Высоковольтные выключатели. 
Высоковольтные выключатели

В электроэнергетических системах высоковольтные выключатели относятся к одним из наиболее ответственных видов электрооборудования. Качество функционирования высоковольтных выключателей определяет степень надёжности и энергобезопасности работы всей системы передачи и распределения электроэнергии как в нормальных, так и в аварийных режимах. Поэтому весьма актуальными являются технический контроль и диагностика состояния высоковольтных выключателей, позволяющие своевременно выявлять развивающиеся дефекты или неисправности, а затем оперативно устранять их. Очевидно, что диагностике высоковольтных выключателей в эксплуатации любых энергообъектов следует уделять повышенное внимание. В настоящее время важную роль в электроэнергетике, в том числе и в диагностике высоковольтного электрооборудования, начинают играть цифровые методы, устройства и системы на микропроцессорной элементной базе. Эти методы имеют особо важное значение для изношенного электрооборудования, в первую очередь для масляных выключателей, которых в настоящее время находится в эксплуатации значительно больше, чем других типов. На предприятиях энергосистемы России количество масляных выключателей составляет, как правило, не менее 50% от общего числа высоковольтных выключателей.

Важное место в диагностике высоковольтных выключателей занимает тепловизионный контроль. С применением инфракрасной техники каждый год выявляется значительное количество дефектов на электрооборудованиях подстанций. В настоящее время на каждый тип выключателя разработана своя методика тепловизионного контроля.

Таблица 1. Информация, получаемая при ИК-контроле выключателя.

Следует отметить, что диагностика масляных выключателей требует измерения большего числа параметров и трудозатрат ввиду их конструктивных особенностей. Среди многочисленных технических параметров выключателей особое значение для их функционального назначения имеют временные параметры контактной системы и скоростные характеристики подвижных частей.

Качество работы контактной системы выключателей определяет в первую очередь совокупность следующих основных временных параметров: время включения и отключения, разновременность включения фаз, длительность и характер дребезга контактов. Эти параметры должны строго контролироваться в условиях эксплуатации на соответствие допустимым (нормируемым) значениям. Заметим, что работа выключателя зависит от состояния его механических частей, правильности регулировок, настроек, степени износа, наличия развивающихся дефектов, точности изготовления деталей и качества сборки на заводе-изготовителе.

Так, в режиме отключения чёткая одновременность разрыва дугогасительных контактов в каждой фазе высоковольтного выключателя обеспечивает равномерное распределение энергии дуги на разные плечи контактной системы и быстрое её гашение, что в свою очередь снижает степень износа и гарантирует длительный ресурс работы выключателя. Сокращение времени дребезга контактов также уменьшает их эрозию и увеличивает ресурс контактной системы. Одновременно замыкающиеся главные контакты выключателей обеспечивают предсказуемость и регулярность бросков тока намагничивания фаз трансформатора, а также исключают неполнофазные режимы электроустановок, что важно для правильной работы пусковых измерительных органов устройств РЗА. Сверхнормативное значение разновременности работы контактов выключателей может приводить также к перенапряжениям.

Традиционные методы и устройства для измерения параметров и характеристик высоковольтного выключателя, как правило, трудоёмки, результаты измерений фиксируются вручную, а точность определения тех или иных параметров зависит от субъективных факторов, а также от совершенства технических средств измерения.

Так, разновременность замыкания подвижных контактов с неподвижными контактами обычно осуществляется косвенно, по разнице линейных перемещений подвижных контактов в разных фазах в камере выключателя, и производится медленно, ручным включением выключателя с помощью рычага или домкрата. Фиксация касания контактов в каждой фазе осуществляется оператором по загоранию соответствующих ламп в специальной схеме электрической цепи и поэтапной отметкой карандашом положений направляющей трубы на изолирующей штанге. Затем линейкой вручную производятся измерения положений подвижных контактов.

