Разъединители - важнейшие коммутационные аппараты в электроустановках. Без них невозможно обеспечить безопасность персонала при обслуживании оборудования.
Определение и назначение разъединителей
Разъединитель это контактный коммутационный аппарат, который обеспечивает в отключенном положении изоляционный промежуток, удовлетворяющий нормированным требованиям.
Основное назначение разъединителей - видимое отделение участка электрической сети для обеспечения безопасности при проведении ревизий или ремонтных работ. Кроме того, разъединители применяют для:
- секционирования и переключения шин
- отключения незагруженных линий и оборудования
- отключения емкостных токов линий
Конструкция и принцип действия
Конструктивно разъединитель состоит из неподвижных и подвижных контактов, закрепленных с помощью изоляторов. Во включенном положении контакты разъединителя сомкнуты, обеспечивая непрерывность электрической цепи.
В отключенном положении между контактами образуется изоляционный промежуток, исключающий возможность протекания тока.
Управление разъединителем осуществляется с помощью привода разъединителя. Для визуального контроля положения разъединителя используются механические указатели.
Классификация разъединителей
Существует множество видов разъединителей. Они классифицируются:
- По роду установки: наружной внутренней
- По числу полюсов: однополюсные трехполюсные
- По наличию заземляющих ножей
- По виду размыкаемого контакта: с линейным контактом с плоскостным контактом
- По способу привода и др.
Рассмотрим некоторые разновидности разъединителей более подробно.
Обозначения и маркировка
Для обозначения разъединителей используется буквенно-цифровая система с расшифровкой основных параметров. Например:
- РВЗ-10/400-III - трехполюсный разъединитель с заземляющими ножами с двух сторон на напряжение 10 кВ и номинальный ток 400 А
- РЛНД-110/1000 Н - разъединитель наружной установки на 110 кВ и 1000 А
Маркировка выполняется на каждом полюсе разъединителя и содержит:
- товарный знак предприятия-изготовителя
- условное обозначение
- номинальный ток
- год выпуска
Область применения разъединителей
Разъединитель находит широкое применение в распределительных устройствах подстанций и на воздушных линиях электропередачи для:
| Секционирования и переключения присоединений | Ремонтных и аварийных отключений |
| Выравнивания напряжения в сети | Отключения емкостных токов кабельных линий |
Кроме того, разъединители широко используются в промышленных электроустановках, на железной дороге и других отраслях народного хозяйства.
Требования к разъединителям
К разъединителям предъявляется ряд требований:
- Наличие видимого разрыва цепи в отключенном положении
- Электродинамическая и термическая стойкость
- Требуемая изоляция и уровень перенапряжений
- Простота и надежность конструкции
- Удобство транспортировки и монтажа
Эти требования регламентированы соответствующими ГОСТами. Например, ГОСТ Р 50030.3-99 распространяется на разъединители напряжением до 1000 В переменного и до 1500 В постоянного тока.
Разъединители наружной и внутренней установки
В зависимости от места установки различают разъединители наружного и внутреннего исполнения. Разъединители наружной установки (серии РЛНД, РДЗ, РГ и др.) используются на подстанциях и воздушных линиях электропередачи. Они рассчитаны на работу в широком диапазоне температур и должны быть устойчивы к атмосферным воздействиям.
Разъединители внутренней установки (серии РВ, РВК, РВРЗ и др.) используются в закрытых распределительных устройствах. Они имеют меньшие габариты и массу. Конструктивные особенности этих разъединителей определяются условиями их работы.
Одно- и трехполюсные разъединители
По числу полюсов различают однополюсные и трехполюсные разъединители. Однополюсные разъединители состоят из одного полюса со встроенным приводом ручного управления. Они используются в небольших электроустановках и монтируются на изоляторах или шинных конструкциях.
Трехполюсные разъединители имеют три полюса (фазы) с общим приводом. Они используются в распределительных устройствах среднего и высокого напряжения.
Разъединители с линейным и плоскостным контактом
По виду размыкаемого контакта различают разъединители с линейным и плоскостным контактом. В разъединителях линейного типа переход тока осуществляется в одной линии через ряд контактных точек. Такие разъединители просты по конструкции, но имеют высокое переходное сопротивление.
Разъединители плоскостного типа имеют низкое переходное сопротивление за счет большего числа контактных точек. Но их конструкция более сложная.
Управление и приводы разъединителей
Для управления разъединителями используются различные системы приводов:
- ручные
- электродвигательные
- пневматические
- электромагнитные и др.
Наиболее распространены ручные приводы (серий ПР, ПРН и др.) и электродвигательные (серий ПД).
Техническое обслуживание разъединителей
Для поддержания разъединителей в работоспособном состоянии проводят регламентные работы:
- Технический осмотр
- Профилактический контроль
- Текущий ремонт
- Капитальный ремонт
При этом проверяется состояние контактной системы, изоляции, приводов и выявляются дефекты для их устранения.
Неисправности и ремонт разъединителей
Основные неисправности разъединителей:
- Повреждение контактов
- Снижение сопротивления изоляции
- Отказ приводного механизма
- Механические повреждения
Для их устранения проводится текущий или капитальный ремонт в зависимости от объема работ.
