Эксплуатация разъединителей. Опорные разъединители. Акустико-эмиссионный контроль состояния изоляторов разъединителей, страница 4. Опорный разъединитель

Эксплуатация разъединителей. Опорные разъединители. Акустико-эмиссионный контроль состояния изоляторов разъединителей

ЭКСПЛУАТАЦИЯ РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Разъединитель это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения обесточенных участков цепи, находящихся под напряжением.

При ремонтных работах разъединителем создается видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами, выведенными в ремонт. Наличие воздушного промежутка между подвижными и неподвижными контактами разъединителей позволяет убедиться в разрыве цепи и обеспечить безопасность производства работ на отключенном участке.

Разъединителями нельзя отключать токи нагрузки, так как их контактная система не имеет дугогасительных устройств и в случае ошибочного отключения токов нагрузки возникает устойчивая дуга, которая может привести к междуфазному КЗ и несчастным случаям с обслуживающим персоналом. Перед операцией с разъединителем цепь должна быть разомкнута выключателем.

В отдельных случаях допускается использовать разъединители для производства следующих операций: отключения и включения нейтралей трансформаторов и заземляющих дугогасящих реакторов при отсутствии в сети замыкания на землю; отключения незначительных токов нагрузки; отключения и включения незначительных намагничивающих токов силовых трансформаторов и зарядных токов линий; переключений в схемах электрических соединений подстанций, например при переводе присоединений с одной системы шин на другую.

Для включения и отключения разъединителей применяются ручные, электродвигательные и пневматические приводы. Ручные приводы могут быть рычажными серии ПР и с червячной передачей серии ПЧ. Однополюсные разъединители внутренней установки до 35 кВ управляются еще и оперативными изолирующими штангами. Электродвигательные приводы применяются для разъединителей внутренней и наружной установки. Органами управления являются кнопочные пульты управления с установкой кнопок «Включено», «Отключено» и «Стоп».

Пневматические приводы устанавливаются непосредственно на рамах разъединителей, поэтому у них отсутствуют соединительные. Они отличаются плавной работой и их применение особенно целесообразно на подстанциях, где имеются установки для производства сжатого воздуха. Управление пневматическим механизмом привода дистанционное с помощью электромагнитов включения и отключения.

С точки зрения оперативного обслуживания к разъединителям предъявляются следующие требования:

1. Создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий классу напряжения установки.

2. Приводы разъединителей должны иметь устройства фиксации в одном из двух оперативных положений - включенном и отключенном. Кроме того, они должны быть снабжены надежными упорами, ограничивающими поворот главных ножей на угол больше заданного.

3. Опорные изоляторы и изолирующие тяги должны выдерживать нормативные механические нагрузки при операциях.

4. Главные ножи - иметь блокировку с заземляющими ножами и не допускать возможности одновременного включения тех и других.

5. Беспрепятственно включаться и отключаться при любых наихудших условиях окружающей среды (например, обледенении).

6. Надлежащую изоляцию, обеспечивающую не только их надежную работу при длительном воздействии рабочего напряжения и перенапряжениях, но и безопасное обслуживание.

7. Соответствующий уровень термической и электродинамической стойкости, исключающий отброс и сваривание контактов, а также разрушение элементов конструкции при сквозных КЗ.

8. Блокироваться с выключателем, чтобы исключить операции коммутирования электрических цепей под нагрузкой.

Основные параметры разъединителей. Основными электрическими параметрами разъединителя являются: номинальное напряжение, номинальный ток и токи устойчивости, то есть токи, определяющие термическую и электродинамическую устойчивость разъединителя при прохождении по его токоведущим частям токов КЗ.

Токоведущие части во время работы разъединителя находятся под напряжением как относительно земли, так и относительно токоведущих частей соседних полюсов (или фаз). Поэтому они Должны быть надежно отделены от земли и от токоведущих частей Других полюсов каким-либо изоляционным материалом, например воздухом, фарфором. Расстояние между токоведущими частями и от этих частей до земли определяется напряжением, при котором аппарат рассчитан на длительную работу. Это напряжение называется номинальным.

Разъединители должны надежно работать при напряжении, на 10-15 % превышающем номинальное и называемом наибольшим (максимальным) рабочим напряжением.

Кроме того, изоляция разъединителей должна выдерживать коммутационные перенапряжения заданной кратности (под кратностью понимается отношение действующего значения коммутационного перенапряжения к действующему значению наибольшего фазного напряжения сети), а также заданные импульсные воздействия, ограниченные соответствующими разрядниками.

vunivere.ru

Фарфоровые(керамические) опорно штыревые изоляторы и разъединители наружной установки РЛНД

2. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ РАЗЪЕДИНИТЕЛЯ РЛНД, РЛНДМ.

Конструктивно разъединитель РЛНД выполнен в виде трехполюсного аппарата, каждый полюс которого имеет одну неподвижную и одну подвижную колонку, с разворотом главных ножей и горизонтальной плоскости.

Соединение разъединителя РЛНД с приводом выполняется с помощью соединительных элементов на месте монтажа

2.1. Разъединитель РЛНД состоит из рамы, шести колонок изоляторов, токоведущей системы и заземляющего контура.

2.2. Рама представляет собой сварную конструкцию, состоящую из трех параллельно расположенных швеллеров, к торцам которых приварены два уголка. На одном конце каждого швеллера имеется корпус подшипника, в котором вращается вал с приваренным сверху рычагом, с установленным на нем поворотным изолятором. На другом конце каждого швеллера крепится болтами второй неподвижный изолятор.

2.3. К боковой поверхности каждого швеллера приварены пластины, в которых вращается вал ножей заземления.

2.4. Рычаги поворотных изоляторов соединены между собой междуполюсной продольной тягой, служащей также для регулировки одновременности включения главных ножей всех трех полюсов.

2.5. На раме разъединителя РЛНД имеется болт заземления и ножами, состоящий из рычага с валом регулирующей тяги и рычага, приваренного к валу ножей заземления.

