Перспективы развития электроэнергетики в республике Казахстане (стр. 2 )

1. АППАРАТ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ. РУБИЛЬНИКИ. 1.1. Рубильники и их назначение Рубильник — это простейший аппарат ручного управления для включения или отключения электрических цепей с токами не больше номинального Рисунок 1.  Рубильники: а — c центральной рукояткой: 1 — подвижный контакт; 2 — шарнирная стойка; 3 — контактная стойка; 4 — разрезное кольцо; 5 — выпуклые шайбы; б — рубильник-предохранитель: 1 — предохранитель; 2 — рукоятка; 3 — контактная стойка; в — с рычажным приводом: 1 — центральный рычажный привод; 2 — дугогасительная камера; 3 — подвижный контакт Рубильники предназначены для ручного включения и отключения низковольтных электрических цепей постоянного и переменного тока. Это наиболее простые и широко распространенные аппараты для цепей с номинальным током до 1000А. По способу управления бывают с центральной рукояткой Р и боковой РБ, центральным рычажным приводом — РПЦ и боковым — РПБ. По количеству полюсов рубильники бывают одно-, двух-, трех - и  четырехполюсные. По месту установки рубильники выпускаются с креплением на лицевой и задней стороне щита. Рубильники, установленные на лицевой стороне, могут иметь переднее и заднее присоединение проводов.   В обозначение типа рубильника кроме букв входят цифры указывающие число полюсов, номинальный ток и другие данные.  Например, Р16 означает, что это рубильник однополюсной, на 600А. На рис. 2, а изображен трехполюсной рубильник с центральной рукояткой и передним присоединением проводов. На панели 4 из изоляционного материала крепятся неподвижные контактные стойки 5 с губками. Подвижные контактные ножи 3 шарнирно связаны с нижними стойками. Соединительная изоляционная планка 2 с рукояткой управления 1 объединяет ножи между собой и обеспечивает их одновременное размыкание с верхними контактными стойками 5 при отключении и замыкание — при включении Открытые рубильники такого типа служат для отключения электрических цепей без нагрузки с целью создания видимого разрыва цепи при ремонтных работах. На рис. 1, б показан рубильник с рычажным приводом, подвижный контактный нож 3 вращается в шарнирной стойке 4, создавая разрыв с неподвижным контактом 1. Дугогасительная камера 2 обеспечивает гашение электрической дуги, возникающей при размыкании контактов. Рис. 2. Трехполюсный рубильник: а — с центральной ручкой; б — с рычажным приводом.   Это происходит при повороте рукоятки управления на лицевой панели шкафа вокруг оси 6, при этом тяга 5 перемещается вправо и передает движение ножам 3 всех полюсов, объединенным валом. Контактная система рубильника расположена внутри шкафа, что делает операции с рубильниками безопасными для персонала.

	Рубильники являются простейшими аппаратами ручного управления, которые используются в цепях переменного тока при напряжении до 660 В и постоянного тока при напряжении до 440 В. Рубильник, электрический коммутационный аппарат с ручным управлением, предназначенный для включения, отключения и переключения электрических цепей — либо под нагрузкой (при напряжениях до 220 в на постоянном токе и до 380 в на переменном), либо в отсутствии тока; отличается характерной формой подвижных контактов (ножевидные, или "рубящие"). По числу контактов Р. подразделяют на одно-, двух-, трёх и многополюсные. Для повышения предельного отключаемого тока мощные Р. снабжаются дугогасительными камерами (см. Дугогасительное устройство). При замыкании однополюсного Р. (рис.) контактный нож под действием рукоятки поворачивается вокруг оси и "врубается" в неподвижную пружинящую контактную стойку. При отключении электрической цепи под нагрузкой между контактным ножом и контактной стойкой возникает электрическая дуга, которая гасится в дугогасительной камере. Во избежание обгорания контактов электрическая дуга должна быть погашена возможно быстрее. Гашение дуги при токах до 75 а происходит вследствие её механического растяжения; при этом время гашения зависит от скорости перемещения контактного ножа. В Р., рассчитанных на более высокие токи, определяющим фактором при гашении дуги являются разрывающие её электродинамические силы, величина которых прямо пропорциональна отключаемому току и примерно обратно пропорциональна длине ножа. Для того чтобы сделать скорость размыкания контактных ножей не зависящей от скорости поворота рукоятки, применяют так называемое моментное выключение (с использованием дополнительных разрывных ножей), что значительно облегчает гашение дуги. Р. рассчитывают т. о., чтобы в номинальном режиме его работы контакты не нагревались выше допустимой температуры, а при коротких замыканиях в цепи не сваривались между собой и самопроизвольно не размыкались. Рубильники применяются для включения узлов, находящихся под нагрузкой (с дугогасительной камерой), и систем подачи электроснабжения с большой силой тока (обычно от 20 Ампер). Рубильники без дугогасительной камеры предназначены для включения и отключения сети без нагрузки.  