Высоковольтный элегазовый баковый выключатель ВГБ-35

пружина; 7-ролик; 9-отключающие пружины; 10-колодка; 12-ось.

"МЗК"-момент замыкания контактов; "В"-включенное, "О"-отключенное

положение.

Вводы (см. рис. 1.8.6) служат для подсоединения выключателя к шинам

распределительного устройства. Ввод состоит из литой эпоксидной втулки 8 с

контактным стержнем, фарфоровой покрышки 7 и помещенных в колпак 9

трансформаторов тока 10. В зоне расположения трансформаторов тока 10

цилиндрическая поверхность эпоксидной втулки 8 имеет металлическое

покрытие, на верхней части которого установлен экран 13. Покрытие и экран

имеют потенциал земли. Пространство между втулкой 8 и фарфоровой покрышкой

7 заполнено виниполом 14 и с помощью прокладок 16, 17, наконечника 4

загерметизировано от окружающей среды. Трансформаторы тока 10 расклинены

клиньями с резиновыми прокладками. Фланцевой частью втулки ввод крепится к

баку с помощью болтов 11.

Конструкция ввода

Рис. 1.8.6

1-гайка; 2,3-стопорный винт; 4-наконечник; 5-крышка; 6-фланец; 7-

фарфоровая покрышка; 8-литая эпоксидная втулка; 9-колпак; 10-

трансформатор тока встроенный; 11-болты М10(70; 12,15-

уплотнительные кольца; 13-экран; 14-винипол; 16,17- прокладки.

Встроенный трансформатор тока типа ТВЭ-З состоит из магнито-провода и

двух обмоток: защитной (ОР) и измерительной (И). По два провода от каждого

трансформатора тока выведены в клеммную коробку. При отгрузке выключателя

провода трансформатора тока присоединены к отводам 600/5. При необходимости

переключения на другие отводы следует пользоваться электрической схемой.

К нижней части коробки механизма через дистанционную трубу присоединен

шкаф с приводом 7 (см. рис. 1.8.1). Привод для управления выключателем

имеет три исполнения.

Выключатели ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1(Т1) комплектуются приводами ПЭМ-1 или

ПЭМ-11, а выключатели ВГБЭП-35-12,5/630 УХЛ1(Г1) - приводом ПЭМ-

ТТТ.

Бак и шкаф привода снабжены болтами заземления.

1.9. РАБОТА

Оперирование выключателем ВГБ-35 производится следующим образом:

1.9.1. ОПЕРАЦИЯ "ВКЛЮЧЕНИЕ"

После подачи команды на включение выходной рычаг электромагнитного

привода через тягу 2 (см. рис. 1.8.5) выводит рычаг 3 с тягой 8 из

"мертвого положения" и, вращая главный рычаг 5 по часовой стрелке,

переводит его и главный вал 4 во включенное положение. Ролик сжимает

отключающие пружины 9, установленные на колодке 10, а вспомогательный рычаг

3, остановленный упором 1, фиксируется в положении, определенном зазором,

равным 2-3 мм. При этом в контактно-механическом устройстве (см. рис.

1.8.2) главный вал вращается соответственно против часовой стрелки,

поворачивая траверсу 8. Подвижные контакты 4 замыкают ламели неподвижных

контактов 1, расположенных на левом и правом изоляционных дисках 3.

Происходит замыкание силовой цепи выключателя. В приводе механизм садится

на защелку и удерживает выключатель во включенном положении.

1.9.2. ОПЕРАЦИЯ "ОТКЛЮЧЕНИЕ"

После подачи команды на отключение в приводе освобождается защелка,

удерживающая выключатель во включенном положении, и отключающие пружины 9

(см. рис. 1.8.5) поворачивают главный вал 4 вместе с закрепленными на нем

траверсами 8 (см. рис. 1.8.2, а; см. рис. 1.8.2, б;), выводя

подвижные контакты 4 из неподвижных 1. Возникающая при этом дуга

перекидывается с ламелей 13 неподвижных контактов 1 на корпус катушки 2 и

гасится при вращении между наконечником подвижного контакта и торцом

катушки под действием магнитного поля, создаваемого отключаемым током при

протекании его через эту катушку.

Ролик 7 при отключении сжимает буферную пружину 6. Вспомогательный рычаг

3 с тягой 8 заходит за "мертвое положение" на

расстояние 5 мм и фиксируется на упоре.

ГЛАВА ВТОРАЯ

РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ

2.1. АЛГОРИТМ РАСЧЁТА

1. Выбор основных, подлежащих расчёту изоляционных промежутков, а также

выбор форм электродов, образующих эти проводники. Расчёту подлежат:

( Промежутки между токоведущими и заземлёнными частями;

( Промежутки между частями одного и того же полюса, имеющие различные

потенциалы при размыкании контактов;

( Между токоведущими частями соседних полюсов, находящиеся под

напряжением.

2. Определение исходных расчётных значений разрядных напряжений для

каждого промежутка в соответствии с ГОСТ 1516.1-75 (см. таблицы 2.1.1;

2.1.2).

3. Определение минимальных размеров основных изоляционных промежутков в

различных изоляционных средах в зависимости от разрядного напряжения.

4. Проверка промежутков по импульсному влагоразрядному напряжению и по

длине пути утечки.

5. Конструктивное уточнение размеров промежутков в результате применения

стандартных изоляторов.

Импульсные испытательные напряжения

для выключателей с изоляцией класса 35 кВ

Таблица 2.1.1

|Испытат| |Испыта| | | | | |

|ельное | |тельно| | | | | |

| | |е | | | | | |

| | |напряж| | | | | |

| | |ение | | | | | |

| | |внешне| | | | | |

| | |й | | | | | |

| | |изоляц| | | | | |

| | |ии, кВ| | | | | |

|напряже| | | |меж |ду | | |

|ние | | | | | | | |

|внутрен| | | | | | | |

|- | | | | | | | |

|ней | |относи| |контак| |Изоляторо| |

|изоляци| |тельно| |тами | |в, | |

|и, кВ | | | | | | | |

|(относи| |земли | |одного| |Испытывае| |

|тельно | | | |и | |мых | |

|(; | | | | | | | |

|между | | | |того |полюса|Отдельно | |

|контакт| | | |же | | | |

|ами) | | | | | | | |

|полная |Срезанн|полная|срезан|полная|срезан|Полная | |

| |ая | |ная | |ная | | |

|волна |Волна |волна |волна |волна |волна |Волна | |

|185 |230 |185 |230 |185 |230 |195 | |

Испытательные напряжения промышленной частоты (50 Гц)

для выключателей с нормальной изоляцией класса 35 кВ

Таблица 2.1.2

|Испытат| |Выдержив| | | | | |

|ельное | |аемое | | | | | |

| | |напряжен| | | | | |

| | |ие (при | | | | | |

| | |плавном | | | | | |

| | |подъёме)| | | | | |

|Одомину| |для | | | | | |

|тное | |внешней | | | | | |

| | |изоляции| | | | | |

| | |, кВ | | | | | |

|напряже| |в сухом | | | |под | |

|ние, кВ| | | | | |дождём | |

| | | | | | | | |

| |Между |по | |между | | | |

|относит|Контакта|отношени| |контакта| |(относите| |

|ельно |ми |ю | |ми | |льно | |

|земли |одного |к | |одного | |земли; | |

| |Полюса |корпусу | |полюса | |между | |

| | | | |в | |контактам| |

| | |(заземлё| |разомкну| |и | |

| | |нной | |том | |одного | |

| | |части) | |состояни| |полюса) | |

| | | | |и | | | |

|95 |95 |105 | |105 | |85 | |

2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМЫ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПРОМЕЖУТКОВ

Основные изоляционные промежутки ВГБ-35, подлежащие расчёту приведены

на рис. 2.2.1, рис. 2.2.2.