2.6. На раме разъединителя РЛНД имеется болт заземления и отверстия для крепления рамы на поддерживающей конструкции. Разметка этих отверстий приведена на рис. 1

2.7. Изоляция разъединителя РЛНД состоит из шести изоляторов типа С4-80 (могут быть применены и изоляторы других типов) три из которых устанавливаются на рычагах, а остальные на швеллерах рамы.

2.8. Токоведущая система установлена на верхних фланцах изоляторов разъединителя РЛНД.

2.9. Каждый контактный нож поворотных изоляторов представляет собой медную шину, которая одновременно является и выводом разъединителя. Контакт неподвижных изоляторов состоит из двух параллельно расположенных контактных губок между которыми устанавливается медный провод. Контактное нажатие главной токоведущей системы равное 6-8 кг обеспечено сборкой.

2.10. Затемняющий контур состоит из трех ножей заземления, гибкого контакта и ножа заземления к которому присоединяется внешняя ошиновка заземляющего контура. Ножи заземления выполнены из стальных пластин, параллельно расположенных, один конец приварен к валу, на другом приклепаны медные контактные пластины. Необходимое контактное напряжение равное 6-8 кг достигается болтовым соединением с цилиндрической пружиной, дистанционной втулкой.

2.11. Привод ПРНЗ-10 (рис. 2) имеет стальной корпус, в который смонтированы валы, один из которых служит для управления подвижными изоляторами, а второй заземляющими ножами. К валам приварены фигурные диски, образующие блокировочную систему, которая не позволяет включение главных ножей при включении заземляющих и наоборот. Привод ПРНЗ-10 можно фиксировать стальными пальцами в любых конечных положениях ножей. К дискам болтами крепятся два диска для подсоединение соединительных труб с разъединителем. Включение как главных, так и заземляющих ножей производится поворотом рукоятки привода по часовой стрелке, а отключение против часовой стрелке.

2.12. Для предотвращения возможности включения ножей заземления и главных ножей посторонними линиями привод ПРНЗ-10 допускает установку блок-замка механической блокировки.

Рис.2 Общий вид, габаритные и установочные размеры привода ПРНЗ-10 к разъединителям РЛНД-1-10-200 У1, РЛНД-1-10-400 У1, РЛНД-1-10-630 У1:

Обозначения: 1 - фигурные диски, 2 - планки, 3 - валы, 4 - кольцо, 5 - болт заземления, 6 - корпус, 7 - рукоятки.

На фото: Положение РЛНД отключено и заземлено

На фото: Положение включено напряжение через РЛНД

rlnd69.ru

Опорный изолятор - разъединитель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Опорный изолятор - разъединитель

Cтраница 1

Опорный изолятор разъединителя должен выдерживать приложенный к нему момент Ммакс при одновременном воздействии на него тяжения провода, ветровой нагрузки и сил, необходимых для включения ( отключения) разъединителя без гололеда. [1]

Наибольшая расчетная нагрузка, воспринимаемая опорным изолятором разъединителя внутренней установки, создается электродинамическими силами и силами, которые воспринимаются опорным изолятором при включении и отключении разъединителя. В разъединителях наружной установки в наибольшую расчетную нагрузку кроме сил, указанных выше, следует включать тяжение подводящего провода и силу давления ветра как на поверхность опорного изолятора, так и на поверхность всех деталей и узлов, закрепленных на нем. [2]

Воздействие высокой температуры и электродинамических усилий может вызвать частичное повреждение армировки фланцев опорных изоляторов разъединителя. [3]

В нижнем переднем отсеке расположены трансформаторы тока, а на полу отсека - опорные изоляторы разъединителей. [4]

На рис. 5 - 4, в показано сложение сил, действующих на опорный изолятор разъединителя в процессе его включения ( отключения), когда направление ветра перпендикулярно плоскости расположения опорных изоляторов, а на рис. 5 - 4, г - то же, но при ветре, направленном вдоль оси полюса. [6]

На особенно высокие напряжения применяются составные стержневые изоляторы, как это можно видеть на рис. 16 - 9, где каждый опорный изолятор разъединителя на напряжение 400 кв составлен из стоек по восьми стержневых изоляторов в каждой. Изолятору придана форма трехгранной пирамиды для увеличения механической прочности. [8]

В таблице приведены значения токов электродинамической устойчивости разъединителей типа РВК при условии, что расстояние а между осями соседних полюсов разъединителя и расстояние / между осями опорного изолятора разъединителя и ближайшего к нему опорного изолятора шины составляют: для разъединителей типов РВК-10 / 3000 и 10 / 4000 а 500 мм и / 500 мм, для разъединителя типа РВК-Ю / 5000 а 600 мм и / 550 мм, для разъединителей типов РВК-20 / 5000, 20 / 6000 и 20 / 7000 а700 мм, / 850 мм. При меньших значениях а и больших значениях / величина тока электродинамической устойчивости разъединителя снижается. Соответствующие данные приводятся в каталогах или информационных материалах заводов. [9]

На опорный изолятор разъединителя внутренней установки могут действовать только две силы, а именно электродинамическая сила и сила, передаваемая от привода при включении и отключении разъединителя. [10]

Толщина слоя льда, покрывающего ножи и контакты, может оказаться такой, что оперирование разъединителем становится невозможным. В этом случае к опорному изолятору разъединителя будет приложен увеличенный вращающий момент, определяемый мощностью привода. [11]

Бакелитовые детали часто повреждаются. Особенно часто повреждается тонкий лаковый покров детали. Поврежденные места таких деталей покрывают при ремонте двумя слоями бакелитового лака, просушивая каждый слой в течение 2 ч при температуре 50 - 55 С. Воздействие высокой температуры и электродинамических усилий может вызвать частичное повреждение арлгаровки фланцев опорных изоляторов разъединителя. [12]

Страницы: 1

www.ngpedia.ru

Эксплуатация разъединителей. Опорные разъединители. Акустико-эмиссионный контроль состояния изоляторов разъединителей, страница 3

7) подвесного типа с перемещением подвижного контакта вместе с поддерживающими изоляторами по вертикальной оси.

