Обслуживание распределительных устройств высокого напряжения - Обслуживание выключателей

Выключатели являются аппаратами, предназначенными для включения и отключения тока нагрузки цепи при полном рабочем напряжении и для отключения тока короткого замыкания при аварийном состоянии цепи.
Выключатели применяются масляные, в которых дуга гасится маслом или парами масла, и воздушные, в которых для гашения дуги используется сжатый воздух.
Масляные выключатели в свою очередь разделяются на две группы: многообъемные или баковые, которые имеют баки на каждую фазу или общий бак на все три фазы с большим количеством масла, используемого в качестве дугогасящей среды и изоляции, и малообъемные, которые имеют по одному или по два бака на каждую фазу со значительно меньшим количеством масла, используемого только в качестве дугогасящей среды.
Вследствие сложности конструкции и ответственности назначения выключатели требуют наибольшего внимания и ухода со стороны эксплуатационного персонала. Неудовлетворительное состояние отдельных, на первый взгляд незначительных, элементов выключателя приводит к его неправильной работе или даже к отказу в действии, что в большинстве случаев вызывает очень тяжелые последствия (взрыв, пожар и разрушение всего распредустройства).
Основными дефектами, приводящими к серьезным повреждениям выключателей, но которые можно своевременно обнаружить три работающем выключателе, являются: ненормальное количество масла, течь масла, повреждение или загрязнение фарфоровой  изоляции вводов, перегрев контактов (на некоторых типах выключателей), отсутствие  подачи воздуха к воздушным выключателям, снижение рабочего давления воздуха, неисправности цепи отключения или включения и пр.
Выключатели, установленные в камерах закрытого распределительного устройства 6—10 кВ,  могут осматриваться только с порога камеры и через сетчатое ограждение, вследствие чего осмотр должен производиться внимательно. В комплектных распределительных устройствах осматривается указатель уровня масла в выключателе. Выключатели открытых распределительных устройств в этом отношении находятся в более благоприятном положении, поскольку возможно осмотреть выключатель со всех сторон.
Масляные выключатели снабжаются маслоуказательными стеклами или другими указателями уровня масла. На различных типах выключателей маслоуказатели устанавливаются в разных местах бака, что зависит от места нахождения нормального уровня масла. Так, например, на баковых выключателях типа МКЛ-110 или ВМ-35 маслоуказатель установлен в верхней части бака, а на малообъемных выключателях типа ВМГ-133 или МГГ-10 — примерно на середине бака. Однако во всех случаях уровень масла должен находиться примерно в середине стекла с небольшими отклонениями в обе стороны.
Если масло заполняет все стекло, уровень масла поднялся недопустимо высоко. Повышение уровня масла в баке выключателя уменьшает объем воздушного пространства (воздушную подушку над маслом) и тем самым уменьшает возможность расширения масла за счет газов, образующихся при гашении дуги. Так как контакты расходятся очень быстро и в короткий промежуток времени (несколько сотых долей секунды) выделяется большая энергия дуги, то образование газа в выключателе за счет разложения масла при высокой температуре происходит весьма быстро и в значительном количестве. Расширение газа в газовом пузыре вокруг горящей на контактах дуги заставляет масло подниматься вверх в воздушное пространство. Если это пространство мало или отсутствует, давление газа будет передаваться на дно и стенки бака, которые могут не выдержать и произойдет взрыв выключателя. Наличие газоотводной трубы в данном случае не поможет, так как нарастание давления происходит очень быстро, и если даже масло поднимается в трубу, оно не успеет выйти наружу в достаточном количестве, поскольку сечение трубы рассчитано на выброс газа или воздуха, а не масла. Для предотвращения взрыва на некоторых выключателях имеется аварийный клапан, предназначенный для выпуска газов при чрезмерном повышении давления в баке.
В случае, если уровень масла будет недопустимо низок (не виден в стекле), то также может произойти взрыв бака. При низком уровне над газовым пузырем слой масла меньше, и поэтому газ скорее прорвется вверх, не успев охладиться. Поскольку при разложении масла в основном (до 70% ino объему) выделяется водород, он, смешиваясь с большим количеством кислорода воздуха, может создать опасную концентрацию гремучего газа, который, имея высокую температуру или от пламени дуги может взорваться и разрушить бак. Снижение уровня масла особенно опасно в малообъемных выключателях, в которых количество масла невелико.