Тенденции развития разъединителей
Современные разъединители развиваются в направлении:
- Повышения номинальных токов и напряжений
- Применения новых конструкционных материалов
- Улучшения характеристик
- Расширения областей применения
Правила безопасной работы с разъединителями
При эксплуатации разъединителей необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
- Перед включением разъединителя убедиться в отсутствии людей в зоне работ
- Не производить переключения на разъединителе под нагрузкой
- При оперировании использовать средства защиты
- Соблюдать последовательность включения заземляющих ножей
Кроме того, запрещается использовать разъединители в качестве выключателей для работы под нагрузкой.
Выключатель-разъединитель
Выключатель-разъединитель объединяет в себе функции двух устройств. Он способен длительно работать под нагрузкой и отключать номинальные токи.
По сравнению с разъединителем такие устройства имеют более сложную конструкцию и систему гашения дуги.
В некоторых случаях разъединитель комплектуется встроенным плавким предохранителем. Такие устройства называют предохранитель-разъединитель.
Они выполняют дополнительную защиту от перегрузок и токов короткого замыкания.
Высоковольтные разъединители
Высоковольтные разъединители на класс напряжений 110-750 кВ применяются в распределительных устройствах электростанций и подстанций ультравысокого напряжения.
К ним предъявляются повышенные требования по электрической прочности и надежности.
Разъединители на ток до 250 А
Для коммутации небольших токов применяются разъединители 250 А и менее. Они используются в цепях освещения, обогрева, питания приборов и аппаратуры.
Такие разъединители выпускаются широкой номенклатурой как зарубежными, так и отечественными производителями.
Условия эксплуатации разъединителей
Разъединители эксплуатируются в различных климатических условиях и режимах работы. Это определяет требования к их конструкции.
Разъединители наружной установки должны надежно функционировать при температуре окружающего воздуха от -60 до +50°С, относительной влажности до 100% при +25°С, в условиях воздействия атмосферных осадков и солнечной радиации.
Условия работы разъединителей внутренней установки определяются параметрами закрытых помещений. Это более узкий температурный диапазон и отсутствие внешних воздействий.
Транспортировка и монтаж разъединителей
Транспортировку разъединителей осуществляют в заводской упаковке любым видом транспорта в соответствии с правилами, действующими на данном виде транспорта.
Монтаж разъединителей должен выполнять квалифицированный персонал с соблюдением правил техники безопасности и нормативно-технической документации.
Для контроля технического состояния разъединителей используют различные методы диагностики:
- Визуальный и измерительный контроль
- Испытания повышенным напряжением
- Тепловизионный контроль
- Частичный разряд и др.
Это позволяет своевременно выявлять возникающие дефекты и предупреждать отказы оборудования.
Запасные части для разъединителей
Для оперативного проведения ремонтов и восстановления работоспособности разъединителей используется номенклатура запасных частей и комплектующих.
Основные запчасти: контакты, пальцы, изоляторы, приводы, механизмы, валы, тяги, болты, гайки и др.
После окончания срока службы разъединители подлежат утилизации как промышленные отходы в соответствии с нормами и правилами в области охраны окружающей среды.
Утилизация включает в себя разборку, сортировку материалов, переработку или захоронение. Ряд материалов, например металлы, могут быть вторично использованы.
Автоматизация систем управления разъединителями
Современные системы управления разъединителями автоматизированы. Они позволяют дистанционно контролировать положение разъединителей и оперировать ими.
Автоматизация достигается применением микропроцессорных и компьютерных устройств, цифровой связи и телемеханики.
Контроль состояния разъединителей
Контроль текущего технического состояния разъединителей необходим для своевременного выявления возникающих неисправностей и их упреждающего устранения, предотвращения аварий и отказов оборудования.
Для этого используются стационарные и мобильные средства диагностики и мониторинга.
Модернизация разъединителей
Модернизация заключается в замене устаревших узлов и агрегатов разъединителей на более современные и совершенные, повышающие надежность и эффективность работы оборудования.
В результате модернизации увеличиваются срок службы и показатели разъединителей без полной замены оборудования.
Аналоги разъединителей
Аналогами разъединителей являются отделители и короткозамыкатели, выполняющие схожие функции и задачи в электрических сетях и установках.
Отделители также обеспечивают видимый разрыв цепи, а короткозамыкатели используются для создания контролируемого короткого замыкания.
Перспективы развития разъединителей
Совершенствование разъединителей идет по пути повышения их надежности, быстродействия, унификации, удобства обслуживания и безопасности работы.
Разрабатываются новые конструкции, применяются передовые технологии проектирования и производства. Расширяются функциональные возможности разъединителей. Это дает новые возможности как для производителей, так и для специалистов, которые работают напрямую с распределительными устройствами электрических систем.
Заключение
Разъединитель - важнейший коммутационный аппарат распределительных устройств и электрических сетей. В статье подробно рассмотрено устройство разъединителей, их конструкция, назначение, классификация, маркировка и области применения. Отдельное внимание уделено разъединителям внутренней и наружной установки, различным видам приводов, правилам технического обслуживания и эксплуатации. Приведены тенденции развития разъединителей и перспективы применения в электроэнергетике и промышленности.
