Моторный привод для выключателя нагрузки

Моторно-пружинный привод МПП-10 предназначен для оперирования главными ножами вакуумного выключателя нагрузки ВВНР-10/630. Привод обеспечивает работу выключателя нагрузки ВВНР-10/630 в составе камер сборных одностороннего обслуживания (КСО), комплектных распределительных устройствах (КРУ) и пунктах отключения линии ПОЛ(ВВНР)-10/630.

Особенности и преимущества

► Обеспечение полного дистанционного управления выключателем — дистанционное включение и отключение, отключения от действия МТЗ.

► Возможность организации функций АПВ и АВР .

► Малый габарит привода и простота обслуживания — возможность установки привода на передней панели ячейки.

Технические характеристики

Приводы изготавливаются в соответствии с ТУ А 501003.00.02.2014 в климатическом исполнении УХЛ категории размещения 3(2) по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1, при этом:

• высота над уровнем моря — не более 1000 м;

• верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха +40°С;

• нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха -60°С;

• окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных веществ.

► Основные технические параметры привода МПП-10

Усилие при рабочем сжатии силовых пружин, Н

Рабочий ход силовых пружин, мм

Номинальное напряжение электродвигателя, В

Пределы отклонения напряжения, В

Номинальное напряжение катушек включения и отключения привода, В

Время включения привода, мс

Время отключения привода, мс

► Конструкция и принцип действия привода выключателя нагрузки

Привод представляет собой сборный каркас из листовой стали, в котором смонтирован пружинный механизм «включения» — «отключения» выключателя нагрузки ВВНР. Привод приводится в действие с помощью электродвигателя, обеспечивающего взвод рабочих пружин, которые, воздействуя на выходной рычаг, обеспечивают включение-отключение выключателя.

► Управление приводом выполняется через шкаф привода по месту либо дистанционно, а также от действия защит. Электрические схемы защиты и управления приводом определяются проектом. При отсутствии оперативного тока взвод пружин осуществляется вручную штатной рукояткой, спуск пружин включения-отключения — нажатием на соответствующий сердечник электромагнитов.

Источник

Приводы к коммутационной высоковольтной аппаратуре

Для включения и отключения разъединителей, выключателей нагрузки, масляных выключателей и другой коммутационной аппаратуры используют специальные устройства — приводы . Для автоматически отключаемых или включаемых аппаратов привод удерживает их соответственно во включенном или отключенном положении.

По роду используемой энергии приводы разделяют на ручные, электрические (электромагнитные, электродвигательные), пружинные, пневматические. Раньше применялись грузовые приводы, которые оказались недостаточно надежными в работе.

Различают также неавтоматические, полуавтоматические и автоматические приводы. Первые дают возможность включать или отключать аппарат только вручную. Вторые обеспечивают автоматическое (дистанционное) отключение или в некоторых случаях включение аппарата. Автоматические приводы дают возможность автоматически (от соответствующих устройств защиты и автоматики) или дистанционно включать и отключать коммутационные аппараты.

Для управления разъединителями наиболее часто используют ручной рычажной привод. Он может быть установлен как в закрытых, так и в открытых распредустройствах. Рукоятка такого привода перемещается в вертикальной плоскости на угол 120 — 150 °. Движение рукоятки при помощи тяг и рычагов передается валу ножей разъединителя. При отключении рукоятку привода поворачивают вниз, при включении — снизу вверх.

Ручные приводы устанавливают на тех же опорных конструкциях, на которых размещается разъединитель. Наличие привода дает возможность осуществить механическую или электрическую блокировку разъединителя и выключателя для предотвращения неправильных операций с разъединителем при включенном выключателе.

Однополюсными разъединителями часто управляют при помощи изолирующей штанги, которой захватывается петля, специально предусмотренная на ноже разъединителя.

Короткозамыкателями и отделителями управляют при помощи приводов типа ПГ-10К и ПГ-10-0 или ШПК и ШПО. Эти приводы, имеющие одинаковую кинематическую схему, размещают в шкафах для наружной установки. Вал этих приводов при помощи соответствующих рычагов и тя г соединен о короткозамыкателями или отделителями.

В приводе короткозамыкателя можно установить два реле прямого действия максимального тока и один электромагнит отключения. При срабатывании реле или электромагнит освобождает защелку привода и короткозамыкатель включается под действием введенной при его отключении пружины.