Для определения разновременности касания контактов выключателя с помощью данной методики необходим предварительный слив трансформаторного масла из его бака и ручное производство измерений. Процесс измерения не автоматизирован и не позволяет определять собственное время включения и отключения выключателя в рабочем режиме, а также выявить при этом дребезг контактов. В эксплуатационной практике нередки случаи, когда необходимо оперативно и без слива трансформаторного масла оценить разновременность касания контактов высоковольтного выключателя, например после аварийного отключения.

Если подвижные контакты выключателя всех трёх фаз при включении одновременно касаются неподвижных контактов, а при выключении одновременно размыкаются и если отсутствует обрыв шунтирующих сопротивлений, то в ряде случаев отпадает необходимость традиционной методики вскрытия выключателя со сливом диэлектрической жидкости. Известно, например, что в выключателях типов У-110 и МКП-110 кВ в баке одной фазы находится 2.7 т трансформаторного масла. Поэтому слив трансформаторного масла из баков выключателя и последующая его заливка после ремонта требуют больших трудозатрат, наличия дополнительных механизмов, ёмкости для слива масла, маслонасоса, шланга для перекачки диэлектрической жидкости и т. д. При этом возникает угроза загрязнения окружающей среды из-за неосторожных действий персонала.

Для измерения скорости контактов в нашей стране наиболее распространён метод, основанный на формировании периодического колебательного процесса с помощью вибрографа с пишущим узлом и штанги с диаграммной лентой, которая кинематически связана с подвижным контактом коммутационного аппарата. Этот метод также требует большого объёма подготовительных и восстановительных работ.

Существующий способ для измерения времени собственного включения и отключения высоковольтного выключателя предполагает применение источника постоянного и переменного напряжения, миллисекундомера и трёхполюсного автоматического выключателя. Временные параметры по этому способу определяются для каждой фазы отдельно. Очевидно, данным способом невозможно оценить разновременность включения и отключения разных фаз выключателя, а также выявить отскоки и дребезг контактов. Общим недостатком вышеназванных способов является ручное производство измерений, отсутствие автоматизации обработки данных измерений, невозможность хранения полученных результатов измерений для последующего архивирования и создания электронной базы данных. Существующие устройства для оценки технического состояния масляных выключателей типов ПКВ/М5А и ПКВ/М6 измеренные характеристики выдают в виде таблиц, а не в виде осциллограмм. Поэтому для персонала, обслуживающего высоковольтные выключатели, получение реальных осциллограмм их характеристик является более информативным и более ценным сведением, чем получение данных в виде таблиц. На базе многоканального цифрового регистратора достаточно легко удаётся производить контроль многих характеристик высоковольтных выключателей с применением новых методов и встроенного программного обеспечения в вычислительном блоке цифрового регистратора.

Приборы и системы для испытания выключателей класса напряжения 0.4…800кВ. Приборы и системы для испытания высоковольтных выключателей всех классов напряжения. Проводится измерение всех рабочих параметров, соответствующих паспортным режимам. Системы диагностики состояния выключателей разработаны для оперативной оценки технического состояния и определения остаточного ресурса высоковольтных выключателей различных типов и марок.

ТМ1600/МА61 — Измеритель временного цикла выключателя.

Система ТМ1600 измеряет временной цикл выключателя (до 800 кВ). Каналы времени записывают время включения и отключения главных контактов, контактов с предвключенными резисторами и других вспомогательных контактов. Каналы независимы, поэтому, можно измерять временные характеристики контактов, последовательно соединенные камеры выключателя, не разъединяя их. Блок ТМ1600 обеспечивает до 24 каналов. Если требуется большее число каналов, могут использоваться один или несколько дополнительных блоковТМ1600, обеспечивающих синхронизированные измерения. Имеется возможность выбора между различными последовательностями управляющих импульсов. Устанавливается время задержки между импульсами. Блок может быть оснащен функцией длительного контроля, при которой ТМ1600 запускается, как только изменяется состояние одного из каналов или распознается подача напряжения на независимый вход импульсов запуска.

контроль высоковольтный выключатель устройство.

ТМ1800 — Система анализа характеристик выключателей.