§ 11. Описание конструкции выключателя в исполнении для наружной установки (рис. 46)
Наружная установка МГ-35 на подстанции может быть осуществлена на обычном фундаменте, не требуя устройства дополнительных конструкций, а легкое ограждение выключателя может быть закреплено на опорах, например, с помощью электросварки. К основному горизонтальному листу рамы приварены сверху вертикальные стойки, являющиеся подшипниками для валов механизма, а снизу — цилиндрические коробки 5, в которых размещены трансформаторы тока. Фасонная крыша, приваренная к стойкам рамы, а также ребра, связывающие основной горизонтальный лист рамы с коробками трансформаторов тока, придают раме необходимую жесткость. На раме предусмотрены специальные опорные подставки 11 для крепления опорных изоляторов (по одному на фазу), с помощью которых делается удобным спуск и закрепление шинопровода от нижней выводной планки (см. рис. 44). Для обеспечения сборки и доступа к частям, расположенным внутри рамы, последняя имеет три съемных щита — два продольных и один передний (со стороны привода).
Рис. 47. Конденсаторная втулка.
2. Изоляторы.
Изоляторы выключателя состоят из конденсаторных втулок 2, проходящих своей средней частью сквозь раму, и полых фарфоровых ребристых покрышек 6 и 7, защищающих верхние и нижние концы втулок от атмосферных воздействий.
Конденсаторная втулка (рис. 47) представляет собой проходной изолятор, состоящий из медной трубы, на которую намотан ряд слоев бакелизированной бумаги с проложенными между ними обкладками из алюминиевой фольги. Первой обкладкой служит медная труба, длина остальных обкладок уменьшается равными ступенями по мере увеличения диаметра. Концы втулки проточены на конус. Наружная обкладка, которая должна быть заземлена, имеет наложенный на некоторой ее длине проволочный бандаж. Ниже бандажа на втулку надет литой фланец, закрепленный на ней с помощью разрезных конических колец и натяжного фланца. Конец бандажа зажат болтом на корпусе фланца.
С помощью указанного литого фланца конденсаторная втулка крепится к основной горизонтальной плите рамы выключателя. Верхняя фарфоровая покрышка крепится к крышке рамы, а нижняя — к корпусу газоотвода (см. ниже).
Крепление покрышек производится посредством металлических фланцев, заармированных на покрышках с помощью замазки, состоящей из смеси портланд-цемента с фарфоровой мукой. Соприкасающиеся с цементной связкой поверхности перед армировкой смазываются тонким слоем асфальтового лака, который образует эластичную прослойку, предотвращающую возникновение чрезмерных напряжений в фарфоре при разбухании цемента или при температурных изменениях размеров.
Места крепления изоляторов уплотнены кольцевыми резиновыми прокладками.
Приводной механизм (рис. 46).
Принцип устройства механизма соответствует схеме, показанной на рис. 17. В качестве шатунов В2С2 и В3С3, рис. 17) использованы плоские изоляционные тяги, расположенные попарно внутри верхней покрышки, по обе стороны конденсаторной втулки. Тяги связывают металлические заземленные части приводного механизма с подвижным контактным стержнем, находящимся под напряжением. В качестве направляющей для контактного стержня используется труба конденсаторной втулки, сквозь которую он проходит. Для этой цели на стержне закреплены через определенные промежутки три латунные втулки, скользящие вдоль внутренней поверхности трубы.
Для обеспечения необходимой скорости отключения механизм снабжен четырьмя пружинами. Одна, более сильная 13, действует на небольшой начальной части хода отключения и обеспечивает быстрое нарастание скорости подвижных контактов, остальные три, более слабые (19), компенсируют с некоторым избытком вес подвижных частей и поддерживают достаточную скорость до конца хода отключения. Для смягчения ударов в конце отключения установлены два масляных буфера 14, которые и поглощают энергию подвижных частей в конце хода.
