Разъединитель. краткая характеристика

Классификация разъединителей.

Наиболее распространены разъединители РВ, РВО, РВЗ, РВФЗ, РЛН, РНДЗ, РВПЗ. В этих обозначениях: Р — разъединитель, В — внутренняя установка, Н — наружная установка, О — однополюсный, Д — двухколонковый, Ф — фигурное исполнение (проходные изоляторы), З — заземляющие ножи, Л — линейный контур тока, П — поступательное движение главных ножей. Цифры после букв указывают номинальное напряжение (числитель дроби) и ток (знаменатель дроби).
По характеру движения подвижного контакта (ножа) различают разъединители:

  1. вертикально-поворотного типа с вращением ножа в вертикальной плоскости;
  2. горизонтально-поворотного типа с вращением ножа в горизонтальной плоскости;
  3. качающегося типа с вращением ножа совместно с поддерживающим его изолятором в вертикальной плоскости,
  4. катящегося типа с прямолинейным возвратно-посту нательным движением опорного изолятора совместно с закрепленным на нем подвижным контактом;
  5. с прямолинейным движением ножа в вертикальной плоскости вдоль или поперек осей опорных изоляторов (пантографического типа);
  6. со складывающимся ножом в вертикальной плоскости (телескопического типа);
  7. подвесного типа с перемещением подвижного контакта вместе с поддерживающими изоляторами по вертикальной оси.

Кроме того, разъединители классифицируются по следующим признакам;
номинальному напряжению;
номинальному току;
роду установки: внутренней (в отапливаемых помещениях), наружной;
числу полюсов: однополюсные и трехполюсные;
наличию или отсутствию ножей заземления;
способу установки: с вертикальным и горизонтальным расположением ножей.
Разъединители наружной установки в отличие от разъединителей внутренней установки должны надежно работать в любых атмосферных условиях, при гололеде и при значительной ветровой нагрузке. Поэтому они имеют, в частности, льдоломающие приспособления на контактах.
Трехполюсные разъединители могут выполняться на общей или на отдельных рамах для каждого полюса, при этом одновременное включение и отключение всех полюсов достигается соединением между собой их валов.
Ножи заземления могут быть пристроены к любому разъединителю как с одной стороны, так и с обеих. В первом случае заземляется только участок линии, присоединенный с этой стороны к разъединителю. Во втором случае заземляются участки цепи, присоединенные с обеих сторон разъединителя. При включении ножи заземления замыкают на землю фазовые провода линии, присоединенной к разъединителю. Заземляющие ножи, как было отмечено ранее, обязательно механически блокируются с главными ножами.
Заземляющие ножи и все детали цепей заземления рассчитываются на длительное прохождение тока; устойчивость
ножей заземления должна соответствовать устойчивости основной токоведущей системы разъединителя.
Механическая прочность отдельных звеньев разъединителя определяется числом операций, которые он может выдержать без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе.
Для отечественных разъединителей установлено следующее число включений и отключений, которое они должны выдерживать без повреждений:
а) для разъединителей с Uном
б) для разъединителей с Uном = 110 кВ — не менее 1000 операций.
Если управление осуществляется электродвигательным или пневматическим приводом, то помимо указанного числа операции разъединитель должен выдержать еще не менее 25 включений и 25 отключений соответствующим ему приводом при наивысшем напряжении на зажимах электрод двигательного привода, при наивысшем давлении воздуха, которое гарантируется заводом, при пневматическом приводе.
Положение ножей разъединителей контролируется посредством блок-контактов, которые пристраиваются на раме разъединителя или встроены в привод.
Несмотря на большое число различных конструкций разъединители с точки зрения влияния на компоновку распределительного устройства можно разделить на две группы:
разъединители опорного типа, у которых подвижный и неподвижный контакты устанавливаются на опорной изоляции;
разъединители подвесного типа, у которых подвижный контакт подвешивается на гирлянде изоляторов, а неподвижный устанавливается на другом высоковольтном аппарате или изоляционной конструкции.

Основные параметры разъединителей.

