В процессе обслуживания элегазовых выключателей персонал обязан следить за давлением элегаза в резервуарах выключателей, с тем чтобы предотвратить чрезмерные утечки элегаза и снижение по этой причине электрической прочности изоляционных промежутков.
Контроль давления осуществляется по показаниям манометров и плотномеров. Плотномеры используются в случаях, когда температура окружающей среды изменяется в широких пределах, что затрудняет измерение давления.
При эксплуатации практически невозможно обеспечить абсолютную герметизацию резервуара, в связи с чем утечки элегаза неизбежны, но они не должны превышать 3 % общей массы в год.
Проводить операции с выключателями при пониженном давлении элегаза не допускается.
При осмотрах выключателей проверяется: чистота наружной поверхности, отсутствие звуков электрических разрядов, треска, вибраций, работа приточно-вытяжной вентиляции, температура в помещении РУ (должна поддерживаться на уровне не ниже 5 °C), а также проверяется давление в резервуарах пневматических приводов выключателей (должно находиться в пределах 1,6–2,1 МПа).
Элегаз в 5 раз тяжелее воздуха и при утечках скапливается в пониженных местах (на полу, в подвалах, траншеях, кабельных каналах). Персонал, находящийся в таких местах, почувствует недостаток кислорода и удушье. Безопасный уровень концентрации чистого (не загрязненного продуктами разложения) элегаза в помещении составляет порядка 0,1 % (5000 мг/м), а при кратковременном пребывании - до 1 %.
Поэтому проведение работ в помещениях РУ, где обнаружена утечка элегаза, может допускаться при включенной приточно-вытяжной вентиляции и применении средств индивидуальной защиты. Следует иметь в виду, что в продуктах разложения элегаза электрической дугой содержатся активные высокотоксичные фториды и сернистые соединения. Наличие продуктов разложения обнаруживается по неприятному запаху. Эти химические соединения в газообразном и твердом состоянии очень опасны для людей.
4.2.5. Обслуживание вакуумных выключателей
Вакуумные выключатели находят широкое применение в электроустановках напряжением 10 кВ и выше. По сравнению с другими выключателями высокого напряжения вакуумные выключатели имеют следующие преимущества:
высокое быстродействие;
полную взрыво- и пожаробезопасность;
экологическую чистоту;
широкий диапазон температур (от +200 до −70 °C);
надежность в работе;
минимальные эксплуатационные затраты;
минимальные габаритные размеры;
повышенную устойчивость к ударным вибрационным нагрузкам;
высокую изностойкость при коммутации токов нагрузки;
произвольное рабочее положение вакуумного дугогасительного устройства.
Принцип использования вакуума для гашения дуги при высоких напряжениях был известен давно. Однако на практике их стали применять лишь после появления технических возможностей - создания вакуумночистых проводниковых и изоляционных материалов больших размеров, проведения вакуумночистых сборок этих материалов и получения высокого вакуума.
Главной частью вакуумного выключателя является вакуумная дугогасительная камера.
Конструктивно вакуумный выключатель выполнен следующим образом.
Цилиндрический корпус камеры, как правило, состоит из двух секций полых керамических изоляторов, соединенных металлической прокладкой и закрытых с торцов фланцами. Внутри камеры расположена контактная система и электростатические экраны, защищающие изоляционные поверхности от металлизации продуктами эрозии контактов и способствующие распределению потенциалов внутри камеры. Неподвижный контакт жестко прикреплен к нижнему фланцу камеры, а подвижный контакт проходит через верхний фланец камеры и соединяется с ним сильфоном из нержавеющей стали, создающим герметичное подвижное соединение. Камеры полюсов выключателя крепятся на металлическом каркасе с помощью опорных изоляторов.
Подвижные контакты камер управляются общим приводом с помощью изоляционных тяг и перемещаются при отключении на 12 мм, что позволяет достигать высоких скоростей отключения - порядка 1,7–2,3 м/с.
Воздух из камер откачан до глубокого вакуума, который сохраняется в течение всего срока их службы. Поэтому гашение электрической дуги в вакуумном выключателе происходит при полном отсутствии среды, проводящей электрический ток. Вследствие этого изоляция межэлектродного промежутка восстанавливается быстро и дуга гаснет при первом же прохождении тока через нулевое значение. При этом эрозия контактов под действием дуги незначительна - в пределах допустимого значения (4 мм).