Отключают короткокозамыкатель вручную при помощи рукоятки управления приводом. В приводе отделителя устанавливают электромагнит отключения, который при срабатывании также освобождает защелку и обеспечивает автоматическое отключение отделителя под действием заведенной при его включении пружины. Раньше в этих в приводах устанавливались специальные блокирующие реле (БРО), однако они оказались недостаточно надежными, и поэтому, чтобы предотвратить отключение отделителя при включенном короткозамыкателе, используют токовую блокировку в схеме автоматического управления.

Выключатели нагрузки могут быть оснащены приводами нескольких модификаций: с ручным включением и отключением (типа ПР-17), с ручным включением и ручным или дистанционным отключением (типа ПРА-17), с дистанционным или автоматическим включением и отключением (типа ПЭ-11).

Выключателями нагрузки с заземляющими ножами управляют ври помощи отдельного, ручного привода с механической блокировкой, не позволяющей включить заземляющие ножи при включенном выключателе.

Для управления масляными и другими выключателями используются приводы, имеющие следующие основные узлы: включающий механизм, обеспечивающий включение выключателя, запирающий механизм (защелка), который удерживает выключатель во включенном положении, и расцепляющий механизм, освобождающий защелку, после чего выключатель отключается под действием отключающих пружин, заведенных при включении. Наибольшее усилие требуется при включении, так как в этом случае необходимо также преодолеть сопротивление отключающих пружин. Трение и силы инерции в подвижных частях. При включении на короткое замыкание. может потребоваться преодоление электродинамических усилий, отталкивающих контакты один от другого.

Наиболее часто для управления выключателями используют автоматические приводы. В сельских электрических сетях наибольшее распространение получили пружинные приводы. Более широкое применение их по сравнению с электромагнитными приводами объясняется тем, что для их работы не требуются аккумуляторные батареи и соответствующие зарядные агрегаты. В данном случае выключатель автоматически включается под действием заранее заведенных (натянутых) пружин.

Включающие пружины можно заводить от руки или специальным двигателем, который обычно снабжен редуктором (автоматический моторный редуктор — AMP). Пружинные приводы используют для управления масляными выключателями на напряжение 6 — 35 кВ. Они обеспечивают: ручное или дистанционное (посредством встроенных электромагнитов включения и отключения) включение и отключение выключателя, автоматическое отключение выключателя под действием защиты (при помощи встроенных реле или отдельного комплекта реле защиты), автоматическое повторное включение (АПВ) выключателя после его автоматического отключения при помощи специальной релейной схемы и встроенного электромагнита включения (возможно также механическое АПВ посредством рычажного механизма привода, которое в последнее время обычно не используется).

Имеется ряд конструкций пружинных приводов (типа ППМ-10, ПП-67, ПП-74 и др.). В сельских электрических сетях наиболее часто применяется привод типа ПП-67К.

Опыт эксплуатации пружинных приводов, в частности типа ПП-67, показал, что они относительно часто выходят из строя и из-за сложной механической части являются одним из наиболее ненадежных элементов электрооборудования. Поэтому существует несколько конструкций, в частности электромагнитные приводы с использованием мощных выпрямителей, для сельских электроустановок.

Электромагнитные приводы, получающие питание от аккумуляторной батареи, нашли широкое распространение в установках с постоянным оперативным током. Эти приводы представляют собой устройства управления выключателем прямого действия: энергия, необходимая для включения, непосредственно подается В процессе включения от источника большой мощности электромагниту включения. Отключение происходит под действием маломощного электромагнита отключения. Достоинство электромагнитных приводов — простота конструкции и надежность действия. Основной недостаток — большой ток, потребляемый электромагнитом включения.

Промышленность изготовляет электромагнитные приводы нескольких типов. Для выключателей на напряжение 10 кВ достаточно широко используются приводы типа ПЭ-11.

Большинство приводов различного типа снабжены устройством свободного расцепления. Это — механический узел привода, обеспечивающий свободное отключение выключателя независимо от положения подвижных элементов. Устройство свободного расцепления особенно необходимо для быстрого отключения выключателя при включении его на короткое замыкание.