Основными электрическими параметрами разъединителя являются: номинальное напряжение, номинальный ток и токи устойчивости, то есть токи, определяющие термическую и электродинамическую устойчивость разъединителя при прохождении по его токоведущим частям токов КЗ.
Токоведущие части во время работы разъединителя находятся под напряжением как относительно земли, так и относительно токоведущих частей соседних полюсов (или фаз). Поэтому они должны быть надежно отделены от земли и от токоведущих частей других полюсов каким-либо изоляционным материалом, например воздухом, фарфором. Расстояние между токоведущими частями и от этих частей до земли определяется напряжением, при котором аппарат рассчитан на длительную работу. Это напряжение называется номинальным.
Разъединители должны надежно работать при напряжении, на 10- 15% превышающем номинальное и называемом наибольшим (максимальным) рабочим напряжением.
Кроме того, изоляция разъединителей должна выдерживать коммутационные перенапряжения заданной кратности (под кратностью понимается отношение действующего значения коммутационного перенапряжения к действующему значению наибольшего фазного напряжения сети), а также заданные импульсные воздействия, ограниченные соответствующими разрядниками.
Каждый разъединитель рассчитывается на определённый, называемый номинальным, ток, при котором он может длительно работать.
При выборе размеров и конструкции элементов токоведущей системы учитывается, с одной стороны, необходимость выбора возможно меньших поперечных сечений и размеров токоведущих и контактных частей с целью экономии металлов, а с другой — необходимость ограничения температуры нагрева токоведущих частей во избежание порчи как их самих (отжиг, окисление контактов), таки окружающих их изоляционных материалов. Стандартом установлены нормы максимально допустимого нагрева токоведущих частей разъединителей.
При прохождении токов короткого замыкания по токоведущим частям разъединителя последние вместе с поддерживающими их изоляционными деталями подвергаются значительным термическим и электродинамическим воздействиям. Разъединитель должен выдерживать воздействия токов КЗ без разрушений и последствий, препятствующих его дальнейшей эксплуатации. Эта способность разъединителя называется устойчивостью при сквозных токах КЗ, так как в данном случае токи КЗ проходят как бы сквозь токоведущие части разъединителя.
Устойчивость разъединителя определяется следующими величинами, нормируемыми для каждой серии и типа разъединителей:
а) амплитудой предельного сквозного тока;
б) предельным током термической стойкости;
в) временем протекания предельного тока термической стойкости.
Завод-изготовитель гарантирует предельный сквозной ток — наибольший начальный ток КЗ, который разъединитель выдерживает
без повреждений. Предельный сквозной ток определяется его амплитудой и начальным эффективным значением периодической составляющей (принято, что амплитуда больше эффективного значения в 2,55 раза).
Для оценки способности разъединителя выдерживать термическое действие тока (термической стойкости) необходимо знать не только предельно допустимое значение тока, но и время его прохождения. При КЗ это время определяется уставками реле, подающих команду на отключение аварийных участков цепи, и колеблется в пределах от десятых долей до нескольких секунд.
Завод-изготовитель устанавливает предельный ток термической стойкости — наибольшее среднеквадратичное значение гока за время, соответствующее термическому эффекту тока КЗ, выдерживаемого разъединителем в течение этого нее времени без нагрева токоведущих частей до температур, превышающих допустимые при токах КЗ, и без повреждений.
Предельный ток термической стойкости не должен превосходить начальное эффективное значение периодической составляющей предельного сквозного тока.
В каталогах обычно указывается десятисекундный ток термической устойчивости, т.е. максимальное эффективное значение тока КЗ, которое выдерживается разъединителем в течение 10 с без повреждений или перегрева деталей, препятствующих его дальнейшей работе.

Разъединители для наружной установки

Во времена СССР наибольшее распространение получили разъединители горизонтально-поворотного типа с ножами, вращающимися в горизонтальной плоскости, параллельной основанию. Их изготовляют для напряжений от 35 до 500 кВ включительно.

Рис.5. Трехполюсный разъединитель для наружной установки
типа РНД 110 кВ, 2000 А

Разъединитель типа РНД — наружный, двухколонковый (рис.5) — имеет две колонны изоляторов 1 на полюс, установленные вертикально в подшипниках на стальной раме 2 и связанные между собой системой рычагов 3. При повороте изоляторов поворачиваются и ножи 4, укрепленные на головках изоляторов. Зажимы 5 для присоединения проводников к разъединителю укреплены на головках изоляторов шарнирно и соединены с ножами гибкими лентами 6. При вращении изоляторов они не поворачиваются. Контакты разъединителя 7 находятся в месте стыка ножей, Они состоят из ряда пластин, укрепленных на одном ноже, и «лопатки» — на другом ноже. Давление в контактах создается пружинами. Ножи разъединителя приспособлены для работы в зимнее время при гололеде. Они состоят из двух пластин, соединенных шарнирно (на рисунке не показаны).