Рис. 48. Масляный буфер.
Конструкция буфера изображена на рис. 48. Он состоит из корпуса 1 со вставленным в него стаканом 2, внутри которого помещен поршень 3. Корпус и стакан прикрыты втулкой 4, прижатой фланцем 5. Втулка служит направляющей для штока 10 поршня. Буфер залит маслом до уровня, показанного на рисунке. При ударе рычага механизма по штоку поршня последний движется вниз, вытесняя масло из нижней полости стакана. Так как отверстие дна стакана закрыто клапаном 6, масло может вытесняться только наверх, через небольшой кольцевой зазор между поршнем и стенкой стакана, а также через отверстия в поршне, прикрытые сверху втулкой 8, которая прижимается к верхней плоскости поршня сильной пружиной 9 (отверстия в поршне на рисунке не показаны). Возникающее при этом повышенное давление масла под поршнем создает усилие, тормозящее механизм выключателя. При включении выключателя шток поршня освобождается и пружина 7 возвращает поршень в исходное положение, а масло через обратный клапан 6 вновь заполняет нижнюю полость стакана.
Токоведущая система и дугогасительная камера.
Токоведущую систему выключателя образуют следующие элементы: верхняя выводная планка 16 (рис. 46), обходная медная шина, гибкая связь 20 из ленточной меди, присоединенная с помощью медного угольника к верхнему концу контактного стержня, контактный стержень со съемным наконечником 17, навернутым на нижнюю часть стержня, контактное устройство дугогасительной камеры, промежуточный фланец дугогасительной камеры и нижняя выводная планка 18.
Дугогасительная камера (рис. 49) разделяется на две части изоляционным опорным диском 16. В нижней части, ограниченной этим опорным диском и стальным горшком 2, размещено контактное устройство; в верхней части расположена изоляционная — гасящая — часть камеры 3.
Контактное устройство состоит из неподвижного контакта 4, который укреплен на приливе 18 промежуточного фланца 17; промежуточного контакта 5 с контактным механизмом; пружин 6. Промежуточный контакт 5 скреплен двумя заклепками с изолирующими щеками 19 и с помощью оси 20 связан с двумя изолирующими серьгами 21; последние сидят на оси 15, закрепленной в неподвижном изоляционном подшипнике 22. На концы оси 20 надеты изолирующие наконечники 23, в которые упираются верхние концы контактных пружин 6. Другими своими концами пружины упираются в изолирующие чашечки 24, укрепленные на планке, привернутой к приливу 18. На оси 15, между серьгами 21, помещен угловой изоляционный рычаг 25, который одним концом упирается в валик 26 промежуточного контакта, а вторым концом с помощью тяги 27 связан с поршнем 14.
Контактное устройство действует следующим образом.
При включении выключателя подвижной контактный стержень 7 нажимает на цилиндрический выступ промежуточного контакта 5. При этом в связи с одновременным действием на промежуточный контакт пружин 6 концы щек 19 прижимаются к неподвижной оси 15. В результате этого система из промежуточного контакта и серег 21 временно представляет собой единое целое и при перемещении подвижного стержня вниз вращается вокруг неподвижной оси 15.
Рис. 49. Дугогасительная камера.
1 — трансформаторное масло; 2 — горшок; 3— изоляционная часть камеры; 4 — неподвижный контакт; 5 — промежуточный контакт; 6 — пружина; 7 — подвижный контактный стержень; 8 — генерирующая дуга; 9 — гасимая дуга; 10 — нижние входные каналы; 11 — центральное овальное отверстие; 12 — верхние входные каналы; 13 — выходные каналы; 14 — поршень; 15 — ось; 16 — изоляционный опорный диск; 17 — промежуточный фланец; 18 — прилив фланца; 19 — изолирующие щеки; 20 — изоляционная ось; 21 — изолирующие серьги; 22 — изоляционный подшипник; 23 — изолирующие наконечники; 24 — изолирующие чашечки; 25 — изоляционный рычаг;
26 — валик промежуточного контакта; 27 - тяга; 28 — отверстия в опорном диске; 29 — масло выпускатель.