Кроме того, разъединители классифицируются по следующим признакам:

номинальному напряжению;

номинальному току;

роду установки: внутренней (в отапливаемых помещениях), наружной;

числу полюсов: однополюсные и трехполюсные;

наличию или отсутствию ножей заземления;

способу установки: с вертикальным и горизонтальным расположением ножей.

Разъединители наружной установки в отличие от разъединителей внутренней установки должны надежно работать в любых атмосферных условиях, при гололеде и при значительной ветровой нагрузке. Поэтому они имеют, в частности, льдоломающие приспособления на контактах.

Трехполюсные разъединители могут выполняться на общей или на отдельных рамах для каждого полюса, при этом одновременное включение и отключение всех полюсов достигается соединением между собой их валов.

Ножи заземления могут быть пристроены к любому разъединителю как с одной стороны, так и с обеих. В первом случае заземляется только участок линии, присоединенный с этой стороны к разъединителю. Во втором случае заземляются участки цепи, присоединенные с обеих сторон разъединителя. При включении ножи заземления замыкают на землю фазовые провода линии, присоединенной к разъединителю. Заземляющие ножи, как было отмечено ранее, обязательно механически блокируются с главными ножами.

Заземляющие ножи и все детали цепей заземления рассчитываются на длительное прохождение тока; устойчивость ножей заземления должна соответствовать устойчивости основной токоведущей системы разъединителя.

Механическая прочность отдельных звеньев разъединителя определяется числом операций, которые он может выдержать без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе.

Для отечественных разъединителей установлено следующее число включений и отключений, которое они должны выдерживать без повреждений:

а) для разъединителей с UHOM < 35 кВ - не менее 2000 операций;

б) для разъединителей с UHOM > 110 кВ - не менее 1000 операций.

Если управление осуществляется электродвигательным или пневматическим приводом, то помимо указанного числа операций разъединитель должен выдержать еще не менее 25 включений и 25 отключений соответствующим ему приводом при наивысшем напряжении на зажимах электродвигательного привода, при наивысшем давлении воздуха, которое гарантируется заводом, при пневматическом приводе.

Положение ножей разъединителей контролируется посредством блок-контактов, которые пристраиваются на раме разъединителя или встроены в привод.

Несмотря на большое число различных конструкций разъединители с точки зрения влияния на компоновку распределительного устройства можно разделить на две группы:

разъединители опорного типа, у которых подвижный и неподвижный контакты устанавливаются на опорной изоляции;

разъединители подвесного типа, у которых подвижный контакт подвешивается на гирлянде изоляторов, а неподвижный устанавливается на другом высоковольтном аппарате или изоляционной конструкции.

ОПОРНЫЕ РАЗЪЕДИНИТЕЛИ

1. РАЗЪЕДИНИТЕЛИ ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ УСТАНОВКИ

Для внутренних установок разъединители могут быть однополюсными (РВО) или трехполюсными (РВ, РВК, РВЗ, РВПЗ, РВРЗ и др.).

Трехполюсные разъединители серии РВ представляют собой три токопровода, смонтированных на одной раме с общим валом и приводным рычагом (рис. 1). Каждый полюс имеет дванеподвижных опорных изолятора и фарфоровую тягу, присоединенную к общему валу. Ножи приводятся в движение рычагом. На токи до 1000 А ножи разъединителя изготовляются из двух медных полос, на большие токи применяются ножи из трех-четырех полос. Наилучшее использование материала при больших токах достигается, если неподвижные контакты будут коробчатого сечения, а ножи - корытообразной формы.

Рис. 1. Трехполюсный разъединитель серии РВ:

1 — рама; 2 — опорный изолятор типа ОМА; 3 — неподвижный контакт; 4 - нож; 5 — тяга фарфоровая; 6 - вал; 7 - рычаг для соединения разъединителя с приводом

vunivere.ru

Эксплуатация разъединителей. Опорные разъединители. Акустико-эмиссионный контроль состояния изоляторов разъединителей, страница 4

Разъединители с заземляющими ножами РВЗ в зависимости от варианта исполнения имеют один или два вала с заземляющими ножами, которые крепятся к раме. Заземляющие ножи замыкают дополнительные заземляющие контакты, закрепленные под основными неподвижными контактами. Разъединители РВЗ управляются с помощью двух приводов одинаковой конструкции (один для главных, другой для заземляющих ножей). Эти разъединители не требуют переносных заземлений, создают лучшие условия безопасного производства работ.

Разъединители РВФ и РВФЗ применяются в тех устройствах, в которых требуется изолированный переход из одного помещения (или отсека) в другое. Для этого в конструкции предусмотрены проходные изоляторы.

Для установки в комплектных экранированных токопроводах применяются разъединители катящегося типа с поступательным движением ножа типа РВК. Эти разъединители рассчитаны на большие токи (12000, 14000 А).

На номинальный ток 12500 А выпускаются разъединители серии РВП (с поступательным движением контактных ножей). Достоинством конструкции таких разъединителей является малый момент на валу, что обеспечивается системой кулачков, связанной с подвижным ножом.

Разъединитель внутренней установки типа РВПЗ-20/12500 УЗ (рис. 2) предназначен для работы в сетях с малыми токами КЗ на землю в следующих условиях:

а) высота над уровнем моря не более 1000 м;

б) температура окружающей среды не выше 40 и не ниже - 40° С;

в) влажность воздуха 80 % при температуре 20° С.

Рис. 2. Разъединитель внутренней установки РВПЗ-20/12500 УЗ

1 - швеллер; 2 - плита; 3 - дюралюминиевый лист; 4 - изолятор ОФ-20-3000; 5 - контактный нож; 6,7 - неподвижные контакты; 8 - приводной вал; 9, 10 - редукторы; 11 - вал заземляющего ножа; 12 - рычаг заземляющего ножа; 13 - знак «В» - вертикальная установка; 14 - контактные пружины; 15 - винт;-16 - тяга; 17 - подвижные кулачки с рычагами; 18 - запирающий механизм; 19 - фиксатор; 20 - упор; 21 - контакт с ламелями; 22 - пластина; 23 - гибкая связь; 24 – держатель

Основные технические данные разъединителя приведены в табл. 1.