При обслуживании вакуумных выключателей проверяется отсутствие дефектов изоляторов (сколов и трещин) и загрязнений их поверхности, а также отсутствие следов разрядов и коронирования.
4.2.6. Операции с выключателями и проверка их работоспособности
К операциям с выключателями следует отнести, в первую очередь, ручное отключение и включение ручным приводом.
Ручное отключение масляного выключателя с дистанционным приводом производится воздействием на сердечник отключающего электромагнита или защелку привода. При этом следует помнить, что если на линии имеется АПВ, работающее по принципу несоответствия положений выключателя и его ключа управления, то после ручного отключения выключателя произойдет его повторное включение устройством АПВ.
Включение ручным приводом производится быстрым поворотом рычага (штурвала) до упора, но без приложения больших усилий в конце хода. Ручной привод должен быть отделен от выключателя стенкой или прочным металлическим щитом для защиты персонала от травм при возможном повреждении выключателя в случае подачи напряжения на неустраненное после автоматического отключения КЗ или недопустимо оставленную после производства работ на оборудовании закоротку.
Представляет опасность включение масляного выключателя после его автоматического отключения, если ключ управления масляным выключателем находится в непосредственной близости от выключателя. В этом случае следует пользоваться переносной нормально разомкнутой кнопкой, которая подключается при помощи шнура к цепи управления выключателем и позволяет персоналу подавать импульс на его включение, находясь от выключателя на безопасном расстоянии.
Включение воздушных выключателей кнопками пневматического управления не производится.
Отключение воздушного выключателя кнопкой местного управления допускается лишь в том случае, когда быстрое отключение выключателя может предотвратить опасность для жизни людей или обеспечить сохранность оборудования.
Опробование воздушных выключателей в процессе наладки и испытаний выполняется дистанционно со щита управления или из специального укрытия (фургона). При этом никто из членов бригады не должен находиться ближе 100 м от воздушного выключателя. О каждой операции отключения воздушного выключателя, сопровождающегося сильным выхлопом, работающие предупреждаются сиреной.
При сильном броске тока во время включения выключателя, указывающего на наличие КЗ или недопустимое несинхронное включение, выключатель должен быть немедленно, не дожидаясь срабатывания релейной защиты, отключен поворотом ключа.
Выключатели ПС, оснащенные устройством телемеханики, должны быть до начала выполнения операций персоналом непосредственно на самой ПС переведены на местное управление.
Проверка положения выключателя осуществляется двумя способами: на месте установки выключателя и по показаниям сигнальных ламп и измерительных приборов на щите управления.
Проверка на месте установки выключателя производится по его механическому указателю, положению рабочих контактов выключателей с видимым разрывом цепи тока, показанию манометров и сигнальных ламп воздушных выключателей. Такой способ проверки является обязательным, если после отключения выключателя предстоят операции с разъединителями или отделителями данной электрической цепи.
Перед началом операций с шинными разъединителями при переводе электрических цепей с одной системы шин на другую проверяется положение ШСВ.
В КРУ отключенное положение выключателя должно проверяться перед каждой операцией перемещения тележки в шкафу КРУ из рабочего положения в контрольное, и наоборот.
Проверка положений выключателя на месте их установки должна выполняться пофазно, если такую проверку допускает их конструкция.
Проверка по показаниям сигнальных ламп и измерительных приборов производится при отключении выключателя электрической цепи без проведения в дальнейшем операций с разъединителями, при отключении выключателя с последующим проведением операций с разъединителями при помощи дистанционного привода, при включении под нагрузку линии, трансформатора, при подаче и снятии напряжения с шин. Во всех этих случаях нет необходимости проверять действительное положение выключателя в РУ, если по измерительным приборам и сигнальным лампам видно, что операция с выключателем состоялась.
Способ проверки положения выключателя по сигнальным лампам и измерительным приборам не должен заменять вышеизложенный основной способ, а может лишь применяться в качестве дополнительного способа проверки на месте установки выключателя.
