Маломасляный выключатель типа ВМТ

ОАО «Уралэлектротяжмаш» выпускает маломасляные выключатели с номинальным напряжением 35, 110, 220 кВ. Выключатель состоит из стального основания, на котором установлены три фарфоровые колонны. Нижняя часть каждой колонны представляет

собой фарфоровый изолятор, внутри которого размещены стеклопластиковые тяги для передачи движения от привода к контактам. На верхней части колонны расположено дугогасительное устройство в эпоксидном цилиндре, воспринимающем механические напряжения при работе выключателя. Гашение дуги происходит в камере встречно-поперечного дутья. Избыточное давление создается перед пуском выключателя в эксплуатацию посредством накачки в него сжатого сухого азота и благодаря надежной герметизации сохраняется в выключателе вплоть до очередной ревизии.

Выключатель снабжен пружинным приводом; время отключения составляет 3 периода. У выключателей предусмотрено устройство для подогрева масла в зимних условиях. Оно имеет две ступени регулирования. С обычным трансформаторным маслом выключатели могут работать при температуре до –45°С., а низкотемпературным маслом при температуре до –65°С.

В отличие от других типов, выключатели типа ВМТ сравнительно легко поддаются диагностированию с помощью тепловизора. Так, выключатели типа ВМТ имеют контактные соединения в шести точках: 1 точка-болтовое соединение фланца с кольцом; 2 точка–контактное резьбовое соединение между фланцем и втулкой дугогасительной камеры, 3 точка–контакт между подвижным и неподвижными контактами, 4 точка-контакт в роликовом токосъеме, 5 точка-контакт между корпусами неподвижного контакта (резьбовой) и, наконец, 6 точка-контакт между контактным стержнем и стойкой (рис. 3).

Замечено, что если имеется плохой контакт на первой точке, то перепад температуры обнаруживается тепловизором на колпаке полуполюса выключателя, если имеется плохой контакт на второй точке, то градиент температуры можно обнаружить непосредственно на линейных выводах выключателя. Если выключатель имеет плохой контакт в одной из четырех других вышеназванных точек, то перепад температуры проявляется на нижней части колпака по периметру полуполюса выключателя на уровне аппаратного зажима (на кольце).

Таким образом, путем выявления и оценки градиента изменения температуры на колпаке полуполюса, возможно определить геометрически точку дефекта в выключателе, находящегося под рабочим напряжением.

2.4. Воздушные выключатели

В воздушных выключателях гашение дуги происходит в продольном потоке воздуха при давлении 2-4 МПа и выше.

В ОАО "Чувашэнерго" на ОРУ 500 кВ ЧеГЭС эксплуатируются воздушные выключатели типа ВВБ. Выключатели серии ВВБ имеют пневматическую систему управления. Пусковые клапаны для включения и отключения с соответствующими электромагнитами расположены у основания выключателя, около ресирвера с запасом сжатого воздуха и находятся под потенциалом земли. В полых опорных колоннах проложены воздуховоды из изоляционного материала, из которых один служит для пополнения бочков сжатым воздухом, а второй для управления контактами и дутьевыми клапанами модулей, находящихся под напряжением (рис. 4).

2.5. Элегазовые выключатели

Элегаз (сокращенное от слов «электричество» и «газ») гексафторид серы, SF₆ шестифтористая сера имеет электрическую прочность примерно 2,9 раза выше, чем воздух. При давлении 0,2МПа электрическая прочность элегаза сравнима с прочностью масла. Исключительная способность элегаза гасить дугу объясняется тем, что его молекулы улавливают электроны дугового столба и образуют относительно неподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делают дугу неустойчивой, и она легко гаснет.

