ТВН - Подготовка и проведение испытаний выключателя и измерение основных параметров

Ступенчатый линейный и дисковый регистраторы хода

Назначением прибора (рис. 168) является регистрация хода подвижных частей аппаратов с записью на магнитоэлектрическом осциллографе. Рейка 7 регистратора хода устанавливается на корпусе или раме — неподвижной части выключателя. Каретка 4 с роликом 5, имеющая возможность двигаться по направляющей 6, шарнирно связана изолирующей тягой 3 с подвижной частью аппарата. При работе выключателя тяга перемещает каретку с роликом, который при этом скользит по поверхности рейки, набранной из чередующихся изоляционных и металлических пластин. Металлические пластины связаны между собой сопротивлениями r1,r2 и r3. К точкам А и В через добавочное сопротивление R присоединяется источник напряжения 2 (3—5 в) и вибратор осциллографа 1.  

Рис. 168. Ступенчатый линейный регистратор хода:
1 — вибратор осциллографа; 2 — источник напряжения; 3 — тяга; 4 — каретка; 5— ролик; 6— направляющая; 7 — рейка; 8 — изоляционные пластины; 9 — металлические пластины; r1, r2 и r3 — сопротивления.

Рис. 169. Ступенчатый дисковый регистратор хода:
1 — диск; 2 — втулка; 3 — металлические пластины; 4 — держатель; 5 — ролик; 6 — вибратор осциллографа; 7 — источник напряжения.

При движении ролика по направляющей вибратор осциллографа записывает ступенчатую кривую, причем амплитуда ступеней определяется напряжением аккумуляторной батареи и величинами активных сопротивлений, а ширина ступеней — скоростью движения ролика. Длина рейки регистратора хода — 250, 350, 500 и 1000 мм, а ширина металлических и изоляционных пластин (соответственно длине рейки) — 3; 3, 5; 10 и 60 мм. Величина активных сопротивлений 60 ом. Металлические и изоляционные пластины рейки регистратора хода, связаны между собой двумя изолированными шпильками. Для обеспечения соприкасания ролика и рейки в одной точке диаметр ролика не должен превышать 15 мм и прижиматься к рейке пружиной. Регистратор хода имеет два изолированных от корпуса вывода: от ролика и от металлических пластин через сопротивление R. Металлические пластины изготовляются из меди и латуни, а изоляционные пластины — из текстолита или гетинакса.

Ступенчатый дисковый регистратор хода.

Регистратор имеет такое же назначение, как и предыдущий. Конструктивно изоляционный диск регистратора хода (рис. 169) имеет на своем торце металлические пластины, врезанные в диск. При повороте вала ролик скользит по торцу диска, касаясь попеременно металлических пластин и торца диска. Металлические пластины связаны между собой сопротивлениями r1, r2 и r3. Диаметр диска 1500—200 мм. Виброграф также предназначен для регистрации хода подвижных частей аппаратов с записью на бумаге.   Катушка вибрографа питается от источника напряжения 220 в. Магнитная система катушки имеет воздушный зазор, образованный сердечником из трансформаторной стали и пластиной из пружинной стали. При включении питания катушки пластина колеблется с частотой 100 гц. К пластине крепится карандаш, который своим острием пишет кривую на бумаге, связанной с системой аппарата так, что ее движение происходит перпендикулярно движению карандаша. Амплитуда колебаний пластины — 5—10 мм.

Подготовка и проведение испытаний выключателя и измерение основных параметров при осциллографировании

При подготовке выключателя к испытаниям на отключающую способность необходимо предварительно провести ряд мероприятий, обеспечивающих правильное и полноценное проведение опыта. Рассмотрим основные из них.

1. При испытании на отключающую способность опытного образца выключателя или при контрольных испытаниях известных конструкций необходимо предварительно отрегулировать и проверить работу механической части выключателя, а также состояние включающего и расцепляющего устройств. Такая предварительная проверка должна быть проведена до монтажа выключателя в испытательной камере. При предварительной проверке надо получить осциллограммы движения контактов, установить момент размыкания контактов, знать кривую скорости движения контактов на их пути, а для воздушного выключателя — скорость истечения воздуха и проверить работу клапанов, состояние контактов и т. д.
2. После предварительной наладки, регулировки и механического опробывания исследуемый выключатель монтируется в испытательной камере по схеме, предусмотренной программой. Ошиновка и расположение объекта испытания в камере выполняется так, чтобы исключить возможность повреждения зажимов, нагрева шин, соприкосновения их между собой под влиянием термического или электродинамического воздействия. 
3. Перед началом испытания выключателя надо проверить с пульта -управления через ПАУ правильность сборки схемы и нормальный ход процесса испытания во времени (по отношению к осциллографу и оперативному выключателю). Лишь после этого можно начинать включение машин и проведение испытания.