[pic]

Изоляционные промежутки ВГБ-35

[pic]

l1 - промежуток вида «игла-плоскость», находящийся в атмосферном воздухе

(кратчайшее расстояние от фазы до заземленного бака);

l2 - промежуток вида «игла-игла», находящийся в атмосферном воздухе

(кратчайшее расстояние между контактами одной фазы);

l3 - промежуток вида «игла-игла», находящийся в атмосферном воздухе

(кратчайшее расстояние между контактами двух фаз);

l4 - промежуток вида «игла-плоскость», находящийся в элегазе

(кратчайшее расстояние от экрана фазы до заземленного бака);

l5 - промежуток вида «игла-плоскость», находящийся в элегазе

(кратчайшее расстояние между подвижным контактом фазы и катушкой ДУ).

2.3. РАСЧЁТ ПРОМЕЖУТКОВ, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ

ГРОЗОВЫМ ИМПУЛЬСАМ

При полных грозовых импульсах положительной (+) и отрицательной (-)

полярности полного импульса 1,5/40 мкс частоты 50 Гц длина изоляционного

промежутка l, см определяется по соответствующим значениям

Uрасч.гр, кВ:

Импульсы положительной (+) полярности

1. Для промежутка l1 минимальная длина составляет:

Uрасч.гр = (1,05(1,1).Uимп = (1,05(1,1).185 = 194,25(203,5 кВ ( l1* = 31(34

см. См. таблицу 2.1.1, {7, стр. 88; стр. 124, рис. 3-15}.

2. Поскольку импульсное испытательное напряжение Uимп между контактами

одного полюса по ГОСТ 1516.1-75 для выключателей класса 35 кВ имеет

тоже значение, что и Uимп относительно земли, то минимальная длина для

промежутков l2, l3 составляет l2* = l3* =

l1* = 31(34 см.

Импульсы отрицательной (-) полярности

3. Для промежутка l1 минимальная длина составляет:

Uрасч.гр = (1,05(1,1).Uимп = (1,05(1,1).185 = 194,25(203,5 кВ ( l1* = 12(13

см. См. таблицу 2.1.1, {7, стр. 88; стр. 124, рис. 3-15}.

4. Поскольку импульсное испытательное напряжение Uимп между контактами

одного полюса по ГОСТ 1516.1-75 для выключателей класса 35 кВ имеет

тоже значение, что и Uимп относительно земли, то минимальная длина для

промежутков l2, l3 составляет l2* = l3* = l1* =

12(13 см.

2.4. РАСЧЁТ ПРОМЕЖУТКОВ, ПОДВЕРГАЕМЫХ ВОЗДЕЙСТВИЮ

РАЗРЯДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ

При напряжении частоты 50 Гц длина изоляционного промежутка l, см

определяется по соответствующим значениям Uрасч, кВ; Uрасч.д, кВ:

Сухое состояние

1. Для промежутка l1 длина минимального изоляционного промежутка:

l1* = 0,285.Uрасч - 2,85 = 0,285.(1,05(1,1).Uсух - 2,85 =

0,285.(1,05(1,1).105 - 2,85 = 28,6(30,1 см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88; стр. 122, формула (3-13)}.

2. Для промежутка l2 длина минимального изоляционного промежутка:

l2*=0,27.Uрасч - 2,7=0,27.(1,05(1,1).Uсух - 2,7=0,27.(1,05(1,1).105 -

2,7=27,1(28,5 см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88; стр. 122, формула (3-14)}.

3. Для промежутка l3 длина минимального изоляционного промежутка l3* =

l2*.

Под дождём

4. Для промежутка l1 минимальная длина составляет:

l1* = 0,285.Uрасч.д - 2,85 = 0,285.(1,05(1,1).Uдож - 2,85 =

0,285.(1,05(1,1).85 - 2,85 = 22,6(23,8 см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88; стр. 122, формула (3-13)}.

5. Для промежутка l2 минимальная длина составляет:

l2*=0,27.Uрасч.д -2,7=0,27.(1,05(1,1).Uдож - 2,7=0,27.(1,05(1,1).85 -

2,7=21,4(22,5 см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88; стр. 122, формула (3-14)}.

6. Для промежутка l3 минимальная длина составляет: l3* = l2*.

2.5. РАСЧЁТ ПРОМЕЖУТКОВ, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ

КОММУТАЦИОННЫМ ИМПУЛЬСАМ

Определение длины воздушного промежутка по импульсам коммутационных

перенапряжений производится для аппаратов на номинальные напряжения 330 кВ

и выше, т. к. значения испытательных напряжений при коммутационных

импульсах (КИ) выше испытательных напряжений промышленной частоты,

электрическая прочность воздушных промежутков при воздействии КИ

приближается к электрической прочности промежутков, подвергаемых

воздействию разрядного напряжения промышленной частоты. {2, стр. 16}.

2.6. РАСЧЁТ ПРОМЕЖУТКОВ ВНУТРЕННЕЙ ИЗОЛЯЦИИ

В равномерном электрическом поле разрядное напряжение элегаза

определяется уравнением Uрасч( = n.89.p.l, В; где n - число разрывов; p -

абсолютное давление элегаза, Па; l - расстояние между

электродами, м. {7, стр. 139}.

2.6.1. ПРОВЕРКА ПО ОДНОМИНУТНОМУ НАПРЯЖЕНИЮ

1. Для промежутка l4 минимальная длина в равномерном поле составляет:

l4* = Uрасч(/(89.p) = (1,05(1,1).Uвнут/(89.p) =

(1,05(1,1).95.103/(89.0,45.106) = (2,49(2,61).10-3 м или (0,249(0,261) см.

По уточняющей формуле: l4* = Uрасч(/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

= (1,05(1,1).Uвнут/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

(1,05(1,1).95.103/[89.0,45.106.(1 + 9,4/(0,45.106.25.10-3)0,54)] = =

(2,348(2,46).10-3 м или (0,235(0,246) см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88;139, формулы (3-52);(3-54)}.

2. Для промежутка l5 минимальная длина в равномерном поле составляет:

l5* = Uрасч(/(89.p) = (1,05(1,1).Uвнут/(n.89.p) =

(1,05(1,1).95.103/(2.89.0,45.106) = (1,245(1,305).10-3 м или (0,125(0,131)

см. По уточняющей формуле: l5* = Uрасч(/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

= (1,05(1,1).Uвнут/[n.89.p.(1 +

a/(p.r0)m)]=(1,05(1,1).95.103/[2.89.0,45.106.(1 + 9,5/(0,45.106.30.10-

3)0,56)]= = (1,190(1,247).10-3 м или (0,119(0,125) см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88;139, формулы (3-52);(3-54)}.

