Разъединители. Отделители. Короткозамыкатели

Введение

Электрическая энергия нашла широкое применение во всех сферах человеческой деятельности из-за способности преобразования ее в другие виды.
Разъединителем называется электрический аппарат для оперативного переключения под напряжением в сетях с малыми токами замыкания на землю и создания видимого разрыва.
Отделителями называются аппараты, имеющие надежную конструкцию контактов и снабженные специальным приводом, позволяющим осуществлять автоматическое отключение подвижной части отделителя.
Короткозамыкателями называются аппараты, имеющие надежную конструкцию контактов и снабженные специальным приводом, позволяющим осуществлять автоматическое включение ножа короткозамыкателя.
Актуальность темы реферата заключается в том, что в электрических сетях различных классов напряжений применяются различные электрические аппараты, в том числе и разъединители, отделители и короткозамыкатели. Они служат для коммутации линий, обеспечивают безопасность персонала при проведении различных работ на линиях и оборудовании подстанций, являются важными аппаратами в электроснабжении.
Цель работы – более полное изучение разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.
Для достижения поставленной цели необходимо решить несколько задач: рассмотреть что такое разъединители и их назначение, общие сведения об отделителях, требования, предъявляемые к ним, принцип действия отделителей, назначение и применение короткозамыкателей, а также конструкции разъединителей, отделителе, короткозамыкателей и другие моменты.
Структура реферата включает в себя несколько частей: введение, основную часть (три главы), заключение и библиографический список, состоящий из семи источников литературы.
1. Разъединители
1.1 Что такое разъединители и их назначение
Контактный коммутационный аппарат, который в разомкнутом положении соответствует требованиям к функции разъединения, называется разъединителем.
Функция разъединения: действие, направленное, по соображениям безопасности, на отключение питания отдельной части установки, либо всей установки при помощи отсоединения части данной установки, либо всей установки от любого источника электроэнергии.
Разъединитель может замыкать и размыкать электрическую цепь при малом изменении напряжения на выводах каждого из полюсов разъединителя, либо при малом токе цепи. Разъединитель способен проводить в течение нормированного времени токи при ненормальных условиях, таких как короткое замыкание и способен проводить токи при нормальных условиях в электрической цепи.
Токи делителей и трансформаторов напряжения, токи постоянно соединенных ступенчатых сопротивлений выключателей, токи очень коротких кабелей, соединений, шин, вводов - все это малые токи. По данному определению малым током считается ток, не превышающий половины ампера и номинального напряжения до трехсот тридцати киловольт включительно. А если сила тока превышает вышеуказанный предел и номинальное напряжение превышает пятьсот киловольт, то необходимо нужную информацию по эксплуатации разъединителя найти в руководстве, предназначенное для него, либо обратиться к изготовителю данного аппарата.1
К малым изменениям напряжения относятся изменения напряжения, возникающие при шунтировании регуляторов индуктивного напряжения или выключателей.
Разъединители отделяют оборудование, выведенное из работы, от токопроводящих частей, которые находятся под напряжением, то есть создают видимый разрыв. Это необходимо, например, при выводе оборудования в ремонт в целях безопасного производства работ.
Дугогасительных устройств разъединители не имеют. В основном данные аппараты предназначаются для отключения и включения при отсутствии тока нагрузки электрических цепей, либо находящиеся без напряжения или только под напряжением.
Разъединители небольших токов применяются в электрической цепи электрической установки, имеющей напряжение от шести до десяти киловольт, где номинальные токи аппаратов намного больше небольших токов, данными разъединителями эти токи отключают и включают.
1.2 Требования, предъявляемые к разъединителям
К разъединителям предъявляются следующие требования:
• В разъединителе контактная система должна длительное время пропускать номинальный ток довольно надежно. Разъединители, которые подвергаются воздействию льда, пыли, воды, являются так называемыми разъединителями наружных установок, работающие в тяжелых условиях. Контактная система должна иметь необходимую динамическую и термическую стойкость.
• При протекании тока короткого замыкания по электрической цепи механизм привода разъединителя и сам разъединитель во включенном положении должны удерживаться довольно надежно. Фиксация подвижного контакта разъединителя, при выключенном состоянии аппарата, должна быть надежной, иначе это может привести вплоть до человеческих жертв.2
• Временной интервал между разомкнутыми контактами разъединителя должен иметь высокую электрическую прочность, так как данный аппарат является аппаратом безопасности.
• Привод разъединителя целесообразно блокировать с выключателем. Не стоит забывать, что только когда выключатель отключен, возможны операции с разъединителем.
1.3 Особенности применения разъединителей
Разъединители используются для видимого отделения участка электрической сети на время ревизии или ремонта оборудования, для создания безопасных условий работы и отделения от смежных частей электрооборудования, находящихся под напряжением, для создания которых разъединители комплектуются блокировкой включенного (отключенного) положения и заземляющими ножами, исключающими подачу напряжения на выведенный в ремонт участок сети. В электрических установках, имеющих несколько систем шин, разъединители также применяются, они переключаю присоединения с одной шины на другую.3
Разъединителями разрешалось включение и отключение электрических установок в таких случаях (согласно Правилам технической эксплуатации электрических установок, но бывают и отклонения):
• нейтралей силовых трансформаторов от ста десяти до двухсот двадцати киловольт;
• заземляющих дугогасящих реакторов, имеющие напряжение от шести до тридцати пяти киловольт, при отсутствии в сети замыкания на землю;
• намагничивающего тока силовых трансформаторов, имеющих напряжение от шести до пятисот киловольт;
• Включение на холостой ход трансформатора до десяти киловольт разрешается до семисот пятидесяти киловатт включительно