Такое движение продолжается до тех пор, пока конец промежуточного контакта не дойдет до неподвижного контакта 4. Это положение показано на рис. 50 сплошными линиями.
Начиная с этого положения цепь выключателя уже замкнута, и при дальнейшем движении подвижного стержня происходит так называемый «ход в контактах». При этом в связи с появлением дополнительной опоры на неподвижном контакте 4 характер движения промежуточного контакта изменяется, а именно: концы щек 19 отрываются от неподвижной оси 15, серьги 21 продолжают вращаться вокруг оси 15, а промежуточный контакт совершает сложное движение, перекатываясь со скольжением своим концом по неподвижному контакту, как это показано пунктирными линиями на рис. 50.
При отключении выключателя контактный стержень перемещается вверх, а вслед за ним движется промежуточный контакт, совершая такие же движения, как и при включении, но в обратной последовательности.
Рис. 50. Контактное устройство.
При этом в дугогасительной камере образуются две дуги: генерирующая дуга 8 — между неподвижным и промежуточным контактами — и гасимая дуга 9 — между промежуточным контактом и стержнем. Образующийся вокруг генерирующей дуги газовый пузырь, расширяясь, выталкивает масло через отверстия 28 в опорном диске и каналы 10 и 12 изоляционной части камеры.
При гашении малых и средних токов промежуточный контакт останавливается, дойдя до опорного диска и закрыв плотно центральное овальное отверстие 11. При этом генерирующая дуга достигает наибольшей длины. После остановки промежуточного контакта масло из области генерирующей дуги может выходить только через отверстия 28 и каналы 10 и 12 — в область гасимой дуги. Дальнейшее направление движения потоков масла и газов показано стрелками на рис. 49. При этом дуга подвергается воздействию как продольных потоков масла (выходящих из каналов 10), так и встречнопоперечных (выходящих из каналов 12).
При гашении больших токов давление, образуемое генерирующей дугой, сильно возрастает. Для уменьшения этого давления применено автоматическое устройство, регулирующее длину генерирующей дуги, работа которого заключается в следующем. В начальной стадии отключения, при возникновении давления в области генерирующей дуги, поршень 14 (рис. 49) перемещается вверх до упора, поворачивая при этом рычаг 25 вокруг оси 15; в некоторый момент времени валик 26 промежуточного контакта упрется в рычаг 25. С этого момента поршень посредством рычага 25 тормозит дальнейшее движение промежуточного контакта и при возникновении достаточно большого давления удерживает его в промежуточном положении, при котором длина генерирующей дуги значительно сокращается.
В этом случае гасимая дуга, образующаяся между заторможенным промежуточным контактом и подвижным стержнем, может погаснуть еще до выхода подвижного стержня из центрального отверстия опорного диска — под действием продольных потоков масла и газов, прорывающихся в зазор между стержнем и стенками отверстия опорного диска и омывающих дугу.
Газоотвод, маслоуказатель и другие принадлежности.
Как видно из рис. 46, изоляционная часть дугогасительной камеры входит внутрь нижней фарфоровой покрышки. Последняя почти до самого верха залита трансформаторным маслом. Таким образом, газы, образующиеся при гашении дуги, проходят сквозь слой масла и должны иметь выход наружу. Для этой цели между нижней фарфоровой покрышкой и коробкой трансформаторов тока встроен сварной газоотвод, изображенный на рис. 51.
Как видно из рисунка, газоотвод устроен таким образом, что масло, которое может выбрасываться вместе с газами, должно пройти по лабиринтному пути, на котором оно задерживается, после чего стекает обратно в фарфоровую покрышку; газы же выходят наружу через два клапана, выполненных в виде заслонок с пружинами. Внутренняя полость газоотвода играет также роль «воздушной подушки», которая заполняется маслом и газами, выбрасываемыми из камеры в процессе отключения, без заметного повышения давления в полости фарфоровой покрышки.