Воздушными выключателями, работающими от компрессора, управляют при помощи пневматического привода. Действие этого привода обеспечивается за счет энергии сжатого воздуха от той же компрессорной установки.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Что такое выключатель нагрузки и как он используется?

Разъединение нагруженных электрических цепей всегда сопряжено с риском искрообразования. Особую опасность таит в себе отключение нагрузки на высоковольтных линиях. Мощная электрическая дуга, образующаяся при коммутации незащищённых контактных ножей, может привести к разрушению силовых контактов и к выходу из строя электрических приборов. Обезопасить процесс коммутации цепей способен выключатель нагрузки, оборудованный устройствами для экстренного гашения дуги.

Выключатели нагрузки (ВН) принадлежат к тем видам коммутационных приборов, которые, по уровню допускаемых токов, занимают промежуточное положение между обычными разъединителями и специальными выключателями номинальных токов, способных отсекать сверхтоки в аварийных ситуациях. Несмотря на то, что коммутация номинального тока выключателем нагрузки допускается, однако прибор не рассчитан на отключение токов перегрузок в случае КЗ. Для этих целей предусмотрено применение специальных высоковольтных предохранителей.

Применение

Выключатели нагрузки применяются в распределительных сетях с целью коммутации линий, силовых трансформаторов, работающих при номинальных напряжениях. Устройства могут использоваться для включения/отключения дополнительных нагрузок, но они не предназначены для защиты от коротких замыканий, за исключением тех конструкций, в которых установлены плавкие предохранители (см. рис. 1).

Рис. 1. ВН с предохранителями

Такими разъединителями мощности оборудуются высоковольтные линии на 6 – 10 кВ, для токов, не превышающих 400 – 600 А. Для коммутации и защиты более мощных линий электропередач применяются релейные устройства. В маломощных сетях допускается использование ВН без предохранителей.

Существуют компактные выключатели нагрузок до 100 А, которые легко монтируются в распределительных устройствах. Такие рубильники внешне похожи на конструкцию автоматического выключателя (см. рис. 2) и устанавливаются на входах сетей многоквартирных и частных домов. Они управляются только вручную и не отключаются при достижении тока срабатывания защиты.

Рис. 2. Маломощные выключатели нагрузки

Наличие модульного выключателя мощности не исключает необходимости защиты проводки в аварийных режимах другими способами. В частности, аварийное отключение домашней электрической сети обеспечивают автоматические пакетные выключатели, но использовать их для частого отключения нагрузки не рекомендуется из-за быстрого износа контактов. В этом смысле переключатель нагрузки более надёжен, так как его контакты рассчитаны на такие режимы работы.

Преимущества и недостатки

У рассматриваемых коммутационных аппаратов есть сильные и слабые стороны.

К преимуществам относятся:

• меньшая себестоимость, по сравнению с другими видами выключателей;
• быстрое и надёжное включение и отключение номинальных токов нагрузок;
• возможность применения дешёвых плавких предохранителей для защиты от перегрузок;
• наличие у высоковольтных ВН видимого разрыва контактов, что позволяет обходиться без дополнительного разъединителя.

• ограниченный ресурс эксплуатации;
• разрыв цепи возможен только для токов, в пределах номинальных значений мощностей;
• после срабатывания предохранителя необходима его замена.

Устройство и принцип работы

Конструкция высоковольтного выключателя нагрузки очень напоминает устройство трехполюсных разъединителей. На раме расположены поворачиваемые в вертикальной плоскости подвижные ножи, имеющие серповидную форму. Они входят в камеру, где расположены неподвижные контакты.

Управление поворотом ножей осуществляется с помощью механизмов, ручных приводов, либо полуавтоматических устройств. Электромагнитный привод, использующий соленоид обеспечивает дистанционное отключение нагрузки высоковольтных приборов, а в отдельных случаях работу в автоматическом управлении.

На рисунке 3 представлен чертёж трёхполюсного ВН с ручным приводом.

Рис. 3. Чертёж выключателя нагрузки ВНА

Обратите внимание (рисунок слева) на то, что в конструкции предусмотрено установку предохранителей, которые не показаны на чертеже. Все токоведущие части отделены от рамы мощными изоляторами (рисунок справа).