4.3. Обслуживание разъединителей, отделителей и короткозамыкателей
4.3.1. Обслуживание разъединителей и отделителей
Разъединители не имеют дугогасящих устройств; они предназначены для включения и отключения участков электрической цепи высокого напряжения с целью обеспечения безопасного производства работ на отключенном участке, заземления участков при помощи стационарных заземляющих ножей.
Кроме того, разъединители служат для создания видимого разрыва, отделяющего выведенное из работы оборудование от токоведущих частей, находящихся под напряжением, для вывода его в ремонт или для безопасного производства работ.
Разъединитель - это аппарат, широко применяемый в РУ, который органически связан с принципиальной схемой и конструкцией РУ Многообразие схем и конструкций РУ диктует необходимость разнообразных конструктивных исполнений разъединителей.
К разъединителям предъявляются следующие требования:
должны создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий классу напряжения установки;
их приводы должны иметь устройства жесткой фиксации ножей в каждом из двух оперативных положений: включенном и отключенном. Кроме того, они должны иметь надежные упоры, ограничивающие поворот ножей на угол, больший заданного;
разъединители должны включаться и отключаться при любых наихудших условиях окружающей среды, например, при обледенении;
опорные изоляторы и изоляционные тяги должны выдерживать механические нагрузки, возникающие при выполнении операций;
главные ножи разъединителей должны иметь блокировку с ножами заземляющего устройства, исключающую возможность одновременного включения тех и других;
разъединители должны иметь надлежащую изоляцию, обеспечивающую надежную работу и безопасное обслуживание при перенапряжениях и ухудшении атмосферных условий.
При выполнении операций с разъединителями на присоединении, отключенном выключателем, с привода этого выключателя снимается оперативный ток и принимаются меры, исключающие самопроизвольное включение выключателя. На ключ управления отключенного выключателя вывешивается плакат "Не включать - работают люди".
Операции с разъединителями разрешается производить только при отсутствии у них дефектов и повреждений.
Разъединители отличаются друг от друга по роду установки (внутренней и наружной установки), по числу полюсов (однополюсные и трехполюсные), по характеру движения ножа (вертикально-поворотного и качающегося типа).
Трехполюсные разъединители управляются рычажным приводом (ПР) и приводом с червячной передачей (ПЧ), однополюсные - оперативной изоляционной штангой.
Для управления разъединителями применяются ручные, элек-тродвигательные и пневматические приводы.
Ручные приводы могут быть рычажными серии ПР и с червячной передачей серии ПЧ и приводиться в действие человеком вручную. Однополюсные разъединители внутренней установки напряжением до 35 кВ управляются также оперативными изолирующими штангами.
При ручном отключении разъединителей вначале делают пробное движение рычагом привода, чтобы убедиться в исправности тяг, отсутствии качаний и дефектов изоляторов. Если в момент расхождения контактов между ними возникает дуга, что может быть в результате разрыва цепи тока нагрузки, разъединители немедленно включают и до выяснения причин образования дуги операции с ними не производят.
Электродвигательные приводы применяются для управления разъединителями наружной и внутренней установки и приводятся в действие электрической энергией. Их изготавливают на номинальные напряжения 110 и 220 В постоянного тока и 127, 220 и 380 В переменного тока. Приводной электродвигатель питается от сети переменного тока 380 В через контакты реверсивного магнитного пускателя. В приводе предусмотрена механическая блокировка, не допускающая ошибочное проведение операций с главными ножами при включенных ножах стационарных заземлителей. Имеется также блокировка, запрещающая дистанционное управление разъединителями в момент управления с места.
В зависимости от номинального напряжения и конфигурации разъединителей время на одну операцию приводом составляет от 4 до 20 с, причем начатая приводом операция завершается независимо от длительности подачи команды.
Для дистанционного управления разъединителями 6-10 кВ внутренней установки применяются электродвигательные приводы, управляющие сразу тремя фазами разъединителей. Приводы питаются от источника постоянного тока 220 В.
Пневматические приводы устанавливают непосредственно на рамах разъединителей, вследствие чего отпадает надобность в соединительных тягах. Их применение целесообразно на ПС, где имеются установки для производства сжатого воздуха. Привод работает при номинальном давлении сжатого воздуха 2 МПа.
