МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО НАЛАДКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ СЕРИИ АВМ

СОСТАВЛЕНЫ электроцехом Южтехэнерго

Автор инж. Н.Р.Морозов

УТВЕРЖДАЮ Заместитель главного инженера Союзтехэнерго А.Герр (Решение N 4 электротехнической секции НТС ОРГРЭС от 8 июля 1976 г.)

Методические указания по наладке и эксплуатации автоматических воздушных выключателей серии АВМ предназначены для персонала электрических станций, подстанций, промышленных предприятий, наладочных и ремонтных организаций, занимающегося наладкой, эксплуатацией и ремонтом этих выключателей.

Указания содержат краткие сведения о конструкции и принципе работы выключателей, методику наладки, проверки, регулировки и настройки нового выключателя при включении, а также после ремонта отдельных узлов и всего выключателя в целом. В Указаниях даны рекомендации по объему, периодичности и методике проверок выключателей в эксплуатации, а также приведена методика выбора уставок максимальных расцепителей в зависимости от использования выключателя.

1. НАЗНАЧЕНИЕ, ИСПОЛНЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Автоматические воздушные выключатели (в дальнейшем именуемые "выключатели") серии АВМ представляют собой модернизированные выключатели серии АВ. Большая часть рекомендаций настоящих Указаний применима к выключателям серии АВ, выпускавшимся до 1967 г.

Выключатели серии АВМ предусматриваются для работы в электрических установках постоянного тока до 440 В и переменного тока до 500 В частоты 50 и 60 Гц. Они предназначены для проведения тока в нормальных режимах и отключения тока при КЗ и перегрузках, а также для оперативных включений и отключений электрических цепей (до 10 раз в сутки). Выключатели с номинальным током расцепителей до 1000 А допускают включение и отключение асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, если их пусковые характеристики (значение и длительность протекания пускового тока) соответствуют защитным характеристикам выключателя.

Выключатели предназначены для работы в продолжительном режиме при токе нагрузки не выше номинального тока расцепителей и условиях окружающей среды, указанных в приложении 1.

Возможность работы выключателей в условиях, отличных от указанных в приложении 1, а также получаемые технические характеристики выключателей и мероприятия, которые следует выполнять при их эксплуатации в этих условиях, должны согласовываться с заводом-изготовителем.

Выключатели различаются:

а) по роду тока главной цепи: постоянного и переменного;

б) по виду привода: с электродвигательным, с ручным (рукояткой) и с ручным рычажным приводом;

в) по способу установки: стационарные, предназначенные для монтажа на открытой панели, и выдвижные, предназначенные для встраивания в комплектные распределительные устройства (КРУ);

г) по значению номинального тока главной цепи: 400, 1000, 1500 и 2000 А. В обозначении типа выключателя после буквенного обозначения приводится сокращенно значение его номинального тока, например АВМ4, ABM10 и т.д.;

д) по значению номинального тока катушки максимального расцепителя;

е) по выполнению максимальной токовой защиты (МТЗ):

- с максимальными расцепителями тока с обратной зависимостью времени срабатывания при перегрузках от тока (называемой в дальнейшем "защитой от перегрузки") и с мгновенным срабатыванием при токах КЗ (называемым в дальнейшем "отсечкой"). Выключатели с защитой такого исполнения называются неселективными выключателями и имеют в обозначении типа выключателя букву Н, например АВМ4Н;

- с максимальными расцепителями тока без часовых механизмов. Указанные расцепители мгновенно срабатывают при токах, превышающих установленную уставку на шкале расцепителя. Выключатели с защитой такого исполнения также называются неселективными выключателями и имеют в обозначении типа, как и выключатели с часовым механизмом, букву Н;

- с максимальными расцепителями тока с обратной зависимостью времени срабатывания при перегрузках от тока и с независимым от тока временем срабатывания при токах КЗ. Выключатели с защитой такого исполнения называются селективными выключателями и имеют в обозначении типа выключателя букву С, например АВМ4С;

- без максимальных расцепителей;

ж) по наличию добавочных расцепителей:

- с независимым расцепителем;

- с минимальным расцепителем напряжения;

- со специальным расцепителем.