Для обеспечения необходимой скорости разъединения контактов применяются пружинные механизмы. При повороте вала пружина накапливает потенциальную энергию, которая в определённый момент высвобождается, направляя накопленную мощь на движение ножей. Пружинный механизм хорошо виден на рисунке 4.

Рис. 4. Выключатель нагрузки ВНА с пружинным механизмом

В комплект выключателя нагрузки могут входить стационарные ножи заземления. Эти элементы дополнительной защиты имеют механизмы блокировки от ошибочных действий персонала.

Главное отличие ВН от разъединителей – это наличие дугогасительных устройств, обеспечивающих сохранность неподвижных и подвижных контактов при коммутации. Гашение электрической дуги, которая неизбежно зажигается при отключении или включении нагруженной цепи, происходит в дугогасительных камерах, оборудованных вкладышами, изготовленных из полимеров. Дуги гасятся потоком продуктов испарения вкладышей, образующихся под действием высоких температур возникающего разряда.

В зависимости от конструкции ВН принцип гашения может отличаться. Следует помнить, что камеры гашения не обеспечивают абсолютного отсутствия дуги, которая, хоть и на очень короткий период времени, всё-таки возникает. Задача состоит в том, чтобы как можно быстрее подавить разрастание разряда, устранив условия для его существования.

Эффект гашения достигается различными способами: путём сдувания ионизированного воздуха с контактов, заполнением камер специальными смесями газов или созданием вакуума. В зависимости от принципа подавления дуги различают разные типы выключателей.

По способу гашения дуги в камерах, ВН подразделяются на следующие виды:

Автогазовый (газогенерирующий) выключатель

Устройство предназначено для оперативной коммутации силового электрооборудования. Подавление дуги происходит под действием газов, генерируемых в камере гашения. Вкладыш из мочевиноформальдегидной смолы или из полиметилметакрилата, расположенный внутри камеры, в момент коммутации дугогасительных контактов молниеносно нагревается. Под действием высокой температуры происходит испарение верхнего слоя полимера, а образовавшийся поток газов интенсивно гасит электрическую дугу.

Условие для испарения вкладыша создают дугогасительные контакты, запуская процесс «продольного дутья». Во включенном состоянии номинальный ток протекает по основным контактам.

Автогазовые ВН активно используются в России и в странах СНГ. Они применяются на подстанциях, устанавливаются в распределительных устройствах электросетей 6 – 10 кВ с изолированной нейтралью. В основном их монтируют там, где экономически не выгодно применять установки другого типа, а использование разъединителей запрещено правилами ПУЭ.

Данный тип выключателей имеет самую низкую стоимость и высокую ремонтопригодность. Эти преимущества способствуют росту популярности газогенерирующих выключателей.

Вакуумный высоковольтный выключатель

Очень эффективное, но дорогое устройство, позволяющее выключать не только номинальные токи нагрузки, но и сверхтоки при КЗ. Контакты вакуумных выключателей находятся в вакуумной камере со сверхнизким давлением (порядка 10 -6 — 10 -8 Н/м). Отсутствие газа создаёт очень большое сопротивление, что препятствует горению дуги.

При размыкании/замыкании контактов дуга всё-таки возникает (за счёт образования плазмы из паров металла контактов), но она практически мгновенно, гаснет, в момент перехода через ноль. В течение 7 – 10 мк/с пары конденсируются на поверхности контактов и на других деталях камеры.

Существуют разновидности:

• вакуумные выключатели до 35 000 В;
• устройства для напряжений, превышающих 35 кВ;
• вакуумные контакторы для сетей в 1000 В и выше.

Основные достоинства:

• работа выключателя в любом положении;
• коммутационная износостойкость;
• стабильная работа;
• пожарная безопасность.

Из недостатков можно выделить сравнительно высокую стоимость из-за сложности технологии производства камер.

Элегазовые ВН

В коммутационных аппаратах данного типа для гашения дуги используется элегаз. Работает устройство по принципу автогазовых выключателей, но вместо воздуха для гашения дуги применяется шестифтористая сера (SF₆) с добавками других газов.

В корпус камеры гашения из герметической ёмкости поступает элегаз, который не выбрасывается в атмосферу, а используется повторно. Различают колонковые и баковые устройства (см. рис. 5).

