ВВБМ–110Б - Устройство и работа выключателя

3. Устройство и работа выключателя

3.1. Выключатель ВВБМ–110Б–31,5/2000 У1 состоит из трех полюсов и распределительного шкафа.
Воздухопроводы – медные трубы (в поставку не входят) – обеспечивают пневматическую связь между полюсами и распределительным шкафом.
Распределительный шкаф связывает электрически и пневматически между собой полюсы и соединяет их с магистралью сжатого воздуха.

3.2. Полюс выключателя (см. рис. 1.) состоит из металлической, постоянно заполненной сжатым воздухом дугогасительной камеры, расположенной на опорном изоляторе. Основанием полюса служит цоколь – шкаф управления.
Внутри опорного изолятора проходят два изоляционных воздухопровода, один из которых – питающий служит для постоянной подачи воздуха в дугогасительную камеру из шкафа управления, другой – воздухопровод управления - для подачи воздуха под поршень дутьевого клапана камеры при отключении и сброса воздуха из-под поршня при включении полюса выключателя.
Внутренние полости изоляции выключателя, не находящиеся под постоянным давлением, вентилируются сжатым воздухом под небольшим избыточным давлением, поступающим через редукторный клапан распределительного шкафа. Наличие вентиляции фиксируется с помощью указателя вентиляции.
На основании полюса расположен болт заземляющих зажимов диаметром 12 мм. Контактный зажим допускает присоединение заземляющей шины шириной до 40 мм.

Рис. 1. Полюс выключателя:
1 – указатель продувки; 2 – стеклопластиковая  труба; 3 – гайки М12; 4 – шайба 12Т65Г019; 5 – шпилька М12х220; 6, 8 – трубки; 9 – конденсатор; 10 – болт М12х55; 11 – болт М12х35; 12 – шайба 12,5х2; 13 – перемычка; 14 – дугогасительная камера; 15 – уплотнения; 16 – изолятор; 17 – шпилька М12х130; 18 – нажимные кольца; 19 – рама; 20 – шкаф.

3.3. Дугогасительная камера (см. рис. 2) имеет два основных и два вспомогательных разрыва. Главные контакты отключают основной ток. Они зашунтированы встроенными в камеру шунтирующими сопротивлениями (резисторами), служащими для выравнивания распределения напряжения между разрывами в процессе отключения и для снижения скорости восстановления напряжения на контактах выключателя.

Рис. 2. Механизм дугогасительной камеры:

1 – крышка; 2 – гайка М16; 3 – крышка; 4 – прорезная гайка; 5 – поршень; 6 – регулировочная шайба; 7 – накладка; 8 – гайка М16; 10 – траверса; 11 – прорезная гайка; 12 – регулировочная шайба; 13 – механизм траверсы; 14 – контактный нож; 15 – направляющая; 16 – дутьевой клапан; 17 – корпус; 18 – гайка M20; 19, 20 – пружины; 21 – залипающая шайба; 22 – шаблон.

Вспомогательные контакты – контакты шунтирующей цепи отключают ток, проходящий через сопротивление.
Шунтирующий резистор сопротивлением 50 Ом представляет собой спираль из проволоки высокого омического сопротивления, которая состоит из двух параллельных ветвей и намотана тороидально на эпоксидный цилиндр. Выводные концы спирали присоединены к втулкам, одна из которых расположена на торцевом эпоксидном фланце, другая на боковой поверхности шунтирующего сопротивления. Спираль и втулки залиты эпоксидным компаундом.
Шунтирующее сопротивление вместе с неподвижным контактом шунтирующей цепи укреплена на фланце токоведущего стержня.
Контактная система, состоящая из подвижной контактной траверсы, неподвижных контактов, уголков и токоведущих стержней эпоксидных вводов вместе с механизмом дугогасительной камеры встроена в стальной резервуар, в горловинах которого на резиновых уплотнениях установлены эпоксидные вводы. Наружная часть вводов защищена от атмосферных воздействий герметизированными изоляторами – покрышками. Токоведущий стержень размещен по оси эпоксидного изолятора и закреплен в нем с помощью шайбы с уплотнением и нажимной гайки, навинченной на резьбу, имеющуюся на стержне.
Для экранировки контактного ножа в отключенном положении, улучшения условий переброса дуги и формирования воздушного потока при отключении на корпусе дугогасительного устройства установлены сопла, соединенные между собой двумя шинами.
Неподвижные основные контакты имеют по пять пар контактных пальцев, собранных в медном корпусе, закрытом вместе с пальцами стаканом, являющимся в процессе гашения дуги одним из ее электродов.
Подвижные контакты шунтирующей цепи вмонтированы в бобышки, вваренные в нижней части резервуара камеры. Эти контакты состоят из полых свечей с контактными наконечниками в виде сопла с закругленными краями. Контактное нажатие осуществляется пружинами.
При падении давления в резервуаре выключателя, находящегося в отключенном положении, защелка подвижного контакта входит в зацепление с его свечой и удерживает контакт в отключенном положении.
Каждый подвижной контакт шунтирующей цепи имеет свой клапан управления.