2.6.2. ПРОВЕРКА ПО ИМПУЛЬСНОМУ НАПРЯЖЕНИЮ

1. Для промежутка l4 минимальная длина в равномерном поле составляет:

l4* = Uрасч(/(89.p) = (1,05(1,1).Uвнут/(89.p) =

(1,05(1,1).185.103/(89.0,45.106) = (4,849(5,080).10-3 м или (0,485(0,508)

см. По уточняющей формуле: l4* = Uрасч(/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

= (1,05(1,1).Uвнут/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

(1,05(1,1).185.103/[89.0,45.106.(1 + 9,4/(0,45.106.25.10-3)0,54)] =

= (4,572(4,790).10-3 м или (0,457(0,479) см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88;139, формулы (3-52);(3-54)}.

2. Для промежутка l5 минимальная длина в равномерном поле составляет:

l5* = Uрасч(/(89.p) = (1,05(1,1).Uвнут/(n.89.p) =

(1,05(1,1).185.103/(2.89.0,45.106) = (2,424(2,540).10-3 м или (0,242(0,254)

см. По уточняющей формуле: l5* = Uрасч(/[89.p.(1 + a/(p.r0)m)] =

=(1,05(1,1).Uвнут/[n.89.p.(1+

a/(p.r0)m)]=(1,05(1,1).185.103/[2.89.0,45.106.(1 + 9,5/(0,45.106.30.10-

3)0,56)]= = (2,317(2,428).10-3 м или (0,232(0,243) см.

См. таблицу 2.1.2, {7, стр. 88;139, формулы (3-52);(3-54)}.

2.7. ПРОВЕРКА ИЗОЛЯЦИИ ПО ДЛИНЕ ПУТИ УТЕЧКИ

Конструкция ВГБ-35 включает в себя шесть проходных изоляторов, у которых

конструктивная величина кратчайшего расстояния по поверхности от

металлических частей, находящихся под максимальным фазным напряжением 33 кВ

(Uн.р.(2/(3= 40,5.(2/(3 = 33,068 кВ) до заземлённых частей, составляет Lут

= 80+10+15 = 105 см (при определении Lут использовались данные чертежа

проходного изолятора {3} и таблицы значений

{7, стр. 97, таблица 3-15}). Длина пути утечки изолятора

показана на рис. 2.7. Минимальное значение длины пути утечки Lут( =

33,068.2,6 = 85,977 см, где 33,068 кВ - максимальное значение напряжения

между фазой и заземлённой частью; 2,6 см/кВ - удельная длина утечки по ГОСТ

для изоляции категории II (усиленное исполнение) с изолированной нейтралью

{ГОСТ 9920-80}. Lут > Lут( (105>85,977) - соотношение выдерживается.

Проверка по длине пути утечки

Рис. 2.7

2.8. ИТОГОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТОВ

Расчётной длиной изоляционного промежутка будет большее из значений,

полученных при определении её по напряжению промышленной частоты, по

грозовым и коммутационным импульсам.

Конструктивные величины изоляционных промежутков, как видно из таблицы

2.8, имеют несколько большие значения, чем рассчитанные выше величины, т.

е. в реальной конструкции ВГБ-35 изоляционные промежутки взяты с небольшим

запасом.

Таблица 2.8

|Промежуток |l1 |l2 |l3 |l4 |l5 |

|Расчётная |31,0-34,0 |31,0-34,0 |31,0-34,0 |0,46-0,48 |0,23-0,24 |

|величина, см | | | | | |

|Конструктивная |47,5 |55,0 |98,0 |6,0 |3,0 |

|величина, см |(Lут > 105)| | | | |

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

РАСЧЁТ ТОКОВЕДУЩЕГО КОНТУРА

3.1. РАСЧЁТ ТОКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

В качестве исходных параметров для расчёта токовых характеристик ВГБ-35

взяты номинальный ток выключателя Iном = 630 А и номинальный

ток отключения Iном.о = 12,5 кА. Расчёту подлежат:

1. Ток отключения

Допустимое значение апериодической составляющей в токе, %,

характеризуется коэффициентом (ном, который определяется по кривой {9, стр.

43, рис. 2.2} для времени, равного собственному времени отключения tсоб.о =

0,04 + 0,005 выключателя (см. таблицу 1.6) с добавлением

0,01 с (время защиты). Т. о. (ном = 30 %. Ток отключения

Iо = Iном.о.(1+2.(ном2=12,5.(1+2.0,302=13,578 кА.

2. Эффективное значение тока КЗ за один период промышленной частоты

Iэфф (1) = m.Iном.о = 1,5.12,5 = 18,75 кА.

3. Ударный ток короткого замыкания

iуд = kа.m.Iном.о = ((2.Iп + Iа)/((Iп2 + Iа2).Iэфф (1) = 1,73.1,5.12,5 =

2,55.12,5= 31,875 кА.

4. Ток термической стойкости

Подробный расчёт для основных токоведущих элементов выключателя ВГБ-35

рассматривается ниже в п. 3.2.

5. Ток электродинамической стойкости

По ГОСТ 687-78 для высоковольтных выключателей между током

электродинамической стойкости Iдин и током Iном.о обязательно соотношение

Iдин ( 1,8.(2.Iном.о, т. е. Iдин ( 2,546.12,5 ( Iдин ( 31,820 кА {7, стр.

15, ф. (1-1)}.

(Заявленное значение в {3}, см. таблицу 1.6 - 35 кВ).

6. Ток включения

Для наибольшего гарантированного изготовителем значения тока КЗ, которое

выключатель может включить без повреждений обязательно соотношение

iвкл ( 2,55.Iном.о, т. е. iвкл (2,55.12,5 ( iвкл ( 31,875 кА.

3.2. ПРОВЕРКА ТОКОВЕДУЩЕЙ СИСТЕМЫ

ПО ТОКУ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ

Проверка выполняется по формуле Iт = ((Ак - Ан).S2/tт, где Ак и Ан -

параметры конкретного материала, определяемые графическим путём {6, стр.

202, рис. 5-5} и зависящие от начальной (н и конечной (к температуры

токоведущего элемента (ТЭ), А.с/м2; S - площадь поперечного сечения ТЭ, м2;

tт - допустимая длительность тока КЗ, с; Iт - действующее значение тока КЗ,

А. Расчёту подлежат:

1. Медный ТЭ проходного изолятора с параметрами (н= 90(С {ГОСТ 8024-84},

(к = 250(С ( Ан = 1,65.1016 А.с/м2, Ак = 3,7.1016

А.с/м2 {6, стр. 202, рис. 5-5}; S =

4,909.10-4 м2 {3}; tт = 3 с {3; таблица 1.6}, для которого Iт = ((3,7.1016

- - 1,65.1016).(4,909.10-

4)2/3=40,580 кА. (Заявленное значение 12,5 кА, см. п. 1.6; {3 }).

2. Алюминиевый ТЭ, соединяющий проходной изолятор с неподвижным контактом

и имеющий следующие параметры (н = 120(С {ГОСТ 8024-84},

(к = 200(С ( Ан = 0,8.1016 А.с/м2,

Ак = 1,45.1016 А.с/м2 {6, стр. 202, рис. 5-5};

S = 2,75.10-4 м2 {3}; tт = 3 с {3; таблица 1.6}, для которого Iт =

((1,45.1016 - -

0,8.1016).(2,75.10-4)2/3 = 12,801 кА. (Заявленное значение 12,5 кА, см. п.

1.6; {3 }).

1. Медный ТЭ подвижного контакта с параметрами (н = 105(С {ГОСТ 8024-84},

(к = 250(С ( Ан= 1,77.1016 А.с/м2, Ак= 3,7.1016

А.с/м2 {6, стр. 202, рис. 5-5};

S = 4,909.10-4 м2 {3}; tт = 3 с {3; таблица 1.6}, для

которого Iт = ((3,7.1016 - -

1,77.1016).(4,909.10-4)2/3=39,374 кА. (Заявленное значение 12,5 кА, см. п.

