В [7.1] приводится классификация разъединителей по конструктивным и некоторым другим признакам.
По характеру движения подвижного контакта (ножа) различают разъединители:
- вертикально-поворотного типа с вращением ножа в вертикальной плоскости;
- горизонтально-поворотного типа с вращением ножа в горизонтальной плоскости;
- качающегося типа с вращением ножа совместно с поддерживающим его изолятором в вертикальной плоскости;
- катящегося типа с прямолинейным возвратно-поступательным движением (качением на роликах) опорного изолятора совместно с закрепленным на нем подвижным контактом относительно неподвижного контакта,
- с прямолинейным движением ножа в вертикальной плоскости вдоль или поперек осей опорных изоляторов,
- со складывающимся ножом в вертикальной плоскости;
- подвесного типа с перемещением подвижного контакта вместе с поддерживающими изоляторами по вертикальной оси.
Разъединители могут классифицироваться также по роду установки, числу полюсов, способу управления, наличию или отсутствию заземляющих ножей.
Разъединители наружной установки в отличие от разъединителей внутренней установки должны надежно работать в любых атмосферных условиях, при гололеде и при значительной ветровой нагрузке. Толщина корки льда, при которой разъединитель должен допускать надежное оперирование, может достигать 20 мм, а скорость ветра — до 15 м/с. В отсутствие гололеда допускаемые скорости ветра могут достигать 40 м/с.
Электродинамические силы, возникающие в токоведущих частях и контактах, могут создавать значительные механические нагрузки на изоляторы при КЗ. К изоляторам разъединителей наружной установки могут прикладываться нагрузки от воздействия ветра и натяжения проводов, присоединенных к разъединителю В этих условиях изоляторы должны обладать определенным запасом механической прочности, который для разъединителей внутренней установки и разъединителей наружной установки до 35 кВ должен быть не менее 1,5, а для изоляторов (колонок) разъединителей наружной установки на напряжение 35 кВ и выше — не менее 2,5. Под запасом механической прочности понимается отношение статической разрушающей нагрузки изолятора (колонки) к расчетной наибольшей сумме нагрузок (с учетом возможной одновременности их действия) от электродинамических усилий, усилий привода, тяжения провода и давления ветра.
Механическая стойкость разъединителя в целом определяется числом операций, которые он может выдержать без повреждений, препятствующих его дальнейшей работе. Для разъединителей на напряжение до 35 кВ включительно и на номинальные токи до 6300 А включительно это число составляет не менее 2000, а для разъединителей на более высокие параметры по номинальным токам и напряжениям — не менее 1000.
Заземляющие ножи как элемент конструкции разъединителя могут пристраиваться к разъединителю с одной или обеих его сторон. При включении ножей заземления замыкаются на землю провода и шины линии, присоединенной к разъединителю.
Рис. 75. Однополюсный разъединитель внутренней установки РВО-10/1000
Заземляющие ножи и другие элементы цепи заземления разъединителя должны допускать без нарушения этой цепи протекание предельного сквозного тока и предельного тока термической стойкости,
установленных для основной контактной системы разъединителя. При этом допускаются приваривание контактов и другие повреждения, не вызывающие нарушения в цепи заземления и дающие возможность отключения заземляющего контура приводом заземляющих ножей. Гибкие медные соединения между валом заземляющего ножа и рамой разъединителя должны иметь сечение не менее 50 мм2.
Подвижные части главной и заземляющей контактных систем разъединителя должны быть сблокированы (как правило, механически) так, чтобы при включенной главной контактной системе было невозможно включение заземляющей контактной системы и наоборот.
Рис. 7.6. Трехполюсный разъединитель внутренней установки РВ-10/1000
Разъединители внутренней установки однополюсные серии РВО (рис. 7.5) состоят из цоколя 1, опорных изоляторов 2 и токопровода 3. Цоколь в виде швеллера служит основанием для установки малогабаритных изоляторов и крепления разъединителя
Токопровод образуют два одинаковых неподвижных контакта 3 и 4 и соединяющий их подвижный нож 5. Во включенном положении нож запирается специальной защелкой, что исключает самопроизвольное открытие ножа под действием сил тяжести и электродинамических сил. Защелка имеет ушко 6, в которое при включении и отключении разъединителя заводится палец оперативной штанги. Нож поворачивается на угол 75° и в отключенном положении удерживается собственным весом и трением в контактах. С этой целью эти разъединители устанавливаются вертикально так, что ось вращения ножа находится внизу.
Рис. 77. Разъединитель внутренней установки серии РВР:
1— подвижные контактные ножи, 2 — неподвижный контакт; 3— фарфоровая тяга; 4 — опорный изолятор, 5 — рама; 6 — заземляющие ножи
Трехполюсные разъединители внутренней установки серии РВ (рис. 7.6) представляют собой три токопровода 1, смонтированных на одной раме 2 с общим валом и приводным рычагом. Каждый полюс имеет два неподвижных опорных изолятора 4 и фарфоровую тягу 5, присоединенную к общему валу. Ножи 6 приводятся в движение рычагом 3.
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 этого типа могут выполняться и с проходными изоляторами вместо опорных (серия РВФ) с аналогичными техническими данными.
Разъединители для номинальных токов более 1000 А обычно изготовляются в пополюсном исполнении и при монтаже могут соединяться в двух- или трехполюсный аппарат. На номинальные токи до 8000 А предназначены разъединители серии РВР (рубящего типа). Неподвижные контакты такого разъединителя состоят из двух швеллерообразных частей, контактные ножи выполнены из меди коробчатого сечения и располагаются попарно в два этажа полками наружу (рис. 7.7).