3.4. В шкафу управления полюсом  (см. рис. 3) размещены элементы пневматического и электрического управления полюсом выключателя: клапан управления с промежуточным клапаном, блок управления, расположенные на общей плите пусковые клапаны, электромагниты включения и отключения, привод ККВЦ, клеммные сборки, счетчик, сигнальные лампы для световой сигнализации выключателя, выходной клапан для сброса воздуха из полости шкафа при отключении, указатель вентиляции, а также 14 коммутирующих контакта для внешних вспомогательных цепей (ККВЦ), из которых 7 замкнуты в одном положении выключателя и 7 замкнуты в другом положении. Допускается, при необходимости, использовать 8 замкнутых контактов при отключенном положении выключателя, для чего производится переборка ККВЦ на месте монтажа.
В шкафу управления полюсом также установлен манометр, показывающий в отключенном положении давление в дугогасительной камере и изоляционных воздухопроводах полюса выключателя, электронагреватели, которые необходимо включить при температуре окружающего воздуха ниже 5 С.
В шкафу управления полюсом находится резервуар со спускным клапаном, через который можно сбросить воздух из резервуаров камеры.

Рис. 3. Шкаф управления полюсом:
1 – выхлопной клапан;  2 – указатель вентиляции; 3, 7 – предохранительный клапан; 5 – сигнальная лампа; 6 – блок управления; 8 – кабельная муфта; 9 – спускной клапан; 10 – резервуар; 11 – электронагреватель; 12 – электроконтактный манометр; 13 – клапан управления; 14 – промежуточный клапан; 15 – выхлопной клапан; 16 – трубка.

3.5. Электропневматическая схема полюса выключателя.