Таблица 1

Технические данные разъединителя РВПЗ-20/12500

Параметры	Норма для ножей
Параметры	главных	заземляющих
Номинальное напряжение, кВ	20	-
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	24	-
Номинальный ток, А	12500	5000
Частота, Гц	50	50
Амплитуда предельного сквозного тока, кА	490	250
Предельный ток термической стойкости, кА	180	100
Время протекания предельного тока термической стойкости, с	4	1
Масса, кг	625	625

Разъединители допускают длительное протекание тока 14000 А.

Полюс разъединителя состоит из двух швеллеров, плиты из древесно-слоистого пластика, дюралюминиевого листа, опорных изоляторов, подвижных контактных ножей, неподвижных контактов, приводного вала, редукторов.

Швеллеры являются основанием разъединителя. Между швеллерами располагаются один или два вала ножей заземления. На каждом швеллере в зависимости от наличия ножей заземления приварены одна или две втулки, на которые устанавливаются рычаги заземляющих ножей. На одном из швеллеров имеется болт заземления, рядом с ним нанесен знак заземления, а также может быть нанесен (в случае вертикальной установки разъединителя) знак «В» - «вертикальная установка разъединителя».

На швеллерах закрепляется плита из древесно-слоистого пластика с дюралюминиевым листом, к которому, в свою очередь, крепятся редуктор и опорные изоляторы.

Дюралюминиевый лист служит экраном для основания разъединителя и должен быть подсоединен к экрану токопровода.

Изоляция разъединителя состоит из шести изоляторов типа ОФ-20-3000. На изоляторах закрепляется контактная система из двух неподвижных контактов и восьми подвижных контактных ножей. Каждый неподвижный контакт выполнен из четырех уголков и четырех пластин. Подвижные контактные ножи имею швеллерообразную форму. Неподвижные контакты и контактные ножи имеют серебряные накладки. Контактные давления создаются контактными пружинами.

vunivere.ru

Разъединитель и опорный изолятор для него

Изобретение относится к разъединителю. Разъединитель для разрывания токовой цепи, находящейся под напряжением, составляющим, по меньшей мере, 100 кВ относительно земли, содержит две группы (14, 15) удлиненных стержневидных опорных изоляторов (16), выполненных с возможностью установки на землю и поддержки каждого из концов (19, 20) проводника на большой высоте над землей. Нож (21) разъединителя соединен с одним или обоими из упомянутых концов проводника и выполнен с возможностью перемещения для соединения и разъединения этих концов. Опорный изолятор изготовлен из изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука, содержащего каучук, внедренный в огнеупорный наполнитель, который является устойчивым к коронному разряду. Разъединитель и опорный изолятор могут быть применены в преобразовательной станции системы передачи высокого напряжения на постоянном токе. Техническим результатом является обеспечение уменьшения высоты опорных изоляторов и за счет этого высоты разъединителя. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Область и уровень техники

Настоящее изобретение относится к разъединителю для получения физического разрывания токовой цепи, находящейся под высоким напряжением, по меньшей мере, 100 кВ относительно земли, причем упомянутый разъединитель содержит две группы удлиненных стержневидных опорных изоляторов, выполненных с возможностью установки на землю и поддержки конца проводника, входящего в состав упомянутой токовой цепи, каждый на большой высоте над землей, в котором, по меньшей мере, первая из упомянутых групп опорных изоляторов служит опорой для ножа разъединителя, один конец которого соединен с одним из упомянутых концов проводника и выполнен с возможностью перемещения из замкнутого положения разъединителя, в котором другой свободный конец упомянутого ножа соединен с другим концом проводника, для разъединения упомянутых концов проводника друг от друга и, кроме того, относится к опорному изолятору для такого разъединителя.

Отметим, что термин "изолирующий" в данном описании означает "электрически изолирующий", хотя это и не упоминается явным образом.

Упомянутое высокое напряжение может быть как переменным напряжением, так и постоянным напряжением, хотя данное изобретение в особенности направлено на случай постоянного напряжения, так как особенно касается проблем, увеличивающихся с уровнем упомянутого высокого напряжения. Для освещения, но никоим образом не ограничения изобретения, далее будет рассмотрен случай для разъединителя, установленного вместе с преобразовательной станцией системы передачи HVDC (высокого напряжения на постоянном токе).

При передаче постоянного напряжения в сети постоянного напряжения, соединенной с такой преобразовательной станцией, желательно иметь напряжение как можно большей величины, так как при увеличении напряжения уменьшаются потери передачи. Таким образом, существует постоянное стремление увеличить напряжение на полюсах линии передачи такой системы передачи относительно земли. Это означает также, что высота упомянутой токовой цепи над землей должна быть увеличена. Разъединители этого типа обычно устанавливают в распределительном устройстве, вне шкафов с преобразовательными вентилями для отсоединения оборудования для его технического обслуживания или при его поломке, для отсоединения полюса упомянутой линии передачи при возникновении короткого замыкания на землю и т.д.