Аппараты рубящего типа должны устанавливаться так, чтобы они не могли замкнуть цепь самопроизвольно, под действием силы тяжести. Их подвижные токоведущие части в отключенном положении, как правило, не должны быть под напряжением. Рубильники с непосредственным ручным управлением (без привода), предназначенные для включения и отключения тока нагрузки и имеющие контакты, обращенные к оператору, должны быть защищены несгораемыми оболочками без отверстий и щелей. Указанные рубильники, предназначенные лишь для снятия напряжения, допускается устанавливать открыто при условии, что они будут недоступны для неквалифицированного персонала. 1.2.Типы рубильников Рубильник, используемый для закорачивания обмотки трёхфазного генератора в целях торможения ветряной турбины. перекидной рубильник — первая самая простая модификация с одним или двумя положениями фиксации коммутации, с любым количеством одновременно коммутируемых линий; рубильник с поворотным приводом. Чаще всего рубильники имеют степень защищенности IP00, и располагаются в специальных защитных ящиках, с выведенным на внешнюю сторону рычагом управления (так называемые ящики с блоком «предохранитель-выключатель»). Рубильники, имеющие компактный размер и выполненные в защищенном корпусе, а также не имеющие характерного длинного (порядка 20 см и более) рычага принято называть «выключатель» или «разъединитель». Рубильники служат для ручного включения и отключения электрических цепей. На рис. 1 показан трехполюсный рубильник с рычажным приводом. Контактные стойки 1, 4 смонтированы на изоляционном основании 5. Ножи 3 трех полюсов рубильника скреплены общей изоляционной рейкой, движение которой передается тягой 6. Гашение дуги обеспечивается дугогасительной камерой 2, состоящей из набора металлических пластин. При размыкании контактов рубильника дуга затягивается между пластинами, разбивается на короткие дуги и, соприкасаясь с металлическими пластинами, эффективно охлаждается. При переходе тока через нулевое значение дуга деионизируется и гаснет. В установках переменного тока 380 В такими рубильниками можно отключать номинальные токи. При этом не наблюдается выброса ионизированных газов за пределы дугогасительных камер, что исключает возможность перекрытий на корпус и между полюсами. В эксплуатации сохранилось большое число электроустановок с рубильниками, не имеющими специальных дугогасительных устройств. На рис. 2, б показан трехполюсный рубильник с центральной рукояткой. Такие рубильники предназначены только для отключения цепей, не находящихся под током нагрузки. Для отключения цепей под нагрузкой применяют рубильники с боковой рукояткой (чтобы дуга не воздействовала на руку отключающего) или рубильники с рычажным приводом. Вынос рукоятки управления на переднюю сторону монтажной панели делает проведение операций с рубильником безопасным для персонала. При напряжении 380 В отключаемый рубильником без дугогасительного устройства ток не должен превышать 0,3 /ном. При напряжении 500 В указанные рубильники могут использоваться только для отключения обесточенных цепей. 1.3. Ремонт рубильников и переключателей При ремонте рубильников и переключателей тщательно очищают контактные поверхности ножей и контактных губок от грязи, копоти и частиц оплавленного металла. При сильных оплавлениях ножей или губок их заменяют новыми. Подтягивают все крепежные детали, шарнирные соединения, проверяют состояние пружин и пружинных скоб, ослабленные заменяют новыми. Добиваются, чтобы ножи входили в губки без ударов и перекосов, но с некоторым усилием. Контактная поверхность губки должна плотно прилегать к соответствующей поверхности ножа. Щуп толщиной 0,05 мм может входить в пространство между губкой и ножом на глубину не более 6 мм. Регулируют глубину вхождения ножей в губки так, чтобы у рубильника с рычажным приводом ножи при полностью включенном положении не доходили до контактной площадки губки на 3 мм. В то же время вся контактная часть