Элегаз нетоксичен, негорюч, химически инертен, не реагирует с Al, Cu, Ag и нержавеющей сталью, не разлагается под действием воды, кислот, щелочей, не имеет запаха и цвета. При нормальной температуре допускается его сжатие до 2МПа без сжижения. При давлении 0,3-0,4МПа его электрическая прочность достигает электрической прочности трансформаторного масла. Наибольшее рабочее давление и, следовательно, наибольший уровень электрической прочности элегаза в изоляционной конструкции ограничиваются возможностью снижения элегаза при низких температурах. Так, температура сжижения элегаза при давлении 0,3 МПа составляет –45°С, а при 0,5 МПа повышается до –30°С. Такие температуры у отключенного оборудования наружной установки вполне возможны зимой во многих районах страны. В связи с этим большой интерес представляют смеси элегаза с азотом, у которых электрическая прочность лишь на 10-15% ниже прочности чистого элегаза, а допустимое давление резко возрастает. Так, например, у смеси из 30% элегаза и 70% азота сжижение при температуре –45°С наступает при давлении 8МПа. Таким образом, допустимое рабочее давление для смеси оказывается примерно в 30 раз выше, чем для чистого элегаза.

Элегазовая изоляция может быть использована только в герметичных конструкциях. Практика показала, что надежность герметизации конструкций с элегазом является сложной задачей, требующей пристального внимания.

Высокая надежность элегазовой изоляции обеспечивается при условии очень тщательной очистки от загрязнений всех элементов конструкции, соприкасающихся с элегазом. Небольшое количество пыли, мелкой металлической стружки, волокон пряжи или бумаги могут снизить кратковременную электрическую прочность конструкции или вызвать появление в ней частичных разрядов. Последние опасны тем, что разлагают элегаз с образованием химически очень активных, а иногда и токсичных продуктов.

Элегаз является не только хорошей изолирующей, но и хорошей дугогасящей средой. Ток отключения в элегазе примерно в 10 раз больше чем в воздухе. Если же учесть, что в элегазе скорость восстановления электрической прочности после погасания дуги на порядок выше, чем в воздухе, то из этого следует, что мощность отключения в элегазе может быть почти в 100 раз больше, чем в воздухе. По этой причине элегазовые выключатели успешно конкурируют с воздушными выключателями.

В случае потери питания выключатель, находящийся во включенном положении, может выполнить полный цикл: отключение–выключение–включение–отключение с помощью энергии, запасенной в механизме. Механизм может быть также заряжен вручную с помощью рукоятки. Выключатели типа РМ имеют время отключения 3 периода. Для каждого типа выключателей свои нормы. Эти нормы зависят от типа исполнения (воздушный, масляный, элегазовый, вакуумный), от тока отключения, от номинального напряжения. Но для всех типов измеряют сопротивление постоянному току. В таблице 1 приведены сопротивления контактов выключателей разных типов.

Таблица 1. Сопротивления контактов выключателей

Измеряют сопротивление изоляции подвижных и направляющих частей, испытывают повышенным напряжением, измеряют скоростные и временные характеристики выключателей, измерение хода подвижных частей и т. д.

2.6. Испытания выключателей

Объём испытаний масляных выключателей:

1. Измерение сопротивления изоляции вторичных цепей и электромагнитов управления (К, М).

2. Измерение сопротивления изоляции силовых частей выключателей (К, М).

3. Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты (К).

4. Испытание изоляции вторичных цепей и электромагнитов управления (К).

5. Испытание вводов (К, М).

6. Оценка состояния внутрибаковой изоляции и изоляции дугогасительных устройств баковых масляных выключателей 35кВ (К).

7. Проверка состояния контактов выключателя – измерение сопротивления постоянному току (К, Т, М).

8. Измерение сопротивления постоянному току шунтирующих резисторов дугогасительных устройств (К, Т, М).

9. Проверка временных (при необходимости и скоростных) характеристик выключателей (К).

10. Измерение хода подвижных контактов с контролем одновремённости замыкания контактов и определения при необходимости вжима контактов (К, М).

11. Проверка срабатывания электромагнитов управления при пониженном напряжении (К).

12. Испытание выключателей многократным включением и отключением (К).

13. Испытание трансформаторного масла (К, М).

14. Испытание встроенных трансформаторов тока (М).

15. Тепловизионный контроль (М).

Примечание: К – капитальный ремонт, испытание при вводе в эксплуатацию; Т – испытания при текущем ремонте; М – межремонтные испытания.