Каким напряжением испытываются вакуумные выключатели
Выключатели высокого напряжения — Выбор выключателей
Содержание материала
11. ВЫБОР ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
При выборе выключателя его номинальные параметры сравниваются с параметрами сети в месте его установки. Выключатель выбирается по наиболее тяжелому режиму работы, который возможен в эксплуатации.
Номинальное напряжение выключателя должно быть равно или больше номинального напряжения защищаемой сети.
Номинальный длительный ток выключателя должен быть больше номинального тока установки.
Номинальный ток отключения выключателя должен быть больше максимального расчетного тока короткого замыкания к моменту расхождения контактов.
При определении необходимо рассмотреть все возможные варианты КЗ и выбрать наиболее тяжелый вероятный режим. Как правило, наиболее тяжелые режимы создаются при отключении трех- и однофазного КЗ на землю. Расчет апериодической слагающей ведется из условия, что КЗ произошло в момент, когда напряжение в одной из фаз равно нулю. Ток /вкл.ном должен быть не менее ударного тока КЗ, протекающего через выключатель.
При выборе выключателя следует иметь в виду, что в момент размыкания контактов выключателя апериодическая составляющая тока КЗ не должна превышать апериодический ток, гарантированный заводом-изготовителем. Обычно этот ток выражается в процентах номинального тока отключения.
Расчетное время размыкания берется равным минимально возможному.
Наряду с номинальным током отключения необходимо учитывать циклы (последовательность включений и отключений— ВО), при которых выключатель работает. Номинальный ток отключения выключателей без АПВ гарантируется при цикле О—180—ВО—380—ВО. Для выключателей, работающих в циклах многократного быстродействующего АПВ, возможно уменьшение номинального тока отключения, особенно при втором или третьем АПВ.
Термическая стойкость проверяется из условия протекания через выключатель тока КЗ в течение максимального времени, обусловленного срабатыванием защиты.
Номинальный ток электродинамической стойкости выключателя должен превышать максимально возможное значение ударного тока КЗ, которое может быть в установке. Обычно сравнивают мгновенные значения пика тока.
Выпускаемые промышленностью выключатели испытываются при скоростях восстановления напряжения, которые являются типовыми. Однако в некоторых случаях необходимо проводить расчет скорости восстановления напряжения в проектируемых сетях и сравнивать с условиями, которые имели место при испытаниях аппарата. Особенно тяжелые условия с этой точки зрения имеют место при КЗ на зажимах мощных генераторов, трансформаторов и неудаленных КЗ. Иногда требуется установка специальных шунтирующих резисторов для снижения скорости восстановления напряжения. Для мощных системных выключателей, от работы которых зависит устойчивость параллельно работающих сетей, важным параметром является время отключения и время повторного включения. Иногда эти параметры диктуют выбор типа выключателя и его привода.
При выборе типа выключателя следует учитывать следующие обстоятельства:
1. При номинальном напряжении 6—10 кВ и редких коммутациях целесообразно применение маломасляных выключателей. При частых коммутациях рекомендуется применять вакуумные и элегазовые, обладающие большим сроком службы.
2. При номинальном напряжении 35—110 кВ и номинальных токах отключения до 20 кА целесообразно применять маломасляные выключатели. При больших номинальных напряжениях и больших номинальных токах отключения применяются воздушные и элегазовые выключатели.
При экономической оценке выбираемого типа выключателей следует учесть, что, несмотря на то, что вакуумные выключатели имеют большую стоимость, применение их более оправдано ввиду малых расходов на техническое обслуживание и большого срока службы ДУ (до 25 лет).
Испытание вакуумных выключателей
Описание
Вакуумные выключатели являются одними из важнейших элементов современных энергетических систем. От их исправного состояния зависит безопасность проведения оперативных переключений и своевременное отключение присоединения при аварийных ситуациях. Поэтому испытание вакуумных выключателей должно выполняться в строго определенные ППР на объекте сроки. Объем диагностических работ определяется действующими нормативными документами и инструкциями предприятий-изготовителей выключателей.
