ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Разъединитель - это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения обесточенных участков цепи, находящихся под напряжением.
При ремонтных работах разъединителем создается видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами, выведенными в ремонт. Наличие воздушного промежутка между подвижными и неподвижными контактами разъединителей позволяет убедиться в разрыве цепи и обеспечить безопасность производства работ на отключенном участке.
Разъединителями нельзя отключать токи нагрузки, так как их контактная система не имеет дугогасительных устройств и в случае ошибочного отключения токов нагрузки возникает устойчивая дуга, которая может привести к междуфазному КЗ и несчастным случаям с обслуживающим персоналом. Перед операцией с разъединителем цепь должна быть разомкнута выключателем.
В отдельных случаях допускается использовать разъединители для производства следующих операций: отключения и включения нейтралей трансформаторов и заземляющих дугогасящих реакторов при отсутствии в сети замыкания на землю; отключения незначительных токов нагрузки; отключения и включения незначительных намагничивающих токов силовых трансформаторов и зарядных токов линий; переключений в схемах электрических соединений подстанций, например при переводе присоединений с одной системы шин на другую.
Для включения и отключения разъединителей применяются ручные, электродвигательные и пневматические приводы. Ручные приводы могут быть рычажными серии ПР и с червячной передачей серии ПЧ. Однополюсные разъединители внутренней установки до 35 кВ управляются еще и оперативными изолирующими штангами. Электродвигательные приводы применяются для разъединителей внутренней и наружной установки. Органами управления являются кнопочные пульты управления с установкой кнопок «Включено», «Отключено» и «Стоп».
Пневматические приводы устанавливаются непосредственно на рамах разъединителей, поэтому у них отсутствуют соединительные тяги. Они отличаются плавной работой и их применение особенно целесообразно на подстанциях, где имеются установки для производства сжатого воздуха. Управление пневматическим механизмом привода дистанционное с помощью электромагнитов включения и отключения.
С точки зрения оперативного обслуживания к разъединителям предъявляются следующие требования:
- Создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий классу напряжения установки.
- Приводы разъединителей должны иметь устройства фиксации в одном из двух оперативных положений - включенном и отключенном. Кроме того, они должны быть снабжены надежными упорами, ограничивающими поворот главных ножей на угол больше заданного.
- Опорные изоляторы и изолирующие тяги должны выдерживать нормативные механические нагрузки при операциях.
- Главные ножи - иметь блокировку с заземляющими ножами и не допускать возможности одновременного включения тех и других.
- Беспрепятственно включаться и отключаться при любых наихудших условиях окружающей среды (например, обледенении).
- Надлежащую изоляцию, обеспечивающую не только их надежную работу при длительном воздействии рабочего напряжения и перенапряжениях, но и безопасное обслуживание.
- Соответствующий уровень термической и электродинамической стойкости, исключающий отброс и сваривание контактов, а также разрушение элементов конструкции при сквозных КЗ.
- Блокироваться с выключателем, чтобы исключить операции коммутирования электрических цепей под нагрузкой.
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.
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:
- вертикально-поворотного типа с вращением ножа в вертикальной плоскости;
- горизонтально-поворотного типа с вращением ножа в горизонтальной плоскости;
- качающегося типа с вращением ножа совместно с поддерживающим его изолятором в вертикальной плоскости,
- катящегося типа с прямолинейным возвратно-посту нательным движением опорного изолятора совместно с закрепленным на нем подвижным контактом;
- с прямолинейным движением ножа в вертикальной плоскости вдоль или поперек осей опорных изоляторов (пантографического типа);
- со складывающимся ножом в вертикальной плоскости (телескопического типа);
- 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 <35 кВ - не менее 2000 операций;
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.