ножа должна войти в губки. Глубину вхождения ножей в губки рубильников с рычажным приводом регулируют увеличением или сокращением длины тяги от рукоятки к рубильнику. Рисунок 3. Трехполюсный рубильник: а — трехфазный в открытом исполнении; б— в закрытом кожухе; в — управляемый механическим приводом; 1 — ножи; 2 —трубки; 3 —рукоятка; 4 — кожух; 5—тяга. Неодновременность выхода ножей из контактных губок не должна превышать 3 мм. Проверяют плотность затяжки всех контактных соединений. Износ должен быть не более: для сухарей пальцев — 4—5 мм (во избежание уменьшения разрывных расстояний между сухарями и сегментом); для сегментов—1 мм (во избежание задеваний сухарей за головки винтов). Повреждения ножей рубильников в виде изгиба исправляют рихтовкой, которую выполняют молотком с медным бойком на рихтовочном верстаке. Изгиб ножей после рихтовки не должен превышать 0,2 мм по всей длине ножа. Для проверки величины изгиба к плоскости отрихтованного ножа рубильника прикладывают ребром стальную линейку. Щель между ножом и линейкой замеряют щупом. Если обнаружены следы копоти, их устраняют протирочной ветошью и шлифовкой стеклянной шкуркой до полного устранения. После этого проверяют целостность пружин, стягивающих подвижные контакты. Поврежденные пружины заменяют новыми заводскими. Проверяют состояние вала, привода и рукояток. После ремонта оси ножей смазывают смазкой ЦИАТИМ-201 и собирают рубильник. После сборки проверяют одновременность вхождения всех ножей в губки путем медленного сближения последних (они не должны иметь перекосов). Одновременность включения подвижных и неподвижных контактов проверяют у всех аппаратов, имеющих два и более контактов. Плотность нажатия контактов проверяют щупом толщиной 0,05 мм, который должен проходить не более чем на 1/3 величины контактной поверхности. Добиться нужной плотности можно подгибанием контактов Кроме рубильников к коммутационным аппаратам ручного управления относят рубильники, переключатели, пакетные выключатели, универсальные переключатели, контроллеры. Эти аппараты служат для включения и отключения, а переключатели — для переключения электрических цепей постоянного и переменного тока при номинальной нагрузке. По количеству полюсов рубильники подразделяются на одно-, дух - и трехполюсные, по роду токауправления бывают с центральной и боковой рукоякоцй, по способу присоединения - с передней и задней стороны аппарата. Рубильники и переключатели выпускают в одно-, двух - и трехполюсном исполнении с центральным или рычажным приводом для переднего или заднего присоединения проводов. Рубильники с центральной рукояткой служат в качестве разъединителя, т. е. отключают предварительно обесточенные электрические цепи, а с боковой рукояткой и рычажными приводами — отключают цепи под нагрузкой. Буквенные обозначения рубильников: Р - рубильник; П - переключатель; вторая буква - П - переднее присоединение проводов; Б - с боковой рукояткой; Ц - с центральным рычажным механизмом. Цифры обозначают: первые (1, 2 и 3) - число полюсов, вторая - номинальный ток (1 - 100 А, 2 - 250 А, 4 - 400 А и 6 - 600 А). Рубильники и переключатели с боковой рукояткой и с рычажным приводом выпускают как с дугогасительными камерами, так и без них. Рубильники с центральной рукояткой выпускают без дугогасительных камер с искрогасительными контактами. Плотность прилегания контактных поверхностей ножа и губок обеспечивается за счет пружинящих свойств материала губок (у рубильников до 100 А) и за счет стальных пружин (у рубильников более 200 А). Для предохранения ножей от оплавления дугой при отключении рубильники на большие токи выполняют с искрогасительными или дугогасительными контактами. Искрогасительные контакты, которыми снабжены ножи, при отключении отходят от губок под действием своих пружин независимо от скорости движения рукоятки и привода рубильника. Дугогасительные контакты рубильников расположены открыто или внутри дугогасительных камер. Они служат для обеспечения быстрого гашения электрической дуги и исключения переброса ее на соседние токопроводящие или заземленные конструкции распределительного устройства. Переключатели перекидные имеют такое же конструктивное устройство, что и рубильники, и служат для коммутации электрических цепей. В некоторых конструкциях рубильники совмещают с предохранителями или используют предохранители в качестве ножей. Такая конструкция, позволяющая выполнять функции коммутации и защиты, называют блоком предохранитель-выключатель (БПВ).