Роз’єднувачі, короткозамикачі і отделители (призначення, пристрій, принцип дії, вибір)

Короткозамикачем - це швидкодіючий контактний апарат, за допомогою якого за сигналом релейного захисту створюється штучне КЗ мережі.

Відокремлювач - це апарат, який призначений здійснювати під дією захисту швидке автоматичне відключення пошкоджених ділянок електричного кола в момент відсутності в ній струму, тобто в період бестоковой паузи АПВ, створюваної вимикачем, встановленим на живильному кінці лінії (процес відключення триває 0,5 - 1 сек.).

Відокремлювач служить для відключення знеструмленій ланцюга високої напруги за малий час (не більше 0,1 сек). Він подібний до роз'єднувачів, але забезпечений швидкодіючим приводом.

Конструкція короткозамикача подібна конструкції заземлюючого пристрою роз'єднувача, але забезпеченого швидкодіючим приводом.

Отделители і короткозамикачі встановлюються на стороні вищої напруги в менш відповідальних РУ з метою економії капітальних витрат і місця. Вимикачі при цьому передбачаються тільки на стороні нижчої напруги. При перевантаженнях силового трансформатора, пошкодженні його внутрішньої ізоляції, підвищеному газовиділенні всередині бака, відбувається спрацьовування реле газоаналізатора середовища, або реле диференціального захисту. Спрацьовування цих реле дає команду на автоматичне спрацьовування короткозамикача, провокуючого дійсне КЗ на стороні вищої напруги. У ланцюзі протікання струму КЗ короткозамикача встановлені трансформатори струму, які дають команду про надмірне струмі в систему релейного захисту, в свою чергу включає систему управління вимикачем на відключення вимикача. Після відключення штучно створеного КЗ лінійним вимикачем, часто знаходяться на значній відстані від даного РУ, зникнення струму КЗ дає команду на відключення віддільника даного РУ. Внаслідок чого харчування знову відновлюється, тобто забезпечується відключення трансформатора в аварійному стані без використання вимикача на стороні вищої напруги. Відключення короткозамикача здійснюється приводом, включення за допомогою зведених пружин. Відокремлювач відключається автоматично, включається вручну для виключення можливості помилкового автоматичного включення прі не відключеному короткозамикачами.

Роз'єднувачі - апарати, які призначені для включення і відключення ділянок електричних ланцюгів під напругою при відсутності навантажувального струму. Вони застосовуються у всіх високовольтних установках для забезпечення видимого розриву при відключенні якого-небудь ділянки кола, а також для виробництва перемикань і набору потрібної схеми. Всі операції з роз'єднувачами, як правило, виконуються при знеструмлених ланцюгах.

Після відключення роз'єднувачів з обох сторін об'єкта, наприклад, вимикач або транформатор і інші апарати повинні заземлюватися з обох сторін, або за допомогою переносних заземлювачів, або спец. заземлюючих ножів, вбудованих в конструкцію роз'єднувача.

Будуються роз'єднувачі, як для внутрішньої, так і для зовнішньої установки на всю шкалу струмів і напруг.

До роз'єднувачів ставляться такі вимоги:

Роз'єднувач і механізм його приводу повинні надійно утримуватися у включеному положенні при протіканні струму К3. У відключеному положенні рухливий контакт повинен бути надійно фіксований, так як мимовільне включення може привести до дуже важких аварій і людських жертв.

У зв'язку з особливою роллю роз'єднувача як апарату безпеки проміжок між контактами повинен мати підвищену електричну міцність.

Привід роз'єднувача доцільно блокувати з вимикачем. Операції з роз'єднувачем повинні бути можливі, тільки коли вимикач відключений.

Роз'єднувачі можуть виконуватися як триполюсними на загальній рамі, зазвичай до 35 кВ, так і однополюсними при більш високих напругах. Останнє обумовлено тим, що при напрузі понад 35 кВ необхідні відстані між фазами досить великі і загальна рама стає надзвичайно громіздкою і важкою.

Полюс роз'єднувача незалежно від різноманітності конструкцій складається з нерухомого та рухомого (ножа) контактів, укріплених на відповідних ізоляторах опорної плити або рами і приводу.

Основним елементом роз'єднувача є його контакти. (Як ми вже говорили, вони повинні надійно працювати при номінальному режимі, а також при перевантаженнях і наскрізних струмах короткого замикання.). Нагрівання, динамічна і термічна стійкість, а також електрична і механічна міцність ізоляції є основними питаннями розрахунку і конструювання роз'єднувачів. У роз'єднувачах застосовують високі контактні натискання. При великих токах контакти виконують з декількох (до восьми) паралельних пластин. Застосовують пластини прямокутного, швеллерного і круглого перерізів.

Роз'єднувачі забезпечуються ручним, електродвигунні або пневматичним приводом. Роз'єднувачі на малі струми при напрузі до 35 кВ можуть управлятися вручну ізоляційною штангою.

Найбільшого поширення при токах до 3000 А включно отримав ручної важільний привід. При номінальному струмі понад 3000 А - річний черв'ячний привід. Електродвигунні і пневматичні приводи використовуються для управління важкими роз'єднувачами, коли ручне управління ускладнене або неможливе, а також при дистанційному і автоматизованому управлінні.

Роз'єднувач призначений для включення і відключення знеструмлених ділянок електричних ланцюгів змінного або постійного струму зі створенням видимого розриву, а також заземлення відключених ділянок за допомогою стаціонарних заземлювачів.

Дозволяється відключення і включення роз'єднувачами:

-нейтралей силових трансформаторів 110 - 220 кВ;

-заземлюючих дугогасних реакторів 6 - 35 кВ при відсутності в мережі замикання на землю;

-намагнічує струму силових трансформаторів 6 - 500 кВ;

-зарядного струму і струму замикання на землю повітряних і кабельних ліній електропередачі;

-зарядного струму систем

Вимикач навантаження являє собою трьохполюсний комутаційний апарат змінного струму для напруги понад 1 кВ, розрахований на вимикання робочого струму, і забезпечений приводом для неавтоматичного або автоматичного управління.

Вимикачі навантаження не призначені для відключення струму короткого замикання, але їх включає здатність відповідає електродинамічної стійкості при коротких замиканнях. У розподільних мережах 6-10 кВ, вимикачами навантаження часто називають вимикачі з відключає здатністю менше 20 кА.

Конструкція вакуумного вимикача навантаження з магнітною засувкою 1 - нерухомий контакт ВДК, 2 - вакуумна дугогасильні камери (ВДК), 3 - рухливий контакт ВДК, 4 - гнучкий струмознімання, 5 - тяговий ізолятор, 6 - пружина підтискання, 7 - відключає пружина, 8 - верхня кришка, 9 - котушка, 10 - кільцевої магніт, 11 - якір, 12 - втулка якоря, 13 - кулачок, 14 - вал, 15 - постійний магніт, 16 - геркони (контакти для зовнішніх допоміжних ланцюгів)

Вимикачі навантаження застосовують в приєднання силових трансформаторів на стороні вищої напруги (6-10 кВ) замість силових вимикачів, якщо це можливо за умовами роботи електроустановки. Оскільки вони не розраховані на відключення струму короткого замикання, функції автоматичного відключення трансформаторів в разі їх пошкодження покладають на плавкі запобіжники або на вимикачі, що належать попереднім ланкам системи, наприклад на лінійні вимикачі, розташовані ближче до джерела енергії.

У розподільних мережах найбільш поширені конструкції вимикачів навантаження (ВНР, ВНА, ВНБ) з гасітельних пристроями газогенеруючого типу.

Про приводах. У вимикачах навантаження в залежності від виконання (з вбудованим приводом або модульне) використовуються наступні типи приводів:
- пружинний, вбудований у вимикач типу ВНВР-10 / 630-20, який використовує потенційну енергію, накопичену в стислій пружині, взводимой вручну за допомогою ручного важеля приводу типу ПРС-10 (зі знімною рукояткою).
- пружинний окремий використовуваний для управління вимикачем і заземлювачами в модульному виконанні ВНВР (М) -10 / 630-20. Позначення цих пружинних приводів: ППР-10 і ППРЗ-10, вони встановлюються на передню панель шафи і мають між собою блокування від неправильних дій оператора.
- пружинний електродвигунні використовуваний для дистанційного і місцевого включення і відключення вимикачів модульної конструкції ВНВР (М) -10 / 630-20. Привід ППЕД-10 дозволяє виконувати операції включення і відключення вимикача на місці, шляхом впливу на кнопки управління реверсивного пускача, або дистанційно - від кнопкового поста, що підключається до клемних ряду приводу. Привід дозволяє також виконувати операції включення-відключення вручну за допомогою знімною рукоятки. Привід має механічні та електричні блокування з приводом заземлювача ППРЗ-10 від помилкових операцій.