Таким образом, в эксплуатации необходимо внимательно следить за уровнем масла, а также проверять отсутствие течи или капели масла из мест уплотнений баков, люков, сливных труб и вентилей, пробок, кранов для отбора проб и т. п. Если обнаруженную течь устранить немедленно невозможно, выключатель должен быть выведен в ремонт в срок, зависящий от интенсивности течи. Если течь значительная и есть подозрения, что масла ушло много, необходимо прежде всего исключить возможность отключения выключателем тока нагрузки и тем более тока короткого замыкания, так как это неминуемо (приведет к взрыву выключателя. Для этого необходимо отключить питание оперативным током катушки отключения, вынув соответствующие предохранители.

Электрическую цепь с выведенным из работы выключателем следует включить через шиносоединительный или обходной выключатель или через последующий выключатель в цепи, питающей шины (генератора, трансформатора). В последнем случае выключатель присоединения должен быть в кратчайший срок выведен для ремонта, так как оставление в работе выключателя, с которого снят оперативный ток в цепи отключения при коротком замыкании на присоединении, приведет к аварийному обесточению сборных шин.
При необходимости доливку масла на ряде выключателей можно выполнять без вывода их из работы. Для этого необходимы специальные приспособления и работа должна вестись в строгом соответствии с Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок. Например, на выключателях типа МКП на 110—220 кВ можно доливать масло с помощью насоса через маслоналивную трубку, расположенную в верхней части бака. Баковые выключатели, не имеющие маслоналивной трубки сверху, допустимо доливать через вентиль на сливной трубе с помощью электронасоса. Электрическая прочность масла должна быть не менее указанной в табл. 2.
Таблица 2

Из баковых выключателей, где это допустимо ло правилам техники безопасности, можно без снятия напряжения производить отбор проб масла через нижние краны (выключатели 35—220 кВ).
Доливка и отбор проб масла на малообъемных выключателях, баки которых находятся под напряжением, при работе выключателя допущены быть не могут.
При наблюдении за уровнем масла следует также обращать внимание на цвет масла в баковых выключателях. Если выключатель отключал ток короткого замыкания или были затяжные гашения, в масле увеличивается содержание взвешенного углерода — масло потемнеет. Это может привести к загрязнению и перекрытию внутрибаковой изоляции. Поэтому для контроля за состоянием масла в баковых выключателях всех напряжений и в малообъемных выключателях напряжением 110 кВ и выше после отключения выключателем короткого замыкания мощностью более половины паспортного значения разрывной мощности выключателя следует отобрать пробу масла с целью проверки содержания взвешенного угля. В малообъемных выключателях напряжением до 35 кВ включительно загрязнение масла не играет такой роли и проба может не отбираться.
Необходимо обращать внимание на наличие выброса масла из бака через аварийный клапан. Как было сказано выше, при гашении дуги в баке выключателя образуются газы. При нормальном количестве масла они охлаждаются, проходя через слой масла, и выходят через газоотводную трубу наружу. Однако в некоторых случаях газов может образоваться больше (вследствие большей величины тока короткого замыкания или длительного горения дуги), и тогда из-за повышения давления возможен выброс газов вместе с маслом через аварийный клапан, который имеется у баковых выключателей типа МКП. Выявить имевший место выброс можно по расположению лужи или пятна масла против аварийного клапана. Вырванная при выбросе масла через аварийный клапан диафрагма должна быть в кратчайший срок заменена во избежание попадания в масло влаги из воздуха.
Выброс масла из бака указывает на неполадки с выключателем (если ток короткого замыкания не превышал гарантийного). Такими неполадками могут быть: недостаточная скорость отключения вследствие заедания в приводе, дефект в гасительной камере, электрический пробой или перекрытие внутри бака. Поэтому при осмотрах следует также обращать внимание на наличие тресков или шумов в баке выключателя вследствие перекрытия внутренней изоляции.
В некоторых типах выключателей могут перегреваться контакты. Это относится главным образом к малообъемным выключателям, у которых малый объем масла не может обеспечить отвод тепла из контактов. Чаще нагрев отмечается у выключателей ВМГ-133 на 1 ООО а, имеющих розеточный контакт на полный рабочий ток, если не устроено присоединение ошиновки усиленного сечения для лучшего теплоотвода. Нагрев контакта можно обнаружить по нагреву ошиновки, присоединенной к нижнему выводу ВМГ-133, а также по запаху перегретого масла.