. Выше - производится выключателем (до десяти киловольт и до нескольких киловатт – примером служит выключатель нагрузки);
• тока замыкания и зарядного тока на землю кабельных и воздушных линий электрической передачи;
• зарядного тока систем шин, а также зарядного тока присоединений с соблюдением требований нормативных и необходимых документов.
В кольцевых сетях шесть-десять киловольт разрешается замыкание сети в кольцо при разности напряжений на разомкнутых контактах разъединителей не более, чем на пять процентов и отключение разъединителями уравнительных токов до семидесяти ампер.
Трехполюсные разъединители применяются на наружных установках для включения и отключения электрической цепи. Эти установки должны иметь ток ниже пятнадцати ампер и напряжение десять киловольт.
Разъединителями осуществляется отключение выключателя двести двадцать киловольт и более, который находится в неисправном состоянии.
1.4 Конструкция разъединителей
Для внутренних установок разъединители могут быть однополюсными (РВО) или трехполюсными (РВ, РВЗ, РВФЗ, РВК и РВРЗ). Трехполюсные разъединители могут выполняться на общей раме или на отдельных рамах для каждого полюса. Общим валом объединяются отдельные полюсы разъединителя, которые связаны с приводом данного аппарата.
На большие токи в электрической цепи ножи выполняются из трех, либо четырех полос, на токи до тысячи ампер данный нож делается из пары медных полос. При больших токах можно достигнуть самое хорошее использование за счет материала. Так, например, ножи разъединителя имеют корытообразную форму, и коробчатое сечение неподвижные контакты разъединителя. В принципе, так же, как и в шинных конструкциях.
В рассматриваемых аппаратах рубящего типа движение ножу передается через фарфоровые тяги от вала, и нож вращается вокруг одного из контактов, который неподвижен. Пружинами создается нужное давление в контактах разъединителя.
Рассмотрим устройство контактной системы разъединителей рубящего типа, представленное на Рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Контактная система разъединителей рубящего типа
1 – изолятор; 2 – неподвижный контакт; 3 – стальные пластины; 4 – пружины; 5 – стержень; 6 – нож; 7 – ось
Медная шина укреплена на изоляторе 1. Шина является неподвижным контактом и изогнута под прямым углом. С пластинами ножа 6 боковые части контакта 2 образуют линейный контакт. Это осуществляется за счет того, что боковые части контакта разъединителя имеют поверхность цилиндрическую. Пружины 4, насаженные на стержень 5, нажимают на стальные пластины 3, которые своим выступом прижимают ножи к неподвижному контакту. Чем больше давление в контакте, тем меньше переходное сопротивление, но больше износ контактов за счет трения при включениях и отключениях и тем большее усилие надо приложить при операциях с разъединителем.
При прохождении токов короткого замыкания создаются электродинамические усилия в местах перехода тока с пластин ножа в контакт, стремящиеся оттолкнуть ножи от контакта. С другой стороны из-за взаимодействия токов в электрической цепи одного направления пластины ножа друг к другу притягиваются. Силы отталкивания могут оказаться больше, чем силы притяжения пластин ножа. Это может произойти при довольно больших токах короткого замыкания. В свою очередь это может привести аварии, например, образованию дуги, к отбросу пластин ножа от контакта и др. В разъединителях предусматривается устройство «магнитного замка» - для избегания аварии. Разъединитель состоит из, расположенных снаружи ножа, двух стальных пластин 3. Они создают дополнительное давление в контакте и притягиваются друг к другу, намагничиваясь токами короткого замыкания, а также разъединители служат для передачи давления от пружин.
Такой разъединитель РНВ-500 изображен на Рисунке 1.2. Он имеет два полуножа с вертикальным движением. Разъединитель имеет высоту в отключенном состоянии около восьми с половиной метров.4
Рисунок 1.2 - Разъединитель для наружной установки вертикально-поворотного типа РНВ-500:
1 − приводной механизм заземляющих ножей; 2−рама; 3 − заземляющая шина; 4 − нож заземления; 5 − изолятор; 6, 9, 12 − экраны; 7−контакт; 8 − соединительная шина;10 − главный нож с ламелями; 11 − главный нож с лопаткой; 13 − привод типа ПДН
2. Отделители
2.1 Общие сведения
Высоковольтный аппарат, который предназначен для автоматического отключения повреждённых участков цепи в бестоковую паузу АПВ, так как его конструкция не рассчитана на гашение электрической дуги, называется отделителем. Отделитель имеет такое же устройство, как и разъединитель. Отделитель вместе с короткозамыкателем создаёт систему отделитель-короткозамыкатель, представляющую альтернативу высоковольтному выключателю – это основное отличие отделителя от разъединителя.
Произвести оперативное отключение обесточенного проблемного сегмента сети – это главная задача отделителей. С технической точки зрения отделитель является разъединителем, имеющим скорость срабатывания в интервале от пятисот до тысячи миллисекунд