Это означает, что при повышении упомянутого высокого напряжения до высоких уровней, а именно порядка 600 кВ и выше, могут возникнуть проблемы. Чтобы получить хорошее искровое перекрытие в упомянутых опорных изоляторах для такого разъединителя, необходимо задать им высоту проектировки выше установленного оборудования распределительного устройства и также сделать их чувствительными к механическим напряжениям, связанным с очень большой высотой опорных изоляторов, и к сейсмическим явлениям. Обычно, упомянутые опорные изоляторы изготавливают из фарфора и снабжают радиальными внешними фланцами, юбками, которые размещены по существу равномерно в продольном направлении изолятора. Размеры этих фланцев выбирают, исходя из определенного расстояния сползания с учетом того, что в обычном случае разъединитель подвержен воздействию погодных условий, например дождя, которые могут увеличить упомянутое расстояние набегания. Кроме того, каждый из таких высоких опорных изоляторов должен быть изготовлен из нескольких коаксиально поставленных частей опорного изолятора, связанных между собой металлическими фланцами, прикрепленными к изолятору, что дополнительно увеличивает высоту данного опорного изолятора.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение разъединителем и опорным изолятором для него, типа определенного во вводной части, позволяющими уменьшить высоту таких опорных изоляторов и за счет этого высоту такого разъединителя.

Эта задача согласно настоящему изобретению решается обеспечением таким разъединителем, в котором, по меньшей мере, внешние части упомянутых опорных изоляторов изготовлены из изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука.

При использовании такого изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука для упомянутого опорного изолятора расстояние набегания опорного изолятора можно уменьшить благодаря гидрофобному признаку, значительно уменьшающему риск возникновения любых набегающих потоков на поверхности изолятора в условиях повышенной влажности, таких как дождь и туман. Это означает, что опорные изоляторы разъединителя могут быть способны воспринимать больше кВ/мм без увеличения риска возникновения искрового перекрытия и других проблем. Другое преимущество такого изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука по сравнению с использованием фарфора для опорных изоляторов состоит в том, что технологии его производства таковы, что упомянутые радиальные фланцы или юбки, если они имеются, могут быть изготовлены более тонкими, что при определенном свободном пространстве между соседними подобными фланцами приводит к наличию большего числа этих фланцев на единицу длины, а также уменьшению высоты такого опорного изолятора для заданного напряжения. Технологии производства также в результате позволяют сделать опорные изоляторы, изготовленные из этого материала, большей длины, чем опорные изоляторы, изготовленные из фарфора, что приводит к уменьшению числа упомянутых металлических фланцев, соединяющих две поставленные друг на друга части опорных изоляторов, и за счет этого также к уменьшению высоты опорного изолятора, так как каждый такой соединительный фланец добавляет высоту. Итак, в результате такого нового подхода, заключающегося в использовании изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука для опорных изоляторов в разъединителях для подобных высоких напряжений, возникает целый ряд преимуществ. Такие или подобные изолирующие композитные материалы применялись для ограждения различной аппаратуры, например выключателей, делителей напряжения и т.д.

Согласно одному из вариантов воплощения настоящего изобретения упомянутый изолирующий материал содержит каучук, внедренный в огнеупорный наполнитель. Огнезащитное свойство наполнителя является важным при работе с высокими напряжениями.

Согласно следующему варианту воплощения настоящего изобретения каучук внедрен в наполнитель, также являющийся устойчивым к коронному разряду, что снижает риск пробоя изолирующего материала, например, в воздушном зазоре между соседними радиальными фланцами опорного изолятора.

Согласно следующему варианту воплощения настоящего изобретения упомянутый изолирующий гидрофобный композитный материал на основе каучука содержит каучук, выбранный из соединений каучука с кремнием. Обнаружено, что такие изолирующие композитные материалы на основе каучука с кремнием обладают востребованными свойствами.

Согласно следующему варианту воплощения настоящего изобретения упомянутый каучук внедрен в наполнитель из тригидрата алюминия, который является подходящим наполнителем для формирования изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука, соответствующего настоящему изобретению.

Согласно следующему варианту воплощения настоящего изобретения упомянутые опорные изоляторы по существу полностью изготовлены из упомянутого изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука. Стержневидный опорный изолятор может быть изготовлен при помощи любого известного способа производства такого материала, как единое изделие, включающее в себя упомянутые радиальные фланцы и, возможно, модифицированные концевые части для соединения с другими частями.

Согласно следующему варианту воплощения настоящего изобретения каждый из упомянутых опорных изоляторов имеет множество внешних радиальных фланцев или юбок, распределенных по существу равномерно в продольном направлении изолятора. Такие радиальные фланцы или юбки могут благодаря использованию этого материала быть изготовлены меньшей толщины, чем в случае их изготовления из фарфора, что позволяет разместить большее число упомянутых юбок на единицу длины при заданном воздушном зазоре между последовательными юбками.

Согласно следующему варианту воплощения настоящего изобретения упомянутая группа опорных изоляторов, служащая опорой упомянутому ножу разъединителя, имеет подвижный опорный изолятор, выполненный с возможностью перемещения для перемещения упомянутого ножа с целью разъединения и соединения упомянутых двух концов проводника, и этот подвижный опорный изолятор изготовлен из того же материала, что и другие опорные изоляторы. Это означает, что высота может быть уменьшена соответственно также и у этого подвижного опорного изолятора, что, разумеется, имеет большое значение для сохранения высоты разъединителя на приемлемом уровне.

Согласно следующему варианту воплощения настоящего изобретения разъединитель содержит стойку из стали или аналогичного материала, посредством которой упомянутые группы опорных изоляторов устанавливают на землю. Таким образом, разъединитель устанавливается на землю непосредственно на упомянутых опорных изоляторах, а на землю может быть установлена стойка, стабилизирующая конструкции и являющаяся опорой упомянутым опорным изоляторам.

Согласно следующему варианту воплощения настоящего изобретения каждый из упомянутых опорных изоляторов изготовлен, по меньшей мере, из двух поставленных друг на друга частей опорных изоляторов, соединенных стабилизирующим опорным каркасом, с целью их коаксиальной установки. Стабилизирующий опорный каркас может быть образован металлическими фланцами. Это может оказаться удобным, когда разъединитель предназначен для очень высоких напряжений, например выше 600 кВ, и высота опорных изоляторов будет значительной, например порядка 10 метров, и что, по меньшей мере, не создаст сложностей при работе с таким длинным опорным изолятором во время транспортировки, если он будет изготовлен как единое изделие.