Порядок проведения испытаний в основных чертах должен заключаться в следующем:

1. испытание должно проводиться по заранее разработанной и утвержденной программе. В программе должна быть указана желательная схема включения основных агрегатов, а также ступени реактора, или ступени токов и напряжений и последовательность их включения. Программа должна предусматривать основные параметры, подлежащие регистрации, и тип осциллографа (катодный или электромагнитный), применяемого при измерениях;
2. при испытании выключателя на отключающую способность обязательно должны регистрироваться следующие величины:
3. скорость движения контактов выключателя при помощи контрольной рейки, или шайбы. При этом должны быть установлены: момент расхождения контактов, момент выхода из камеры или трубки и т. п.;
4. ток в цепи выключателя при помощи электромагнитного осциллографа. Нормально сила тока должна измеряться при помощи шунтов. При испытании выключателя в трехфазном режиме сила тока регистрируется по крайней мере в 2 фазах;

1. напряжение на расходящихся или сходящихся контактах выключателя при помощи электромагнитного и катодного осциллографов. На электромагнитный осциллограф МО (рис. 170) измеряемое напряжение подается от омического делителя r1—r2 (менее желательно от трансформатора напряжения), на катодный осциллограф КО (рис. 170) — от емкостного делителя C1—С2. При испытаниях по схеме фаза—земля (вторая фаза заземлена) емкостный и омический делители подключаются между соответствующей фазой и землей. При испытаниях на междуфазовом напряжении, при отсутствии заземления, омический и емкостный делители включаются между фазами (рис. 170) с заземлением средней точки около элемента, с которого снимается на осциллограф измеряемое напряжение. При этом надо включить два равных измерительных элемента, для устранения влияния емкостных токов через емкости С1, присоединенные перед реактором (рис. 170);
2. давление в баке или дугогасительных камерах масляных или воздушных выключателей при помощи индукционного датчика повышенной частоты (1000 гц) и электромагнитного осциллографа.

Рис. 170. Схема измерения напряжения магнитоэлектрическим осциллографом МО от омического делителя напряжения r1—r2 и катодным осциллографом КО от емкостного делителя напряжения С1—С2.
Рис. 171. К определению восстанавливающегося напряжения: а — осциллограммы восстанавливающегося напряжения промышленной частоты; б — осциллограммы восстанавливающегося напряжения высокочастотных колебаний; 00' — момент окончательного погасания дуги во всех фазах.

 При измерениях надо иметь в виду, что собственная частота колебаний шлейфа должна быть не менее 5000 гц;
3) градуировка шлейфов электромагнитного осциллографа производится от специальных контуров, жестко смонтированных на осциллографе. Градуировка должна периодически проверяться. Размах шлейфа определяется всегда между осями зайчика (линий). Нормальные расшифровки осциллограмм должны включать следующие величины:
1) по току: отключаемая сила тока — эффективное значение симметричной составляющей в период, непосредственно следующий за размыканием контактов выключателя, в амперах. Отключаемый ток принимается равным эффективному значению тока короткого замыкания I, в момент расхождения контактов с учетом апериодической составляющей и определяется по формуле
(IX-18)
где — эффективное значение апериодической составляющей за первый период после расхождения контактов;

Iс — среднее значение периодической составляющей за первый период после расхождения контактов.
Для многополюсного выключателя величина отключаемого тока принимается равной среднему арифметическому значению отключаемого тока в различных полюсах;

1. по напряжению:
2. напряжение до замыкания (в случае цикла ВО). За напряжение до замыкания принимается эффективное напряжение в период, непосредственно предшествующий замыканию цепи испытуемого выключателя;
3. восстанавливающееся напряжение промышленной частоты. Для трехфазной цепи восстанавливающееся напряжение промышленной частоты определяется как среднее арифметическое значение восстанавливающегося напряжения для трех фаз. Его величина определяется по осциллограмме для промежутка времени между первым и вторым полупериодами после погасания дуги во всех фазах как расстояние по вертикали между пиком второй полуволны напряжения и прямой, соединяющей пики предыдущей и последующей полуволн (рис. 171). Эффективное значение восстанавливающегося напряжения

(IX-19)
Как видно из рис. 171, а, в фазе 2 напряжение равно амплитуде как раз в момент G1G1. В этом случае, согласно ГОСТ 687-41, измерение амплитуды напряжения производится в следующий полупериод в момент G2G2. За амплитуду восстанавливающегося напряжения принимается максимальное значение напряжения после угасания дуги в переходном процессе, то есть первая амплитуда после гашения дуги;

1. скорость восстанавливающегося напряжения после гашения дуги. За среднюю скорость восстановления напряжения после гашения дуги принимается частное от деления амплитуды напряжения высокочастотного переходного процесса Uмакс на половину периода Т высокочастотных колебаний (рис. 171,б):

(IX-20)
где f — частота колебаний переходного процесса, гц.