б) Электрические и механические испытания
Каждая новая или измененная конструкция переключающего устройства подвергается типовым испытаниям [Л. 8, 20, 35] в соответствии с ГОСТ 8008-67.
В объем типовых испытаний (отдельных узлов и в сборе) входят:
Избиратель переключающего устройства и контактор.
Измерение переходного сопротивления контактов; измерение угла отрыва контактов; измерение крутящего момента на валу контактора и избирателя; испытание на механическую износоустойчивость; измерение силы контактного нажатия; испытание электрической прочности изоляции приложенным напряжением 50 Гц; испытание контактов на нагрев; испытание на устойчивость к токам короткого замыкания и повторное измерение переходного сопротивления контактов; испытание контактора на отключающую способность; испытание изоляции избирателя импульсным напряжением.
Приводной механизм.
Проверка работы каждого элемента электрической и кинематической схем механизма; «прогонка» приводного механизма без нагрузки для проверки взаимодействия элементов схем и стабильности их настройки; определение длительности одного цикла переключения.
Переключающее устройство в сборе.
Проверка последовательности действий и измерение переходного сопротивления контактов (до «прогонки»); «прогонка» всего переключающего устройства с целью проверки на механическую прочность (не менее 200 тыс. переключений); определение мощности, потребляемой электродвигателем приводного механизма; снятие круговых диаграмм переключающего устройства и измерение переходных сопротивлений после «прогонки»; испытание контактов на разрывную мощность; испытание контактов на износ при гашении дуги.
Контрольным испытаниям подвергается каждое переключающее устройство по узлам и в сборе при выпуске его с завода с целью проверки качества изготовления и технологической обработки изоляции. Рассмотрим основные виды механических и электрических испытаний переключателей и избирателей.
Перед механическими испытаниями проверяют контактное давление ламелей для выявления качества сборки контактной системы. Недостаточное давление на контактах вызывает увеличение переходного сопротивления, а следовательно, приводит к повышению нагрева контактов при нагрузке их током.
Чрезмерное же давление на контактах, кроме ускорения износа (от истирания), ведет к увеличению нагрузки на вал приводного механизма. Поэтому измеренное давление контактов не должно выходить за пределы, указанные в заводской инструкции для данного контактора или избирателя.
Давление контактов переключателей или избирателей (ножевого типа) измеряют динамометром, работающим на растяжение. Для измерения давления оттягивают подвижный контакт до момента, когда стрелка омметра (или потухание сигнальной лампы) покажет разрывы цепи; в этот момент показание динамометра соответствует наибольшей величине приложенного усилия.
При измерении давления одного из пальцев ножевого контакта другой палец изолируют от неподвижного контакта полоской кабельной бумаги. Если измеряется давление дугогасительного контакта контактора, необходимо изолировать параллельно включенный главный контакт.
Производят «прогонку» (прокручивание) переключателей и избирателей (без тока и напряжения в главных цепях). Переключатели (типа ПТЛ, П и др.) испытывают на прокручивание 100 циклами переключения, считая за один цикл переключение от первого до конечного положения и обратно; переключающие устройства типа РНТА и РНОА испытывают при 10 циклах переключений.
Измеряют максимальный крутящий момент на приводном валу избирателя, который не должен превышать величины Мкр для данного типа. На валу, соединяющем переключающее устройство с его приводом, закрепляют рычаг, а к свободному концу его — динамометр. К динамометру прикладывают усилие в направлении, перпендикулярном плечу рычага и валу. В момент трогания вала и во время вращения его до полного переключения отмечают показания динамометра.
Крутящий момент подсчитывают как произведение наибольшего показания динамометра на плечо рычага.
Электрические испытания
При электрических испытаниях сначала производят испытание электрической прочности изоляции переключателя (избирателя) приложенным напряжением частотой 50 Гц до его установки на трансформатор. Величина испытательного напряжения, время приложения напряжения, электрические соединения частей переключающего устройства при испытании и условия испытания устанавливаются предприятием-изготовителем в соответствии с воздействиями, которые могут быть на данном участке изоляции как при испытании изоляции, так и при рабочем режиме трансформаторов, для которых предназначено данное переключающее устройство.
