Определяемые характеристики.

Испытания элегазовых выключателей

 

Элегазовые выключатели предназначены для частых коммутационных операций в цепях переменного тока различного напряжения. На практике широкое распространение получили элегазовые выключатели на номинальное напряжение 6 – 10кВ (номинальные токи 630, 1000, 1250, 2500 и 3100А, при номинальном токе отключения до 25кА и более), а также элегазовые выключатели на номинальное напряжение 35 и 110 - 220кВ (номинальные токи 2500А при номинальном токе отключения до 40кА и более в зависимости от конструкции выключателя).

В элегазовых выключателях основные и дугогасительные контакты силовой цепи находятся в среде элегаза. Принципиальное отличие элегазовых выключателей от выключателей других типов – гашение дуги в среде элегаза. Элегаз – гексафторид серы SF₆.

Гашение дуги производится потоком элегаза, который создаётся за счёт перепада давления от тепловой энергии дуги и за счёт конструкции поршневого привода. Поршневой тип конструкции дугогасительных устройств выключателя позволяет произвести эффективное гашение дуги, причём чем выше отключаемый ток, тем больше энергия дуги и, соответственно, выше давление в дугогасительной камере – соответственно происходит более быстрое гашение дуги.

Аналогичным образом работают дугогасительные устройства других элегазовых выключателей, принцип построение дугогасительного устройства по поршневому типу применяется и в выключателях на номинальное напряжение 110 – 220кВ и в выключателях на номинальное напряжение 6 – 10кВ.

 

 

Основными достоинствами элегазовых выключателей можно считать:

1. высокую износостойкость при коммутации номинальных токов и номинальных токов отключения. Срок службы современных элегазовых выключателей без проведения ремонта составляет от 10 до 20 лет (в этом промежутке проводятся только профилактические испытания и инструментальный контроль).

2. резкое снижение эксплуатационных затрат по сравнению с маломасляными выключателями. Обслуживание элегазовых выключателей сводится к смазке механизма и привода, проверке износа контактов по меткам или путём замеров 1 раз в 5 лет или через 5 – 10 тысяч циклов;

3. полную взрыво- и пожаробезопасность и возможность работы в агрессивных сре-дах (ограничение только по материалам, применяемым в конструкции привода).

4. широкий диапазон температур окружающей среды, в которой возможна работа элегазового выключателя (выключатели специального исполнения могут работать при температурах ниже 50^оС без устройств подогрева);

5. чистота, удобство обслуживания, обусловленные отсутствием выброса масла, газов при отключении токов КЗ;

6. отсутствие загрязнения окружающей среды;

7. быстрое гашение дуги в элегазе;

8. высокую химическую стабильность элегаза.

Недостатки элегазовых выключателей определить практически невозможно, единственное отрицательное свойство – возможность отравления людей обслуживающего персонала) самим элегазом, при условии попадания в лёгкие достаточного количества этого газа. Хотя сам по себе элегаз инертен, но его отравляющее действие связано с тем, что попадая в лёгкие он заполняет их и не вытесняется воздухом (масса элегаза больше массы воздуха). Данное опасение на современном этапе развития элегазовых выключателей не актуально, поскольку количество газа в единице оборудования очень мало.

Практическое применение элегаз получил в конце пятидесятых годов в США, затем в Европе и Японии. Применение элегаза распространяется на КРУ (КРУЭ – комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией), где он может применяться в качестве основной изоляции (в отличии от наиболее распространённых КРУ, где основной элемент изоляции воздух), что значительно повышает эксплуатационные характеристики оборудования, увеличивает безопасность обслуживания (токоведущие части находятся в металлическом корпусе заполненном элегазом, соответственно отсутствует возможность прикосновения и поражения персонала электрическим током).

Объект испытания.

Объектом испытания в элегазовых выключателях является, прежде всего, фазная изоляция выключателей, состояние самих камер (испытание на разрыв), состояние контактов выключателей как основных, так и дугогасительных, временные характеристики выключателей, и, при испытании выключателей на выкатном элементе (тележке), соосность входа выключателей на тележке с приёмными элементами ячейки КРУ, глубина входа и равномерность входа по фазам, а также состояние контактов ячейки и выключателя. Последние испытания обычно проводятся именно для выкатного элемента ячейки, а не для элегазового выключателя.