Испытание изоляции
Диагностика состояния изоляции выключателей включает в себя:
- измерение величины ее сопротивления с помощью мегаомметра. Такому измерению сопротивления подлежит изоляция вторичных цепей выключателя, цепей его блока управления, а также выкатного элемента (при его наличии);
- испытание изоляции повышенным перемены напряжением. Величина испытательного напряжения нормируется. Время его приложения — 1 минута. Испытаниям подвергают изоляцию выключателя, изоляцию его вторичных цепей, цепей блока управления и выкатного элемента. Высоковольтные испытания продольной изоляции коммутационного модуля позволяют оценить электрическую прочность дугогасительной камеры и наличие вакуума в ней.
Кроме этого измеряется сопротивление главных цепей коммутационного модуля выключателя постоянному току. Это позволяет оценить состояние контактных соединений цепей, состояние поверхностей главных контактов.
Измерение технических характеристик
Во время измерений характеристик вакуумного выключателя определяется критическое напряжение его срабатывания, текущие временные характеристики, величины критических токов, одновременность схождения контактов, измерение хода подвижных элементов.
Проверка работоспособности
Надёжность работы коммутационного аппарата проверяется многократным повторением регламентируемого предприятиями-изготовителями цикла отключения-включения с использованием всех подключенных входов управления выключателя. Во время проведения проверки обязательно контролируется соответствие индикатора положения коммутационного модуля положению главных контактов выключателя, изгибающие усилие ошиновки, отсутствие постоянного внешнего момента на вал.
Затем проверяется работоспособность блокировочных механизмов (блокировки включения и блокировки повторного включения).
Во время проверки работоспособности выключателя обязательно выполняется контроль затяжки болтов его выкатного элемента, гальванического покрытия контактов, надёжность крепления деталей и сборочных единиц, работоспособность механизмов (в том числе механизма блокировок, вкатывания и фиксации).
Тепловизионный контроль
Испытание вакуумных выключателей с помощью тепловизора выполняется по инструкциям предприятий-изготовителей.
Оформление результатов
По итогам проведенных диагностических работ оформляется протокол испытаний вакуумного выключателя.
Измерения характеристик и испытание вакуумных и элегазовых выключателей
1. Вакуумный выключатель
Вакуумный выключатель — высоковольтный выключатель, в котором вакуум служит средой для гашения электрической дуги. Вакуумный выключатель предназначен для коммутаций электрического тока — номинального и токов короткого замыкания (КЗ) в электроустановках.
h2. 2. Требования к квалификации персонала
Все виды испытаний проводятся лицами с группой по электробезопасности не ниже:
- производитель работ гp. IV;
- член бригады гр. III .
3. Требования безопасности
При всех видах испытаний, связанных с подачей высокого напряжения от испытательной установки, необходимо выполнять, следующие:
Испытательную установку необходимо установить на минимальном расстоянии от испытательного оборудования, и подсоединить к контуру заземления п.с. отдельным заземляющим медным проводником сечением не менее 10 мм2, вывод высокого напряжения испытательной установки заземлить медным проводником сечением не менее 4 мм2.
Испытываемое оборудование, испытательная установке, должны быть ограждены канатами с плакатами. “ИСПЫТАНИЕ ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ”, обращенными наружу.
Перед каждой подачей испытательного напряжения производитель работ обязан:
- проверить правильность сборки схемы и защитных заземлений;
- проверить, все ли члены бригады находятся на местах и можно ли подавать испытательное напряжение на оборудование.
Запрещается с момента подачи напряжения на вывод испытательной установки, входить и выходить из неё, находиться на испытательном оборудовании, а так же прикасаться к корпусу испытательной установки.
После окончания испытаний необходимо снизить напряжение испытательной установки до нуля, отключить от сети 220 В и заземлить вывод установки.
4. Условия испытаний.
Испытание производят при температуре окружающей среды не ниже +10С.
