Глава 2
Разъединители, отделители и короткозамыкатели. Выключатели нагрузки
2-1. РАЗЪЕДИНИТЕЛИ
Разъединители — аппараты, предназначенные для включения и отключения участков электрических цепей под напряжением при отсутствии нагрузочного тока [З]. Они применяются во всех высоковольтных установках для обеспечения видимого разрыва при отключении какого-либо участка цепи, а также для производства переключении и набора нужной схемы. Все операции с разъединителями, как правило, выполняются при обесточенных цепях.
Кроме того, разъединители наружной установки рассчитываются на возможность разрыва посредством их ножей зарядных токов воздушных и кабельных линий, а также токов холостого хода силовых трансформаторов и токов небольших нагрузок; поэтому их контакты часто снабжаются дугогасительными рогами.
Отличительной чертой разъединителей, а также отделителей и короткозамыкателей в сравнении с выключателями является отсутствие дугогасительных устройств.
Разъединители строятся для внутренней и для наружной установки на всю шкалу токов и напряжений. Они могут выполняться как трехполюсными на общей раме (обычно при напряжениях до 35кВ), так и однополюсными при более высоких напряжениях. Последнее обусловлено тем, что при напряжениях свыше 35кВ требуемые расстояния между фазами достаточно велики и общая рама получается чрезвычайно громоздкой и тяжелой.
Полюс разъединителя независимо от разнообразия конструкций состоит из неподвижного и подвижного (ножа) контактов, укрепленных на соответствующих изоляторах, опорной плиты или рамы и привода.
Основным элементом разъединителя являются его контакты. Они должны надежно работать при номинальном режиме, а также при перегрузках и. сквозных токах короткого замыкания. В разъединителях применяют высокие контактные нажатия. При больших токах контакты выполняют из нескольких (до восьми) параллельных пластин. Применяют пластины прямоугольного, швеллерного и круглого сечений. Для обеспечения высокой электродинамической устойчивости широко используют электромагнитные и электродинамические компенсаторы (часто говорят «замки»).
Разъединители могут иметь приводы: ручной —оперативную штангу, рычажный или штурвальный и двигательный —электрический, пневматический или гидравлический.
Во избежание ошибочных действий, т. е. размыкания под током, что может привести к крупным авариям и несчастным случаям, разъединитель всегда блокируется с выключателем. Блокировка допускает оперирование разъединителем только при отключенном выключателе. По исполнению блокировка может быть механической, механически-замковой, электромагнитно-замковой или другой. Конструктивное различие между отдельными типами разъединителей состоит прежде всего в характере движения подвижного контакта (ножа). По этому признаку различают разъединители [3]:
вертикально-поворотного (врубного)игоризонтально-поворотноготипов с вращением ножа в плоскости, параллельной или перпендикулярной осям поддерживающих изоляторов данного полюса соответственно;
качающегося типа свращением ножа совместно с поддерживающим его изолятором в плоскости, параллельной осям поддерживающих изоляторов данного полюса;
с прямолинейным движениемвдоль размыкаемого промежутка либо только ножа, либо ножа совместно с изолятором (катящегося типа);
со складывающимся ножом, сосложным движением (поворот и складывание) ножа;
подвесноготипа с перемещением ножа вместе с поддерживающими изоляторами в плоскости, параллельной осям неподвижных подвесных изоляторов.
Рис. 2-2. Ведущий полюс разъединителя 35 кВ, 3200 А
1-основание; 2-изолятор; 3 - неподвижный контактный вывод; 4 - подвижный контактный нож с ламелями II; 5 - подвижный контактный нож без ламелей; 6 - подвесной контакт ножей заземления; 7 - приводной вал; 8 - привод; 9 — контактный вывод заземляющего контура; 10 - болт заземления
Пример исполнения разъединителя внутренней установкиприведен на рис. 2-1.Полюс разъединителя состоит из неподвижных контактов 1,укрепленных на опорных изоляторах 5.Неподвижные контакты охватываются подвижным контактом 2,состоящим из двух ножей. Контактное нажатие создается пружинами 6. Компенсация электродинамических сил в контактах происходит за счет одинаково направленных токов в подвижных ножах. Привод контактов осуществляется через приводной вал 7,соответствующие рычаги и тяговый изолятор 3.Собирается разъединитель на раме 4.
На рис. 2-2приведена схема ведущего полюса разъединителягоризонтально-поворотноготипа.
2-2.ОТДЕЛИТЕЛИ И КОРОТКОЗАМЫКАТЕЛИ
В настоящее время широко применяются высоковольтные подстанции, на которых входной выключатель В2(рис. 2-3,а) заменяется отделителем О и короткозамыкателемКЗ,что позволяет упростить и удешевить установку, не ухудшая ее надежности. По схеме рис. 2-3,а трансформатор Г при повреждении отключается выключателемВ2.По схеме рис. 10-3,бот сигнала защиты замыкается короткозамыкательКЗ,создавая короткое замыкание на землю, что приводит к срабатыванию выключателяВ1в начале линии. За время бестоковой паузы цикла автоматического повторного включения (АПВ) размыкается отделитель О, отключая поврежденный трансформатор. ВыключательВ1автоматически вновь включается, восстанавливая питание на остальных трансформаторах.
Отделительпредназначен для автоматического отключения поврежденного участка электрической цепи в момент отсутствия в ней тока, т. е. в период бестоковой паузы цикла АПВ выключателя на питающем конце линии.
Короткозамыкательпредназначен для создания искусственного короткого замыкания с целью вызвать отключение выключателя, установленного на питающем конце линии.
По конструкции отделители и короткозамыкатели суть разъединители с быстродействующими приводами, управляемыми от системы защиты. Примеры их устройства показаны ниже.
Короткозамыкатель (рис. 2-4)состоит из основания 3,на котором установлен соответствующий напряжению изолятор 2с верхним неподвижным контактом 1 (закрыт кожухом), снабженным выводом для присоединения к линии электропередачи. Основание 3заземлено и при помощи гибкой связи б соединено с подвижным контактом (ножом) 8.Подвижный контакт вращается на оси 7и связан с приводом и замыкающей пружиной 4.Привод размыкает контакты (отводит нож) и ставит нож под защелку, взводя при этом пружину. По сигналу от защиты защелка освобождает нож, и под действием пружины контакты замыкаются, таким образом достигается фиксированное быстродействие. Буфер 5.служит для амортизации удара в контактах при включении.
Принципиальная схема короткозамыкателя с отделителем приведена на рис. 2-5.
Рис. 2-3. Схема замещения выключателя