Согласно следующему варианту воплощения настоящего изобретения каждая из упомянутых секций опорного изолятора длиной более 2,5 метров, предпочтительно длиннее 3 метров, преимущественно длиннее 4 метров или длиннее 5 метров. Столь длинными упомянутые секции опорных изоляторов можно сделать благодаря технологиям производства и высокому механическому сопротивляющему свойству материала, использованного для упомянутых опорных изоляторов, что позволяет уменьшить число соединяющих стабилизирующих опорных каркасов, например, в виде металлических фланцев и за счет этого высоту опорного изолятора.

Согласно следующему варианту воплощения настоящего изобретения упомянутый разъединитель выполнен с возможностью получения физического разрыва токовой цепи, находящейся под напряжением выше 200 кВ, выше 400 кВ, выше 600 кВ, 700-1000 кВ или приблизительно 800 кВ относительно земли. Как уже было сказано, чем выше упомянутое напряжение, тем больше заинтересованность в использовании опорных изоляторов из изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука, соответствующего настоящему изобретению, не ограничивая ради этой цели настоящее изобретение только такими очень высокими напряжениями.

Согласно следующему варианту воплощения настоящего изобретения разъединитель выполнен с возможностью получения физического разрыва токовой цепи, в обычном случае проводящей ток выше 500 А, например 1 кА - 5 кА. Это уровни токов, обычно возникающих в токовых цепях с необходимостью разрыва разъединителем, в которых преобладают упомянутые высокие напряжения.

Данное изобретение также относится к опорному изолятору для разъединителя, для получения физического разрыва токовой цепи, находящейся под высоким напряжением относительно земли, составляющим, по меньшей мере, 100 кВ, согласно добавленным пунктам, и преимущества и различные варианты воплощения такого опорного изолятора согласно изобретению очевидны из вышеприведенного описания разъединителя, соответствующего настоящему изобретению.

Данное изобретение также относится к применению разъединителя, соответствующего настоящему изобретению, или опорного изолятора, соответствующего настоящему изобретению, вместе с преобразовательной подстанцией системы передачи HVDC, где разъединитель согласно настоящему изобретению и опорный изолятор особенно выгодны.

Дальнейшие преимущества, а также выгодные характеристики изобретения станут очевидными из следующего описания.

Краткое описание чертежей

Далее со ссылкой на приложенные чертежи следует конкретное описание варианта воплощения настоящего изобретения, рассмотренного в качестве примера.

Из чертежей

Фиг.1 очень схематично иллюстрирует общую структуру преобразовательной станции в системе передачи HVDC, в которой соответственно применен разъединитель, соответствующий настоящему изобретению.

Фиг.2 - упрощенный вертикальный вид сбоку разъединителя, соответствующего одному из вариантов воплощения настоящего изобретения.

Фиг.3 - упрощенный вид поперечного сечения плоскостью III-III одной из групп опорных изоляторов разъединителя, соответствующего фиг.2.

Подробное описание варианта реализации изобретения

Общий проект преобразовательной станции HVDC в системе передачи показан на фиг.1. В предпочтительном случае разъединитель, соответствующий настоящему изобретению, устанавливают вместе с такой преобразовательной станцией. Эта преобразовательная станция 1 установлена на одном конце линии 2 передачи HVDC, имеющей два полюса, один полюс 3 с положительной полярностью и один полюс 4 с отрицательной полярностью. Система 5 переменного тока соединена с преобразовательной станцией через трансформаторы 6 для получения соответствующего уровня напряжения в упомянутой системе переменного тока. Система переменного тока может представлять собой систему генерации в виде электростанции любого типа с генераторами электроэнергии либо систему потребления или сеть, соединяющую с потребителями электроэнергии, такими как промышленные предприятия или населенные пункты. Преобразовательная подстанция имеет два преобразователя 7, 8, у которых сторона постоянного тока соединена, во-первых, с соответствующим из упомянутых двух полюсов 3, 4 и, во-вторых, с контуром 9 нейтрали для постоянного тока, являющимся общим для этих преобразователей и соединяющим их сторону низкого напряжения с землей для задания определенного напряжения в каждом из преобразователей. Это напряжение в обычном случае может быть порядка 400 кВ - 800 кВ, причем тенденцией является увеличение данного напряжения, насколько это возможно, для уменьшения потерь при передаче в линии 2, как указано выше. Эта преобразовательная станция имеет несколько разъединителей, выполненных с возможностью соединения и разъединения преобразователей, фильтров гармоник (не показаны), соответствующего полюса линии передачи и т.д. В качестве примера показаны только некоторые из таких разъединителей 10-13, в то же время другое оборудование, хорошо известное специалистам в данной области техники, исключено из рассмотрения для упрощения чертежа.

Далее со ссылкой на фиг.2 и 3 будет рассмотрен один из вариантов воплощения такого разъединителя. Итак, такой разъединитель предназначен для получения физического разрыва токовой цепи, находящейся под высоким напряжением относительно земли, и разъединитель, показанный на фиг.2 и 3, предназначен для разрыва токовой цепи, находящейся под напряжением 800 кВ, в которой может протекать ток 4 кА.

Разъединитель имеет две группы 14, 15 с одним или более удлиненных стержневидных опорных изоляторов 16, выполненных с возможностью установки на землю 17 путем установки на стабилизирующую стойку из стали и поддержки каждого из концов 19, 20 проводника (шины), входящих в состав упомянутой токовой цепи, на большой высоте над землей. Проводник образован тремя кабелями, параллельно соединенными между собой. В представленном случае уровень составляет приблизительно 13 метров. Первая 14 из упомянутых групп опорных изоляторов служит опорой для ножа 21 разъединителя, который снабжен центральным шарниром 22 и может поворачиваться, перемещаясь между положением, в котором он замыкает упомянутую токовую цепь (пунктирные линии), и положением, в котором он разрывает упомянутую токовую цепь (сплошные линии). На стойке 18 группы 14 опорных изоляторов установлен электродвигатель 23, предназначенный для управления такими операциями соединения и разъединения путем приведения в действие подвижного опорного изолятора 24, имеющего тот же вид, что и два опорных изолятора 16 группы 14. Группа 15 опорных изоляторов в этом примере состоит из трех опорных изоляторов.