Типы, номинальные токи выключателей и их максимальных расцепителей, а также пределы регулирования уставок тока срабатывания максимальных расцепителей приведены в табл.П1-1, П1-2 приложения 1.

2. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Двухполюсные или трехполюсные выключатели серии АВМ изготовляются двух базовых конструкций: на 1000 А (АВМ4 и АВМ10) и 2000 А (ABM15 и АВМ20). Выключатель АВМ4 представляет собой облегченное исполнение выключателя ABM10 (с меньшим сечением токоведущих частей), а выключатель ABM15 - облегченное исполнение выключателя АВМ20.

Выключатели состоят из следующих основных узлов: контактной и дугогасительной систем, механизма свободного расцепления, расцепителей и блок-контактов.

2.1. Контактная система каждого полюса выключателей АВМ4 и ABM10 состоит из двух параллельно включаемых пар контактов, называемых основными и дугогасительными, а выключателей ABM15 и АВМ20 - из трех параллельно включаемых пар контактов, называемых основными, предварительными и дугогасительными.

Контакты выполнены:

- основные - из меди с металлокерамическими накладками - серебро-никель (подвижные) и серебро-никель-графит (неподвижные);

- предварительные и дугогасительные - из меди (подвижные) и из металлокерамики композиции медь-графит (неподвижные).

При включении выключателя вначале замыкаются дугогасительные, затем предварительные и, наконец, основные контакты.

Размыкание контактов происходит в обратной последовательности.

2.2. Дугогасительная система состоит из дугогасительных камер и пламегасительных решеток.

Дугогасительные камеры служат для гашения дуги, а также для предупреждения переброса ее между полюсами и на другие токоведущие и заземленные части распределительного устройства. Для ограничения выброса пламени дуги вверх в верхней части камеры установлена пламегасительная решетка.

2.3. Механизм свободного расцепления представляет собой систему шарнирно связанных друг с другом рычагов; он препятствует удержанию контактной системы во включенном положении при срабатывании какого-либо расцепителя выключателя, удерживает контактную систему во включенном положении, а также делает независимой от отключающих элементов скорость расхождения контактной системы и обеспечивает свободное расцепление подвижных контактов с приводным устройством в любом их положении.

2.4. Защелка служит для предотвращения отброса подвижных контактов в сторону включения при отключении выключателя.

2.5. Буфер имеется только у выключателей АВМ4 и АВМ10 и служит для поглощения кинетической энергии подвижных контактов при их размыкании, а в выключателях с электродвигательным приводом, кроме того, - для обеспечения четкого взведения механизма свободного расцепления.

2.6. Электродвигательный привод предназначен для дистанционного включения выключателя. Он позволяет производить ручное оперирование специальной съемной ремонтной рукояткой при ремонте и наладке выключателя.

Электродвигательный привод выключателей АВМ4 и АВМ10 состоит из электродвигателя, редуктора с включающим диском конечного выключателя, установленного на корпусе редуктора, кулисы и тормозного устройства. У выключателей ABM15 и АВМ20 имеются те же элементы, за исключением кулисы. Тормозное устройство состоит из рычага, стальной ленты, охватывающей тормозные полудиски, вращающиеся вместе с валом двигателя и свободно раздвигающиеся в радиальном направлении под действием центробежных сил.