Испытанию подвергают изоляционные промежутки и элементы изоляционных конструкций между всеми металлическими частями, находящимися при работе переключателя (избирателя) под разными потенциалами, т. е. промежутки между соседними неподвижными контактами одной фазы и разных фаз (в трехфазном переключателе); между каждым неподвижным и подвижным (отводящим) контактом; между одной и другой половиной сдвоенного переключателя; между контактной системой и заземленными металлическими частями (фланцами, станиной); между фазами в строенных переключателях, выполненных в виде трех однофазных.
Испытание производится в трансформаторном масле с пробивным напряжением не менее 30 кВ. Переключатели 150 кВ и выше, а также все избиратели испытывают в нагретом до 80—90 °С трансформаторном масле с предварительной выдержкой в нем до прекращения выделения пузырьков воздуха, но не менее 2 ч. Все остальные переключатели испытывают в ненагретом трансформаторном масле (комнатной температуры) с предварительной выдержкой в нем до прекращения выделения пузырьков воздуха.
При испытании ведут наблюдение за поверхностью масла для регистрации разрядов и выделения пузырьков газа. Такое наблюдение особенно необходимо при испытаниях изоляции относительно корпуса и между фазами, т. е. твердой изоляции (гетинакс, бумажнобакелитовые трубки и др.).
Переключатель (избиратель) считается выдержавшим испытания на электрическую прочность изоляции, если при испытании не было пробоя или перекрытия изоляции, а также не было частичных разрядов.
После успешных механических и электрических испытаний избирателя и контактора производится проверка совместной работы этих узлов. Проверка последовательности действия контактов переключающего устройства в собранном виде производится на специальном стенде, которым имитируют установку узлов переключающего устройства на трансформаторе.
Последовательность действия контактов проверяют путем снятия круговой диаграммы работы переключающего устройства методом сигнальных ламп или осциллографа.
На заводах при проведении контрольных испытаний обычно используют метод сигнальных ламп как наиболее простой и производительный. На рис. 14-6,а приведена принципиальная схема снятия круговой диаграммы переключающего устройства типа РНТ-13 методом сигнальных ламп. Питание схемы осуществляется напряжением 127—220 В, которое через реостаты подводится на выводы обмотки ВН трансформатора. Сигнальные лампы желательно иметь (12—,24 В) для более четкой работы схемы. Поворотом ручного привода следует разомкнуть контакты контактора К и плавно подвинуть движок реостата до четкого горения сигнальной лампы Л\.
При установленном положении реостата следует снимать диаграммы последовательности работы переключающего устройства трансформатора на каждой его фазе. Обмотка НН в целях безопасности работы замыкается накоротко. На валу, соединяющем переключающее устройство с его приводом, укрепляется указательная стрелка, а на подвижной части приводного механизма устанавливается шкала углов (диск со шкалой, разделенной по окружности на 360° через 1°) так, чтобы ось вала проходила через геометрический центр шкалы, а стрелка указывала угол поворота вала.
Снятие круговой диаграммы начинают вращением приводного механизма ручным приводом (против часовой стрелки), например, от положения 5 к положению 6.
Рис. 14-6. Проверка последовательности работы переключающего устройства типа РНТ-13.
а — принципиальная схема; б — развернутая круговая диаграмма последовательности работы, 1 — обмотка ВН трансформатора; 2— избиратель; 3— сигнальные лампы; 4 — контакторы; 5 — реакторы.
Для исключения влияния люфта механизма вращение привода начинают до положения 5, например, с положения 4 в том же направлении.
Полный цикл переключения соответствует переходу переключающего устройства с одного положения на другое. При этом круговая диаграмма первой половины цикла переключения снимается при действии одного контактора, второй половины цикла — при действии другого.
При закрытых контактах контактора лампа не горит. При размыкании контактов К1 загорается сигнальная лампа Л, которая остается включенной до размыкания контактов избирателя П1. В этот момент фиксируется положение стрелки на шкале диска. При дальнейшем вращении контакты переключателя П1 размыкаются и сигнальная лампа Л1 гаснет; в этот момент также фиксируется положение стрелки. При соприкосновении подвижного контакта избирателя Пх с соседним неподвижным вновь загорается сигнальная лампа Л і, и при замыкании контакта контактора К лампа гаснет.
Аналогично указанному происходит размыкание и замыкание контактов другого контактора К2 и избирателя П2. Фиксирование положения стрелки осуществляется по сигнализации лампы су72. На этом заканчивается переход в положение 6. Таким же образом снимают диаграмму при вращении ручного привода от положения 6 к положению 5.
Результаты наблюдений последовательности работы контактов переключающих аппаратов заносят в таблицу; на основании полученных данных строят развернутую круговую диаграмму, показанную на рис. 14-6,б. Внизу диаграммы помещена шкала углов поворота вертикального вала переключающего устройства. Каждая из горизонтальных полос на диаграмме соответствует контактам: нижняя — избирателя, верхняя — контактора. Заштрихованные участки обозначают области замкнутого состояния контактов, а незаштрихованные участки — области, в которых контакты разомкнуты. Границы заштрихованных участков соответствуют моментам размыкания и замыкания контактов.
Взаимно симметричное расположение промежутков работы контакторов и избирателей и расположение промежутков полного разрыва цепи избирателя относительно начала и конца шкалы позволяют судить о правильной работе переключающего устройства. Вследствие наличия люфта эти промежутки располагаются не совсем симметрично.
Снятые диаграммы не должны отличаться от расчетных, однако отрезок а (угол поворота вала от нормального положения до момента размыкания или замыкания контакта) должен быть не менее 20°. Если угол а будет мал, то за время, прошедшее с момента размыкания избирателя, дуга не успеет погаснуть, что может привести к аварии.
При снятии круговой диаграммы может выясниться, что величины углов не соответствуют нормам; в таком случае требуется регулировка. В зависимости от характера смещения вручную проворачивают вал привода вначале в одну, затем в обратную сторону, определяют по шкале углов величину угла поворота.
Рассоединив соответствующую нониусную муфту (нониусные муфты устанавливают между приводным механизмом, контактором и избирателем) и совмещая между собой различные пары отверстий в двух ее дисках, можно достаточно отрегулировать взаимные угловые смещения двух узлов переключающего устройства. Соединив болтами диски нониусной муфты, проводят повторное снятие круговой диаграммы. После регулирования значения углов должны соответствовать установленным нормам.
Контрольные вопросы
- Назначение и классификация переключающих устройств.
- Из каких основных частей состоит переключающее устройство для переключения ответвлений обмоток трансформаторов под нагрузкой?
- Какие основные требования предъявляют к подвижным контактным соединениям переключающих устройств?
- Какие основные типы деталей применяют в механической части переключающих устройств?
- Какие материалы применяют при изготовлении переключающих устройств?
- Каковы технологические особенности изготовления деталей разъемных контактных соединений?
- Из каких технологических операций состоит процесс изготовления пружин переключающего устройства?
- Какие применяются гальванические покрытия контактных деталей и их назначение?
- Каковы особенности механической обработки деталей переключающих устройств, изготавливаемых из электроизоляционных материалов?
- Объясните назначение сушки, пропитки лаком и термообработки изоляционных деталей переключающих устройств
- Каковы особенности технологического процесса сборки переключающих устройств?
- Каким видам испытаний подвергают переключающие устройства?
- Назовите особенности испытания переключающих устройств для переключения ответвлений обмоток трансформаторов под нагрузкой
- Какие меры по технике безопасности должны быть предусмотрены при проведении испытаний переключающих устройств?
