Высоковольтный элегазовый баковый выключатель ВГБ-35

коэффициент, полученный опытным путём для контактов разного вида.

Для ВГБ-35 переходное сопротивление КД составляет:

R_пер = /(0,102^.F_к)^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

Q_к= R_пер^.n^.m^.[I_ном^.k_н/(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;

T_м=Т_о/[cos((I_эфф(1)/(m^.n)^.k_н^.^.A^.H)/(4^.^.F_к))]=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

I_пл = m_св^.(0,102^.n^.m^.F_к)^nсв.10³ = 2,0^.(0,102^.2^.4^.7.432)^0,5.10³ = 13,931 кА.

См. {6, стр. 289}.

Параметры m_св и m_св 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

ИНЕМАТИЧЕСКАЯ 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 F_мин, которую можно вычислить (в ньютонах) по формуле F_мин=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 U_ф 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

Буткевич Г. В., Дегтярь В. Г., Сливинская А. Г. Задачник по электрическим аппаратам. - М.: Высшая школа, 1987. - 232 с.;
Кукеков Г. А. Выключатели переменного тока высокого напряжения. - Л.: Энергия, 1972. - 336 с.;
Листок-каталог. Выключатель элегазовый серии ВГБ-35. Е.: Уралэлектротяжмаш, 1993. - 19 с.
Полтев А. И. Конструкции и расчёт элегазовых аппаратов высокого напряжения. - Л.: Энергия, 1979. -239 с.;
Проектирование электрических аппаратов/ Под редакцией Г. Н. Александрова. - Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 448 с.;
Справочник по расчёту и конструированию контактных частей сильноточных электрических аппаратов/ Под редакцией В. В. Афанасьева. - Л.: Энергоатомиздат, 1988. - 384 с.;
Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения/ Под редакцией В. В. Афанасьева. - Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 544 с.;
Таев И. С. Электрические аппараты управления М.: Высшая школа, 1984. -247 с.;
Чунихин А. А., Жаворонков М. А. Аппараты высокого напряжения. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 432 с.;
Электрические аппараты высокого напряжения/ Под редакцией Г. Н. Александрова. - - Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 344 с.;