Для включения выключателя подается командный импульс на электромагнит включения. Электромагнит открывает пусковой клапан. При открытии клапана воздух из полости обратного клапана и объема под поршнем промежуточного клапана сбрасывается в атмосферу. Клапан обеспечивает сброс воздуха из полости под поршнем клапана. Клапан перекрывает доступ сжатому воздуху из дополнительного резервуара в воздухопровод управления и обеспечивает сброс воздуха в атмосферу из воздухопровода из полости под поршнем дутьевого клапана и под поршнем механизма траверсы через полный шток дутьевого клапана. При этом за счет разности давлений под поршнем и над поршнем контактная система идет на включение. Ролики фиксатора хода главных контактов переходят через выступ на штоке траверсы. Контактные ножи входят в пальцы неподвижных контактов. Одновременно через золотники запирающей шайбы сжатый воздух сбрасывается из полости, и шайба под действием пружины перемещается к поршню.
При сбросе воздуха из полости и закрытии клапана обеспечивается сброс воздуха из-под поршня привода ККВЦ. Контакты переводятся в положение, соответствующее включенному положению выключателя.
Выключатель ВВБМ–110Б и подготовлен к операции отключения. Путь тока при включенном выключателе: токоведущий стержень ввода, неподвижный контакт, нож, контактная траверса, нож, неподвижный контакт, стержень ввода.
Включение контактов шунтирующей цепи происходит с запаздыванием по отношению к моменту замыкания основных контактов. При сбросе воздуха из полостей и отлипания запирающей шайбы воздух сбрасывается из-под поршня клапана. Поршень перемещается под действием своей пружины, открывая доступ сжатому воздуху из резервуара в полость под клапаном подвижного контакта шунтирующей цепи. Давление по обе стороны клапана выравнивается, и контакт под действием пружины идет на включение.
Для отключения выключателя подается командный импульс на электромагнит отключения. Электромагнит открывает пусковой клапан, и сжатый воздух из резервуара по воздухопроводу через обратный клапан поступает полость над поршнем клапана. Клапан открывается, отсекая атмосферу и обеспечивая доступ сжатому воздуху в полость над поршнем клапана. Клапан отделяет воздухопровод управления от атмосферы и соединяет ее и полость под поршнем дутьевого клапана с резервуаром.
Поршень под действием разности давлений перемещается, сжимая пружины, и ведет запирающую шайбу со встроенными в нее резиновыми уплотнениями и золотниками.
Движение поршня через полный шток передается дутьевому клапану, поршню механизма траверсы и через шток траверсы с контактными ножами.
Основные контакты размыкаются, и между ними возникает дуга. Ход ножей в пальцевых контактах (от начала хода до размыкания контактов) составляет около 14 мм. Следует отметить, что ход поршня (49 мм) меньше необходимого хода траверсы и главных контактов (75 мм).
В конце хода поршень вместе с запирающей шайбой садится на седло, перекрывая выход в атмосферу из полости. Дутьевой клапан открыт. Дальнейшее перемещение траверсы со штоком и своим поршнем происходит по инерции и под силы пружины фиксатора хода основных контактов.
В то же время сжатый воздух перетекает из полости под поршнем дутьевого клапана в полость над поршнем через регулируемое перепускное отверстие в поршне и шлицы в гильзе. Когда давление в полости достигает давления обратного трогания, поршень под действием пружины возвращается в исходное положение, и дутьевой клапан закрывается.
Регулируемое перепускное отверстие дает возможность изменять время, в течение которого дутьевой клапан открыт, и зависящую от этого времени величину сброса воздуха при операции отключения.
Открытие дутьевого клапана происходит раньше, чем размыкаются основные контакты и образуется дуга. Таким образом обеспечивается интенсивное дутье в момент возникновения дуги отключения и переброс дуги с пальцев и ножей в сопло. Перебросу дуги в сопло способствуют и электродинамические силы токоведущего контура. Дуга устанавливается в центре сопла между противоэлектродом и концом неподвижного контакта и гаснет при переходе тока через нуль.
В конце хода шток траверсы садится на демпферную шайбу в неподвижном стакане корпуса и запирается роликовым фиксатором.
Энергия подвижных частей поглощается пневматическим демпфером (поршень перемещается внутри цилиндра с отверстиями на боковой поверхности).
В отключенном положении выключателя, помимо резервуара камеры и воздухопровода постоянного давления, сжатым воздухом заполнены полость изоляционной трубы, полость под поршнем, полость над поршнем дутьевого клапана и полость под поршнем механизма траверсы. Запирающая шайба остается на седле корпуса и закрывает выход в атмосферу.
Отключение контактов шунтирующей цепи происходит с запаздыванием по отношению к отключению основных контактов.
После того, как запирающая шайба перекроит выход в атмосферу из полости, сжатый воздух начинает поступать под поршень клапана. Поршень перекрывает доступ сжатому воздуху из резервуара в полость, сообщая ее с атмосферой.
При этом подвижный контакт шунтирующей цепи, за счет разности давлений над и под поршнем контакта, идет на отключение до упора клапана на седло. При размыкании контактов шунтирующей цепи образуется дуга отключения. Под действием потока сжатого воздуха, проходящего через полый подвижный контакт, дуга гаснет.
При подаче воздуха в импульсную трубу, во время операции отключения, воздух поступает под поршень привода ККВЦ, который переводит контакты в положение, соответствующее отключенному положению выключателя.
В конце каждой операции ККВЦ снимают команду с электромагнитов управления.

3.6. Устройство и работа распределительного шкафа ШРНМ

Принципиальная схема распределительного шкафа ШРНМ

Рис. 4
1 – электроконтактный манометр; 2 – блок пневматических клапанов; 3 – редукторный клапан; 4 – клапан; 5 – вентиль.
С помощью распределительного шкафа (см. рис. 4) производится:

1. очистка сжатого воздуха, поступающего из магистрали, и его распределение по резервуарам полюсов выключателя;
2. редуцирование сжатого воздуха для вентиляции внутренних полостей изоляции выключателя;
3. измерение давления сжатого воздуха и блокировка работы выключателя при недостаточном давлении;
4. отсоединение резервуаров выключателя от магистрали (через обратный клапан) при снижении давления сжатого воздуха в магистрали ниже допустимого.