В процессе отключения нож «ломается» и разрушает лед, образовавшийся на контактах. Разъединители снабжены ножами для заземления 8 — одним или двумя на полюс. В отключенном положении ножи расположены горизонтально у основания разъединителя. При включении они поворачиваются в вертикальной плоскости на угол 90°. При этом контакт на конце заземляющего ножа соединяется с особым контактом 9 на главном ноже.

Полюсы трехполюсного разъединителя связаны между собой рычажной системой 10 и управляются с помощью общего привода 11. Средний полюс является ведущим, крайние полюсы — ведомыми. Заземляющие ножи имеют отдельные приводы, блокированные с приводами главных ножей.

Выключатели нагрузки

Выключатель нагрузки типа ВН-16 (без предохранителей) и ВНП-16 (с предохранителями в комплекте) представляет собой маломощный высоковольтный аппарат, предназначенный для подключения и отключения электрических цепей, которые находятся под нагрузкой

Важно помнить, что он не рассчитан на отключение токов короткого замыкания. Эта задача выполняется при установке выключателей нагрузки с предохранителями типа ПК-6 или ПК-10

Выключатель нагрузки представляет собой обычный трехполюсный разъединитель с пристроенным дугогаситеьным устройством, способным гасить маломощную дугу тока нагрузки в сетях 6 – 10 кВ. Данные выключатели допускают нечастые отключения токов до 800 А при напряжении 6 кВ или до 400 А при напряжении в 10 кВ.

Выключатель ВН-16 устанавливаться на подстанциях городского типа для отключения под нагрузкой кабельных линий и силовых трансформаторов. Довольно часто данные выключатели оборудуются включающими и отключающими магнитами, что позволяет использовать их при дистанционном управлении и в схемах АВР на стороне высокого напряжения.

На рисунке ниже показан общий вид выключателя нагрузки типа ВН-16 на 10 кВ:

На раме выключателя нагрузки 1 установлены отключающие пружины  2, связанные с валом 3. На валу установлен проводной рычаг 4, к которому присоединяется тяга привода выключателя. Тяга привода и вал удерживаются защелкой привода в рабочем положении и отключающие пружины при этом сжаты. При включении вал выключателя нагрузки поворачивается  и поступательное вращение фарфоровых тяг 5 приводит к врубанию ножей подвижных контактов 6 в неподвижные 7. Подвижные контакты выполнены в виде двухполосных ножей. Между полосами 8 расположены дугогасительные ножи 9.

Гашению электрической дуги при отключении способствуют газы, выделяемые из органического стекла вкладышей, расположенных внутри пластмассового корпуса дугогасительной камеры 10.

Основные технические данные выключателей нагрузки ВН-16 приведены в таблице ниже:

Для внутренней установки

  • в целях визуализации подключения и отключения, и реального разрыва предварительно обесточенных участков электрической цепи, для безопасного ремонта оборудования вмонтированного в сеть линий электропередачи;
  • для разрыва электрических цепей работающих под небольшим напряжением, где исключена возможность возникновения разрядной дуги между контактными ножами;
  • для заземления предварительно отключенных участков, при использовании стационарных заземлителей.