Объём испытаний элегазовых выключателей:

1. измерение сопротивления изоляции вторичных цепей и электромагнитов управления (К);

2. измерение сопротивления изоляции силовых частей выключателей (К);

3. испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты (К, Т);

4. испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты вторичных цепей и электромагнитов управления (К);

5. проверка минимального напряжения срабатывания электромагнитов управления (К);

6. проверка состояния контактов выключателя (измерение сопротивления главной цепи) (К, М);

7. измерение сопротивления обмоток электромагнитов управления и добавочных сопротивлений в их цепи (при наличии) (К, Т);

8. контроль наличия утечек элегаза (К, Т);

9. испытание конденсаторов делителей напряжения (при наличии) (К);

10.проверка содержания влаги в элегазе (К);

11.проверка временных (при необходимости и скоростных) характеристик выключателей (К);

12.испытание встроенных трансформаторов тока (при наличии) (К, Т);

13.тепловизионный контроль (М).

Определяемые характеристики.

Сопротивление изоляции.

В процессе эксплуатации измерения проводятся:

♦ на элегазовых выключателях 6-10кВ - при ремонтных работах в ячейках (присоединени­ях), где они установлены, проверка изоляции вторичных цепей и электромагнитов управле­ния может проводится совместно с проверкой устройств релейной защиты. Измеренные значения сопротивления изоляции должны быть не менее значений, приве­дённых в таблице 1.

Таблица 1. Значения сопротивления изоляции вакуумных выключателей

 

Класс напряжения (кВ)	Допустимые сопротивления изоляции (МОм) не менее
Основная изоляция	Вторичные цепи и электромагниты управления
3-10		1(1)
15-150		1(1)
		1(1)

*Сопротивление изоляции вторичных обмоток приведены: без скобок – при отключённых вторичных цепях, в скобках – с подключёнными вторичными цепями.

Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.

Испытание изоляции повышенным напряжением проводится перед вводом выключателей в эксплуатацию и в дальнейшем через пять лет эксплуатации. Испытание вторичных цепей и электромагнитов управления может проводиться совместно с силовыми цепями выключателей, или при проверке цепей релейной защиты присоединения в объёме, соответствующем виду проверки.

 

 

Таблица 2. Значен ия испытательного напряжения промышленной частоты.
Класс напряжения (кВ)	Испытательное напряжение (кВ) для элегазовых выключателей
Перед вводом в эксплуатацию и в эксплуатации
фарфоровая изоляция*	другие виды изоляции*
До 0,69
	24,0	21,6
	32,0	28,8
	42,0	37,8
	55,0	49,5
	65,0	58,5
	95,0	85,5

Элегазовые выключатели на номинальное напряжение 110кВ и более испытанию повышенным напряжением промышленной частоты не подвергаются.

Значение испытательного напряжения для вторичных цепей и электромагнитов управления должно составлять 1 кВ, при условии, что данные устройства рассчитаны на напряжение не ниже 60В.

При испытании выключателя «на разрыв» испытательное напряжение равно напряжению для испытания основной изоляции.

Проверка минимального напряжения срабатывания электромагнитов управления.

Проверка минимального напряжения срабатывания электромагнитов управления производится перед вводом в эксплуатацию выключателя, а также при капитальном ремонте (через 10 лет эксплуатации). Срок капитального ремонта выключателя необходимо устанавливать на основании рекомендаций завода-изготовителя.

Электромагниты управления должны срабатывать при напряжении:

• включения – 0,7U_ном (при питании привода от сети постоянного тока) и 0,6 U_ном (при питании привода от переменного тока)

• отключения – 0,7U_ном (при питании привода от сети постоянного тока) и 0,6 U_ном (при питании привода от переменного тока)

Испытание проводится при взведённой включающей пружине привода (если привод выключателя пружинный). Напряжение на электромагниты подаётся толчком.

Проверка состояния контактов выключателей.