На номинальный ток 12 500 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 полюса, снимающей контактное нажатие перед началом движения ножа на отключение и создающей его после окончания движения на включение (рис. 7 8).
Рис. 7.8. Разъединитель внутренней установки РВПЗ-20/12500:
1 — редукторы; 2,4 — неподвижные контакты; 3 — подвижные контактные ножи; 5 — опорные изоляторы; 6 — рама; 7 — шарнир; 8 — ножи заземлителя
В разъединителях наружной установки серии РНД включение и отключение полюса производится либо вращением одного изолятора, на котором установлен нож разъединителя, либо одновременно вращением обоих изоляторов, связанных между собой тягами.
Рис. 7.9. Разъединитель наружной установки PHДЗ-220/2000:
1,2 — ножи разъединителя; 3 — привод
Рис. 7.3. Схема переключения присоединений с одной ветви на другую под нагрузкой
Рис. 7.4 Схема коммутации с выключателем в начале линии, короткозамыкателей и отделителем
Разъединители этой серии горизонтально-поворотного типа изготовляются из одного ведущего, непосредственно соединенного с приводом 3, и двух ведомых полюсов, соединяемых на месте монтажа в трехполюсный аппарат. На верхних фланцах опорно-изоляционных колонн закреплены ножи контактной системы и контактные выводы (рис. 7.9). Ножи 1, 2 поворачиваются на 90° в одну сторону от средней плоскости. При включении конец одного ножа 1 входит в разъемный контакт, закрепленный на конце второго ножа 2 и закрытый кожухом для обеспечения работы в условиях гололеда. Заземляющий нож представляет собой стальную трубу, приваренную к валу с одной или обеих сторон разъединителя, поворачивающуюся при оперировании им в вертикальной плоскости.
На напряжение 1150 кВ разработан разъединитель серии РТЗ, выполненный в виде двухколонкового аппарата с двумя телескопическими ножами, движущимися при включении поступательно навстречу друг другу в горизонтальной плоскости.
Существенное уменьшение площади открытого распределительного устройства достигается применением подвесных разъединителей, в которых массивный подвижной контакт в виде конуса 1, закрепленный через гирлянду изоляторов 2 на стальном тросе, с помощью лебедки опускается в неподвижный контакт в виде корзины 3, устанавливаемой на опорном изоляторе 4 (рис. 7.10) или закрепляемой на гирляндах изоляторов, подвешиваемых к порталу [72].
Возможно совмещение разъединителя этого типа с каким-либо аппаратом, например с трансформатором тока, опорная изоляция которого используется для крепления неподвижного контакта.
Расчет элементов конструкции разъединителя предполагает рассмотрение вопросов нагрева токоведущих частей и контактов разъединителя в длительном режиме, термической и динамической стойкости в режиме КЗ, электрической и механической прочности изоляционной конструкции, выбора соответствующего приводного механизма с блокировкой от неправильной последовательности оперирования основными и заземляющими ножами.
Повышение номинального тока разъединителей достигается за счет применения коробчатых профилей токоведущего контура и контактов.
На номинальные токи 2—3,2 кА применяется контактная система, показанная на рис. 7.11, а, а на большие номинальные токи применяются два ножа, расположенные один над другим (рис. 7.11, б).
Рис. 7.10. Подвесной разъединитель
Применением принудительного воздушного охлаждения можно существенно повысить номинальный ток разъединителя. Так, номинальный ток разъединителя РВП при обдувании его двумя вентиляторами можно повысить до 24 кА. По этим же данным такого эффекта можно достичь и за счет автономного жидкостного охлаждения.
Принцип автономного жидкостного охлаждения основан на явлении тепловой конвекции.
Рис. 7.11. Основные размеры контактной системы разъединителей РВР и РВК-
а — на 3200 А; 1 — неподвижный контакт; 2 — подвижный; б — на 6300 А
Рис. 7.12. Электродинамические силы в токоведущем контуре разъединителя
В контакты и другие охлаждаемые токоведущие части закладываются заполненные жидкостью трубки, соединяемые восходящими и нисходящими трубопроводами с установленным над аппаратом радиатором.
Жидкость в аппарате нагревается, расширяется, поднимается в радиатор по восходящему трубопроводу, где она охлаждается, и по нисходящему трубопроводу возвращается в аппарат.
Проводятся работы по замене остродефицитного серебра в Контактах другими материалами, в частности композиционными вида пористой ткани, пропитанной жидкометаллическим наполнителем.
Повышение электродинамической стойкости контактов достигается при применении токоведущих систем, в которых за счет электродинамических сил Fпр, создаваемых в контуре полностью или частично компенсируются электродинамические силы отталкивания в точке контактирования Fот (рис. 7.12). Этот эффект усиливается при использовании так называемых магнитных замков (рис. 7.13).
Магнитный замок представляет собой совокупность ферромагнитных элементов 1, 2, расположенных вблизи токоведущих деталей 3, 4, намагничивающихся при прохождении токов КЗ и притягивающихся друг к другу, что создает дополнительное нажатие в контактах.
Однако наличие ферромагнитных частей вызывает тепловые потери в них за счет перемагничивания и возникновения вихревых токов, поэтому применение магнитных замков не всегда целесообразно Такие замки могут с успехом применяться в контактных системах заземляющих ножей, рассчитанных на работу в режиме прохождения предельного сквозного тока и не предназначенных для длительного пропускания тока.
Рис. 7.13. Электромагнитный замок
В разъединителях с рычажным приводным механизмом во включенном положении механизм заводится за мертвую точку. Благодаря этому электродинамические силы, возникающие при КЗ, не могут привести к самопроизвольному отбросу ножа.