В целях безопасности для обслуживающего персонала рубильники заключаются в металлический защитный кожух. Рис. 4. Выключатели-разъединители ВР. Выключатели-разъединители (рубильники) ВР32-31, ВР32-35, ВР32-37, ВР32-39 (Рис.4) предназначены для включения, пропускания и отключения переменного тока номинальным напряжением до 660 В номинальной частоты 50 и 60 Гц и постоянного тока номинальным напряжением до 440В в устройствах распределения электрической энергии. Рубильник ВР-32 на одно направление трехполюсный с боковой рукояткой 1.4. Классификация выключателей-разъединителей ВР Выключатели-разъединители ВР классифицируются: По степени защиты рукоятки: IР00, IР32. По наличию вспомогательных контактов: без вспомогательных контактов; со вспомогательными контактами. По виду рукоятки ручного привода: без рукоятки; боковая рукоятка; передняя смещенная рукоятка; боковая смещенная рукоятка. По расположению плоскости присоединения внешних зажимов контактных выводов: 1 — параллельно плоскости монтажа; 2 — перпендикулярно плоскости монтажа; 3 — комбинированное: ввод параллельно, вывод перпендикулярно плоскости монтажа; 4 — комбинированное: ввод перпендикулярно, вывод параллельно плоскости монтажа. По числу полюсов и числу направлений: однополюсный выключатель-разъединитель на одно направление; двухполюсный выключатель-разъединитель на одно направление; трехполюсный выключатель-разъединитель на одно направление; однополюсный выключатель-разъединитель на два направления; двухполюсный выключатель-разъединитель на два направления; трехполюсный выключатель-разъединитель на два направления. 1.5. Основные технические характеристики рубильников ВР-32 номинальные рабочие напряжения для главной цепи: переменного тока: 380, 660 В постоянного тока: 220, 440 В условный тепловой ток на открытом воздухе (Jth) 100, 250, 400 и 630 А условный тепловой ток в оболочке (Jth) 80, 200, 315 и 500 А номинальная частота переменного тока 50 и 60 Гц Механическая износостойкость на токи 100 и 250 А: 25000 циклов "ВО" на токи 400 и 630 А: 16000 циклов "ВО" Мощность, потребляемая аппаратом на один полюс ВР32-31 3 Вт ВР32-35 15 Вт ВР32-37 35 Вт ВР32-39 60 Вт Блоки предохранители – выключатель. Для уменьшения габаритных размеров распредустройства выпускаются блоки предохранитель – выключатель (БПВ), обеспечивающие отключение номинальных токов и защиту цепей от токовых перегрузок и коротких замыканий. В БВП при вращении рукоятки траверса с установленным на ней предохранителем перемещается и контакты аппарата размыкаются. Наличие двух разрывов на полюс обеспечивает отключение номинальных токов до 350 А при переменном U до 550 В. Для отключения номинального постоянного тока 350 А при U до 440 В разрывы снабжаются дугогасительнымидеионными решетками. Съем патрона с перегоревшей вставкой возможен только в отключенном положении БПВ после освобождения специальной защелки. Электрическая износостойкость аппарата 2500, механическая 500 циклов.

Рубильники и переключатели - это простые электрические аппараты, поэтому они довольно просты в эксплуатации и ремонте. Наиболее часто у рубильников и переключателей обгорают контактные ножи и губки. При незначительном обгорании поверхности касания контактные ножи и губки рубильников можно зачистить напильником и стеклянной бумагой. Наждачную бумагу применять не рекомендуется, так как наждачная пыль покрывает контактную поверхность и тем самым увеличивает переходное контактное сопротивление. При сильном обгорании нужно заменить контактные ножи и губки. Раньше в литературе рекомендовалось самостоятельно сделать ножи и губки рубильника из электролитической полосовой меди, а пружинящие контакты - из фосфористой бронзы и установить их на место обгоревших. Сейчас же проще заменить вышедший из строя рубильник на новый, чем самостоятельно заниматься изготовлением отдельных частей для рубильника. Если ножи рубильников входят в губки контактов неплотно, то губки необходимо подогнуть, чтобы плотное прилегание их было по всей поверхности. При сильной разработке мест вращения ножей можно их рассверлить на большие отверстия и вставить втулки с отверстиями по диаметру валика. Чтобы ножи рубильника не перекашивались, необходимо хорошо затягивать болты, крепящие их к перекладине. Пружины контактов должны обеспечивать одновременное и резкое мгновенное размыкание ножей. После ремонта необходимо проверить изоляцию токоведущих частей и провести чистку и окраску деталей рубильника. Рисунок 5. Детали и узлы рубильников.