Влажность окружающего воздуха имеет значение при проведении высоковольтных испытаний, т.к. конденсат на изоляторах может привести к пробою изоляции. Атмосферное давление особого влияние на качество проводимых испытаний не оказывает, но фиксируется для занесения данных в протокол.
5. Порядок проведения испытаний и измерений.
Сопротивление изоляции.
В процессе эксплуатации измерения проводятся:
на вакуумных выключателях 6-10кВ –проверка изоляции вторичных цепей и может проводится совместно с проверкой устройств релейной защиты.
Значения сопротивления изоляции вакуумных выключателей
| Класс напряжения (кВ) | Допустимые сопротивления изоляции (МОм) не менее | |
| Основная изоляция | Вторичные цепи и электромагниты управления | |
| 3-10 | 300 | 1(1) |
| 15-150 | 1000 | 1(1) |
| 220 | 3000 | 1(1) |
Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.
Испытание изоляции повышенным напряжением проводится после первых двух лет экс-плуатации выключателей и в дальнейшем через пять лет эксплуатации.
Значения испытательного напряжения промышленной частоты.
| Класс напря жения (кВ) | Испытательное напряжение (кВ) для вакуумных выключателей | ||
| На заводе – изготовителе | Перед вводом в эксплуатацию и в эксплуатации | ||
| Фарфоровая изоляция | Другие виды изоляции | ||
| До 0,69 | 2,0 | 1 | 1 |
| 3 | 24,0 | 24,0 | 21,6 |
| 6 | 32,0 | 32,0 | 28,8 |
| 10 | 42,0 | 42,0 | 37,8 |
| 15 | 55,0 | 55,0 | 49,5 |
| 20 | 65,0 | 65,0 | 58,5 |
| 35 | 95,0 | 95,0 | 85,5 |
Значение испытательного напряжения для вторичных цепей и электромагнитов управления должно составлять 1кВ, при условии, что данные устройства рассчитаны на напряжение не ниже 60В.
При испытании выключателя «на разрыв» испытательное напряжение равно напряжению для испытания основной изоляции.
Проверка минимального напряжения срабатывания электромагнитов управления.
Электромагниты управления должны срабатывать при напряжении:
- включения – 0,85Uном.
- отключения – 0,7Uном.
Проверка выключателей многократным включением и отключением
Данное испытание проводится при номинальном напряжение на выводах электромагнитов управления. Число циклов включения-отключения для вакуумных выключателей равно 5.
Проверка состояния контактов выключателей.
Состояние контактов определяют путём измерения сопротивления постоянному току полюсов выключателей, которое должно быть не более нормируемого в технической документации на соответствующее оборудование.
Ориентировочные данные сопротивлений полюсов выключателей в зависимости от номинального тока выключателей в таблице
| Номинальный ток выключателя (А) | Сопротивление полюса (мкОм) |
| 630А | 50 |
| 1000А | 40 |
Измерение производится как можно ближе к контактам самого выключателя. Данное условие позволяет оценить состояние именно контактов выключателя, исключая при измерении контактные соединения например, розеточных групп выкатного элемента, или контактные со-единения измерительных трансформаторов тока и ошиновки распределительных устройств.
Проверка временных характеристик выключателей.
Проверка временных характеристик вакуумных выключателей производится при номинальном напряжении оперативного тока. Временные параметры включения и отключения выключателей должны соответствовать паспортным данным на конкретный тип выключателей.
Ориентировочно время включения вакуумного выключателя колеблется в пределах 0,05 – 0,08 секунд, время отключения – в пределах 0,05 – 0,07 секунд.
Проверка характеристик контактов выкатного элемента и ячейки.
Данный вид проверки производится для определения состояния контактных соединений в ячейке КРУ . Этот вид проверки позволяет удостоверится в надёжности и качестве контактного соединения между выкатным элементом и неподвижными контактами ячейки КРУ. Примене-ние данного вида замеров целесообразно наряду с определением соосности контактов и глуби-ны их соприкосновения.
