВ	10 ,20
4.2.2.	Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12 , 24
4.2.3.	Номинальный ток (/ном), А	630, 1000, 1600
4.2.4.	Номинальный ток отключения (/о. ном), к А	12,5; 20;
4..2.5.	Сквозной ток короткого замыкания:-наибольший пик, кА , не более-начальное действующее значение периодической составляющей	32; 52; 8112,5; 20
4.2.6.	Нормированное процентное содержание апериодической составляющей,%	40; 40; 40
4-2.7.	Среднеквадратическое значение тока за время его протекания (ток термической стойкости), кА	12,5; 20;
4.2.8.	Время протекания тока (время короткого замыкания), с	3
4-2.9.	Собственное время отключения выключателя, с, не более	0,015
4.2.10.	Полное время отключения, с, не более	0,09
А.2.11.	Собственное время включения, с, не более	0,07
4.2.12.	Неодновременность замыкания и размыкания контактов, с, не более	0,004
4.2.13.	Номинальное напряжение питания блока управления, В (постоянного и переменного тока)	220
4.2.14	Диапазон напряжения питания привода, % от номинального значения	85-110
4.2.15.	Ресурс по коммутационной стойкости :-при номинальном токе /ном, операций «ВО»-при токах короткого замыкания /=(60-100)% от (/о. ном), операций «ВО»	50000100
4.2.16.	Механический ресурс, циклов «ВО»	50000
4.2.17.	Электрическое сопротивление главной цепи полюса, мкОм, не более, при номинальном токе:630 А1000 А1600 А	604030
4.2.18.	Масса, кг:ВВ/ТЕL-10 конструктивные исполнения 41;42;44;45;46;4843;47	3538
4.2.19.	Срок службы до списания, лет	25

5. Область применения и условия выбора

Выключатели BB/TEL применяются в составе комплектных распределительных устройств серии КРУ/TEL , выкатных элементов ВЭ/TEL, для замены морально и физически устаревших выключателей шкафов КРУ серий К, КМ, КРУ, КР, КСО, КРУН напряжением 6-10-20 кВ.

В зврубежной практике вакуумные выключатели используются на напряжения до 220 кВ и выше.

Положительные стороны вакуумных выключателей:

1) простота конструкции - отсутствие клапанов, компрессоров, других вспомогательных устройств;

2) исключительная надежность - перерывы в работе присоединений, вызванных ремонтом выключателей, практически исключен;

3) быстродействие;

4) отсутствие шунтирующих резисторов, поскольку скорость восстанавливающейся электрической прочности промежутка между контактами исключительно высока;

5) отсутствие масла и других горючих материалов;

6) относительно небольшие размеры и масса выключателей;

7) отсутствие ударных нагрузок на фундаменты характерных для масляных выключателей;

8) бесшумная работа;

9) низкая стоимость.

Весьма вероятно, что в ближайшем будущем вакуумные выключатели вытеснят большую часть выключателей, применяемых в настоящее время.

Выбор выключателей

При выборе выключателей необходимо учесть 12 различных параметров, но так как заводами-изготовителями гарантируется определенная зависимость параметров, например

допустимо производить выбор выключателей по важнейшим параметрам:

по напряжению установки Uуст ≤ Uном ;

по длительному току Iнорм ≤I ном ; Imax ≤ Iном ;

по отключающей способности.

В первую очередь производится проверка на симметричный ток отключения по условию

Затем проверяется возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ

где iа, ном - номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени т; βН— нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе, % (по каталогам или по рис. 4.54); iа, τ — апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов τ; τ — наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов:

;

здесь где tз,min =0,01 с — минимальное время действия релейной защиты;

tсв - собственное время отключения выключателя.

Если условие Iп,τ ≤ I отк,ном соблюдается, а

то допускается проверку по отключающей способности производить по полному току КЗ:

По включающей способности проверка производится по условию

где iу -ударный ток КЗ в цепи выключателя;

— начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя;

— номинальный ток включения (действующее значение периодической составляющей); iвкл — наибольший пик тока включения (по каталогу). Заводами-изготовителями соблюдается условие

, где

— ударный коэффициент, нормированный для выключателей. Проверка по двум условиям необходима потому, что для конкретной системы kу может быть более 1,8.

На электродинамическую стойкость выключатель проверяется по предельным сквозным токам КЗ: