3. КОНСТРУКЦИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ПРОИЗВОДСТВА ПО «УРАЛЭЛЕКТРОТЯЖМАШ» ИМЕНИ В. И. ЛЕНИНА
Выключатели с воздухонаполненным отделителем производства ПО УЭТМ имеют следующие конструктивные особенности по сравнению с выключателями производства ЛенПО «Электроаппарат»: дутьевые клапаны гасительной камеры выполнены дифференциальными; контакты гасительной камеры зашунтированы активным делителем напряжения; расход воздуха на вентиляцию колонок изоляторов регулируется с помощью тальковых дросселей, указатели вентиляции отсутствуют; каждый клапан электропневматической схемы управления собран в самостоятельном блоке.
Выключатели на 330 и 500 кВ имеют единую унифицированную конструкцию, поэтому ниже рассмотрены устройство и принцип действия выключателя ВВ-500Б.
Компоновка полюса выключателя ВВ-500Б показана на рис. 21. Основными составными частями полюса являются: тележка 1, шкаф управления 9, опорные колонки 6, камера гасительная 4, отделитель 5, делители напряжения активный 3 и емкостный 2.
Конструкция полюса ВВ-330Б отличается от конструкции полюса ВВ-500Б меньшим количеством разрывов гасительной камеры и отделителя, меньшим количеством изоляторов в опорных колонках и растяжках, отсутствием внешних растяжек и опорных колонок конденсаторов, меньшей длиной резервуаров и соединительных шин.
Рис. 21. Воздушный выключатель ВВ-500Б
Тележка является основанием полюса. Главная ее часть — два цилиндрических резервуара для хранения сжатого воздуха, выполненных из стальной трубы диаметром 720 мм и связанных между собой соединительной трубой и швеллерами. К одному резервуару приварены патрубки для установки дутьевых клапанов 7 гасительной камеры 4, к другому — патрубки для установки дутьевых клапанов 10 отделителя 5 и стойки для крепления колонок опорных изоляторов емкостного делителя напряжения. На дутьевых клапанах смонтированы колонки полых изоляторов, по которым подается воздух в гасительную камеру и отделитель. По торцам резервуаров выполнены люки 8 для проведения осмотра и ремонта их внутренних поверхностей. В нижней части каждого резервуара имеются два клапана 11 для спуска воздуха и конденсата. В средней части одного из резервуаров крепится шкаф управления полюсом 9.
Дутьевые клапаны гасительной камеры и отделителя, шкаф управления, резервуары соединены воздухопроводами. К резервуарам приварены лапы для крепления к фундаментам, на одной из лап» имеется болт для присоединения заземляющей шины.
Тальковые редукторы вентиляции опорных колонок емкостных делителей напряжения установлены ка резервуарах, редукторы вентиляции колонок отделителя и гасительной камеры — на соответствующих клапанах.
Рис. 22. Электропневматическая схема выключателя ВВ-500Б
Электропневматическая схема управления полюсом выключателя ВВ-500Б представлена на рис. 22. Принцип действия и работа частей привода подробно изложены при описании электропневматической схемы управления выключателей ЛенПО «Электроаппарат». Положение элементов на схеме соответствует включенному выключателю. При подаче команды на электромагнит отключения ЭО открывается пусковой клапан отключения 14. Он имеет две тарелки, одна из которых является атмосферным клапаном, а другая перекрывает отверстие, соединенное трубкой с резервуаром сжатого воздуха.
Когда электромагнит нажимает на клапан 14, атмосферный клапан закрывается и открывается путь сжатому воздуху из резервуара в полость поршня среднего клапана отключения 6. Далее последовательно работают: большой клапан отключения 13, клапаны выпускные 12 и дутьевые клапаны 10 гасительной камеры левого и правого полуполюсов. Клапан 10 выполнен дифференциальным: когда клапан 12 сбрасывает воздух из полости Л, поршень и жестко связанный с ним клапан перемещаются под действием давления со стороны, сообщающейся с резервуаром, пружина сжимается и клапан открывает путь сжатому воздуху в гасительную камеру.
Часть воздуха через заборный козырек 11 по импульсному трубопроводу 15 поступает в полость обратного клапана 2, открывает его и давит на поршень дутьевого клапана отделителя 1, который срабатывает и «залипает». Сжатый воздух, попадая в колонку отделителя, разводит контакты и гасит электрическую дугу, ток которой ограничен добавочным сопротивлением. Подвижные контакты в конце хода, как и дутьевые клапаны отделителя, «залипают» и таким образом изолируют полость колонки отделителя от атмосферы.
Пневматическая отсечка, предусмотренная в схеме для прекращения подачи сжатого воздуха в гасительную камеру до окончания командного импульса на электромагнит отключения, работает следующим образом. Когда открывается средний клапан отключения 6, сжатый воздух через отверстие с регулировочной иглой 8 попадает в полость над золотником отсечки 9. Игла 8 позволяет регулировать момент отсечки сжатого воздуха и тем самым — расход воздуха при отключении. После срабатывания золотника отсечки открывается выход в атмосферу сжатому воздуху из полости над поршнем клапана 13, под действием пружины клапан 13 закрывается и вся система клапанов, кроме дутьевых клапанов отделителя, возвращается в исходное положение. Пневматическая отсечка не имеет канала подхвата импульса отсечки. Для стабилизации работы отсечки и облегчения регулировки сброса давления при отключении в полости Б имеется отверстие.
При отключенном выключателе сжатый воздух заполняет полость В большого клапана включения, полость поршня привода 3 контактов вспомогательной цепи и трубку манометра МЭ. Поршень привода «залип», пружина сжата. Горит сигнальная лампа ЛО, манометр МЭ показывает давление.
При подаче команды на включение последовательно срабатывают электромагнит включения ЭВУ пусковой клапан включения 4, средний клапан включения 5 и большой клапан включения 7. Большой клапан 7 сбрасывает воздух из полости Г дутьевого клапана, поршень под действием противодавления и пружины перемещается вместе с клапаном. Клапан закрывается, прекращая подачу сжатого воздуха в колонку отделителя, и открывает выход в атмосферу воздуху, содержащемуся в колонке. Контакты отделителя «отлипают» под действием пружин и смыкаются. Одновременно с выходом из полости отделителя сжатый воздух выходит из полости, сообщающейся с манометром, и из-под поршня привода контактов вспомогательной цепи. Поршень привода перемещается вниз, механически связанный с поршнем вал переключает контакты. При этом разрывается цепь электромагнита включения, подготавливается цепь отключения и включается красная сигнальная лампа ЛB.
Рис. 23. Шкаф управления полюсом
Автоматическое повторное включение осуществляется простым чередованием операций отключения и включения. Каждая последующая команда должна подаваться не ранее момента переключения контактов вспомогательной цепи. Допускается задержка подачи команды на включение введением в цепь включения контактов реле выдержки времени.
В шкафу управления полюсом (рис. 23) размещены элементы электропневматической схемы управления: блоки клапанов б и 7, электромагниты управления 8 и 9, контакты вспомогательных цепей 4 с приводом 2, сборка зажимов 12 и электроконтактный манометр 1. В шкафу находятся также подогреватели 10, предохранительные клапаны 11, счетчик числа срабатываний полюса 3, вентиляционный стакан 5.
Как уже отмечалось, клапаны схемы управления этого выключателя помещены в самостоятельные блоки. Блоки пускового клапана отключения и включения одинаковы (рис. 24). Седло пускового клапана выполнено из фторопласта. Полость А соединена трубкой с резервуаром, по каналу Б сжатый воздух после открытия пускового клапана подается на поршень среднего клапана.
Рис. 24. Блок пускового клапана
Корпус блока среднего клапана отключения 5 (рис. 25) крепится к блоку большого клапана отключения. Полость Б блока среднего клапана отключения соединена трубопроводом с резервуаром. Блок имеет устройство отсечки сжатого воздуха при отключении, состоящее из золотника отсечки 9, иглы отсечки 8, пружины 10, демпфера 11, гильзы 12 и стакана 7.
Рис. 25. Блок среднего клапана отключения
Устройство отсечки сжатого воздуха работает следующим образом. После срабатывания пускового клапана 1 сжатый воздух перемещает поршень 2, который штоком 3 открывает клапан 4, сжимая пружину 6. При этом воздух из резервуара по каналу В перетекает в полость поршня большого клапана отключения. Часть воздуха через отверстие, дросселируемое иглой отсечки 5, поступает в стакан 7, служащий дополнительным объемом, и воздействует на золотник 9. Золотник отсечки, перемещаясь, перекрывает канал, по которому подается воздух на поршень большого клапана отключения, и через кольцевую проточку в корпусе золотника соединяет эту полость с атмосферой, разгружая поршень большого клапана отключения. Возврат золотника отсечки в исходное положение осуществляется пружиной 10. Буферное устройство 11, 12 воспринимает ударные нагрузки при работе золотника.
Уплотнение тарелки среднего клапана отключения армировано в канавке методом вулканизации.
Блок большого клапана отключения (рис. 26) крепится к фланцу, приваренному к резервуару полюса. Полость А блока постоянно находится под давлением, полость Б двумя воздухопроводами соединена с выпускными клапанами левого и правого полуполюсов. В конструкции клапана 3 предусмотрено снижение удельной нагрузки на резиновое уплотнение 7: металл тарелки 3 садится на металл седла в корпусе 4 клапана, а уплотнение 7 под действием давления сжатого воздуха принимает в сечении форму капли, уплотняя зазор между металлическими деталями.
При сборке всех блоков клапанов после установки поршня 1, штока 2, клапана Зу пружины 5 и крышки 6 необходимо проверять плавность хода поршня, отсутствие заеданий в промежуточных точках путем нажатия на поршень. Для проверки плавности хода поршня большого клапана включения (отключения) рекомендуется использовать специальное приспособление.
Рис. 26. Блок большого клапана отключения
Блок большого клапана включения (рис. 27) имеет небольшие конструктивные отличия от блока большого клапана отключения. В нем применены две пружины. Полость А блока соединена двумя воздухопроводами с дутьевыми клапанами отделителя левого и правого полуполюсов и находится под давлением в отключенном положении выключателя. С этой полостью трубками соединены манометр и привод вспомогательных контактов. Отверстие в подпоршневой полости блока предотвращает образование в ней воздушной подушки при работе клапана.
Рис. 27. Блок большого клапана включения
Дутьевой клапан гасительной камеры (рис. 28) выполнен дифференциальным. При заполненных резервуарах полюса по обе стороны поршня 6 находится сжатый воздух рабочего давления. Полость А связана с резервуаром, заполнение полости Б происходит через два перепускных отверстия диаметром 10 мм в поршне 6 и кольцевой зазор между поршневыми кольцами и стаканом 13, служащим цилиндром для перемещения поршня. Поршень жестко связан с тарелкой клапана 3 штоком 15, пружина 5 сжата. При операции отключения сжатый воздух перемещает поршень 11 выпускного клапана, который штоком 10 открывает клапан 9, сжимая пружину 8, полость Б дутьевого клапана соединяется с атмосферой, и давление в ней сбрасывается. Под давлением воздуха в полости А поршень перемещается, открывает клапан и сжимает пружину 5, которая упирается в дно стакана 13, прижатого крышкой 7. Воздух из резервуара через полость В поступает в опорную колонку и далее — в гасительную камеру. Уплотнение 12 исключает перетекание воздуха в зазор между стаканом 13 и корпусом 4.
Рис. 28. Дутьевой клапан гасительной камеры
Часть воздуха поступает через козырек 14 в импульсный воздухопровод и через обратный клапан в поршень дутьевого клапана отделителя. В козырьке 14 со стороны импульсного трубопровода установлена диафрагма, изменением диаметра которой при необходимости осуществляется регулирование времени запаздывания размыкания контактов отделителя относительно размыкания контактов гасительной камеры. С целью уменьшения времени закрытия клапана в стакане 13 выфрезерованы окна, обеспечивающие перетекание части воздуха в полость Б при открытом дутьевом клапане. Окна позволяют ускорять заполнение полости Б сжатым воздухом и выравнивать давления по обе стороны поршня. Уплотнение дутьевого клапана 2 крепится к обойме 3 с помощью шайбы 1. Для повышения прочности оно армировано стальной пластиной. Тарелка выпускного клапана идентична тарелке большого клапана отключения.
Рис. 29. Дутьевой клапан отделителя
Дутьевой клапан отделителя (рис. 29) собран в сварном корпусе 5. Уплотнение 7 клапана 8 съемное, крепится к тарелке нажимным диском 6 и стопорным винтом 10. В поршне 4 имеются две армированные резиной выточки, которыми при открытом клапане перекрывается кольцевой канал, соединяющий полость колонки отделителя через выхлопные клапаны 11 с атмосферой. В клапане имеется демпфирующее устройство, состоящее из диска 2 и кольца 3, которое вместе с буферным объемом А в крышке 9 позволяет снизить ударные нагрузки при работе клапана. Для этой, же цели установлен демпфер 1. Перепускные отверстия диаметром 5 мм в поршне 4 обеспечивают подпитку полости А в отключенном положении выключателя.
На крышке 9 крепится обратный клапан (рис. 30). Корпус 1 клапана литой, тарелка 2 армирована резиной методом вулканизации. В конструкции клапана предусмотрен буфер 3, воспринимающий ударные нагрузки при открытии клапана.
Рис. 30. Обратный клапан
Рис. 31. Нижнее крепление фарфоровой стяжки
Рис. 32. Выхлопной клапан продувки
Пружинные стяжки регулируют при монтаже до установки гасительной камеры, отделителя и делителей напряжения на опору. Зазор между стаканом 1 и шайбой 2 должен быть равен 4 мм.
Полюс выключателя ВВ-500Б имеет шесть опорных колонок, каждая из которых состоит из шести полых высокопрочных изоляторов, соединенных между собой механическим креплением с эластичными прокладками. Опорные колонки набраны из трех типов изоляторов: ИП3060 — опора гасительной камеры, ИП3062 — опора отделителя, ИП3069 — опора емкостного делителя напряжения. Опорные колонки усилены растяжками, оборудованными пружинными стяжками (рис. 31) и стержневыми изоляторами.
Узлы механического крепления изоляторов колонок закрыты водоразделяющими козырьками. Торцы верхних изоляторов опорных колонок емкостного делителя напряжения закрыты заглушками, в которых установлены выхлопные клапаны продувки (рис. 32). Зазор между клапаном 1 и крышкой 2 должен быть в пределах (5+2) мм.
Узел механического крепления изоляторов выключателя представлен на рис. 33. Широкое 2 и узкое 3 уплотнения укладываются в канавках, проточенных во фланце 6У причем уплотнение 3 должно выступать над уплотнением 2 на 1—-1,5 мм. Между изолятором 4 и двумя полукольцами 7 установлена прокладка (манжета) 1. Требования к затяжке гаек 5 крепления кольца 8 такие же, как для выключателей производства ЛенПО «Электроаппарат».
Рис. 33. Механическое крепление изоляторов
Гасительная камера выключателя (рис. 34) состоит из двух одинаковых колонок, установленных симметрично на резервуаре. Каждая колонка собрана из пяти дугогасительных элементов. Элемент гасительной камеры состоит из двух фланцев, изолятора 12 и расположенных в нем неподвижного контакта 1 и механизма подвижного контакта, прикрепленных к фланцам 5. Давление между подвижным контактом 13 и неподвижным контактом создается пружиной 7. Подвижный контакт выполнен, как на выключателях серии ВВШ. Два ряда скользящих контактов 11 обеспечивают переход тока с подвижного контакта на корпус механизма 10. В каждом ряду установлено по 14 Z-образных ламелей, контактное давление которых обеспечивается пружинками. В корпусе механизма 10 на резьбе устанавливается головка 4, на которую при монтаже навинчивается неподвижный контакт 1.
Рис. 34. Гасительная камера
При сборке механизма необходимо проследить, чтобы расстояние от торца корпуса механизма до торца головки (выступающая из механизма часть головки) не превышало 145 мм.
В неподвижном контакте установлена диафрагма 14, проходное сечение которой равно 37,5 мм. Для предотвращения самоотвинчивания неподвижного контакта под действием ударных нагрузок установлены стопоры, состоящие из пластины 2, шпильки 3 и гайки.
Рис. 35. Элемент активного делителя напряжения
Положение механизма во фланце фиксируется с помощью двух винтов 6V Ударные нагрузки, возникающие при отключении выключателя; воспринимает демпфирующее устройство, состоящее из шайбы 8 и резиновой прокладки. При регулировке хода подвижного контакта, оптимальное значение которого находится в пределах (40±1) мм, внутрь механизма устанавливаются шайбы 9. С их помощью осуществляется также регулировка усилия пружины, если неодновременность размыкания или смыкания контактов превышает норму.
Положение выхлопных козырьков строго ориентировано относительно оси полюса, поэтому при сборке следует придерживаться схемы, приведенной на рис. 34.
Рядом с каждой колонкой гасительной камеры на одной плите установлена колонка активного делителя напряжения, каждый элемент которого соединен с элементом гасительной камеры шинами. В каждом элементе (рис. 35) 34 блока резисторов 7, 8 собраны в столб, сжимаемый пружиной 4. Герметичность соединения фланцев с фарфоровым изолятором достигается установкой уплотнений 1, 5.
Электрический контакт между отдельными блоками обеспечивается с помощью втулок 6. Каждый блок состоит из двух склеенных керамических плиток, в пазы которых вложены резисторы из нихромовой проволоки, свитой в спираль. Между двумя плитами проложена изоляционная прокладка из миканита. Для поглощения влаги, конденсирующейся из воздуха, заполняющего объем элемента, предусмотрен мешочек с влагопоглотителем 9. Болт 3 с уплотнением 2 служит для проверки собранного элемента на герметичность.
Отделитель (рис. 36) разделен на две колонки, в каждой из которых собрано четыре элемента. Элемент отделителя состоит из механизма подвижного контакта 6, неподвижного контакта 7, закрепленных на фланцах L 10 и помещенных внутрь изолятора 2. Контактное давление обеспечивается пружинами 3, 4, 8. Токосъем осуществляется с помощью Z-образных контактов, выполненных так же, как на выключателях серии ВВШ. Корпусы 5, 12 механизма подвижного контакта и неподвижного контакта выполнены из меди. Контактные поверхности серебрятся. Набор из шайб 17, 18, 19 является буфером и одновременно обеспечивает необходимую герметичность, при отключенном отделителе.
Рис. 36. Отделитель
Рис. 37. Тальковый дроссель
Клапан 11 предназначен для выхода воздуха продувки.
В корпусе неподвижного контакта установлен буфер 9. Высота неподвижного контакта регулируется с помощью шайб 13, 14, 15. Специальный винт 16 обеспечивает ход неподвижного контакта в пределах (8 ± 1) мм, ход подвижного контакта равен (50 ±2) мм.
Емкостный делитель напряжения полюса выключателя ВВ-500Б собран из восьми конденсаторов типа ДМР80-0,044ХЛ1, разделенных на две колонки. Параллельно каждому разрыву при помощи стальных шин присоединен один конденсатор. Между отдельными конденсаторами в колонке устанавливаются дистанционные кольца. Электрическое соединение между двумя соседними конденсаторами осуществляется медными шинами.
Система принудительной вентиляции выключателя состоит из тальковых дросселей (рис. 37) и выхлопных клапанов продувки (см. рис. 32). Тальковый дроссель, собранный в корпусе 7, имеет две латунные решетки 2, две металлические сетки 3, две войлочные прокладки 4, столбик уплотненного талька 5, суконную прокладку 6, укрепленные с помощью гаек 7. Выхлопные клапаны продувки открываются при небольшом избыточном давлении.
Рис. 38. Пневматическая схема распределительного шкафа
В пневматическом отделении расположены запорный вентиль 1, фильтр 2, обратный клапан 3, манометр 4. Назначение составных частей шкафа такое же, как у элементов шкафа выключателей ЛенПО «Электроаппарат». В электрическом отделении шкафа расположены элементы электрической схемы управления, ряды зажимов, подогреватель, лампа накаливания для освещения шкафа, световые указатели включенного и отключенного положения полюсов выключателя с добавочными сопротивлениями.
Распределительный шкаф выключателя имеет два отделения: пневматическое и электрическое. Пневматическая схема распределительного шкафа приведена на рис. 38.
