Назначение.
Разъединителями называют аппараты, применяемые в установках напряжением свыше 1000 В и предназначенные для размыкания и замыкания предварительно обесточенных электрических цепей. Создавая видимый разрыв цепи, разъединители обеспечивают безопасность работы персонала, производящего осмотр или ремонт отключенной части электроустановки. 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. Для того чтобы произвести осмотр или ремонт оборудования, необходимо сначала отключить выключатель цепи и лишь после этого разъединители. При включении оборудования в работу необходимо сначала включить разъединители, а затем выключатель. Таким образом, отключению разъединителей должно предшествовать отключение выключателей, а включению выключателей — включение разъединителей.
Разъединителями разрешается включать и отключать измерительные трансформаторы напряжения ввиду малых величин токов их первичных обмоток, ток холостого хода силовых трансформаторов, зарядный ток линий, токи нагрузки трансформаторов небольшой мощности, переключать электрические цепи под током при наличии замкнутой шунтирующей токоведущей цепи.
Разъединители изготовляют однополюсными и трехполюсными, для наружной и внутренней установок. Конструктивно разъединители выполняют рубящего, поворотного, качающегося и других типов. В установках железнодорожного транспорта применяют преимущественно разъединители вертикально-рубящего и горизонтально-поворотного типов.
Условное обозначение разъединителя состоит из букв и цифр. Буквы означают: Р — разъединитель; Л — линейный; Н — наружной установки; Д — с двумя изоляционными колонками; У — с усиленной изоляцией; 3 — с заземляющими ножами; О — однополюсный; Ф — фигурный; М — модернизированный; К — коробчатый; В — высоковольтный. Цифры означают число заземляющих ножей, номинальное напряжение и ток. Например, РНД-1-110/2000— разъединитель, наружной установки, с двумя изоляционными колонками, с одним заземляющим ножом, номинальное напряжение 110 кВ, номинальный ток 2000 А.
Разъединители внутренней установки.
Трехполюсный разъединитель (рис. 52, а) вертикально-рубящего типа на напряжение 10 кВ состоит из рамы 1 с изоляторами 9, на которых укреплены неподвижные контакты 8, имеющие форму стоек с ребрами для создания линейного контакта с подвижными контактами 5, выполненными в виде ножей, снабженных пружинами 6 для обеспечения необходимого контактного нажатия. Число контактных полос у подвижных контактов 5 и стоек неподвижных контактов зависит от тока, на который изготовлен разъединитель: чем больше ток, тем больше их число. Движение подвижных контактов 5 осуществляют посредством изолирующих стоек 7, соединенных через рычаг 10, вал 4, рычаг 3 и тягу, указанную штриховой линией, с рукояткой 14 привода ПР-2. Упор 2 служит для ограничения угла поворота вала разъединителя. При включенном положении разъединителя рукоятка привода находится вверху, при отключенном — внизу. Для сигнализации положения разъединителей предусмотрены блок-контакты 11 типа КСА, переключаемые посредством рычага 12 и тяги 13, соединенной с приводом.
Привод ПР-2 (ручной, второй серии), применяемый для управления разъединителями внутренней установки (рис. 52, б), имеет передний 6 и задний 3 комплектные подшипники, которые устанавливают по обе стороны камеры распределительного устройства и стягивают шпильками 8. Рукоятка 4, вращающаяся на оси 7 между щечками подшипника 6, воздействует на рычаг 1 через тягу 9 и сектор 2. Рычаг 1 соединен с валом разъединителя тягой. Отверстия в секторе 2 служат для регулировки угла поворота рычагов привода и разъединителя.
Рис. 52. Трехполюсный разъединитель внутренней установки (а) и привод ПР-2 (б)
Фиксацию рукоятки 4 во включенном или отключенном положении осуществляют защелкой 5, которую при переключениях оттягивают; после переключения она под действием пружины заскакивает в отверстие на башмаке рукоятки 4.
Однополюсный разъединитель РВК (рис. 53) состоит из рамы У, на которой укреплены Изоляторы 10, неподвижного 8 и подвижного 6 контактов с установленными в них чугунным контактодержателем 9 и стальной полосой 5 для повышения механической стойкости при КЗ, фарфоровой тяги 7, соединяющей подвижной контакт с валом 2, контактной пружины 4 и оси 3 подвижного контакта. Для получения трехполюсного разъединителя валы каждого полюса соединяются между собой муфтами.
Трехполюсные и однополюсные разъединители изготовляют с одним и двумя стационарными заземляющими ножами, которые замыкаются на специальные губки, соединенные с неподвижным и подвижным контактами. Применение заземляющих ножей повышает степень безопасности оперативного и ремонтного персонала, а в отдельных случаях позволяет отказаться от наложения переносных заземлений.
Разъединители наружной установки.
Разъединители типа РИД на напряжения 35; 110; 220 кВ относятся к числу горизонтально-поворотных и имеют исполнение без заземляющих ножей, с одним и двумя заземляющими ножами. Поворот ножей у разъединителей происходит в плоскости, перпендикулярной осям изоляторов.