1.6; {3 }).

3.3. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ УСИЛИЯ В ТОКОВЕДУЩЕЙ СИСТЕМЕ

В аварийных режимах по ТЭ аппарата протекают большие токи, которые

вызывают значительные механические усилия между ТЭ одного полюса аппарата,

причём эти усилия могут быть ещё большими вследствие влияния других полюсов

(см. рис. 3.3.1; рис. 3.3.2). Произведём расчёт ЭДУ для системы подвижных

контактов 4, расположенных на траверсе 8 (см.

рис. 1.8.2, а; б).

Воздействие Коэффициент

ЭДУ на ТЭ контура ЭДУ

[pic]

Рис 3.3.1 Рис 3.3.2

3.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ

В СИСТЕМЕ ПОДВИЖНЫХ КОНТАКТОВ

На рис. 3.4 показана трёхфазная симметричная система токов (токи в фазах

равны друг другу и сдвинуты на 120() при расположении сплошных круглых

токоведущих элементов (ТЭ) в вершинах равностороннего треугольника.

Используя примеры подобных расчётов в {6, стр. 117}, определим

потери в ТЭ.

Система подвижных контактов

Исходными данными служат

геометрические размеры ТЭ r = 0,0125 м;

R = 0,1575 м; a

= 2.R.Cos30( = 0,2728 м; l = 0,175 м.

Удельное сопротивление меди при 0(С (0 =

1,62.10-8 Ом.м. Температурный

коэффициент сопротивления меди (cu =

4,3.10-3 К-1. Максимально допустимая

температура медных ТЭ в элегазе

(номинальный режим) (доп = 105(С.

Расчёту подлежат:

Рис. 3.4

1. Площадь поперечного сечения ТЭ S = (.r2 = (.0,01252 = 4,909.10-4 м2.

2. Сопротивление постоянному току R= = (0.(1 + (cu.(доп).l/S = 1,62.10-8.(1

+ 4,3 ( ( 10-3.105).0,175/4,909.10-4 =8,401.10-6

Ом.

3. Параметр ( = 0,5.r.((((0/R0) = 0,5.0,0125.((2.(.50.4.(.10-7/8,401.10-6)

= 0,809.

4. Параметр g(() = 0,167 {6, стр. 369, таблица П-3}.

5. Параметр h1(() = 0,00327 {6, стр. 369, таблица П-3}.

6. Параметр h2(() = - 0,00008 {6, стр. 369, таблица П-3}.

7. Параметр h3(() = 0,00007 {6, стр. 369, таблица П-3}.

8. Параметр h4(() = 0,00003 {6, стр. 369, таблица П-3}.

9. Параметр T = (2.g(() = 0,0922.0,167 = 1,403.10-3 {6, стр. 118}.

10. Параметр B = 0,5.(1 - T) = 0,5.(1 - 1,403.10-3) = 0,499 {6, стр. 115}.

11. Параметр E = (4.h1(() - (4.(1 - (2).h2(() + (8.h3(() + (10.h4(()/(2.B)

= 0,0924.0,00327 - - 0,0924.(1 - 0,0922).(- 0,00008)

+ 0,0928.0,00007+0,09210.0,00003/(2.0,499) = 2,362.10-7.

12. Параметр F = (B + (B2 + E =(0,499 + (0,4992 + 2,362.10-7 = 0,9993.

13. Параметр Q = 1 + 0,25.T - (5/24).T 2 - 0,375.T 8 = 1 + 0,25.1,403.10-3

- (5/24) ( ( (1,403.10-3 )2 - 0,375.(

1,403.10-3)8 = 1,00035 {6, стр. 118}.

14. Коэффициент эффекта близости kб = Q/F = 1,00035/0,9993 = 1,001052.

15. Коэффициент поверхностного эффекта kп.э(() = 1,033 {6, стр. 369,

таблица П-3}.

16. Коэффициент добавочных потерь kд.п = kп.э.kт.и = 1,033.1,001052 =

1,034.

17. Активное сопротивление ТЭ R( = R=.kд.п = 8,401.10-6.1,034 = 8,687.10-6

Ом.

18. Потери мощности в одном ТЭ P1 = Iном2R( = 6302.8,687.10-6 = 3,448 Вт.

19. Потери мощности в одном ТЭ при откл. P2 =

Iном.о2.R(=125002.8,687.10-6 = 1357 Вт.

20. Потери мощности в трёх ТЭ P3 = 3.Iном2R( = 3.6302.8,687.10-6 = 10,343

Вт.

21. Потери мощности в трёх ТЭ при откл. P4 =

3.Iном.о2.R(=3.125002.8,687.10-6=4071 Вт.

3.5. РАСЧЁТ НАГРЕВА ТОКОВЕДУЩИХ

ЭЛЕМЕНТОВ В ЭЛЕГАЗЕ

Для определения температуры поверхности системы подвижных контактов 4,

расположенных на траверсе 8 (см. рис. 1.8.2, а; б), выполняем следующее:

1. Задаёмся начальной температурой ТЭ (ном = 57(С при токе Iном = 630 А.

2. Определяющая температура элегаза (опр = 0,5.((ном+(0) = 0,5.(57+40) =

48,5(С.

3. Критерий Прандтля при (опр = 48,5(С Pr = 0,75185 {6, стр. 138, таблица

4-2}.

4. Определяющий размер ТЭ x = 2.r = 2.0,0125 = 0,025 м (см. п. 3.4.).

5. Коэффициент объёмного расширения элегаза ( = 1/((опр + 273) = 0,00311.

6. Превышение температуры ТЭ над температурой элегаза ( = 57 - 40 = 17(С.

7. Кинематическая вязкость элегаза при (опр = 48,5(С составляет ( =

25,18.10-7 м2/с.

8. Критерий Грасгофа

Gr = 9,81.(.(.x3/(2 = 9,81.0,00311.0,0253.17/(25,18-7)2=1,278.106.

9. Произведение критериев Грасгофа и Прандтля

Gr.Pr = 1,278.106.0,75185 = 9,608.105.

10. Режим теплообмена при Gr.Pr = 9,608.105 отвечает расчётной формуле :

kт.к = A2.((/x)1/4 = 2,069.(17/0,025)1/4 = 10,565 Вт/(м2.К) {6, стр. 146,

таблица 4-5}.

11. Постоянная излучения ( = 0,25 {6, стр. 155, таблица 4-7}.

12. Коэффициент теплообмена излучением

kт.и = 5,673.10-8.(.((ном4-(04)/( = 5,673.10-8.0,25.(3304-3134)/17 = 1,887

Вт/(м2.К).

13. Суммарный коэффициент теплообмена

kт.с = kт.к + kт.и = 10,565 + 1,887 = 12,452 Вт/(м2.К).

(Значение используется в программном расчёте токоведущего контура для Г2).

14. Площадь поверхности подвижных контактов, общей длиной S( = 3.l.2.(.r =

= 3.0,175.2.(.0,0125 = 0,04123 м2 (см.

данные из п. 3.4.).

15. Активное сопротивление ТЭ при (ном = 57(С (см. данные из п. 3.4.)

R(=kд.п.(0.(1+(cu.(ном).l/S=1,034.1,62.10-8.(1+4,33.10-

3.57).0,175/4,909.10-4=7,446.10-6 Ом.