На маслонаполненных вводах выключателей 110 кВ и выше должны проверяться целость стеклянных расширителей, уровень масла в расширителе и цвет масла. Потемнение масла свидетельствует об ухудшении качества масла за счет окисления. Во вводах масло играет роль основной изоляции, и при неудовлетворительном его качестве или недостаточном количестве ввод может быть поврежден. Там, где расширители вводов стеклянные, они должны быть закрашены, чтобы не подвергать масло действию солнечных лучей, которые способствуют окислению. Следует оставлять незакрашенной узкую полоску для наблюдения за уровнем масла. Если вводы снабжены воздухоосушительными фильтрами, следует следить за состоянием воздухоосушителя, и если цвет адсорбента в смотровом окошке изменился с голубого на розовый, следует в кратчайший срок заменить адсорбент, так как во влажном состоянии (на что указывает розовый цвет) он не способен осушать воздух, проходящий во ввод.
Все фарфоровые изоляторы как вводов, так и опорные, тяги или покрышки камер (в малообъемных выключателях 35 и 110 кВ) должны быть совершенно целыми, без трещин, сколов, царапин и т. п. Загрязнение изоляторов вводов на открытых распределительных устройствах следует очищать либо в период ремонта, либо по мере необходимости, если пыль или другие осадки от загрязненной атмосферы проводящие или становятся такими при увлажнении. В последнем случае следует следить за степенью загрязнения, так как оно может привести к перекрытию изоляции.
У выключателей ВМС. 133 случаются поломки изолятора тяги, вследствие чего при отключении выключателя одна из фаз может остаться под напряжением. Необходимо внимательно осматривать тяги и при обнаружении поломки вывести выключатель в ремонт.

В баковых выключателях на открытых распределительных устройствах в зимних условиях при снижении температуры воздуха ниже —25° С значительно ухудшаются условия гашения дуги. Из-за низкой температуры масло загустевает и оказывает большее сопротивление движению подвижных контактов, замедляет движение их, т. е замедляет отключение, что может привести к чрезмерному выделению газа и разрыву бака. Поэтому, чтобы сохранить отключающую способность выключателя при низких температурах, масло подогревается установленными внутри бака   электрическими подогревателями. Необходимо следить, чтобы подогрев включался в случаях, когда температура —25° С или ниже держится в продолжение не менее суток. Объем масла в баке обладает значительной тепловой инерцией, и поэтому температура масла следует за колебаниями температуры наружного воздуха с отставанием на несколько часов и, кроме того, она несколько (на 3—7° С) выше температуры воздуха. При повышении температуры выше —20° С подогрев следует отключать
В малообъемных выключателях загустевшее масло может значительно ухудшить условия гашения дуги, так как не будет быстро протекать б каналах гасительной камеры. Поэтому ,и для малообъемных выключателей, установленных в шкафах КРУН, требуется подогрев, включаемый при снижении температуры воздуха до —30° С.
Понижение температуры наружного воздуха оказывает влияние и на работу электромагнитных приводов выключателей, замедляя их движение при застывании смазки. Поэтому сердечник электромагнита и другие движущиеся части (в зимних условиях) для уменьшения трения покрываются незамерзающей смазкой, имеющей температуру застывания не выше —40° С например, АФ-70, ГОИ-54, ЦИАТИМ-201, НК-30). Если шкафы приводов уплотнены, может быть применен и подогрев привода электронагревателем, включаемым при температуре —5° С
При осмотрах необходимо проверять отсутствие посторонних предметов на приводе, целость основных деталей, в частности пружин, наличие шплинтов в осях вращения рычагов, защелок. Следует обращать внимание на состояние блок-контактов (правильностью положения, наличие обгорания или окисления), так как неудовлетворительное состояние блок-контактов может привести к отказу в работе выключателя из-за нарушения цепи управления. Следует также проверять правильность положения указателя включенного или отключенного состояния выключателя. Во время осмотра трогать руками детали привода запрещаемся как на включенном, так и на отключенном выключателе.