6. Анализ и оформление результатов испытаний.
Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:
- дату измерений
- температуру, влажность и давление
- наименование, тип, заводской номер оборудования
- номинальные данные объекта испытаний
- результаты испытаний
- результаты внешнего осмотра
- используемую схему
Все данные испытаний сравниваются с требованиями НТД, и на основании сравнения выдаётся заключение о пригодности объекта к эксплуатации.
По результатам испытаний заполняется протокол установленной формы, в соответствии с требованиями НД (ГОСТ Р 17025-2006) и согласованный с СЗУ Ростехнадзора.
Данные измерений, произведённых при завышенной (заниженной) температуре окружающего воздуха не требуется приводить к температуре заводских данных или к какой-либо определённой, нормируемой температуре.
Исключение в данном случае составляют результаты измерения тангенса угла диэлектрических потерь, так как нормирование величины тангенса в НД ведётся при температуре 20 °С.
7. Нормативные документы, на соответствие требованиям которых проводятся измерения:
- ПУЭ 7-е издание раздел 1, гл. 1.8,
- ПУЭ 7-е издание раздел 1 глава 1.8 п. 1.8.17, 1.8.22;
- РД 34.45-51.300-97;
- ГОСТ Р 50345-99, ОиНИЭ,
- Проектная документация,
- Документация завода –изготовителя оборудования
Перед каждой подачей испытательного напряжения производитель работ обязан:
- проверить правильность сборки схемы и защитных заземлений;
- проверить, все ли члены бригады находятся на местах и можно ли подавать испытательное напряжение на оборудование.
Запрещается с момента подачи напряжения на вывод испытательной установки, входить и выходить из неё, находиться на испытательном оборудовании, а так же прикасаться к корпусу испытательной установки.
После окончания испытаний необходимо снизить напряжение испытательной установки до нуля, отключить от сети 220 В и заземлить вывод установки.
Проведение периодических измерений и проверок масляных выключателей
Проведение периодических измерений и проверок масляных выключателей
НОРМЫ ИСПЫТАНИЙ МАСЛЯНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯ В ЭКСПЛУАТАЦИИ.
Масляные выключатели, находящиеся в эксплуатации, подвергаются периодическим проверкам, измерениям и испытаниям (далее испытаниям) в объеме и в сроки, предусмотренные данным разделом.
Профилактические испытания проводят при проведении капитального ремонта (К), текущего ремонта (Т) и в межремонтный период (М).
К, Т, М – проводятся в сроки, устанавливаемые системой ППР, но К — не реже 1 раза в 8 лет.
Объем профилактических испытаний, предусмотренных ПЭЭП, включает следующие работы.
1. Измерение сопротивления изоляции:
а) подвижных и направляющих частей, выполненных из органических материалов;
б) вторичных цепей, в том числе включающей и отключающей катушек.
2. Оценка состояния внутрибаковой изоляции баковых масляных выключателей 35 кВ и дугогасительных устройств.
3. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты:
а) изоляции выключателей;
б) изоляции вторичных цепей и обмоток включающей и отключающей катушек.
4. Измерение сопротивления постоянному току:
а) контактов масляных выключателей;
б) шунтирующих резисторов дугогасительных устройств;
в) обмоток включающей и отключающей катушек.
5. Проверка времени движения подвижных частей выключателя.
6. Измерение хода подвижной части выключателя, вжима (хода) контактов при включении, контроль одновременности замыкания и размыкания контактов.
7. Проверка действия механизма свободного расцепления.
8. Проверка срабатывания привода при пониженном напряжении (давлении).
9. Испытание выключателя многократными включениями и отключениями,
10. Испытание трансформаторного масла из баков выключателя.
11. Испытание встроенных трансформаторов тока.
Измерение сопротивления изоляции.
а) подвижных и направляющих частей, выполненных из органических материалов.
Проводится при капитальном ремонте.