16. Суммарный тепловой поток, выделяющийся в трёх подвижных контактах при

номинальном токе Ф = 3.Iном2.R( = 3.6302.7,446.10-6 = 8,866 Вт (см. п.

3.4.).

17. Температура поверхности ТЭ

(ном = Ф/(kт.с.S() + (0 = 8,886/(12,452.0,04123) + 40 = 57,3 (С.

Кроме нагрева подвижных контактов имеет место нагрев в контактных узлах

(самый значительный по сути!), неподвижных контактах, алюм. шинах,

соединяющих выводы проходных изоляторов с неподвижными контактами. Всё это

рассматривается и учитывается в программном расчёте токоведущей системы

высоковольтных выключателей {5}.

3.6. ПОРЯДОК ТЕПЛОВОГО РАСЧЁТА ТОКОВЕДУЩИХ СИСТЕМ

МЕТОДОМ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ

1. Разработка тепловой модели токоведущих систем (ТС) аппарата в виде

стержневой системы, в которой выделяются участки однородности.

2. По тепловой модели строится тепловая схема. Несовершенство теплового и

электрического контакта на стыке стержней учитывается в тепловой схеме

источниками теплового потока и теплового сопротивления.

3. Расчёт всех сопротивлений и источников, входящих в тепловую схему.

4. Тепловая схема рассчитывается по методам, применяем в электротехнике,

и находятся температуры на границах каждого участка.

5. По уравнениям связи для каждого участка определяются параметры,

необходимые в дальнейшем для построения графика распределения теплового

потока вдоль токоведущей системы.

3.7. ПОСТРОЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОДЕЛИ ТОКОВЕДУЩЕЙ СИСТЕМЫ

Для теплового расчёта ТС ВГБ-35 программой {5}, необходимо упростить

исходную токоведущую систему до системы коаксиальных цилиндров, что в

принципе возможно, при замене корпуса бака выключателя эквивалентным

цилиндром того же объёма, имеющим ось симметрии, совпадающую с осью

симметрии одного из шести проходных изоляторов выключателя. (Рассматриваем

только одну фазу и в силу вертикальной симметрии конструкции бака с

проходными изоляторами, ограничиваемся следующей цепочкой: ввод проходного

изолятора ( токопровод изолятора ( алюминиевая шина, соединяющая вывод

изолятора с неподвижным контактом ( контактный узел ( подвижный контакт

половинной длины ( элегаз). Алюминиевая шина прямоугольного сечения

заменяется эквивалентным стержнем, имеющим такое же сечение и длину.

График распределения теплового потока данной модели (см. приложение)

необходимо зеркально отразить по горизонтали из-за причин, обрисованных

выше. Схема тепловой модели показана на рис. 3.7.

Где 1 - токопровод проходного изолятора; 2 - воздушный промежуток; 3 -

фарфор; 4 - винипол; 5 - стеклоэпоксид; 6 - сталь колпака

трансформатора тока; 7 - изоляция трансформатора тока; 8 -

подвижный контакт половиной длины; 9 - алюминиевая шина; 10 -

элегаз под давлением 0,45 МПа; 11 - стальной корпус бака; I..VIII -

участки однородности токоведущей системы; КУ -контактный узел.

3.8. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ МАШИННОГО РАСЧЁТА

Исходные данные для расчёта токоведущего контура пр-мой {5} приведены в

таблице 3.3.

Таблица 3.3

| |Параметры |I |II |III |IV |V |VI |VII |VIII |

| |L, м |0,075 |0,425 |0,010 |0,180 |0,040 |0,180 |0,190 |0,090 |

| |S, м*10-6 |78,540|78,540|78,540|78,540|78,540|78,540|58,786|78,540|

| |F, м. |490,87|490,87|490,87|490,87|490,87|490,87|275,0 |490,87|

| |кв.*10-6 |4 |4 |4 |4 |4 |4 | |4 |

| |?0, |1,62 |1,62 |1,62 |1,62 |1,62 |1,62 |3,30 |1,62 |

| |Ом?м*10-8 | | | | | | | | |

| |?, |390 |390 |390 |390 |390 |390 |160 |390 |

| |Вт/(м?°С) | | | | | | | | |

| |?, |4,33 |4,33 |4,33 |4,33 |4,33 |4,33 |4,2 |4,33 |

| |1/°С*10-3 | | | | | | | | |

|1|r2/r1 |0,050/|0,030/|0,040/|0,040/|0,100/|0,040/|0,230/|0,230/|

| | | | | | | | | | |

| | |0,0125|0,0125|0,0125|0,0125|0,0125|0,0125|0,009 |0,025 |

| |P, МПа |0,1 |0,1 |0,1 |0,1 |0,1 |0,1 |0,45 |0,45 |

|2|r3/r2 |0,070/|0,050/|0,115/|0,080/|0,115/|0,230/|0,250/|0,250/|

| | | | | | | | | | |

| | |0,050 |0,030 |0,040 |0,040 |0,100 |0,040 |0,230 |0,230 |

| |P, МПа | |0,1 | |0,1 |0,1 |0,45 | | |

|3|r4/r3 | |0,090/| |0,100/|0,125/|0,250/| | |

| | | | | | | | | | |

| | | |0,050 | |0,080 |0,115 |0,230 | | |

| |P, МПа | | | |0,1 | | | | |

|4|r5/r4 | | | |0,110/| | | | |

| | | | | | | | | | |

| | | | | |0,100 | | | | |

| |P, МПа | | | | | | | | |

Где L - длина участка с однородной изоляцией, м; S - периметр

токоведущего стержня на участке однородности, 10-6 м, F - сечение

токопровода на участке однородности, 10-6 м2; (0 - удельное

сопротивление материала токопровода при 0(С, Ом.м.10-8; ( - коэффициент

теплопроводности материала токопровода на участке при 0(С, Вт/(м.(С); ( -

температурный коэффициент сопротивления материала токопровода, 10-3 К-1; P

-абсолютное давление слоёв изоляции, МПа; 1..4 - слой однородной изоляции

на участке; r2/r1..r5/r4 - внешний/внутренний диаметры слоёв изоляции.

I..VIII - участки однородности токоведущей системы.

3.9. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕПЛОВОГО РАСЧЁТА

Результаты расчёта приведены в приложении.

ГЛАВА ЧЕТВЁРТАЯ

РАСЧЁТ КОНТАКТНОГО УЗЛА

Расчёт параметров контактной системы при номинальном токе сводится к

определению необходимого контактного нажатия при заданном значении тока и

максимальной температуре площадки контактирования применительно к

разрабатываемой конструкции коммутационного аппарата.

4.1. ТИП КОНТАКТНОЙ СИСТЕМЫ ВГБ-35

Контакты ВГБ-35 относятся к ламельным (пальцевым) контактам без гибких

связей (см. рис. 4.1, а; 4.1, б), в которых подвижная контакт-деталь (ПК),

выполненная в виде стержня входит в неподвижную контакт-деталь (НК).

Контактное нажатие создаётся двумя пружинами (П). Общее количество ламелей

(Л), расположенных на НК - четыре (две сверху, две снизу), причём одна пара

(верхняя и нижняя Л) имеет больший горизонтальный размер, чем другая. Эта

же пара снабжена дугостойкими металлокерамическими напайками. ПК

соответственно тоже снабжены наконечниками из дугостоикой металлокерамики.