Составными сборочными единицами распределительного шкафа являются: электроконтактный манометр, блок пневматических клапанов, редукторный клапан.
Электроконтактные манометры применяются для контроля давления в резервуарах выключателя и обеспечивают блокировки от срабатывания выключателя при недостаточном давлении воздуха в резервуарах.
Блок пневматических клапанов

Рис. 5
1 – фильтр; 2 – корпус; 3 – обратный клапан; 4 – вентиль; 5 – спускной клапан; 6, 7 – клапан; 8 – специальная гайка.
Блок пневматических клапанов (рис. 5) служит для подачи воздуха из магистрали в выключатель и очистки воздуха от механических примесей при помощи фильтра.
Предотвращение утечки воздуха из резервуаров выключателя осуществляется при помощи обратного клапана. Перекрытие воздуха, идущего от магистрали к шкафу, происходит при помощи вентиля. Спуск воздуха из блока производится с помощью спускного клапана.
Редукторный клапан (рис. 6) служит для редуцирования воздуха.
В корпус ввернут штуцер, в котором расположены шарик для перекрытия воздуха и фильтр для очистки воздуха.
Через ниппель подается сжатый воздух высокого давления, а через ниппель осуществляется выход воздуха низкого давления. Болт служит для регулирования расхода воздуха на вентиляцию. При ввинчивании болта расход воздуха увеличивается, при вывинчивании – уменьшается.

Редукторный клапан

Рис. 6.
1 – ниппель; 2 – фильтр; 3 – штуцер; 4 – корпус; 5 – мембрана; 6 – болт; 7 – пружина; 8 – шарик; 9 – ниппель.
Редукторный клапан и манометры присоединяются к корпусу, наполненному сжатым воздухом через специальные клапаны, устройство и расположение которых показано на рис. Они позволяют снимать редукторный клапан и манометры без спуска воздуха из резервуаров выключателя от общей магистрали.
Промежуточные реле Р1 и Р2 предназначены для размножения цепей электроконтактных манометров.

3.7. Устройство и работа распределительного шкафа ШР – 05.

С помощью распределительного шкафа (см. рис. 7) производится:

1. очистка сжатого воздуха, поступающего из магистрали, и его распределение по резервуарам полюсов выключателя;
2. редуцирование сжатого воздуха для вентиляции внутренних полостей изоляции выключателя;
3. измерение давления сжатого воздуха и блокировка работы выключателя при недостаточном давлении;
4. отсоединение резервуаров выключателя от магистрали (через обратный клапан) при снижении давления сжатого воздуха в магистрали ниже допустимого;
5. световая сигнализация положения (“включено”, “отключено”) полюсов выключателя;
6. отсоединение резервуаров выключателя от магистрали сжатого воздуха.

Основными сборочными единицами шкафа являются: редукторный клапан, установка управления, электроконтактные манометры, вентиль.
Принципиальная схема распределительного шкафа ШР-05

Рис. 7.
1 – редукторный клапан; 2 – спускной клапан (для спуска воздуха из выключателя); 3 – установка управления; 4 – клапан; 5 – электроконтактный манометр; 6 – вентиль; 7 – спускной клапан (для спуска конденсата и замены фильтра).
Электроконтактные манометры применяются для контроля давления в резервуаре выключателя и обеспечения блокировки от срабатывания выключателя при недостаточном давлении воздуха в резервуарах выключателя.
Кроме этого распределительный шкаф содержит также муфты для заделки кабеля, контактные зажимы для цепей управления, промежуточные реле, резисторы, конденсаторы, автоматы, пакетные переключатели, рубильники, сигнальные и осветительную лампы, нагревательные элементы.
Сжатый воздух поступает из магистрали через вентиль и установку управления, конструкция которой приведена на рис.
Установка управления состоит из фильтра, обратного клапана, спускных клапанов и клапана. Клапан служит для сброса сжатого воздуха из полостей фильтра и обратного клапана при закрытом вентиле. Клапан служит для сброса сжатого воздуха из резервуаров выключателя. Клапан служит для перекрытия воздуха на манометры. Он позволяет снимать манометры, не спуская воздух из резервуаров выключателя и без отсоединения выключателя от общей магистрали. Воздух, проходя через фильтр, очищается от механических примесей, после чего через обратный клапан поступает в резервуары выключателя.
Для перекрытия воздуха, идущего из магистрали к шкафу, служит вентиль, а спуск воздуха из установки управления осуществляется спускным клапаном.
Редукторный клапан служит для редуцирования воздуха, подаваемого на вентиляцию. В качестве редукторного клапана использован кислородный редуктор. Давление воздуха определяется по указателям вентиляции на выключателе и регулируется с помощью Т-образного винта редукторного клапана. При вывинчивании винта давление воздуха, поступающего на вентиляцию, уменьшается, при завинчивании – увеличивается.
Редукторный клапан может быть снят только при отсутствии воздуха в резервуарах выключателя и перекрытом вентиле.