ОДНОПОЛЮСНЫЕ — типа РВО, РВК, РВР, РВПРВОРКП

Однополюсные
Марка Стойкость, кА Размеры, мм Масса, кг
Электродинамическая (амплитуда) Термическая Длина Ширина Высота
РВO-10/400 41 16 468 72 156/429 5,9
РВО-10/630 52 20 468 72 160/433 6,3
РВ О-10/1000 100 40 480 92 163/440 11
РЛВОМ-10/1000 100 40 486 380 199/460 14…17
РВ К-10/2000 85 31,5 560 350 280/500 26
РВР(З)-10/2500 125 45 1050 470 318/545 65
РВР(З)-10/4000 200 71 610/1050 470 318/545 65
РВР(3)-20/6300 260 100 910/1400 700 680/1050 222
РВР(3)-20/8000 320 125 1400 700 680/1050 238
РВП(3)-20/12500 490 180 1600 820 857 625
Р В К-3 5/2000 115 45 980 700 550/1010 74

ТРЕХПОЛЮСНЫЕ — типа РВ, РВЗ, РВФ и РВФЗ


Марка Вариант расположения заземляющих ножей Вариант расположения проходных изоляторов Габаритные размеры, мм, не более Масса, кг, не более
L H B
РВ 10/1000 У3 I вар. – без проходных изоляторов. 654 199 472 28
РВ 10/630 У3 182 464 25
РВЗ 10/1000 I У3 I вар. – заземляющие ножи со стороны разъемных контактов рвз I вар. – без проходных изоляторов. 704 197 622 30
РВЗ 10/630 I У3 186 589 28
РВЗ 10/1000 II У3 II вар. – зазем- ляющие ножи со стороны шарнирных контактов I вар. – без проходных изоляторов. 197 622 30
РВЗ 10/630 II У3 186 589 28
РВЗ 10/1000 III У3 III вар. – зазем- ляющие ножи с двух сторон I вар. – без проходных изоляторов. 744 197 745 33
РВЗ 10/630 III У3 186 713 31
РВФ 10/1000 II У3 II вар. – проходные изоляторы со стороны шарнирных контактов. 722 202 437 34
РВФ 10/630 II У3 32
РВФ 10/1000 III У3 III вар. – проходные изоляторы со стороны разъемных контактов. 437 34
РВФ 10/630 III У3 32
РВФ 10/1000 IV У3 IV вар. – проходные изоляторы с двух сторон 406 39
РВФ 10/630 IV У3 37
Р В Ф З 10/1000 I-II У3 I вар. – заземляющие ножи со стороны разъемных контактов II вар. – проходные изоляторы со стороны шарнирных контактов. 199 649 39
Р В Ф З 10/630 I-II У3 35
Р В Ф З 10/1000 II-II У3 II вар. – заземляющие ножи со стороны шарнирных контактов II вар. – проходные изоляторы со стороны шарнирных контактов. 39
Р В Ф З 10/630 II-II У3 35

Конструкция

Разъединители не имеют устройств для гашения дуги и поэтому не допускают отключения ими цепи под нагрузкой, так как это приводит к возникновению устойчивой дуги, вызывающей КЗ между фазами.

Разъединитель состоит из трехполюсных(однополюсных) групп разъединителя и заземлителей. Каждая группа управляется своим приводом.

Разъединитель 10 кВ

Полюс разъединителя представляет собой две поворотные колонки изоляторов, установленных на раме и несущих на себе токоведущую систему с двумя проходными и одним размыкаемым в горизонтальной плоскости контактом.

Размыкаемый контакт разъединителя выполнен в виде кулачкового контакта, закрепленного на конце одного токопровода, и контактных пальцев, закрепленных на конце другого, Во включенном положении разъединителя контактные пальцы охватывают кулачковый контакт. Пальцы и кулачковые контакты имеют серебряное покрытие.

Разъединители для внутренней установки

Эти разъединители выполняют обычно вертикально-рубящего типа с ножами, поворачивающимися в вертикальной плоскости, перпендикулярной основанию.

Рис.2. Трехполюсный разъединитель типа РВР 10 кВ, 2000 А
с двумя комплектами заземляющих ножей

Трехполюсный разъединитель типа РВР — внутренней установки, рубящий (рис.2) — имеет два опорных изолятора 1 на полюс, установленных на основании 2 из профильной стали. Третий — тяговый изолятор 3 служит для приведения в движение главных ножей 4. Разъединители снабжены дополнительными ножами 5 для заземления — одним или двумя на каждый полюс. Для управления главными ножами служат вал 6 и система рычагов каждого полюса. Ведущие рычаги укреплены на валу и соединены шарнирно с тяговыми изоляторами. Последние соединены с ножами. Вал приводится во вращение с помощью привода. При этом главные ножи поворачиваются на угол около 60°. Заземляющие ножи 5 каждой стороны укреплены на особых валах 7 и соединены между собой медной шиной 9. Для управления заземляющими ножами необходимы особые приводы. Токоведущие части разъединителя (зажимы 8 для присоединения шин, контакты, ножи) выполняют в соответствии с номинальным током разъединителя. Чем больше последний, тем больше сечение ножей.

Рис.3. Контактная система разъединителя типа РВР 10 кВ, 1000 А

У разъединителей с номинальным током до 1000 А включительно (рис.3) ножи состоят из двух медных полос 1 прямоугольного сечения, охватывающих контактную стойку 2. Боковые поверхности стойки имеют цилиндрическую форму и образуют с пластинами ножа линейные контакты. Давление в контакте создается пружинами 3, насаженными на стержень. Давление на ножи передается через стальные пластины 4 с выступами. При КЗ и резком увеличении тока пластины ножа притягиваются друг к другу, увеличивая давление в контакте. Стальные пластины увеличивают магнитную индукцию и создают дополнительное давление в контактах. Такого рода магнитными замками снабжают большую часть разъединителей.

У разъединителей с номинальным током свыше 1000 А главные ножи состоят из двух и четырех частей коробчатого сечения (рис.2). Контактные поверхности покрывают слоем серебра толщиной 20 мкм. Предусматривают также магнитные замки.

Для управления главными и заземляющими ножами предусматривают приводы, устройство которых зависит от номинального тока разъединителя. Ручной привод представляет собой систему рычагов или зубчатых передач, с помощью которых человек может повернуть вал разъединителя. Чем больше номинальный ток разъединителя, тем больше силы трения в контактах. Соответственно должен быть рассчитан механизм привода.

Разъединители с номинальным током 4000 А и выше снабжают приводами с червячной передачей, управляемыми вручную или с помощью электродвигателя. Для заземляющих ножей имеются отдельные приводы, обычно рычажные. Последние блокируют с приводами главных ножей, чтобы исключить возможность включения заземляющих ножей при включенных главных ножах, а также возможность включения главных ножей при включенных заземляющих ножах.

Рис.4. Установка трехполюсного разъединителя типа РВР с заземляющими ножами

На рис.4 показана установка трехполюсного разъединителя 10 кВ, 2000 А с двумя комплектами заземляющих ножей. Привод главных ножей 1 — электродвигательный, а приводы заземляющих ножей 2 — червячные. У всех приводов предусмотрены блок-контакты 3 для сигнализации положения и блокировки.

Вакуумные разъединители (ФГУП ПО «Север»)

Вакуумные разъединители предназначены для работы в трехфазных цепях переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 1140 В и номинальным током 400 А в нормальном режиме работы с изолированной нейтралью (табл. 14).

Вакуумные разъединители применяются:

• для коммутации под напряжением участков электрической цепи при отсутствии нагрузочного тока;

• изменения схемы соединения;

• обеспечения безопасного производства на отключенном участке;

• включения и отключения холостого тока трансформаторов, токов небольших нагрузок;

• установки в взрывозащищенных пускателях рудничного исполнения, применяемых в составе горно-шахтного оборудования;

• установки в энергетических блоках управления комбайнами горношахтного оборудования.

Условия эксплуатации: максимальное значение рабочей температуры при эксплуатации вакуумного разъединителя — +55 °С; минимальное значение рабочей температуры при эксплуатации вакуумного разъединителя

— –45 °С.

Таблица 14. Технические характеристики вакуумных разъединителей

Параметр

Значение

Номинальное напряжение, В

1140

Частота, Гц

50 (60)

Номинальный ток, А

400

Электрическое сопротивление главной цепи, мкОм

150

Масса коммутационного модуля, кг

7

Сквозной ток КЗ, кА:

в течение одной полуволны (амплитудное значение)

10

в течение 0,2 с (действующее значение)

8

Раствор главных контактов, мм

2 ± 0,2

Провал главных контактов, мм

1 ± 0,2

Вакуумный разъединитель укомплектован вспомогательными контактами, позволяющими сначала производить отключение вспомогательных цепей, а потом при повороте вала на 30° отключать главные цепи.