Проверка состояния контактов выключателей производится перед вводом в эксплуатацию и в дальнейшем через пять лет эксплуатации и при капитальном ремонте выключателя. Срок капитального ремонта выключателя необходимо устанавливать на основании рекомендаций завода-изготовителя.

Состояние контактов определяют путём измерения сопротивления постоянному току полюсов выключателей, внешнему осмотру контакты не подвергаются – элегазовый выключатель разбирать запрещается. Сопротивление постоянному току каждого полюса выключателя должно быть не более нормируемого в технической документации на соответствующее оборудование.

Ориентировочные данные сопротивлений полюсов выключателей в зависимости от номинального тока выключателей указаны в таблице 3. Для некоторых типов выключателей заводом-изготовителем может нормироваться другое значение сопротивления, поэтому необходимо ориентироваться на данные паспорта именно данного выключателя.

 

Таблица 3. Сопротивление полюса выключателя в зависимости от номинального тока.
Номинальный ток выключателя (А)	Сопротивление полюса (мкОм)
3100,

Контроль наличия утечек элегаза.

В настоящее время все элегазовые выключатели оснащаются устройствами контроля давления элегаза внутри камеры. Эти устройства могут различаться по конструкции и соответственно могут обеспечивать либо визуальное отображение давления (манометры), либо обеспечивают контроль давления с выводом сигнала (датчики давления). И в том и в другом случае контроль наличия утечки элегаза проводится по показаниям (или по отсутствию сигнала с датчика) контрольных приборов выключателя.

Контроль давления элегаза по показаниям контрольно-измерительных приборов должен проводиться постоянно. Если эти устройства оборудованы контактами сигнализации, то эти контакты должны быть включены в общую систему сигнализации распределительного устройства.

Проверка временных характеристик выключателей.

Проверка временных характеристик выключателей производится перед вводом в эксплуатацию и в дальнейшем через пять лет эксплуатации, а также при капитальном ремонте выключателя. Срок капитального ремонта выключателя необходимо устанавливать на основании рекомендаций завода-изготовителя.

Проверка временных характеристик элегазовых выключателей производится при номинальном напряжении оперативного тока. Временные параметры включения и отключения выключателей должны соответствовать паспортным данным на конкретный тип выключателей.

Ориентировочно время включения элегазового выключателя колеблется в пределах 0,05 – 0,08 секунд, время отключения – в пределах 0,05 – 0,07 секунд.

Испытание конденсаторов делителей напряжения.

Испытание конденсаторов делителей напряжения проводится при вводе в эксплуатацию выключателей и при их капитальном ремонте.

При наличии данных устройств в выключателе необходимо произвести замер ёмкости конденсатора. Значение ёмкости должно соответствовать паспортным значениям. Испытание производится перед вводом в эксплуатацию и при капитальном ремонте выключателя.

Проверка соосности контактов выключателя и контактов ячейки.

Данный вид испытаний проводится при вводе в эксплуатацию распределительного устройства с элегазовыми выключателями, и в дальнейшем по мере необходимости – если есть подозрение в нарушении соосности или износе направляющих ячейки.

Соосность определяется после вкатывания тележки выкатного элемента на штатное место в ячейку. Проверка производится с помощью специальных инструментов и приспособлений, одновременно определяется глубина входа подвижных контактов на неподвижные и равномерность этой этого входа по отношению к соседним фазам выключателя.

Проверка характеристик контактов выкатного элемента и ячейки.

Данный вид проверки производится для определения состояния контактных соединений в ячейке КРУ. Этот вид проверки позволяет удостоверится в надёжности и качестве контактного соединения между выкатным элементом и неподвижными контактами ячейки КРУ. Применение данного вида замеров целесообразно наряду с определением соосности контактов и глубины их соприкосновения.

Значение сопротивлений контактов постоянному току элементов КРУ приведены в таблице 4.

 

Таблица 4. Допустимые значения сопротивлений постоянному току элементов КРУ.

Измеряемый элемент

Сопротивление (мкОм)

Номинальный ток контактов (А)

75

400

60

Втычные контакты первич-ной цепи

630

50

1000

40

1600

33

2000 и более