Рис. 53. Однополюсный разъединитель типа РВК
Разъединитель РНДЗ-2 на напряжение 35 кВ и ток 630 А с приводом ПРН-220М (привод ручной, наружной установки, серии 200, модернизированный) изображен на рис. 54. В подшипниках рамы 1, выполненной из швеллерной стали, установлены опорно-стержневые изоляторы 4 и 11 типа ОНС-35. К фланцам изоляторов приварены рычаги 12, соединенные тягой 18. Посредством этих рычагов и тяг образуется междуполосная связь между изоляторами 4 и 11. На изоляторах закреплены плоские ножевые подвижные контакты 8 и 10. На ножевом контакте 8 укреплены медные контактные ламели 9, снабженные снаружи плоскими пружинами. Зажимы 5, к которым присоединяют шины распределительного устройства, соединены с ножевыми подвижными контактами 8 и 10 гибкими пакетами медных лент 6. Приводные рычаги трех фаз соединены тягами, состоящими из наконечников и регулируемых вставок, а ось 13 крайнего изолятора соединена трубой с вертикальной осью 14 привода, имеющего рукоятки 15 и блок-контакты, защищенные кожухом 16.
Рис. 54. Разъединитель наружной установки РНДЗ-2/35
Включение и отключение главных ножей разъединителя осуществляют рукояткой РГ, на которую надевают рычаг е изолированной рукояткой. Включение и отключение трех фаз происходит одновременно, что обеспечивают регулируемые вставки тяг. При включении нож 10 входит между ламелями 9. Возникающий в зимнее время на контактных поверхностях гололед ломается, не создавая значительных изгибающих усилий на изоляторе.
К заземляющим ножам 3 прикреплены контакты 2. Оси заземляющих ножей связаны между собой соединителями из стальных труб. Передача движения от рукояток заземляющих ножей РЗ к заземляющим ножам 3 производится через вертикальные трубы, горизонтальные тяги и рычаги 19, которые жестко насажены на трубу, соединяющую три фазы. Между рукоятками рабочих РГ и заземляющих РЗ ножей устраивают механическую блокировку, не позволяющую при включенных рабочих ножах включать заземляющие ножи и, наоборот, при включенных заземляющих ножах включать рабочие ножи. На рисунке показано взаимное расположение шайб механической блокировки привода при включенном положении рабочих ножей разъединителя. При отключенном положении рабочих ножей разъединителя (поворот рукоятки РГ влево в положение Откл) можно включить рукоятками РЗ заземляющие ножи, так как в этом положении шайба, соединенная с рукояткой РГ, устанавливается своими вогнутыми частями против выпуклых частей шайб, связанных с рукоятками РЗ. В отключенном положении разъединителя ножи 8 и 10 устанавливаются так, что при включении заземляющих ножей 3 их контакты 2 надежно замыкаются с контактами 7, закрепленными па ножах 8 и 10. Цепь заземления отключенного разъединителя выглядит так: контакты 7 и 2, заземляющий нож 3, гибкая связь 17, соединяющая нож с рамой 1. Последняя надежно соединена заземляющим проводником с контуром заземления. Применение разъединителей с заземляющими ножами обеспечивает более надежное заземление и повышает степень безопасности оперативно-ремонтного персонала.
Для заземления нейтралей силовых трансформаторов применяют заземлители ЗОН-110M-I и ЗОН-110M-II, которые представляют однополюсные разъединители.
Разъединители характеризуются следующими параметрами: Unoм — номинальное напряжение, кВ; Iном — номинальный ток, А; iдип — ток динамической стойкости, кА; Iт — ток термической стойкости, кА. Физическая сущность этих параметров та же, что и у параметров высоковольтных выключателей.
Приводы разъединителей. Для управления одно- и трехполюсными разъединителями применяют ручные, червячные и электродвигательные приводы. Управление однополюсными разъединителями, не снабженными приводами, производят оперативной штангой, представляющей собой изолирующую штангу с пальцем на конце для захвата за ушко разъединителя. В настоящее время в электроустановках широкое применение находят электродвигательные приводы ПДН-1, УМП-2 и др., которые позволяют осуществлять дистанционное управление и телеуправление разъединителями.
Рис. 55. Универсальный моторный привод УМП-2 (а) и схема управления им (б)
Универсальный моторный привод УМП-2 (рис. 55, а) предназначен для дистанционного управления и телеуправления однополюсным разъединителем наружной установки РС-3000/3,3. Механизм 2 привода, представляющий редуктор, установлен в литом чугунном корпусе 3 и закрыт крышкой 1. Электродвигатель УЛ-0,62 (220 В, 270 Вт, 8000 об/мин) расположен в кожухе 4. Максимальный момент на выходном валу 5 привода составляет 280 Н-м. Время переключения разъединителя при номинальном напряжении не более 2,5 с.