После достижения электродвигателем привода определенной скорости вращения тормозные полудиски раздвигаются и вводят в работу тормозное устройство, при этом стальная лента натягивается и прижимается к полудискам, осуществляя тем самым торможение. После включения выключателя контакт конечного выключателя ВК размыкается и электродвигатель привода теряет питание. Якорь электродвигателя по инерции делает несколько оборотов и останавливается тормозной системой. Остановка якоря должна произойти только после замыкания контактов конечного выключателя. После остановки двигателя полудиски и лента возвращаются в исходное положение. Привод включившегося выключателя становится в исходное положение готовым для следующего включения (в случае отключения выключателя) только при правильно отрегулированном тормозе. В процессе включения привод преодолевает силы сопротивления, создаваемые пружинами, осуществляющими нажатие на основные контакты, а при включении токов КЗ или больших пусковых токов электродвигателей, кроме того, - действие электродинамических сил.

В качестве источника оперативного тока для схемы управления электродвигательным приводом может использоваться напряжение от источника питания включаемого присоединения (зависимый источник или главная цепь выключателя) и независимый источник, т.е. напряжение постоянного тока от аккумуляторной батареи или напряжение переменного тока от источника питания, электрически не связанного с включаемым присоединением.

Электродвигательный привод выключателей АВМ4 и АВМ10 с правильно отрегулированным тормозным устройством независимо от источника питания схемы управления электродвигательным приводом способен развивать усилие, необходимое для включения выключателя на КЗ, за счет кинетической энергии движущихся частей выключателя.

Электродвигательный привод селективных выключателей АВМ15C и АВМ20С, а также выключателей АВМ15H и АВМ20Н без максимальных расцепителей может не обеспечить преодоления сил сопротивления и завершения полного цикла операции включения (нормальное возвращение электродвигательного привода в исходное положение) при включении выключателя на КЗ в случае питания всей схемы управления или только электродвигателя включения от главной цепи выключателя (зависимого источника).

Для обеспечения мгновенного отключения выключателя и нормального возвращения электродвигательного привода в исходное положение при включении на КЗ на выключателях АВМ15 и АВМ20 предусмотрен специальный расцепитель (СР).

2.7. Принципиальная заводская схема управления электродвигательным приводом выключателей приведена на рис.1. Она одинакова для выключателей ABM4-ABM10 и АВМ15-ABM20 и используется как для работы на переменном оперативном токе, так и на постоянном, только катушка реле РУ имеет разные исполнения в зависимости от рода тока.

Рис.1. Заводская схема управления выключателем АВМ с электродвигательным приводом, диаграмма последовательности работы отдельных элементов привода в процессе операции включения выключателя и связь их работы с работой контактной системы

Схема выполнена таким образом, что имеется возможность питания ее от главной цепи выключателя и от независимого источника оперативного тока и, кроме того, позволяет осуществлять раздельное питание цепей управления и электродвигателя включения (рис.2). Раздельное питание цепей управления и электродвигателя включения является типовым решением для панелей ПСН и шкафов КРУ-0,5, применяемых на действующих электростанциях и подстанциях.

Рис.2. Типовая схема ВГПИ ТЭП управления выключателями с электродвигательным приводом и схема подключения СР

Схема управления имеет блокировку от "прыгания", которая исключает возможность повторного включения выключателя после отключения его каким-либо расцепителем. Особенностью этой блокировки является то, что она обеспечивается даже в случае включения на КЗ выключателя, имеющего схему управления с питанием от его главной цепи, и при обесточении реле управления привода из-за снижения напряжения вследствие КЗ на включаемом присоединении.

Схемой исключается пуск электродвигателя привода при включенном выключателе.

На рис.1 приведена примерная диаграмма положения силовых контактов и элементов привода в зависимости от сделанных электродвигателем привода оборотов в процессе операции включения.

Опыт эксплуатации показал, что заводская схема дистанционного управления выключателем имеет ряд недостатков. Недостатки и рекомендации по реконструкции схемы управления описаны в Экспресс-информации N 58 (125) "Схема управления автоматическими выключателями серий АВ и АВМ" (СЦНТИ ОРГРЭС, 1973). Основные рекомендации по реконструкции схемы приведены в приложении 2.

2.8. Независимый расцепитель (электромагнит отключения) предназначен для дистанционного отключения выключателя. Он обеспечивает четкое срабатывание при напряжении от 50 до 110% номинального напряжения его катушки и при вибрации места крепления выключателя не более 25 Гц с ускорением не более 0,7.

2.9. Минимальный расцепитель напряжения устанавливается только на неселективных выключателях и служит для отключения выключателя при снижении напряжения.

Минимальный расцепитель выполняет следующие функции:

а) обеспечивает отключение включенного выключателя при снижении напряжения сети до 30% номинального и ниже;

б) не отключает включенный выключатель при напряжении выше 50% номинального;

в) не препятствует включению выключателя, если напряжение в момент операции включения составляет 85% номинального и выше при включении электродвигательным приводом и 80% номинального при включении рукояткой или рычажным приводом.

2.10. Специальный расцепитель устанавливается только на селективных выключателях АВМ15C и АВМ20С и выключателях АВМ15H и АВМ20Н без максимальных расцепителей, но с электродвигательным приводом. Он предназначен для обеспечения отключения выключателя без выдержки времени при включении его на КЗ, а также для обеспечения нормального возвращения электродвигательного привода в исходное положение, если в качестве источника питания всей схемы управления или только электродвигателя привода используется источник питания включаемого выключателем присоединения (главная цепь выключателя). Специальный расцепитель настраивается таким образом, чтобы он препятствовал включению выключателя, если напряжение в момент касания дугогасительных контактов при операции включения будет ниже 75% номинального, и не препятствовал включению выключателя, если напряжение в главной цепи в момент включения будет выше 85% номинального. Специальный расцепитель не отключает включенный выключатель, даже если напряжение главной цепи снизится до нуля. Катушка СР подключается к главной цепи выключателя со стороны источника питания (см. рис.2).

2.11. Электромагнитные максимальные расцепители тока выполняют функцию МТЗ и служат для отключения выключателя при прохождении через него недопустимых токов перегрузки или токов КЗ.

В состав электромагнитного максимального расцепителя тока входят либо два элемента: один - с зависимой характеристикой, называемый защитой от перегрузки, и другой - с мгновенным срабатыванием или небольшим временем срабатывания, не зависимым от тока, называемый отсечкой, либо только один элемент - с мгновенным срабатыванием. Электромагнитные максимальные расцепители тока с часовым механизмом имеют две шкалы уставок: защиты от перегрузки и отсечки, а максимальный расцепитель тока без часового механизма - одну шкалу. У селективных выключателей АВМ15 и АВМ20 с часовыми механизмами имеются по два отключающих валика: на один из них действует защита от перегрузки, на другой - отсечка.

2.12. Механический замедлитель расцепления электромагнитных максимальных расцепителей тока служит для создания независимой от значения тока выдержки времени при токах КЗ, превышающих уставку тока отсечки. Таким образом обеспечивается селективность (избирательность) действия защиты последовательно включенных выключателей.

3. НОМИНАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ЗАЩИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

3.1. Выключатели характеризуются номинальными напряжением и током, а их электромагнитные максимальные расцепители тока - номинальным током и пределами, в которых регулируется ток срабатывания (ток уставки). Указанные номинальные данные приводятся в табличке, укрепленной на выключателе.

Номинальное напряжение выключателя   должно соответствовать номинальному напряжению сети, в которой установлен данный выключатель.

Номинальный ток выключателя - наибольший ток, протекание которого допустимо в течение неограниченного временя через главные контакты.

Длительно допустимый ток нагрузки на выключатель определяется не номинальным током выключателя, а номинальным током электромагнитного максимального расцепителя тока.

Номинальный ток электромагнитного максимального расцепителя тока - наибольший ток, протекание которого допустимо в течение неограниченного времени через выключатель без срабатывания этого расцепителя.