В электрическую схему блока помимо кнопок входят электромагниты включения и отключения, воздействующие на открытие пусковых клапанов, и вспомогательные контактные пары, срабатывающие в конце хода включения и отключения разъединителей. В шкафу блока управления установлен подогреватель, который включается при температуре наружного воздуха ниже 5 °C.
В отличие от электродвигательных приводов в пневматических приводах не предусмотрены механизмы ручного управления разъединителями.
Отделители по конструкции токоведущих частей не отличаются от разъединителей. Их контактная система не приспособлена для операций под рабочим током нагрузки.
Основным назначением отделителей является быстрое отключение поврежденного участка электрической сети в бестоковую паузу. Допускаются также операции отключения и включения участков линии или элементов схемы, находящихся без напряжения, или намагничивающих и зарядных токов.
Отделители управляются полуавтоматическими приводами (например, типа ПРО-1У1), с помощью которых возможно дистанционное или с места установки отключение отделителей от устройства релейной защиты, а также включение отделителей вручную съемной рукояткой. При ручном включении отделителей одновременно взводятся и встроенные пружины. Запасаемая в них энергия используется для отключения отделителей. Процесс отключения длится не более 0,5 с.
При автоматизации ПС отделители используются не только для отключения электрических цепей, но и для переключения ПС в бестоковую паузу на резервный источник питания.
Отделители применяются в основном на ПС без выключателей со стороны ВН.
На таких ПС кроме отделителей устанавливаются и короткозамыкатели, для того чтобы при внутренних повреждениях трансформаторов быстро создавать мощные искусственные КЗ на питающих линиях, отключаемых затем выключателями.
После снятия напряжения поврежденный трансформатор отключается отделителем, а линия включается в работу действием АПВ.
Коммутационная способность разъединителей и отделителей. Разъединителями и отделителями разрешается включение и отключение:
ТН зарядного тока шин и подстанционного оборудования всех напряжений, кроме конденсаторных батарей;
параллельных ветвей, находящихся под током нагрузки, если разъединители этих ветвей шунтированы другими включенными разъединителями или выключателями;
намагничивающих токов силовых трансформаторов и зарядных токов ВЛ и КЛ;
нейтралей трансформаторов и дугогасящих катушек при отсутствии в сети замыкания фазы на землю.
На рис. 4.2. показано, что во всех случаях операций с разъединителями, находящимися под напряжением, ими замыкается или размыкается только цепь зарядного тока, обусловленного емкостью С.
Рис. 4.2. Схема, поясняющая отключение шинным разъединением небольшого зарядного тока:
QS 1, 2, 3 - разъединители;
C - емкость токоведущих частей на землю
Зарядные токи оборудования ПС и шин малы, и коммутация их разъединителями не опасна. Возникающие при этом емкостные дуги хотя и растягиваются, но не содержат большого количества тепла; их температура сравнительно невысока (до 1000 °C) и не приводит к подгоранию или оплавлению контактных поверхностей.
Если ШСВ и шинные разъединители переводимых с одной системы шин на другую присоединений удалены друг от друга на сравнительно большие расстояния (порядка десятков и сотен метров) и по соединяющим их сборным шинам проходят большие токи, создающие значительное падение напряжения на этом участке, то при операциях с разъединителями может возникнуть достаточно сильная дуга. Чтобы избежать ее появления, создается дополнительная параллельная ветвь включением на обе системы шин разъединителей любого другого присоединения, расположенного вблизи середины расстояния между ШСВ и разъединителями коммутируемого присоединения.
Сначала производят операции с разъединителями удаленного присоединения, потом отключают разъединители, включением которых создалась дополнительная шунтирующая цепь.
В такой ситуации недопустимо шунтирование и расшунтирование разъединителями реакторов, поскольку при этом разность напряжений на контактах разъединителей будет равна падению напряжения на реакторе, которое может оказаться значительным, что вызовет возникновение дуги, опасной для персонала.
В ЗРУ 6-35 кВ разъединителями и отделителями отечественного производства допускается включение и отключение намагничивающего тока трансформаторов, зарядного тока ВЛ и КЛ, а также тока замыкания на землю не выше следующих значений: