Баковые выключатели типа У-110

Современные баковые выключатели снабжены дугогасительными камерами. Они нашли широкое применение в отечественных электроустановках напряжением 35—220 кВ.

В лаборатории представлен макет одного полюса выключателя типа У-110-2000-50 завода «Уралэлектротяжмаш». Выключатель рассчитан на номинальное напряжение 110 кВ, номинальный ток 2000 А и номинальный ток отключения 50 кА. Каждая фаза (полюс) выключателя помещается в отдельном баке (трехбаковые выключатели), имеющем цилиндрическую форму (см. фото на стенде). К днищу баков приварено стальное кольцо с лапами, которое болтами крепится к бетонному фундаменту выключателей. В стенке бака предусмотрены люки для проведения ремонтных работ в выключателе (после слива масла).

Полюс выключателя состоит из следующих основных частей (см. макет или рис.1.2): маслонаполненного бака 1, внутренней изоляции бака 2 (выполненной из листового электрокартона), маслонаполненных вводов 8, встроенных трансформаторов тока 9, дугогасительных камер 3, подвижной траверсы 7 с контактами, изоляционной штанги 6 и механизма выключателя 5.

Уровень масла контролируется с помощью маслоуказателя 10, укрепленного на баке. В нижней части бака предусмотрена система для слива масла 22. В дне бака расположено нагревательное устройство 21. При низких температурах увеличивается вязкость масла и снижается скорость перемещения подвижных частей выключателя. Поэтому при температурах ниже -15°С включается нагревательное устройство.

Рис. 1.2. Баковый выключатель типа У-110 (а) и дугогасительная камера (б)

Выключатель имеет два разрыва внутри каждой гасительной камеры и два разрыва вне камер — в баке. Корпусом камеры служит бакелитовый цилиндр 11, закрытый по торцам. Внутри камеры имеются два торцевых контакта 13 и 17, расположенных на разных осях. Торцевые контакты снабжены пружиной, внутри которых проходят направляющие стержни. Торцевые контакты электрически соединены гибкой связью с токосъемами 12.

Подвижными контактами камеры служат два контактных стержня 15 и 19, укрепленных на подвижном торцевом розеточном контакте 20. Левый подвижный стержень 15 связан с розеточным контактом через изоляционный стержень 16. На розеточный контакт опирается отжимная контактная пружина (на макете не показана). Дугогасительные контакты снабжены вольфрамосеребряными металлокерамическими напайками для повышения их дугостойкости. На внутренней стенке цилиндра камеры укреплены дугогасительные решетки 14 и 18, против которых имеются выхлопные отверстия в цилиндре камеры.

Во включенном положении выключателя подвижная траверса, а вместе с ней, и вся подвижная система дугогасительных камер занимают крайнее верхнее положение. При этом создается путь тока через токосъем 12, дугогасительные контакты 13 и 15, 17 и 19, розеточный контакт 20 одной камеры, траверсу 7 и аналогичные дугогасительные контакты второй камеры. Электрическая связь левого (верхнего) подвижного контакта 15 и правого токосъема осуществляется через скользящий контакт.

К дугогасительным камерам прикреплены резисторы 4 по 750 Ом каждый, шунтирующие разрывы камер. Шунтирующие резисторы обеспечивают равномерное распределение восстанавливающегося напряжения между двумя камерами, а также несколько снижают скорость и величину этого напряжения и способствуют успешному отключению малых индуктивных и емкостных токов.

Во включенном положении пружины механизма включения 5, а также отжимающие пружины торцевых 13, 17 и розеточных контактов 20 сжаты. При отключении траверса под действием отключающих пружин и собственного веса перемещается вниз. Вначале движения торцевые контакты следуют за подвижными контактами. Затем торцевые контакты доходят до упора, и далее двигаются только подвижные контакты. Образуются разрывы между контактами 13 и 17, 15 и 19, на которых возникают электрические дуги. Под действием дуги масло разлагается с образованием большого количества газов. Пока дутьевые щели дугогасительной решетки закрыты подвижными контактными стержнями, давление в камере быстро увеличиваем. По мере перемещения контактных стержней вниз дутьевые щели открываются и возникает поперечное дутье выходящими через выхлопные отверстия газами. Под действием дутья дуги на основных разрывах внутри камер быстро гаснут.

Подвижные торцевые контакты 20, дойдя до упора, останавливаются, однако траверса продолжает движение вниз. На внешних контактах 20 и 7 образуются разрывы цепи сопровождающего тока, обусловленного шунтирующими сопротивлениями. Этот ток невелик и близок к чисто активному, поэтому его отключение не вызывает трудностей. На внешних контактах дуга гасится простым разрывом цепи в масле (так же, как в выключателях без дугогасящих камер).

Движение подвижных частей макета выключателя У-110 осуществляется плавным поворотом рукоятки, расположенной на стенде справа. Для включения выключателя рукоятку нужно вращать по часовой стрелке. Положение контактов выключателя фиксируется световым табло. В промежуточном положении табло не горит.

 

Рабочее задание

1. Изучите конструкции баковых выключателей без дугогасительных камер и типа У-110.

2. В отчете укажите основные элементы выключателя без дугогасительных камер, выключателя серии дугогасительной камеры выключателя У-110.

3. При движении подвижных частей макета выключателя У-110 проследите за последовательностью включения и отключения контактов. Укажите в отчете номера контактов и последовательность их коммутаций. Объясните работу контактной системы.

4. Нарисуйте электрические дуги и покажите стрелками направление газового дутья в камере выключателя У-110.

Примечание. При выполнении пп. 1—4 воспользуйтесь раздаточным материалом.

5. Начертите схему электрических соединений полюса выключателя У-110. Объясните назначение резисторов.

6. Используя данные, приведенные в [2] или раздаточном материале, постройте зависимость стоимости, а также массы масла и выключателей серии «У» от номинального напряжения.

7. Изучите конструкции и особенности установки баковых выключателей в РУ по слайдфильму (под руководством преподавателя).

 

Контрольные вопросы

1. Какие типы и на какое номинальное напряжение в настоящее время выпускаются баковые выключатели?

2. Какие отличия в процессе гашения дуги в выключателях с дугогасительными камерами и со свободной дугой в масле?

3. Назовите основные недостатки баковых выключателей без дугогасительных камер.

4. Как осуществлена изоляция токоведущих частей в баковых выключателях между фазами, между фазой и землей и между контактами одной фазы в отключенном состоянии выключателя?

5. Что такое сопровождающий ток и чем он разрывается?

6. Почему не допускается повышение или понижение уровня масла относительно заданного уровня?

7. Для какой цели осуществляется подогрев масла?