Контактный узел ВГБ-35

Рис. 4.1, а Рис. 4.1, б

ПК-подвижный контакт; НК-неподвижный контакт; П-пружина; Л-ламель.

4.2. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ КОНТАКТНОЙ СИСТЕМЫ

ПРИ НОМИНАЛЬНОМ ТОКЕ

4.2.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЁТА

КОНТАКТНОГО НАЖАТИЯ

( Номинальный ток выключателя Iном = 630 А;

( Максимальная температура контактов из меди и

медных сплавов с покрытием серебром в элегазе {6} (доп = 105(C;

( Превышение температуры контакта над температурой

удалённых точек (( = 5 К;

( Количество ламелей m = 4;

( Количество точек касания для линейного контакта n = 2;

( Удельное сопротивление меди при 0(C {6} (0=1,62.10-8 Ом.м;

( Температурный коэффициент электрического

сопротивления меди при 0(C {6} (=0,00433 K-1;

( Теплопроводность меди при 0(C {6} (0=388 Вт/(м.К);

( Микротвёрдость меди при 0(C {6} H=730 МПа;

( Температура плавления меди {6} (0 = 1083 (С;

( Температурный коэффициент электрического

сопротивления меди при 0(C {6} ( = 0,00433 K-1;

( Коэффициент шероховатости поверхности (м =1;

( Коэффициент неравномерности по точкам касания kн = 1,1(1,3.

Расчёту подлежат:

( = (0.(1+(cu.(доп) = 1,62.10-8.(1 + 0,00433.105) = 2,357.10-8 Ом.м;

( = (0.(1 - (т.(доп) = 388.(1 - 1,8.10-4.105) = 381 Вт/(м.К);

(н = 273 + (доп = 273 + 105 = 378 К; (пл = 273 + (пл = 273 + 1083 = 1356

К;

H(=H.[1-((н/(пл)2/3]/[1-(273/(пл)2/3]=730.[1-(378/1356)2/3]/[1-

(273/1356)2/3]=638 МПа;

4.2.2. РАСЧЁТ КОНТАКТНОГО НАЖАТИЯ

Fк(= n.[Iном.kн/(n.m)]2.(.(.H(/(32.(.(() = 2.[630.1,2/(2.4)]2.2,357.10-

8.(.638.106/(32.381.5) = = 13,841 Н {6, стр. 267,

формула (7-13а)}.

4.2.3. РАСЧЁТ КОНТАКТНОГО НАЖАТИЯ

ПО ЭЛЛИПТИЧЕСКОЙ ФОРМУЛЕ

Fк.элл = [n.(Iном/(n.m).kн)2.kл.(.(м.Hб]/[16.(2.(аrccos(Tк/Tм))2] =

[2.(630/(2.4).1,2)2.2,357 ( ( 10-

8.3,14159.3,7.108]/[16.3812.(аrccos(378/383))2] = 7,228 H.

4.2.4. РАСЧЁТ КОНТАКТНОГО НАЖАТИЯ

ПО СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМУЛЕ

Fк.сфр = [n.(Iном/(n.m).kн)2.(.(.(см]/[32.(.(Tк - Tм)] =

[2.(630/(2.4).1,2)2.2,357.10-8.3,1415 ( (

3,7.108]/[32.381.(387 - 383)] = 7,636 H.

Усреднённое значение силы контактного нажатия, см. п. 4.2.2 - 4.2.4:

Fк = (Fк( + Fк.элл + Fк.сфр)/3 = (13,841 + 7,228 + 7,636)/3 = 9,568 Н.

4.2.5. РАСЧЁТ ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

КОНТАКТНОГО УЗЛА

Производится по формуле из {6, стр. 264}:

Rпер = (/(0,102.Fк)m, где

Rпер - переходное сопротивление контактного соединения (КД); ( -

коэффициент, учитывающий физические свойства металла КД, состояние рабочей

поверхности (степень её окисления) и вид контакта; Fк - контактное нажатие,

Н; m - коэффициент, полученный опытным путём для

контактов разного вида.

Для ВГБ-35 переходное сопротивление КД составляет:

Rпер = (/(0,102.Fк)m = 0,14.10-3/(0,102.9,568)0,7 = 1,424.10-4 Ом.

4.2.6. РАСЧЁТ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА КОНТАКТНОЙ СИСТЕМЫ

Тепловой поток, приходящийся на весь контактный узел

определяем по формуле

Qк = Rпер.n.m.[Iном.kн/(n.m)]2 = 1,424.10-4.2.4.[630.1,2/(2.4)2] = 10,173

Вт.

Значение теплового потока КУ используется в программе {5}.

Т. к. в конструкции ВГБ-35 предусмотрено шесть контактных узлов, то общий

тепловой поток, выделяющийся в бак, заполненный элегазом, при протекании

номинального тока (включенное положение) составляет 6.10,173 = 61,038 Вт. С

учётом тепловых потерь в подвижных контактах, тепловой

поток, выделяющийся в бак составляет 61,038 + 10,343 = = 71,381

Вт (см. п. 3.4.).

4.2.7. РАСЧЁТ МАКСИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ТОЧКИ

КАСАНИЯ КОНТАКТОВ

H((=H.[1-((н/(пл)2/3]/[1-(273/(пл)2/3]=730.[1-(1000/1356)2/3]/[1-

(273/1356)2/3]=204 МПа;

Tм=То/[cos((Iэфф(1)/(m.n).kн.((.A.H(()/(4.(.(Fк))]=378/[cos((18,75.103/(4.2)

.1,2.(3,14.2,3(10-8.204.106)/ /(4.381.(9,568))]=???

4.2.8. РАСЧЁТ СВАРИВАЮЩЕГО ТОКА

Iпл = mсв.(0,102.n.m.Fк)nсв.103 = 2,0.(0,102.2.4.7.432)0,5.103 = 13,931

кА.

См. {6, стр. 289}.

Параметры mсв и mсв взяты из {6, таблица 7-7}.

4.3. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ КОНТАКТНОЙ СИСТЕМЫ

ПРОГРАММОЙ "CONT" {6}

4.3.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Исходные данные для расчёта взяты из {1, таблица П.7.}, {3}.

( Материал контактной пары медь/медь;

( Номинальный ток 630 А;

( Номинальный ток отключения 12500 А;

( Допустимая температура в номинальном режиме 105+273=378 К;

( Допустимая температура при КЗ 250+273=523 К;

( Температура плавления 1083+273=1356 К;

( Твердость по Бринелю при 0(С 5.108 Н/м2;

( Теплопроводность 388 Вт/(м.К);

( Длина ламели 0,08 м;

( Внутренний диаметр ламели 0,023 м;

( Внешний диаметр ламели 0,044 м;

( Сечение ламели 0,000289 м2;

( Число ламелей 4;

( Число точек касания 2.

4.3.2. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА

( В номинальном режиме сила контактной пружины 10,887 Н;

( В режиме короткого замыкания максимальная

температура точки касания 1125 К;

( Электродинамическая сила притяжения,

действующая на одну ламель 55,331 Н;

( Электродинамическая сила отталкивания,

действующая на одну ламель 10,582 Н;

( Фактическое нажатие 50,193 Н;

( Переходное сопротивление контакта 2.31.10-5 Ом;

( Тепловые потери в контакте 9.173 Вт.

Результаты расчёта данной программы несколько отличаются от расчётов,

выполненных в п. 4.2. Это объясняется тем, что данная программа в первую

очередь предназначена для расчёта контактов розеточного типа, которые имеют

радиальную геометрию контактной системы, отсутствующую в ВГБ-35.

ГЛАВА ПЯТАЯ

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА И ПЛАН СКОРОСТЕЙ

ГЛАВА ШЕСТАЯ

СИСТЕМА ДУГОГАШЕНИЯ ВГБ-35

Одним из быстроразвивающихся направлений создания новых выключателей

переменного тока высокого и сверхвысокого напряжения, отличающихся меньшими

габаритами и отвечающих требованиям современной энергетики по

коммутационной способности и надёжности, являются выключатели с

дугогасящей средой, более эффективной по сравнению со сжатым воздухом и

маслом. Использование элегаза для этих целей обусловлено его высокими

изоляционными и дугогасящими свойствами.

В дугогасительных устройствах (ДУ) элегазовых выключателей применяются

различные способы гашения дуги в зависимости от номинального напряжения,

номинального тока отключения и условия восстановления напряжения.

Один из способов - охлаждение электрической дуги элегазом при перетоке

газа из резервуара высокого давления (около 2 МПа) в резервуар низкого

давления (0,3 МПа), т.е. используется тот же принцип, что и в воздушном

выключателе. Однако, основное отличие состоит в том, что в элегазовых ДУ

при гашении дуги истечение газа через сопло происходит не в атмосферу, а в

замкнутый объём камеры, заполненный элегазом при относительно небольшом

избыточном давлении. Гашение мощной дуги в аппаратах высокого напряжения

возможно лишь при интенсивном теплоотводе, который в высоковольтных

выключателях обеспечивается интенсивным дутьём. Для того чтобы избежать

перехода элегаза в жидкость при отрицательной температуре (-40(C), бак

высокого давления необходимо подогревать до температуры 12(C, т. к. при

переходе элегаза в жидкое состояние уменьшается плотность газовой фазы и

ухудшается его дугогасящая способность. Для подогрева газа служит

автоматическая система, которая сильно усложняет конструкцию выключателя.

Другой способ применяется в автокомпрессионных выключателях, в которых

бак заполнен элегазом при давлении 0,3-0,4 МПа. При этом обеспечивается

высокая электрическая прочность газа и возможность работы без подогрева при

температуре до -40(C. В таких выключателях перепад давления, необходимый

для гашения дуги, создаётся специальным компрессионным устройством,

механически связанным с подвижным контактом аппарата. В процессе гашения

получается перепад (p=0,6(0,8 МПа. При этом обеспечиваются условия для

получения критической скорости истечения и эффективного гашения дуги.

Существует и третий способ гашения дуги, который и имеет место в

конструкции ВГБ-35. Это способ гашения дуги, перемещающейся под действием

магнитного поля в неподвижном элегазе.

Теплоотвод от дуги существенно возрастает при быстром её перемещении

силами магнитного поля в неподвижном газе. Электромагнитное дутьё в воздухе

широко используется в аппаратах низкого напряжения. При замене воздуха

элегазом электромагнитный способ гашения дуги оказалась возможным

распространить и на область высоких напряжений.

Принципиальные схемы дугогасительных устройств с электромагнитным

гашением дуги в элегазе показаны на рисунке. В них на каждую единицу длины

дуги действует сила F1, возникающая при взаимодействии тока дуги с

нормальной к её стволу составляющей напряжённости магнитного поля. Под

действием этой силы дуга перемещается по электродам со скоростью, зависящей

от различных параметров, и в частности конструктивных. Маг

нитное поле создаётся самим отключаемым током при прохождении его по одной

катушке (рис. 6, а) или по двум встречно включенным катушкам (рис. 6, б).

Во включенном состоянии аппарата катушки шунтированы главными контактами,

которые при отключении размыкаются первыми.

Возникающая между подвижными и неподвижными контактами дуга начинает

двигаться не сразу, а лишь после того, как сила F1 достигнет некоторого

значения, ибо, чтобы сдвинуть дугу с места первоначального её образования,

необходимо приложить вполне определённую силу Fмин, которую можно вычислить

(в ньютонах) по формуле Fмин=I.H.10-6, где I-ток дуги, H-напряжённость

магнитного поля катушки.

Система дугогашения

Рис. 6, а

1 - путь тока при включенном положении аппарата, 2 - путь тока в процессе

отключения, 3 - главные контакты, 4 - дугогасительные контакты, 5 -

катушка.

Рис. 6, б

ГЛАВА СЕДЬМАЯ

ПРАВИЛА МОНТАЖА И ОБСЛУЖИВАНИЯ

7.1. Перед вскрытием упаковки выключателя необходимо убедиться в её

исправности. При вскрытии упаковки принять меры предосторожности, чтобы не

повредить изоляционную часть вводов и стекло сигнализатора давления.

7.2. После вскрытия упаковки произвести внешний осмотр выключателя. На

выключателе не должно быть повреждений и следов коррозии. Проверить

комплектность согласно паспорту. По результатам внешнего осмотра

выключателя и проверки комплектности составить акт.

7.3. Собственно выключатель при монтаже поднимать за пластины,

находящиеся между вводами выключателя. Привод поднимать за скобы,

приваренные к крышке шкафа.

7.4. Маркировочный номер шкафа привода должен совпадать с номером

выключателя, указанным на табличке технических данных.

7.5. Рабочее напряжение, токовая нагрузка и токи короткого замыкания

выключателей не должны превышать паспортных значений.

7.6. На предприятии-изготовителе выключатель отвакуумирован и заполнен

элегазом до избыточного давления в соответствии с документацией. Перед

вводом в эксплуатацию, необходимо снять показания индикатора давления. Если

избыточное давление ниже 0,4 МПа, выключатель в эксплуатацию не вводить,

вызвать представителя предприятия-изготовителя.

7.7. Перед разборкой выключателя, необходимо выпустить из бака элегаз в

соответствии с указаниями приведёнными в технической документации.

7.8. Рекомендуется для проведения работ по ревизии или ремонту

выключателя вызывать представителя предприятия-изготовителя.

7.9. Ревизия или ремонт выключателя, связанные с вскрытием бака, должны

проводиться в специальных помещениях. Все эти помещения должны быть

изолированы от улицы и других помещений (в том числе и друг от друга). Они

должны быть особо чистыми. Должны быть приняты меры, исключающие попадания

пыли. Стены и потолок должны быть окрашены пыленеобразующей краской. Уборка

помещений должна производиться вакуумным способом. Должно быть обеспеченно

хорошее естественное либо электрическое освещение.

Должно быть предусмотрено наличие переносных ламп на напряжение 12 В с

мощностью не ниже 40 Вт.

7.10. В части требований безопасности эксплуатация выключателя должна

осуществляться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.3-75, "Правилами

технической эксплуатации электроустановок потребителей", "Правилами техники

безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей".