Рис. 5. Баковый элегазовый ВН

В конструкциях таких выключателей используется встроенные трансформаторы тока. Современные элегазовые ВН могут работать в распределительных устройствах сверхвысокого напряжения, достигающего 1150 кВ.

Условное обозначение и маркировка

Для маркировки выключателей нагрузки используются буквенные и цифровые символы, сгруппированные по группам:

Заметим, что приведённая структура обозначения может отличаться в маркировках разных типов конструкций.

Рассмотрим один из вариантов.

• Первая группа букв содержит информацию о типе выключателя. ВН – выключатель нагрузки. Иногда буква Н отсутствует, а на её месте, а чаще всего Х на второй позиции обозначает тип изделия либо вариант исполнения.

Буквенное обозначение типов конструкции:

• М – масляный;
• ММ – маломасляный
• А– автогазовый.

(Элегазовые рубильники имеют свою структуру обозначения).

Буквенное обозначение вариантов исполнения:

• М – модернизированный;
• П – пружинный привод;
• Р – ручной привод;
• Э – электромагнитный.

Х на третьей позиции может обозначать расположение привода:

На четвёртой позиции (00) цифры, указывающие номинальное напряжение в кВ.

5 позиция (/0) – номинальный ток отключения, в кА.

6 позиция (0) – номинальный (сквозной) ток выключателя.

7 позиция (хх) – расположение заземляющих ножей (иногда климатическое исполнение). п – за предохранителями, в – со стороны контактов заземления.

8 позиция (0) – обозначает тип устройства подающего команды для отключения (при наличии).

9 позиция (Х0) – климатическое исполнение и категория размещения.

Пример: маркировка ВВЭ – 15 – 25/ 680 – УЗ означает: Выключатель вакуумный, с электромагнитным приводом, рассчитанный на напряжение 15 кВ, ток термической стойкости – 25 кА, номинальный ток ВН – 680 А, применяется в условиях умеренного климата, предназначен для внутренней установки.

На рисунке 6 приведён пример обозначения на схеме.

Рис. 6. Обозначение на схемах

Отличие от автоматического выключателя

Основной признак отличия от автоматического выключателя в том, что рассматриваемые устройства не могут работать в автоматическом режиме. Для отключения ВН требуется вмешательство оператора – с помощью ручного привода или дистанционно (в зависимости от конструктивного исполнения). Автоматический выключатель размыкает цепь при достижении тока срабатывания защиты.

Отличить устройства можно по их маркировке и по внешнему виду.

Технические параметры

Выключатели нагрузки характеризуются тремя важными параметрами:

• номинальным напряжением;
• током термической стойкости;
• номинальным током ВН.

Другие параметры учитываются исходя из условий расположения, желаемого способа коммутации и выбора типа исполнения.

В качестве примера приводим таблицу параметров для ВН:

Тип изделия	U ном, кВ	Тип предохранителя	I ном. предохранителя, кА	максимальный ток, кА	Масса (без привода), кг
ВНП-3	3	ПК-З	80	31,5	50
			200	31,5	55
ВН-16	6	—	—	—	36
	10	—	—	—	36
ВНП-16	6	ПК-6	50	20	62
			80	20	64
			160	20	78
ВНП-16	10	ПК-10	32	12,5	52
			50	12,5	65
			100	12,5	79
ВНП-17	6	ПК-6	50	20	62
			80	20	64
			160	20	78
ВНП-17	10	ПК-10	32	12,5	52
			50	12,5	65
			80	12,5	79

Технические параметры других типов выключателей нагрузки можно узнать у продавца или из других источников информации.

Подключение

На линиях электропередач ВН размещают перед силовыми трансформаторами. Если техническая документация предусматривает наличие разъединителей – они устанавливаются после ВН.

В многоквартирной электросети ВН устанавливаются в распределительных щитках (если есть доступ) или в другом доступном месте, отдельно на каждую квартиру.

В производственных цехах мини рубильник целесообразно устанавливать возле каждого станка, для обеспечения возможности экстренного его отключения.

В бытовой электросети выключатели нагрузки устанавливаются, как правило, перед счётчиком, хотя могут монтироваться и после прибора учёта. Но обязательно перед защитными устройствами – автоматами, пробками и т. п. В качестве примера приводим схему подключения ВН в однофазной сети.

Рис. 7. Схема подключения ВН в домашней сети

Источник