3.8. Порядок работы

3.8.1. Осматривайте выключатель, находящийся под напряжением, не реже одного раза в сутки.
При осмотре проверяйте:
- давление сжатого воздуха в резервуарах выключателя – по манометру в распределительном шкафу;
- механическое состояние изоляторов и степень их загрязненности – внешним осмотром;
- наличие вентиляции – по указателям вентиляции на шкафах управления;
отсутствие утечек сжатого воздуха – на слух и по указателям вентиляции на вводах;
- положение выключателя (включенное или отключенное) – по световому указателю, а также по манометрам в шкафу управления полюсов.
3.8.2. Включайте подогреватели при понижениях температуры окружающего воздуха ниже плюс 5оС в шкафах управления полюсов и в распределительном шкафу ШРНМ, по одному нагревательному элементу каждого манометра и автомата АП-50 и два нагревательных элемента редукторного клапана (первая ступень) в распределительном шкафу ШР-05. При температуре минус 30оС и ниже включите и все нагревательные элементы (вторая ступень) шкафа ШР-05.
3.8.3. Проверяйте не реже одного раза в месяц, а при резких колебаниях температуры и чаще, отсутствие конденсата в резервуарах шкафов управления, для чего отвинтите на 1 – 2 оборота болт спускного клапана. В случае обнаружения конденсата обесточьте выключатель и заземлите камеры.
Включите выключатель, перекройте вентиль в распределительном шкафу.
Отвинтите на 1 – 2 оборота болты спускных клапанов в резервуарах шкафов. Продуй резервуары шкафов путем медленного выпускания сжатого воздуха через спускные клапаны.
Завинтите болты спускных клапанов резервуаров шкафов.
Заполните резервуары сжатым воздухом.
Отвинтите на 1 – 2 оборота болты спускных клапанов дугогасительных камер. Продуйте камеры путем медленного выпускания сжатого воздуха через спускные клапаны.
Повторите указанную операцию.
ВНИМАНИЕ! Работа выключателя при наличии конденсата в его резервуарах недопустима.
3.8.4. Проверяйте 1 – 2 раза в месяц, а при резких колебаниях температуры и чаще, отсутствие конденсата в блоке пневматических клапанов распределительного шкафа ШРНМ или в установке управления распределительного шкафа ШР-0,5. Для этого необходимо отвернуть спускной клапан на 3 – 4 оборота, предварительно закрыв вентиль.
3.8.5. Перед каждым включением в сеть выключателя, выведенного из работы в течении продолжительного времени, выполните работы, указанные в п., и произведите опробование выключателя при давлениях 2,1 и 1,6 МПа (21 и 16 кгс / см²) 5 – 10 раз при операциях В и О с обязательной фиксацией сброса сжатого воздуха по манометру.
3.8.6. В случае полного сброса воздуха из резервуаров выключателя, находящегося в отключенном положении (или аварийного сброс воздуха при отключении), основные контакты и контакты шунтирующей цепи остаются в отключенном положении. Привод коммутирующих контактов вспомогательной цепи (ККВЦ) при этом переводит контакты в положение, соответствующему включенному положению выключателя.
При последующем заполнении воздухом резервуаров выключателя, находящегося в отключенном положении, происходит самовключение основных контактов шунтирующей цепи выключателя. ККВЦ остаются при этом в положении, соответствующем включенному положению выключателя.