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В качестве заключения мне бы хотелось отметить основные достоинства

выключателей серии ВГБ-35, такие как:

• Полная заводская готовность, обеспечивающая простой и быстрый монтаж

(выключатель приходит заказчику полностью отрегулированным, заполненным

элегазом до рабочего давления и не требует при монтаже и наладке дозаправки

элегазом);

• Небольшие масса и габариты, отсутствие дополнительных динамических

нагрузок на фундамент при коммутации токов короткого замыкания (возможна

установка на одной опоре с облегчённым фундаментом);

• Экологическая чистота эксплуатации;

• Способность отключать ёмкостные токи до 630 А без повторных пробоев;

• Минимум обслуживания, т. к. большие механический и коммутационный

ресурсы обеспечивают работу без ремонта с вскрытием бака в течение всего

срока службы выключателя;

• Высокая надёжность (даже при падении избыточного давления элегаза до

нуля, выключатель выдерживает напряжение 1,5 Uф и отключает ток нагрузки до

630 А), обеспечивается эксплуатация выключателя без включения подогрева до

температуры минус 45(C;

• Трансформаторы тока имеют только одно исполнение, рассчитанное на весь

диапазон первичных токов от 50 до 600 А (вместо 3-х исполнений у масляных

выключателей С-35), переключение отводов для изменения коэффициента

трансформации производится без разборки выключателя;

• Увеличенное количество и улучшенные характеристики встроенных

трансформаторов тока позволяют в большинстве случаев отказаться от

применения выносных трансформаторов тока наружной установки;

• Возможность работы выключателя без аккумуляторной батареи,

дополнительных выпрямительных устройств, блоков питания индуктивных

накопителей энергии;

• Взрыво и пожаробезопасность.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Буткевич Г. В., Дегтярь В. Г., Сливинская А. Г. Задачник по

электрическим аппаратам. - М.: Высшая школа, 1987. - 232 с.;

2. Кукеков Г. А. Выключатели переменного тока высокого напряжения. - Л.:

Энергия, 1972. - 336 с.;

3. Листок-каталог. Выключатель элегазовый серии ВГБ-35. Е.:

Уралэлектротяжмаш, 1993. - 19 с.

4. Полтев А. И. Конструкции и расчёт элегазовых аппаратов высокого

напряжения. - Л.: Энергия, 1979. -239 с.;

5. Проектирование электрических аппаратов/ Под редакцией Г. Н.

Александрова. - Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 448 с.;

6. Справочник по расчёту и конструированию контактных частей сильноточных

электрических аппаратов/ Под редакцией В. В. Афанасьева. - Л.:

Энергоатомиздат, 1988. - 384 с.;

7. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения/ Под редакцией

В. В. Афанасьева. - Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 544 с.;

8. Таев И. С. Электрические аппараты управления М.: Высшая школа, 1984.

-247 с.;

9. Чунихин А. А., Жаворонков М. А. Аппараты высокого напряжения. - М.:

Энергоатомиздат, 1985. - 432 с.;

10. Электрические аппараты высокого напряжения/ Под редакцией Г. Н.

Александрова. - - Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 344 с.;

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

1. Графический пакет Photoshop 4.0.

Copyright( by Adobe(, 1996.

2. Математический пакет MathCAD 7.0.

Copyright( by MathSoft (, 1997.

3. Операционная система DOS 7.0.

Copyright( by Microsoft ( Corporation, 1995.

4. Операционная система Windows’95.

Copyright( by Microsoft ( Corporation, 1995.

5. Программа теплового расчёта токоведущей системы высоковоль-х

выключателей TRTS.

Copyright( by Slepuhina I. A. & Luzgin V. I., 1995.

6. Программа расчёта контактной системы розеточного контакта в номинальном

режиме и режиме короткого замыкания CONT.

Copyright( by Slepuhina I. A. & Luzgin V. I., 1996.

7. Табличный процессор Excel 7.0.

Copyright( by Microsoft ( Corporation, 1995.

8. Текстовый редактор Word 7.0.

Copyright( by Microsoft ( Corporation, 1995.

ПРИЛОЖЕНИЕ

-----------------------

[pic]

1

14

13

9

8

2

3

4

5

6

7

10

11

12

[pic]

3

2

1

8

12

18

17

11

10

9

6

4

3

5

[pic]

5

7

16

4

2

1

7

8

6

7

3

[pic]

1

4

5

2

6

7

[pic]

2

1

3

4

5

[pic]

2

3

4

5

6

12

11

10

1

9

8

"В"

"МЗК"

"О"

7

[pic]

5

3

6

4

3

1

2

А

[pic]

9

7

8

6

5

4

12

13

14

15

16

17

11

11

3

1

2

10

l4

l1

l1

l1

l1

l1

l23

l33

l33

l4

l4

l5

l5

Рис. 2.2.1

l4

l5

Элегаз

Промежутки внутренней изоляции

Рис. 2.2.2

[pic]

Заземлённая часть

Заземлённая часть

Длина пути утечки Lут

33 кВ

s1 = s2 = a = 0,273 м; l = 0,175 м;

d1 = d2= (l 2 + a 2 = 0,324 м;

kг=(2.0,324-2.0,273)/0,273=0,376.

1. Номинальный режим:

FЭДУ = 0,866.(0/(4.().Iном2.kг = = 0,866.10-

7.6302.0,376 = 0,013 Н.

2. Режим отключения:

FЭДУ = 0,866.(0/(4.().Iном.о2.kг = =0,866.10-7.125002.0,376=5,089 Н.

3. Аварийный режим: FЭДУ = 0,866.(0/(4.().Iпик2.kг

= = 0,866.10-7.350002.kг = 39,899 Н.

s2

d2

d1

a

s1

1

2

iB

FB

FA

iC

iА

l

aL

FС

iB

iC

iA

l

a

r

R

S

V

VIII

III

КУ

VII

VI

Тепловая модель ВГБ-35

IV

II

I

3

4

3

5

6

2

1

8

10

11

5

7

9

2

Рис. 3.7

[pic]

НК

ПК

П

Л

Л

[pic]

ПК

Л

Л

НК

П

B6

B5

B4

B3

B2

D6

D5

D4

D3

D2

E6

E5

E4

E3

E2

E1

F6

F5

F4

F3

F2

F1

D1

C6

C4

C5

C3

D

C1

O

N

B1

A6

A5

A4

A3

A2

103

70

75(

40

640

100

63

65(

70

120

155

30(

30(

155

A1

M

C2

Рис 5.1

Из точки О строим вектор VD длиной(VD( = (VE(( DN1/EN1 =

= 4,92.100/70=7,03 см. Из точки D строим вектор VFD ( к F1D1. Из

точки О строим вектор VF ( к F1O. На ( линий VFD и VF находится точка F. (

(VF(= 3,46 см.

Реальные направления векторов VA , VB , VC , VE до прохода мёртвого

положения противоположны указанным.

C

Построение

плана скоростей

Из точки O откладываем вектор VA произвольной длины (2 см) в направлении (

к радиусу A1M. Из точки О строим вектор VB той же длины, что и VA (A1M=

=B1M), направление VB ( к B1M. Из точки О строим вектор VC

длиной(VC( = (VB(.CM1/BM1 = = 2.103/155 = 1,33 см. Из точки C

строим вектор VEC ( к E1C1. Из точки О строим вектор VE ( к E1N. На ( линий

VEC и VE находится точка E. ((VC(= 4,92 см.

1 - положение «выключено»;

2..4 - промежуточные положения;

5 - положение касания контактов;

6 - положение «включено».

F

A - подвижный контакт;

M - ось главного вала;

O - вал двигателя.

B

Масштаб 1:2,5

O

Амортизирующая

пружина

Амортизирующая

пружина

Ламельный

неподвижный

контакт

Кинематическая

схема для

шести положений

VFD

VEC

Рис 5.2

VF

VD

VB

VE

VC

VA

A

План скоростей для

выключенного

положения (1)

E

F

2

3

3

1

1

2

1

2

3

4

5

5

5

Страницы: 1, 2