Каждый из опорных изоляторов разделен на три части 31-33 опорного изолятора, каждая из которых имеет длину 3,3 метра и которые соединены между собой металлическими фланцами и стабилизирующим опорным каркасом 34. Каждый из металлических фланцев имеет высоту порядка 200 мм.

На увеличенном виде "А" изображено, что опорные изоляторы имеют множество радиальных фланцев или юбок 35, равномерно распределенных в продольном направлении изолятора для снижения риска возникновения набегающих потоков. Напряжение относительно земли будет распределено воздушными зазорами, образованными при этом между последовательными подобными радиальными юбками 35.

Опорные изоляторы изготовлены из изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука с силициумом, полученного путем внедрения каучука с силициумом в наполнитель из тригидрата алюминия, являющегося огнеупорным, а также устойчивым к коронному разряду. Благодаря гидрофобному признаку этого материала риск возникновения набегающих потоков в условиях повышенной влажности, таких как дождь, будет значительно снижаться по сравнению с использованием фарфора в качестве изолирующего материала, таким образом можно будет уменьшить расстояние набегания или путь утечки, и за счет этого такой опорный изолятор сможет воспринимать больше кВ/мм в его продольном направлении. Это означает, что можно уменьшить высоту такого опорного изолятора. Возможность изготовить радиальные фланцы 35 меньшей толщины позволяет уменьшить высоту опорного изолятора на дополнительные 10%-25%, в результате чего его высота может в представленном случае составлять приблизительно 10 метров плюс высота стойки 2,5 метра вместо приблизительно 15 метров плюс стойка, что было бы трудно, особенно в регионе с высокой сейсмической активностью.

Кроме того, известные фарфоровые опорные изоляторы должны изготавливаться частями длиной приблизительно 2 метра, с требуемым металлическим фланцем через каждые 2 метра, что увеличивает их высоту, в то время как в представленном случае упомянутый изолирующий гидрофобный композитный материал на основе каучука обеспечивает достаточную механическую устойчивость также и для существенно более длинных секций опорного изолятора, например 5 метров или больше, если это потребуется.

Изобретение, разумеется, никоим образом не ограничивается описанным выше вариантом его реализации, и специалисту в данной области техники будут очевидны многие возможные его модификации, не противоречащие основной идее этого изобретения, закрепленной в пунктах приложенной формулы изобретения.

Некоторое число опорных изоляторов в каждой из упомянутых групп в разъединителе может отличаться от показанных на чертежах. Конструкция ножа разъединителя и способ управления его перемещением не являются предметом настоящего изобретения и могут быть реализованы множеством других путей, отличающихся от рассмотренного.

Как уже отмечалось, разъединитель, соответствующий настоящему изобретению, также может использоваться для разъединения токовых цепей переменного напряжения, хотя изобретение особенно выгодно применять при работе с постоянным напряжением, где в основном имеют место более высокие уровни этого напряжения.

Отметим, что обе группы опорных изоляторов могут служить опорой ножу разъединителя, тогда два ножа разъединителя могут в замкнутом состоянии соединяться с контактным элементом, расположенным между упомянутыми концами проводника. В пунктах приложенной формулы изобретения формулировка "другой свободный конец упомянутого ножа соединен с другим концом проводника" должна пониматься как охватывающая также и подобный случай косвенного соединения.

1. Разъединитель для получения физического разрыва токовой цепи, находящейся под высоким напряжением, по меньшей мере 100 кВ относительно земли, причем упомянутый разъединитель содержит две группы (14, 15) удлиненных стержневидных опорных изоляторов (16), выполненных с возможностью установки на землю и поддержки конца (19, 20) проводника, входящего в состав упомянутой токовой цепи, каждый на высоком уровне над землей, в котором, по меньшей мере, первая (14) из упомянутых групп опорных изоляторов служит опорой для ножа (21) разъединителя, один конец которого соединен с одним из упомянутых концов проводника и выполнен с возможностью перемещения из замкнутого положения разъединителя, в котором другой свободный конец упомянутого ножа соединен с другим концом проводника, для разъединения упомянутых концов проводника друг от друга, отличающийся тем, что, по меньшей мере, внешние части упомянутых опорных изоляторов (16) изготовлены из изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука, который содержит каучук, внедренный в огнеупорный наполнитель.

2. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что наполнитель также является устойчивым к коронному разряду.

3. Разъединитель по п.2, отличающийся тем, что упомянутый наполнитель является тригидратом алюминия.

4. Разъединитель по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что упомянутый изолирующий гидрофобный композитный материал на основе каучука содержит каучук, выбранный из соединений каучука с кремнием.

5. Разъединитель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что упомянутые опорные изоляторы (16), по существу, полностью изготовлены из упомянутого изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука.

6. Разъединитель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что каждый из упомянутых опорных изоляторов (16) имеет множество внешних радиальных фланцев или юбок (35), распределенных, по существу, равномерно в продольном направлении изолятора.

7. Разъединитель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что упомянутая группа (14) опорных изоляторов, служащая опорой упомянутому ножу (21) разъединителя, имеет подвижный опорный изолятор (24), выполненный с возможностью перемещения для перемещения упомянутого ножа для разъединения и соединения упомянутых двух концов (19, 20) проводника, а также тем, что этот подвижный опорный изолятор (24) изготовлен из того же материала, что и другие опорные изоляторы (16).

8. Разъединитель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он содержит стойку (18) из стали или аналогичного материала, посредством которой упомянутые группы (14, 15) опорных изоляторов выполнены с возможностью установки на землю.

9. Разъединитель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что каждый упомянутый опорный изолятор (16) изготовлен, по меньшей мере, из двух поставленных друг на друга частей (31-33) опорных изоляторов, соединенных между собой стабилизирующим опорным каркасом (34), для их коаксиальности.