Рис. 51. Газоотвод.
Маслоуказатель 25 (рис. 46) выполнен в виде наклонной трубки из органического стекла, которая нижним концом завернута в стальную трубку, навинченную на патрубок горшка гасительной камеры. Верхний конец маслоуказателя закрыт колпачком из органического стекла.
Для взятия проб масла, а также для спуска масла в дне горшка гасительной камеры имеется масловы- пускатель 29 (рис. 49).
Указатель положения выключателя (включен, отключен) выполнен в виде флажка 21 (рис. 46), который закреплен на конце вала, связанного с механизмом выключателя.
Для предотвращения отсыревания изоляционных частей и проводки низкого напряжения, расположенных в верхней части выключателя, в выключателе (и в приводе) применен подогрев воздуха. Устройство для подогрева представляет собой группу из трех электронагревателей, два из которых (15, рис. 46) расположены в раме выключателя, а третий — в шкафу привода (см. также схему рис. 52). Каждый электронагреватель состоит из двух укрепленных на металлической рамке фарфоровых столбиков, по канавкам которых намотана проволока высокого сопротивления. Мощность каждого подогревателя 200 вт. Нагретый внутри рамы воздух поднимается кверху, проходит в полости между конденсаторными втулками и верхними фарфоровыми покрышками и выходит наружу через предусмотренные конструкцией зазоры между верхними колпаками и фланцами. Тем самым обеспечивается вентиляция не залитых маслом полостей выключателя.
Встроенные трансформаторы тока.
Выключатель МГ-35 снабжается шестью встроенными втулочными трансформаторами тока, по два на фазу, которые образуют два комплекта по три штуки. Трансформаторы тока выполняются в четырех вариантах:
- Типа ТМГ-35 600/5а с ответвлениями на 400, 300 и 200 а.
- Типа ТМГД-35 600/5а с ответвлениями на 400, 300 и 200 а.
- Типа ТМГ-35 300/5а с ответвлениями на 200, 150 и 100 а.
Рис. 52. Схема устройства для подогрева.
4.Трансформаторы ТМГД-35 300/5а с ответвлениями на 200, 150 и 100 а.
Трансформаторы тока типа ТМГ-35 могут быть использованы для целей измерения и максимальной защиты, а типа ТМГД-35 — для дифференциальной защиты. В зависимости от заказа выключатель может иметь два комплекта трансформаторов тока ТМГ или два комплекта ТМГД, или же один комплект ТМГ и один ТМГД.
Трансформаторы тока выполнены в виде круглых сердечников, намотанных из ленточной трансформаторной стали, с наложенной вторичной обмоткой и изоляцией. Трансформаторы помещены в круглые корпуса, приваренные к нижней части рамы выключателя; сквозь них проходят конденсаторные втулки. Подвижные контактные стержни, проходящие внутри конденсаторных втулок, являются одновременно первичными обмотками трансформаторов тока. Концы вторичных обмоток выведены в раму, по пять концов от каждого трансформатора тока, и присоединены к зажимам 22 (рис. 46), в которых производится переключение концов в зависимости от желательного коэффициента трансформации.
Таблица 5
Данные трансформаторов тока
От зажимов концы трансформаторов тока (по два на каждый трансформатор)
выведены к концевым зажимам, установленным в передней части выключателя. От концевых зажимов провода выведены к зажимам в шкафу привода. Сводные данные встроенных трансформаторов тока всех четырех вариантов приведены в табл. 5.
Схема соединений ответвлений и проводки показана на рис. 53. При пользовании схемой, для соблюдения правильной полярности, следует учитывать, что зажимы А соответствуют общепринятому обозначению И1), а зажимы х, Б, В, Г и Д соответствуют «И2».