Измерение производится мегаомметром на напряжение 2500 В или от источника напряжения выпрямленного тока. Результаты измерения должны соответствовать данным табл. 4.4.
О порядке проведения измерения изоляции следует руководствоваться указания
б) вторичных цепей, в том числе включающей и отключающей катушек.
Проводится при капитальном и текущем ремонтах.
Сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм.
Производится мегаомметром на напряжение 1000 В.
О порядке проведения измерения изоляции следует руководствоваться указаниями соответствующими требованиями.
Таблица 4.4. Наименьшее допустимое сопротивление изоляции подвижных и направляющих частей выключателей, выполненных из органического материала.
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВНУТРИБАКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ БАКОВЫХ МАСЛЯНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ 35 КВ И ДУГОГАСИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ.
Проводится при капитальном ремонте.
Оценка состояния внутрибаковой изоляции производится, если tgδ вводов повышен.
Изоляция подлежит сушке, если ее исключение (внутрибаковой изоляции, из процесса измерения) снижает tgδ вводов более чем на 5 %.
О порядке оценки состояния внутрибаковой изоляции следует руководствоваться соответствующими указаниями.
Испытание повышенным напряжением промышленной частоты.
Проводится при капитальном ремонте.
Длительность испытания 1 мин.
а) изоляции выключателей
О порядке проведения испытания повышенным напряжением изоляции выключателей руководствоваться указаниями по испытаниям
Величина испытательного напряжения должна соответствовать данным табл. 4.5.
У малообъемных выключателей 6-10 кВ испытывается также изоляция контактного разрыва.
Таблица 4.5. Одноминутное испытательное напряжение промышленной частоты для аппаратов, измерительных трансформаторов, изоляторов и вводов. *Аппараты-силовые выключатели, выключатели нагрузки, разъединители, отделители, короткозамыкатели, заземлители, предохранители, вентильные разрядники, комплектные распределительные устройства, комплектные экранированные токопроводы, конденсаторы связи. ** Под другими видами изоляции понимается бумажно-масляная изоляция, изоляция из органических твердых материалов, кабельных масс, жидких диэлектриков, а также изоляция, состоящая из фарфора в сочетании с перечисленными диэлектриками.
Испытанию повышенным напряжением должна также подвергаться изоляция тяг и направляющих масляных выключателей после их ремонта, лакировки и сушки. Для этого тяга делится на участки по 100 мм плотно наложенными станиолевыми бандажами шириной 5-10 мм, к которым подается испытательное напряжение 40 кВ (см. рис. 4.7). Длительность испытания каждого участка 5 мин. Тяга считается выдержавшей испытание, если не наблюдалось сплошное перекрытие или перекрытие скользящими разрядами ни на одном из участков, а после испытания отсутствуют местные перегревы и потемнение поверхности.
б) изоляции вторичных цепей и обмоток включающей и отключающей катушек.
Производится напряжением 1000 В.
При проведении испытания мегаомметром на 2500 В можно не выполнять измерений сопротивления изоляции мегаомметром 500-1000 В.
О порядке проведения испытания следует руководствоваться указаниями в соответствующими документами.
Рис. 4.7. Схема испытания тяг и направляющих масляного выключателя
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОСТОЯННОМУ ТОКУ.
а) контактов масляных выключателей.
Проводится при капитальном, текущем ремонтах и в межремонтный период.
Сопротивление токоведущего контура и его частей должно соответствовать заводским нормам. Одновременно сопротивление сравнивается с измеренным на аналогичном оборудовании и других фазах.
Если сопротивление контактов возросло против нормы в 1.5 раза, контакты должны быть улучшены.
б) шунтирующих резисторов дугогасительных устройств. Сопротивление шунтирующих резисторов должно отличаться от заводских данных не более чем на 3 %.
в) обмоток включающей и отключающей катушек.
Сопротивление обмоток катушек должно соответствовать заводским данным.
О порядке измерения сопротивления постоянному току элементов масляных выключателей следует руководствоваться указаниями.
Проверка времени движения подвижных частей выключателя.
Проводится при капитальном и текущем ремонтах.
Полученные значения времени от подачи команды до момента замыкания (размыкания) контактов масляных выключателей должны отличаться от паспортных данных не более чем на ±10 %.
Данная проверка осуществляется с помощью секундомера, миллисекундомера или осциллографа. При определении времени включения цепь питания измерительного прибора подключается параллельно контактам выключателя, а при измерении времени отключения — последовательно (см. рис. 4.8). Одновременно подается питание на электромагнит включения (отключения) выключателя и измерительный прибор. При включении выключателя его контакты шунтируют обмотку измерительного прибора, а при отключении питание с нее снимается.
Рис. 4.8. Схемы измерения времени отключения (а) и включения (б) масляного выключателя. 1 — масляный выключатель; 2 — электросекундомер; 3 — электромагнит отключения; 4 — вспомогательный контакт; 5 — электромагнит включения.
ИЗМЕРЕНИЕ ХОДА ПОДВИЖНОЙ ЧАСТИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, ВЖИМА (ХОДА) КОНТАКТОВ ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ.
Проводится при капитальном и текущем ремонтах.
Измеренные значения должны соответствовать данным, приведенным в заводских инструкциях.
О порядке измерений следует руководствоваться указаниями выше.
Проверка действия механизма свободного расцепления.
Проводится при капитальном и текущем ремонтах.
Механизм свободного расцепления должен быть проверен в работе при включенном положении привода, в двух-трех промежуточных его положениях и на границе зоны действия свободного расцепителя.
О порядке проверки следует руководствоваться указаниями выше.
Проверка срабатывания привода при пониженном напряжении (давлении).
Проводится при капитальном ремонте.
Минимальное напряжение срабатывания катушек отключения приводов масляного выключателя должно быть не менее 35 % номинального, а напряжение их надежной работы не более 65 % номинального. Напряжение надежной работы контакторов масляного выключателя должно быть не более 80 % номинального. Фактическое давление срабатывания пневмоприводов должно быть на 20-30 % меньше нижнего предела рабочего давления. Наименьшее напряжение срабатывания электромагнитов управления выключателей с пружинными приводами должно определяться при рабочем натяге (грузе) включающих пружин согласно указаниям заводских инструкций.
Напряжение срабатывания — наименьшее напряжение действия привода независимо от времени его работы. Напряжение надежной работы-то же, но с заданным временем работы.
О порядке проверки следует руководствоваться указаниями выше.
Испытание выключателя многократными включениями и отключениями.
Проводится при капитальном ремонте.
Включение и отключение выключателя при многократном опробовании должны производиться при напряжениях в момент включения на зажимах катушки привода 110, 100, 90 и 80 % номинального. Число операций для каждого режима опробываний 3-5.
Если по условиям работы источника питания оперативного тока не представляется возможным провести испытание при напряжении 1,1 13 то допускается проведение его при максимальном напряжении на зажимах катушки привода, которое может быть получено. Выключатели ВМПЭ 10, выключатели ВПМ 10, а так же высоковольтные выключатели предназначенные для работы в цикле АПВ, должны быть подвергнуты двух- трехкратному опробованию в цикле О-В-О при номинальном напряжении на зажимах катушки привода.
О порядке проверки следует руководствоваться также указаниями выше.
Испытание трансформаторного масла из баков выключателя.
Проводится при капитальном и текущем ремонтах.
После отключения короткого замыкания мощностью больше половины паспортного значения разрывной мощности многообъемных масляных выключателей независимо от напряжения и малообъемных масляных выключателей напряжением 110 кВ и выше производится испытание на наличие взвешенного угля. У малообъемных выключателей напряжением до 35 кВ масло не испытывается; оно заменяется свежим при капитальном ремонте, а также после трехкратных отключений короткого замыкания мощностью больше половины паспортного значения разрывной мощности масляного выключателя.