10. Разъединитель по п.9, отличающийся тем, что каждая упомянутая часть (31-33) опорного изолятора длиннее 2,5 м, предпочтительно длиннее 3 м, преимущественно длиннее 4 м или длиннее 5 м.

11. Разъединитель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью получения физического разрыва токовой цепи, находящейся под напряжением выше 200 кВ, выше 400 кВ, выше 600 кВ, 700-1000 кВ или приблизительно 800 кВ относительно земли.

12. Разъединитель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью получения физического разрыва токовой цепи, обычно проводящей ток выше 500 А, например 1-5 кА.

13. Опорный изолятор для разъединителя для получения физического разрыва токовой цепи, находящейся под высоким напряжением, по меньшей мере, 100 кВ относительно земли, отличающийся тем, что он изготовлен из изолирующего гидрофобного композитного материала на основе каучука, содержащего каучук, внедренный в огнеупорный наполнитель.

14. Опорный изолятор по п.13, отличающийся тем, наполнитель также является устойчивым к коронному разряду.

15. Опорный изолятор по п.14, отличающийся тем, что наполнитель является тригидратом алюминия.

16. Опорный изолятор по любому из пп.13-15, отличающийся тем, что упомянутый изолирующий гидрофобный композитный материал на основе каучука содержит каучук, выбранный из соединений каучука с кремнием.

17. Применение разъединителя по любому из пп.1-12 вместе с преобразовательной станцией системы передачи HVDC (высокого напряжения на постоянном токе).

18. Применение по п.17, в котором упомянутый разъединитель выполнен с возможностью разъединения и соединения преобразователей, и/или фильтров гармоник, и/или полюса линии передачи, используемых вместе с упомянутой преобразовательной станцией.

19. Применение опорного изолятора по любому из пп.13-16 вместе с преобразовательной станцией системы передачи HVDC (высокого напряжения на постоянном токе).

www.findpatent.ru

Эксплуатация разъединителей. Опорные разъединители. Акустико-эмиссионный контроль состояния изоляторов разъединителей, страница 7

При включении разъединителя сжатый воздух подается в привод, поршень которого, передвигаясь, поворачивает изолятор, приводящий в движение механизм 4 через систему зубчатых передач. Валы обоих механизмов поворачиваются навстречу друг другу, поднимая нож вверх. Обе створки контакта 6 касаются неподвижного контакта 7, и после соприкосновения нож еще несколько поднимается вверх, поворачивая створки наружу и обеспечивая необходимый ход в контакте.

Неподвижный контакт 7 подвешен на гибких проводах. Из-за ветра, изменения температуры и других подобных причин неподвижный контакт может несколько перемещаться. Чтобы уменьшить горизонтальное перемещение неподвижного контакта, его укрепляют на двух проводах, связанных между собой. Каждый провод подвешивается на отдельной гирлянде. Чтобы створки контакта 6 прикасались с неподвижным контактом 7 при всех вертикальных и горизонтальных перемещениях, длина створок выбрана примерно в полтора-два раза больше, чем расстояние между проводами, а угол поворота принят с таким расчетом, чтобы обеспечить это соприкосновение.

Рис. 4. Разъединитель типа «пантограф» с ножом заземления

Конструкция разъединителя типа «пантограф» довольно сложна, однако РУ с разъединителями этого типа требует меньшей площади, чем РУ с обычными разъединителями. Разъединитель типа «пантограф» может иметь нож заземления (рис. 4), который приводится в движение от самостоятельного пневматического привода, сблокированного с основными.

Другое исполнение разъединителя типа «пантограф» (рис. 5) рассчитано на напряжение от 245 до 420 кВ и ток до 1250 А. На конце пантографа 5 закреплены щипцы 6, которые при включенном положении разъединителя сжимают неподвижный контакт, подвешенный на верхнем приводе. Механизм 4, приводящий в движение пантограф 5, установлен на одном или двух опорных изоляторах 2 (в зависимости от номинального напряжения), привернутых к раме 1. Движение от привода к механизму 4 передается поворотным изолятором 3. На корпусе механизма укреплены экраны 7.

Рис. 5. Разъединитель типа «пантограф» на 245-420 кВ 800-1250 А (общий вид полюса)

4. ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЕ РАЗЪЕДИНИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЕМ 145-800 кВ ЗА РУБЕЖОМ

Телескопические разъединители, несмотря на сравнительно сложную конструкцию, обладают существенным преимуществом по сравнению с другими разъединителями и находят все большее применение, особенно в условиях ограниченного пространства подстанций открытого типа.

Некоторые типы разъединителей, особенно с горизонтальными поворотными ножами, например двухколонковые, помимо всего прочего требуют больших междуфазных расстояний в отключенном положении, что связано с наличием дополнительных площадей. Иначе обстоит дело с разъединителями пантографического типа, у которых контакты расположены вертикально. Но и они имеют свои недостатки с точки зрения междуфазного расстояния в отключенном положении. Подвижные элементы разъединителей пантографического типа достаточно громоздки и в горизонтальном направлении требуют дополнительных площадей.

Поэтому уменьшение габаритов разъединителей и площадей, занимаемых ими в отключенном положении, позволяет значительно сэкономить площади, занимаемые ОРУ.

Функционально разъединитель представляет собой часть токоведущего контура, который органично вписывается или не вписывается в шинные устройства. Выполнить эти функции в минимальных габаритах возможно, только используя разъединитель, подвижная часть которого движется вдоль осевой линии ошиновки и вращение которой ограничено. Разъединитель телескопического типа удовлетворяет этим требованиям.

Телескопический разъединитель представляет собой конструкцию с линейным перемещением подвижных элементов вдоль осевой линии ошиновки. Их максимальное вращение вокруг оси движения контактов находится в пределах небольшого цилиндра, параметр которого составляет примерно 25% расстояния, проходимого подвижным контактом (рис. 6, а).

vunivere.ru