В воздушных выключателях сжатый воздух, являющийся гасящей средой и рабочим телом для приводного механизма, поступает внутрь камер гашения то изолирующим фарфоровым трубам. Во избежание выделения ,из воздуха влаги, осаждающейся на изоляции, что приводит к перекрытию и повреждению выключателя, воздух должен быть совершенно сухим. Воздух, поступающий от компрессоров в баки выключателя, достаточно осушен. Однако, поскольку гасительные камеры через выхлопные окна связаны с атмосферой, внутрь может попасть влажный атмосферный воздух. Для того чтобы внешний воздух не попадал внутрь, должна осуществляться постоянная продувка внутренней полости выключателя сухим воздухом. Наличие продувки контролируется специальным указателем, установленным на корпусе выключателя и состоящим из стеклянной трубки, внутри которой струей проходящего воздуха поддерживается во взвешенном состоянии легкий алюминиевый шарик. Расход на продувку должен быть отрегулирован по манометру согласно указаниям завода. При этом шарик должен находиться примерно в середине стекла. Опускание шарика будет свидетельствовать об уменьшении или полном прекращении продувки.
Расход воздуха на продувку не должен вызывать снижения давления в резервуаре выключателя более 1            кГ/см² в час (при закрытых вентилях от магистрали) и не должен превышать, по заводским данным, на все три фазы выключателя:
ВВН-35 — 500 л/ч; ВВН-154 — 1 200 л/ч;
ВВ-2503—960 л/ч: ВВ-220 — 2 700 л/ч*;
ВВ-110/600 —600 л/ч; ВВН-220 —3 000 л/ч*;
ВВН-110 — 1 200 л/ч; ВВ-400 —7 500 л/ч;
ВВ-500 —3 600 л/ч.

*По данным эксплуатации для надежной работы рекомендуется расход на продувку увеличить в 1,5 pi за.

Необходимо следить за целостью и загрязнением фарфоровых покрышек гасительных камер, шунтирующих сопротивлений, опорных колонок.
Для очистки воздуха, поступающего к выключателю, устанавливаются фильтры, которые периодически, по мере загрязнения следует очищать. Наиболее часто это необходимо делать в весенний и осенний период ори наибольшей влажности воздуха.
Система клапанов выключателя, расположенная в шкафу управления каждого полюса выключателя, оборудована электроподогревом во избежание обледенения клапанов в зимнее время. Обледенение происходит вследствие замерзания конденсирующихся из воздуха водяных паров. Обледенение клапанов нарушает работу выключателя, ухудшает условия гашения дуги и может привести к повреждению выключателя. Для предотвращения обледенения при снижении температуры наружного воздуха до +5° С подогрев должен быть включен и не отключаться до тех пор, пока температура не будет устойчиво держаться выше +5° С. Для надежной работы аппаратуры пневматического управления выключателя, установленной в агрегатном шкафу, также предусматривается обогрев, включаемый одновременно с обогревом выключателя.
Водоспускные вентили воздухосборников компрессорной также снабжаются нагревателями, которые включаются в работу в зимнее время непосредственно в момент удаления скопившейся влаги во избежание намерзания льда на вентиле. Спуск влаги должен производиться не реже 1 раза в трое суток (при наличии постоянного дежурного персонала) или по графику, одновременно с осмотром.
При осмотре необходимо контролировать величину рабочего давления воздуха по манометрам. У выключателей, предназначенных для работы с АПВ, давление должно быть в пределах 19—21 ати, а у выключателей, работающих без АПВ, —в пределах 16—19 ати. Необходимо обращать внимание на целость уплотнений гасительной камеры—не выдуты ли они во время операций, на плотность заслонок выхлопных козырьков гасительных камер и на обледенение козырьков в зимнее время. Значительное обледенение и образование сосулек не допускается. Следует также обращать внимание
на отсутствие течи масла из демпфера привода отделителя.
Утечку воздуха можно иногда обнаружить на слух, не приближаясь, однако, к токоведущим частям.
При отключенном выключателе следует проверять правильность положения отделителя — он должен устанавливаться под углом 70—75° к горизонтали. Оставление ножа под другим углом свидетельствует о неисправности привода. При включенном отделителе нож должен целиком входить в губки контакта. Толщина льда на контактах допускается не более 10 мм; при большей толщине следует сбить лед посредством изолирующей штанги.