Быстродействующих выключателей

 

Специалистами фирмы «Технос» (г. Екатеринбург) разработаны и выпускаются дугогасительные камеры к автоматическим быстродействующим выключателям типов АБ-2/4, ВАБ-28 и ВАБ-43. Принцип действия дугогасительных камер фирмы «Технос» аналогичен принципу действия камер выключателей типа ВАБ-49.

Дугогасительные камеры выполнены на основе деионной решетки – изолированных друг от друга стальных пластин. Дуговые пластины камер собраны в единый узел – дуговой модуль МД, а пламегасительные пластины – в мо- дуль МП.

Камеры всех типов отличаются друг от друга только углом стыкования деталей. Камеры ПК-АБ-2/4, ПК-28, ПК-43 могут быть установлены на соответствующий тип выключателя без переделки выключателя и ячейки. Данная конструкция камеры позволила

уменьшить длину дуги и соответственно существенно уменьшить габариты камеры;

уменьшить ионизированное пространство;

значительно снизить уровень шума при отключении;

получить независимый от значения тока стабильный уровень напряжения на дуге;

увеличить скорость подъема напряжения;

снизить полное время отключения за счет более быстрого гашения дуги по сравнению с щелевой камерой;

применять выключатели с новыми камерами как в индуктивных, так и в безындуктивных цепях.

Обслуживать камеру (ревизия, монтаж, демонтаж) может один человек. Модули МД и МП легко снимаются и устанавливаются без разборки камеры, при этом не требуется герметизация щелей камеры. Камеры изготовлены из доступных материалов.

Масса одной камеры не превышает 50 кг против 80 кг у серийных камер выключателя ВАБ-43.

Данные камеры можно устанавливать на одиночные выключатели в ячейках фидеров, где установка двух последовательно включенных выключателей затруднена или невозможна (в этом случае применяется камера, имеющая напряжение на дуге 8 кВ).

Технические характеристики камер приведены в табл. 23.

Т а б л и ц а 23

Технические характеристики камер ПК

Параметр	Значение параметра
Напряжение на контактах выключателя, кВ, не более: ПК-43 и ПК-АБ-2/4 ПК-28 (два разрыва) Максимальное значение аварийного тока, А, в цепи с индуктивностью 3 - 15 мГн и в безындуктивной цепи, не более Ресурс по электрической износостойкости (количество отключений аварийного тока) до ревизии, не менее

 

Камеры с аналогичным принципом действия успешно работают на выключателях ВАБ-49, поставляемых ОАО «Уралэлектротяжмаш» Западно-Сибирской, Московской и Свердловской железным дорогам.

 

Разъединители постоянного тока

Разъединители постоянного тока предназначены для разъединения и соединения предварительно обесточенных электрических цепей. Используются в распределительных устройствах РУ-3,3 кВ постоянного тока.

Специалистами НИИЭФА-ЭНЕРГО разработан разъединитель постоянного тока РВПТЗ-3/4000 УХЛ2, основные технические характеристики которого приведены в табл. 24.

Условное обозначение разъединителя РВПТЗ-3/4000УХЛ2 расшифровывается следующим образом: Р – разъединитель; В – высоковольтный; ПТ – постоянного тока; З – с заземляющими ножами; 3 – номинальное напряжение 3,3 кВ; 4000 – номинальный ток, А; УХЛ – для умеренно холодного климата; 2 – для установки в помещениях, в которых температура и влажность воздуха несущественно отличаются от температуры и влажности воздуха внешней среды.

 

 

Т а б л и ц а 24

Основные технические характеристики разъединителя РВПТЗ-3/4000 УХЛ 2

Параметр	Значение параметра
Номинальное напряжение, кВ Номинальный ток, А Ток электродинамической стойкости, кА Ток термической стойкости, кА Время протекания тока термической стойкости, с, для главных ножей (для заземляющих ножей) Габариты, мм Масса, кг	3,3   3 (1) 540 × 130 × 320

 

 

3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

 

Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) предназначен для защиты от коммутационного, дугового и грозового перенапряжения машин, кабелей, тяговых подстанций, контактной сети и другого электрооборудования.

Принцип работы ОПН заключается в следующем. Активной частью ограничителей является только оксидно-цинковые варисторы с высоконелинейной вольт-амперной характеристикой. В ограничителях отсутствуют искровые промежутки. Резисторы опрессовываются в оболочку из полимерных материалов, которая обеспечивает механическую прочность и изоляционные характеристики. При номинальном напряжении на выводах ограничителя, воздействующем на него в течение преобладающей части времени эксплуатации, оксидно-цинковые варисторы работают в области высокоомной части вольт-амперной характеристики и проводят лишь доли миллиампера тока (в основном емкостного характера). При более высоком напряжении ограничитель переходит в высокопроводящее состояние и проводит через себя импульсы тока в землю. Энергия, поглощаемая ограничителем, отбирается от сети, что позволяет снизить перенапряжение в сети до безопасного для электрооборудования уровня. Как только напряжение на выводах ограничителя спадает до длительно допустимого значения, его высокоомное состояние восстанавливается.

Уровень защиты ограничителя определяется только остающимся напряжением при протекании импульса тока определенного значения и длительности фронта.

Преимущества ОПН перед разрядниками:

1) более глубокий защитный уровень для всех видов волн перенапряжения, в том числе и с крутым фронтом;

2) отсутствие сопровождающего тока после затухания волны пере- напряжения;

3) непрерывное подключение к защищаемой сети;

4) малые габариты и масса;

5) простота конструкции и высокая надежность в эксплуатации;

6) способность к рассеиванию большой энергии;

7) стойкость к атмосферным загрязнениям.

Департаментом электрификации и электроснабжения МПС РФ разработаны технические указания о применении ОПН в сетях различного назначения.

Техническое указание № П-1/95 ЦЭТ-2 от 25.01.95 рекомендует устанавливать ОПН в сетях 0,38; 6; 10 и 35 кВ взамен вентильных разрядников РВН-0,5, РВО-6, РВП-6, РВО-10, РВП-10 и РВС-35.

Технические характеристики ОПН приведены в табл. 25.

Наибольшее снижение уровня перенапряжения при соответствующей пропускной способности обеспечивают ограничители АО «ЭЛВО» (Великолукский завод высоковольтной аппаратуры).

Места размещения, подключения и заземления ограничителей выбираются и выполняются так же, как для вентильных разрядников, – в соответствии с требованиями ПУЭ, инструкций ЦЭ-4430 от 17.12.86, ЦЭ-191 от 10.06.93, ЦЭ-936 от 14.03.2003 и конкретных проектов. Техническое обслуживание ограничителей выполняется в соответствии с требованиями инструкций по эксплуатации предприятий-изготовителей.

Департамент электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» обязывает применять указанные ограничители взамен старотипных вентильных разрядников для защиты изоляции электрооборудования от грозового и коммутационного перенапряжения при последующей модернизации устройств и ввода новых участков.

Техническое указание № П-2/95 ЦЭТ-2 от 25.01.95 рекомендует устанавливать ОПН-27,5 УХЛ1 взамен вентильных и трубчатых разрядников типа РВ, РВМ, РТФ. Характеристики ОПН-27,5УХЛ1 приведены в табл. 26.

 

Т а б л и ц а 25

Основные технические характеристики ограничителей перенапряжения

	Параметр	Предприятие-изготовитель
АО «ЭЛВО» (Великолукский завод высоковольтной аппаратуры)	АООТ «НИИЭК» (Ленинградский завод «Пролетарий»)	ВЭИ (г. Москва)
Норма для ограничителя
ОПН-П-0,38 УХЛ1	ОПН-П1-6АУХЛ1, ОПН-П2-6АУХЛ1	ОПН-П1-10АУХЛ1, ОПН-П2-10АУХЛ1	ОПН-П1-35АУХЛ1, ОПН-П2-35АУХЛ1	ОПНП-6У1, ОПНП-6УХЛ1, ОПН-6УХЛ1	ОПНП-10У1, ОПНП-10УХЛ1, ОПН-10УХЛ1	ОПНР-6	ОПНР-10
Класс напряжения, кВ	0,38	6,0	10,0	35,0	6,0	10,0	6,0	10,0
Наибольшее рабочее напряжение на ограничителе, кВ	0,4	7,2	12,0	40,5	7,2	12,0	7,2	12,0

 

О к о н ч а н и е т а б л. 25

 

Остающееся напряжение, кВ, не более, при импульсе тока 8/20 мкс амплитудой, А:	1,6 - 1,7	- - 21,2	- - 36,0	- - 120,0	- 23,0 26,0	- 38,0 43,0	- - 26,0	- - 40,0
Вариант установки	Опорный	П1 – опорный; П2 – подвесной	Опорный	Опорный
Материал покрышки	Полимер	ОПН – фарфор, ОПНП – полимер	Полимер
Масса, кг	0,1	П1 – 4,2 П2 – 3,5	П1 – 6,0 П2 – 5,0	П1 – 24,0 П2 – 19,0	ОПН– 3,0 ОПНП–2,2	ОПН – 4,3 ОПНП–2,7	2,6	3,4
Область применения	Подстанции и распределительные сети	Камеры КРУ и КРУН

 

 

Т а б л и ц а 26

Технические характеристики ОПН-27,5 УХЛ1

 

Параметр	Значение параметра
Класс напряжения, кВ Наибольшее рабочее напряжение, кВ Остающееся напряжение, кВ, при импульсе тока 8/20 мкс амплитудой 5000 А, не более Габаритные размеры, мм Масса, кг, не более	27,5 30,0 95,0 295 ´ 490 30,0

 

Ограничители ОПН-27,5 УХЛ1 устанавливают

взамен вентильных разрядников типов РВ-25 и РВМ-35 в РУ-27,5 кВ тяговых подстанций; в РУ-55(50) кВ тяговых подстанций и автотрансформаторных пунктов; на вводе 27,5 кВ пункта подготовки к рейсу пассажирских поездов;

взамен трубчатых разрядников типов РТФ, РТ и РТВ-35 на фидерах постов секционирования и в пунктах параллельного соединения;

взамен трубчатых разрядников типов РТФ, РТ и РТВ-35 в комплектных трансформаторных подстанциях КТП-2/25 - КТП-400/25;

вновь для защиты от перенапряжения РУ-27,5 кВ пунктов группировки переключателей на станциях стыкования.

Места размещения, подключения и заземления ОПН, устанавливаемых взамен вентильных и трубчатых разрядников, выбирают и выполняют так же, как и для разрядников в соответствии с правилами устройства электроустановок и конкретными проектами; ограничители на пункте группировки переключателей устанавливают в пределах пункта и подключают к сборной шине 27,5 кВ.

Дополнение к техническому указанию № П-3/94 ЦЭТ-2 от 25.01.95 рекомендует применять ограничители перенапряжения ОПН-3УХЛ1 и ОПН-1,5УХЛ1, производство которых освоило АООТ НИИ «Электрокерамика». Они должны применяться взамен вентильных разрядников типов РВКУ-3,3А01 и РВКУ-1,65Е01, установленных в цепях преобразовательных агрегатов.

 

Ограничители ОПН-3УХЛ1 и ОПН-1,5УХЛ1 предназначены для защиты от коммутационного перенапряжения изоляции вентильных обмоток, диодов и тиристоров выпрямительных и выпрямительно-инверторных преобразователей тяговых подстанций постоянного тока 3,3 кВ, их основные технические характеристики приведены в табл. 27.

Т а б л и ц а 27

Основные технические характеристики ограничителей перенапряжения

Параметр	Тип ограничителя
ОПН-3УХЛ1	ОПН-1,5УХЛ1
Класс напряжения сети, кВ Наибольшее рабочее длительно допустимое напряжение, кВ Остающееся напряжение, кВ, при импульсе тока 8/20 мкс амплитудой, А, не более: Габаритные размеры, мм Масса, кг, не более	3,0   3,4   8,8 - 10,0 181 ´ 152 3,4	1,5   1,5   - 4,2 4,6 181 ´ 152 3,4

 

Ограничители ОПН-3УХЛ1 подключают у преобразователей с шестипульсовой

нулевой схемой параллельного типа между выводами вентильных обмоток и средней точкой уравнительного реактора;

мостовой схемой между каждой парой выводов вентильных обмоток тягового трансформатора (у выпрямительно-инверторного агрегата - между каждой парой выводов выпрямительных обмоток).

Ограничители ОПН-1,5УХЛ1 у преобразователей с двенадцатипульсовой схемой последовательного типа подключают между каждой парой выводов вентильных обмоток тягового трансформатора, у выпрямительно-инверторного агрегата – между каждой парой выводов выпрямительных обмоток.

Департамент электрификации и электроснабжения МПС РФ обязывает применять ограничители ОПН-3УХЛ1 и ОПН-1,5УХЛ1 взамен старотипных роговых и вентильных разрядников для защиты изоляции вентильных обмоток, диодов и тиристоров преобразователей от коммутационного перенапряжения при последующей модернизации и вводе новых участков электрификации.

В соответствии с техническим указанием № П-3/94 ЦЭТ-2 от 10.10.94 рекомендовано применение ограничителя ОПН-3,3УХЛ1, который предназначен для защиты от грозового и коммутационного перенапряжения (в пределах его пропускной способности) изоляции электрооборудования тяговых подстанций, постов секционирования, пунктов параллельного соединения и пунктов отопления пассажирских вагонов на класс напряжения 3,3 кВ постоянного тока. Основные технические характеристики ограничителя ОПН-3,3УХЛ1 приведены в табл. 28.

Т а б л и ц а 28

Основные технические характеристики ОПН-3,3УХЛ1

Параметр	Значение параметра
Класс напряжения, кВ Максимальное длительное приложенное рабочее нап- ряжение, кВ Номинальный разрядный ток, мА Остающееся напряжение, кВ, ограничителя при импульсе тока 8/20 мкс амплитудой, А, не более: Габаритные размеры, мм Масса, кг, не более	3,3   4,0 5,0     9,8 10,0 12,0 300 ´ 290 ´ 290 23,0

 

Заземление ОПН-3,3УХЛ1 выполняют так же, как и у разрядников РВКУ-3,3Б01, в соответствии с инструкциями ЦЭ-936 от 14.03.2003 и ЦЭ-191 от 10.06.93.

Разрядник РВПК-3,3, подключенный к плюс- шине 3,3 кВ и заземленный на внутренний контур подстанции, отключают без замены на ОПН при условии, что преобразовательные агрегаты и фидеры подстанции защищены постоянно подключенными ограничителями перенапряжения.

Фирма «Таврида-электрик», долгое время работающая на российском рынке, приступила к серийному производству ОПН на все классы напряжения, технические характеристики которых представлены в табл. 29 - 33. ОПН фирмы «Таврида-электрик» могут эксплуатироваться без обслуживания и ремонта в течение всего срока службы (25 лет).

 

Т а б л и ц а 29