Достоинства вакуумных разъединителей:

• отсутствие открытой электрической дуги;

• меньшие (в 1,5—2 раза) габариты по сравнению с габаритами воздушных разъединителей, аналогичных по техническим характеристикам;

• исполнение корпуса из трекингстойкого материала, обеспечивающего высокую взрывои пожароопасность.

Описание разъединителей РЛНД

Разъединители РЛНД-1-10/200 У1, РЛНД-1-10/400 У1, РЛНД-1-10/630 У1 предназначены:

  • для создания видимого разрыва электрической цепи с целью обеспечения безопасного обслуживания электротехнического оборудования;
  • для включения и отключения под напряжением обесточенных участков цепи высокого напряжения;
  • заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей;
  • для отключения и включения тока холостого хода трансформаторов.

Привод ПРНЗ-10 предназначен для ручного включения и отключения главных и заземляющих ножей разъединителей.

Структура условного обозначения:

Разъединитель РЛНД-1-10-200 У1, РЛНД-1-10-400 У1, РЛНД-1-10-630 У1 Разъединитель РЛНД-10-200 У1, РЛНД-10-400 У1, РЛНД-10-630 У1 Разъединитель РЛНД-2-10-200 У1, РЛНД-2-10-400 У1, РЛНД-2-10-630 У1 Разъединитель РЛНД-1-10Б-200 У1, РЛНД-1-10Б-400 У1, РЛНД-1-10-630 У1 Разъединитель РЛНДМ-1-10-200 У1, РЛНДМ-1-10-400 У1, РЛНДМ-1-10-630 У1

РЛНД — разъединитель линейный наружной установки, двухколонковыйМ — медные ножи1, 2 — количество заземляющих ножей 10 — номинальное напряжение, кВБ — усиленное исполнение изоляции200, 400, 630 — номинальный ток, АУ1 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69

Условия эксплуатации разъединителей РЛНД-1-10-200 У1, РЛНД-1-10-400 У1, РЛНД-1-10-630 У1

  • Высота над уровнем моря не более 1000 м.
  • Температура окружающего воздуха от минус 60 до 40°С.
  • Скорость ветра при гололеде не более 15 м/с.
  • Скорость ветра при отсутствии гололеда не более 40 м/с.
  • Толщина корки льда до 10 мм.
  • Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.3-75.
  • Разъединители соответствуют ТУ 659 РК-000100-33-11-2000. ТУ 659 РК-000100-33-11-2000

Технические характеристики разъединителей

Основные технические данные разъединителей РЛНД-1-10-200 У1, РЛНД-1-10-400 У1, РЛНД-1-10-630 У1 приведены в таблице:

Наименование параметра Значение параметра для типов разъединителей
РЛНД-1-10-200 У1 РЛНД-1-10-400 У1 РЛНД-1-10-630 У1
Номинальное напряжение, кВ 10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12
Номинальный ток, А 200 400 630
Ток электродинамической стойкости, кА 25 25 25
Ток термической стойкости, кА 10 10 10
Время протекания тока термической стойкости, с: — для главных ножей — для ножей заземления 4 1
Установленный ресурс по механической прочности, циклов ВО 10 000
Длина пути утечки внешней изоляции, см, не менее 30
Допустимое тяжение проводов, прикладываемое к неподвижным изоляторам, Н, не более 200
Масса трехполюсного разъединителя, кг: — без заземлителей — с одним заземлителем — с двумя заземлителями 30 39 – 31 40 – – 39 43

Разъединитель представляет собой двухполюсный или трёхполюсный аппарат, каждый полюс которого имеет одну неподвижную и одну подвижную колонки, с разворотом главных ножей в горизонтальной плоскости. Привод разъединителя выполнен так, что исключает возможность оперирования заземлителем, пока не отключены ножи главного контура. В корпусе привода предусмотрены отверстия для установки блок — замка. Изоляция разъединителя состоит из четырех или шести изоляторов, два или три из которых устанавливаются на рычагах, а остальные на швеллерах. На верхних фланцах изоляторов разъединителя установлена токоведущая система, выполненная в виде двух контактных ножей. Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры разъединителей приведены на рис. 1.

Обозначения: 1 — продольная тяга; 2 — рама; 3 — вал заземления; 4 — рычаг с валом; 5 — регулируемая тяга;

Ссылка на основную публикацию