Схема управления моторным приводом УМП-П (рис. 55, б) обеспечивает изменение направления вращения двигателя М при включении и отключении разъединителя, осуществляемое контактами 1Л и 2Л конечного переключателя привода, изменяющими направление тока в цепи обмотки якоря двигателя М. Для управления приводом используют кнопки включения КнП и отключения КнС с двумя парами контактов каждая. Одна пара имеет замыкающие контакты, другая — размыкающие. Этим достигается одновременное замыкание и размыкание соответствующих цепей при выполнении операций включения и отключения и образование необходимых цепей после отпускания кнопки КнП или КнС. Для включения разъединителя нажимают кнопку КнП, в результате чего образуется цепь 11-2: фаза Ь, контакты 1Л, обмотка ОБ, контакты 1Л, якорь М; реле РВР, кнопка КнП, фаза а. Одновременно по цепи 7-2 возбуждается промежуточное реле ПР, сигнализирующее о положении разъединителя. По цепи 7-4 реле ПР становится на самоудержание через свои контакты, замкнутые контакты ОТ реле отключения по телеуправлению и замкнутые контакты кнопки отключения КнС. В конце цикла включения разъединителя размыкаются контакты 1Л и замыкаются контакты 2Л переключателя моторного привода. Двигатель останавливается, так как он оказывается включенным только на одну фазу (цепь 4-8). Однако реле ПР не теряет возбуждения, питаясь по цепи 7-4, и своими контактами замыкает цепь 13-10 красной лампы ЛК. Для отключения разъединителя нажимают кнопку КнС, благодаря чему образуется цепь 3-8 для противоположного вращения якоря двигателя.
Рис. 56. Схема электромагнитной блокировки между выключателем и разъединителем
Включение (цепь 11-6) и отключение (цепь 1-8) разъединителя по телеуправлению осуществляют замыканием контактов ВТ (на включение) и ОТ (на отключение) при замкнутых контактах ключа телеуправления КТУ. Реле РВР предназначено для шунтирования своими контактами совместно с контактами ВТ и ПР (цепь 5-8) реле ПР в цикле отключения разъединителя. Это осуществляется так: при замыкании контактов кнопки КнС одновременно происходит возбуждение реле РВР и шунтирование реле ПР, которые замыкают свои контакты в цепи 5-8, обеспечивая шунтирование реле ПР и протекание тока в цепи двигателя М до окончания цикла отключения при отпущенной кнопке КнС. Электрической схемой предусмотрено замыкание цепи 9-8 контактами реле РЗ на отключение разъединителя от соответствующих защит.
Блокировки. Для предотвращения неправильных действий эксплуатационного персонала применяют следующие виды блокировок: блокировку безопасности, препятствующую доступу персонала к аппаратуре, находящейся под напряжением (блокировка входных дверей или ограждений в камерах высоковольтных аппаратов); блокировку, запрещающую включение оборудования под напряжение при наличии заземления в его цепи, например блокировку между приводами главных и заземляющих ножей разъединителя, которая запрещает включение главных ножей при включенных заземляющих ножах; блокировку оперативную, устанавливающую определенную последовательность отключения разъединителя и выключателя цепи, исключающую возможность отключения разъединителя при включенном выключателе (сначала должен быть отключен выключатель, а затем разъединитель).
Оперативные блокировки бывают механические (непосредственные и замковые) и электромагнитные. Непосредственные механические блокировки применяют в тех случаях, когда приводы выключателя и разъединителя одной цепи могут быть механически сблокированы при помощи тяг и рычагов. Электромагнитные блокировки работают на принципе электрической зависимости между приводами выключателя и разъединителя одной цепи.
Блокировка между выключателем 1 и разъединителем 3 (рис. 56) состоит из двух частей — замка 5 и электромагнитного ключа 10, выполняемых в виде отдельных механизмов. Замок крепится к приводу 4 разъединителя, а ключ (один на все распределительное устройство) представляет собой съемную переносную часть.
Замок служит для запирания поворотной части привода разъединителя с помощью стержня 14, заскакивающего под действием пружины 13 в отверстие 15 поворотной части привода при включенном положении разъединителя и в отверстие 16 при отключенном положении. Ключ представляет собой электромагнит, состоящий из стального стержня 12 и катушки 8, соединенной с контактными стержнями (вилкой) 7. Для выполнения операций с разъединителем необходимо отпереть замок его привода, что можно сделать только при отключенном выключателе 1 и замкнутых блок- контактах 17. Отключив выключатель, вставляют вилку 7 ключа 10 в гнездо 6 замка 5. При этом образуется цепь: шинка + 110 В, катушка 8, блок-контакты 17, шинка —110 В, и намагничивается стержень 12. Нажимая рукой на правый выступающий конец стержня 12, перемещают его влево до соприкосновения с правым концом стержня 14·, стержни 14 и 12 надежно сцепляются. После этого стержни 14 и 12 перемещаются вправо под действием пружины 9, вытягивающей их за кольцо 11. Стержень 14 освобождает привод для выполнения операции отключения или включения разъединителя. После выполнения операции переключения вытаскивают ключ 10 из замка 5 и стержень 14 под действием пружины 13 заскакивает в отверстие 15 или 16 и фиксирует привод в соответствующем положении. Если выключатель включен, то цепь питания катушки 8 оказывается разомкнутой блок-контактами 17 и приводом нельзя выполнить операцию отключения или включения разъединителя. Аналогичные электромагнитные блокировки применяют и для других видов оборудования и устройств электроустановок.
