РАЗЪЕДИНИТЕЛИ

Разъединители – аппараты, предназначенные для включения и отключения участков электрических цепей под напряжением при отсутствии нагрузочного тока. Они применяются во всех высоковольтных установках для обеспечения видимого разрыва при отключении какого-либо участка цепи, а также для производства переключений и набора нужной схемы. Все операции с разъединителями, как правило, выполняются при обесточенных цепях. Как элемент техники безопасности разъединитель применяется и в низко­вольтных установках, где для этих целей обычно используется рубильник без гашения (см. § 14-1).

Строятся разъединители как для внутренней, так и для наружной установки на всю шкалу токов и напряжений. Они могут выполняться как трехполюсными на общей раме обычно до 35 кВ, так и однополюсными при более высоких напряжениях. Последнее обусловлено тем, что при напряжениях свыше 35 кВ требуемые расстояния между фазами достаточно велики и общая рама становится чрезвычайно громоздкой и тяжелой.

Полюс разъединителя независимо от разнообразия конструкций состоит из неподвижного и подвижного (ножа) контактов, укрепленных на соответствующих изоляторах, опорной плиты или рамы и привода.

Основным элементом разъединителя являются его контакты. Они должны надежно работать при номинальном режиме, а также при перегрузках и сквозных токах короткого замыкания. Нагрев, динамическая и термическая стойкость, а также электрическая и механическая прочность изоляции являются основными вопросами расчета и конструирования разъединителей. В разъединителях применяют высокие контактные нажатия. При больших токах контакты выполняют из нескольких (до восьми) параллельных пластин. Применяют пластины прямоугольного, швеллерного и круглого сечений. Для обеспечения высокой электродинамической устойчивости широко используют электромагнитные и электродинамические компенсаторы (часто говорят «замки»).

Разъединители снабжаются ручным, электродвигательным, пневматическим приводом. Разъединители на малые токи при напряжениях до 35 кВ могут управляться вручную изоляционной штангой. Наибольшее распространение при токах до 3000 А включительно получил ручной рычажный привод. При номинальном токе свыше 3000 А – ручной червячный привод. Электродвигательные и пневматические приводы используются для управления тяжелыми разъединителями, когда ручное управление затруднено или невозможно, а также при дистанционном и автоматизированном управлении.

Во избежание ошибочных действий, т. е. размыкания под током, что может привести к крупным авариям и несчастным случаям, разъединитель всегда блокируется с выключателем. Блокировка допускает оперирование разъединителем только при отключенном выключателе. По исполнению блокировка может быть механической, механически-замковой, электромагнитно-замковой или какой-либо другой.

Основное различие конструкций разъединителей состоит в характере движения подвижного контакта.

Рис. 10-1. Разъединитель для внутренней установки (6-10 кВ, 400-600 А)

Пример выполнения разъединителя рубящего типа для внутренней установки приведен на рис. 10-1. Аналогичные конструкции в одно- и трехполюсном исполнении выпускаются на напряжения до 35 кВ и токи до 6 кА. Полюс разъединителя состоитизнеподвижных контактов 7 с выводами, укрепленных на опорных изоляторах 2. Подвижный контакт (нож) 7 состоит из двух прямоугольных пластин, охватывающих неподвижные контакты и вращающихся на оси 8. Ось укреплена в подшипнике 9. Контактное нажатие осуществляется пружинами 5 через стальные пластины 4, шарнирно закрепленные на оси 8 и шпильке 3. Минимальное расстояние между пластинами в отключенном положении фиксируется дистанционной втулкой 6. Подвижный контакт снабжен вилкой 10 для соединения с приводом. Все полюсы монтируются на одной стальной плите или раме и имеют общий привод.

Стальные пластины 4 являются одновременно электромагнитным компенсатором электродинамических сил при токах короткого замыкания. Магнитный поток, охватывающий подвижный контакт, замыкаясь через указанные пластины, стремится стянуть их. Если электромагнитная сила, стягивающая пластины, равна F, то дополнительная сила, прижимающая пластины подвижного контакта к неподвижному, F₁= Fb/a.

Рис. 10-2. Разъединитель с комбинированным движением ножа для наружной установки (35 кВ, 600 А)

На рис. 10-2 изображен разъединитель с комбинированным движением ножа для наружной установки. Аналогичные разъединители выполняются на напряжения до 500кВи токи до 2 кА. Каждый полюс разъединителя состоит из трех изоляторов, смонтированных на отдельной раме 1. Крайние изоляторы 2 неподвижно укреплены на раме, а средний, поворотный, изолятор 10 установлен на подшипнике и имеет возможность поворачиваться вокруг своей оси. Подвижный контактный нож 4 выполнен в. виде медной трубы, один конец которой расплющен в виде лопатки, а другой связан с механизмом 3, осуществляющим перемещение ножа при включении и отключении разъединителя. Механизм шарнирно соединен с рычагом, укрепленным на верхнем конце поворотного изолятора 10.

Включение разъединителя осуществляется поворотом изолятора 10. Подвижный контактный нож опускается вниз. При этом лопатка подходит к неподвижному контакту 5 ребром (разрушает корку льда, если она есть) и свободно входит между ламелями неподвижного контакта. Затем подвижный контактный нож поворачивается на 90° вокруг своей продольной оси и лопатка широкой плоскостью расклинивает ламели неподвижного контакта, в результате чего контакты хорошо самоочищаются от пленки окиси и создается необходимое контактное нажатие.

При отключении процесс идет в обратном порядке. Нож сперва поворачивается, ломая корку льда (при ее наличии), а затем выходит своей узкой гранью из неподвижного контакта. Такое комбинированное движение ножа, кроме того, исключает ударные и изгибающие нагрузки на изоляторы.

Для гашения малых токов контакты разъединителя снабжены рогами 6. Для обеспечения безопасности работы с отключенным разъединителем последний может иметь заземляющий нож 8, который, поворачиваясь на оси 9, замыкает разъединитель на землю через заземляющий контакт 7. Механическая блокировка между заземляющим ножом и подвижным контактом исключает включение разъединителя при включенном заземлении.

Разъединитель горизонтально-поворотного типа показан на рис. 10-3. Выполняются такие конструкции на напряжения от 10 до 500 кВ и токи до 2 кА. Разъединитель состоит из двух изоляционных колонн 2, установленных на соответствующих подшипниках на стальной раме 1. Число и размеры изоляторов в колонне определяются номинальными напряжением и током. В частности, в изображенном на рис. 10-3, а разъединителе на 330 кВ, 2 кА каждая колонна состоит из трех колонок изоляторов, связанных промежуточными плитами 3. На колоннах укреплены контактные ножи с разъемным контактом: нож 4 с ламелями 11 (рис. 10-3, б) и нож 5 с контактным угольником 14. Последний снабжен серебряной напайкой 13. Ламели присоединяются к ножу при помощи гибких связей 9. Контактное нажатие осуществляется пружинами 10. Обе части разъемного контакта закрыты кожухами 8 и 12. Разъединитель имеет заземляющий нож 6 и соответствующие блокировки.

Размыкание (замыкание) разъединителя осуществляется поворотом колонн на 90° при помощи привода 7 и соответствующих передач. В разъединителях на малые напряжения может поворачиваться только один изолятор.

Рис. 10-3. Разъединитель горизонтально-поворотного типа:
а – общий вид разъединителя 330 кВ, 2000 А; б – разъёмный контакт