Studia dzienne - semestr IV

LABORATORIUM TECHNIKI WYSOKICH NAPIĘĆ

Ćwiczenie nr 2

Temat: Badanie wyłączników.

1. Zakres badań:

• pomiar rezystancji izolacji głównej wyłącznika

• pomiar rezystancji torów prądowych

• próba wytrzymałości elektrycznej izolacji głównej

2. Wiadomości ogólne:

Wyłączniki są aparatami przeznaczonymi do przewodzenia określonych prądów i wykonywania operacji łączeniowych w obwodach elektrycznych. Stosowane są na każdym poziomie napięcia, od niskiego do najwyższego. Konstrukcje wyłączników są projektowane i dostosowane do przerywania prądów roboczych, przeciążeniowych i zwarciowych. Każdy wyłącznik składa się z zespołów spełniających określone zadania:

• Tor prądowy - głównymi jego składnikami-są zestyki: ruchomy i nieruchomy. W nowoczesnych konstrukcjach ukształtowanie toru prądowego jest tak zaprojektowane, aby w obszarze zapalającego się między stykami łuku wytworzyć stosunkowo duże pole magnetyczne (własne lub zewnętrzne). To pole oddziałując na łuk siłą elektrodynamiczną powoduje jego wejście do komory gaszeniowej. W przypadku niewłaściwie skonstruowanego toru prądowego siła elektrodynamiczna mogłaby skierować łuk elektryczny do wnętrza aparatu, trwale go niszcząc lub utrudniając gaszenie łuku.

• Układ gaszeniowy - służy do gaszenia łuku elektrycznego zapalającego się podczas wyłączania prądów (szczególnie zwarciowych) między stykami. Układy gaszeniowe różnych wyłączników mają różne konstrukcje, zależne od napięcia znamionowego oraz użytego w nich medium gaszącego.

• Układ napędowy - umożliwia załączenie lub wyłączenie aparatu, również w przypadku pojawieniu się zakłócenia. Jednym z najważniejszych elementów tego układu jest zamek, utrzymujący wyłącznik w stanie zamkniętym po ustąpieniu siły powodującej przestawienie styków. Przy pojawienia się impulsu do rozejścia zestyków wyłącznika, napęd ma za zadanie przeprowadzić te operacje możliwie w jak najkrótszym czasie. Po wyłączeniu obwodu, zestyki pozostają otwarte aż do ponownego ich zamknięcia przez obsługę lub automatykę. W wyłącznikach niskiego napięcia na niewielkie prądy wyłączalne stosuje się napędy ręczne, a na duże prądy napędy silnikowe. Wyłączniki średniego i wysokiego napięcia są wyposażone w napędy silnikowe, silnikowo-sprężynowe lub pneumatyczne.

• Zespół wyzwalaczy - służy do wykrycia w obwodzie zakłócenia o takich parametrach, przy których wyłącznik ma zadziałać, i do podania sygnału do układu napędowego. Takim zakłóceniem może być pojawienie się prądu zwarciowego lub przeciążeniowego oraz zanik napięcia. Właśnie w zależności od tych rodzajów zakłóceń stosuje się wyzwalacze zwarciowe, przeciążeniowe i napięciowe.

Budowa zespołów może się różnić w zależności od rodzaju wyłącznika, jednakże każdy z tych zespołów występuje we wszystkich wyłącznikach i odgrywa tę samą rolę.

W chwili obecnej stosuje się konstrukcje, w których wykorzystywane są różne techniki gaszenia łuku. Nie można jednoznacznie wskazać techniki dominującej, aczkolwiek przewaga pewnych sposobów gaszenia łuku występuje w zależności od parametrów znamionowych wyłączników, takich jak napięcie znamionowe, prąd wyłączalny, trwałość mechaniczna i łączeniowa.

Ze względu na budowę układu gaszeniowego oraz rodzaj medium zastosowanego do gaszenia łuku wyłączniki można podzielić na:

- gazowe:

• powietrzne o normalnym ciśnieniu,

• pneumatyczne,

• z sześciofluorkiem siarki SF₆,

- cieczowe:

• małoolejowe

• pełnoolejowe (nie są obecnie stosowane)

• wodne (nie są obecnie stosowane),

• próżniowe

• z gasiwem stałym:

• z materiałem gazującym (fibra, szło organiczne, tworzywa poliamidowe),

• z materiałem niegazującym (piasek kwarcowy),

- półprzewodnikowe, bezstykowe.

Zakres stosowania wyłączników na różne poziomy napięcia w zależności od medium

Tablica 1 Zakres stosowania wyłączników

Napięcie znamionowe [kV]	Rodzaj wyłącznika
		pneumatyczny	SF6	małoolejowy	magneto-wydmuchowy	Próżniowy	przewodnikowy
do 1				•	•	•
Ido 24	O	•	•	•	•	•
24 do 230	•	•	•			O
230 do 500	•	•	O
od 500	•	•

• - stosowane powszechnie na danym napięciu
O - rzadko stosowane na danym napięciu

3. Pomiar rezystancji izolacji głównej wyłącznika

Pomiar wykonuje się megaomomierzem 2,5 kV. Wartość rezystancji głównej pomiędzy skrajnymi zaciskami bieguna przy otwartym wyłączniku oraz względem ziemi przy zamkniętym wyłączniku nie powinna być mniejsza niż:

• 1000 MQ dla napięć znamionowych do 10 kV włącznie,

• 3000 MQ dla napięć znamionowych powyżej 10 kV do 36 kV włącznie,

• 5000 MQ dla napięć znamionowych powyżej 36 kV.

Przy wilgotności powietrza powyżej 85% rezystancje izolacji nie powinny być mniejsze niż 20% wartości

podanych wyżej.

Rezystancja izolacji poszczególnych biegunów nie powinny się różnić między sobą więcej niż o 50% wartości

największej.

Dla wyłączników małoolejowych rezystancja powinna wynosić co najmniej 50% wartości rezystancji określonej

przy przyjmowaniu wyłącznika do eksploatacji.

3. Pomiar rezystancji torów prądowych

Pomiar rezystancji torów prądowych wykonuje się metodą techniczną przy prądzie stałym nie mniejszym niż 100A. Wartości pomierzone rezystancji powinny być zgodne z wymaganiami wytwórcy wyłącznika.

4. Próba wytrzymałości elektrycznej izolacji głównej

Izolacja względem ziemi biegunów łącznika o napięciu znamionowym 30 kV lub niższym wytrzymuje w czasie 60 sekund napięcie przemienne 50Hz o wartości 75% napięcia probierczego wytwórcy. Powyższą próbę można wykonać wraz z oszynowaniem i inną aparaturą wysokiego napięcia.

Dla wyłączników o napięciu znamionowym 110 kV pozytywny wynik próby to załączenie na napięcie znamionowe. Próbę wykonuje się podczas uruchomienia rozdzielni lub powtórnego załączenia.

5. Przebieg ćwiczenia.

• pomiar rezystancji izolacji głównej wyłącznika układ z zamkniętym wyłącznikiem układ z otwartym wyłącznikiem - (schemat w załączniku)

• pomiar rezystancji torów prądowych

próba wytrzymałości elektrycznej izolacji głównej

6. Literatura

J. Strojny: Urządzenia rozdzielcze, ,

Pod red. Jana Strojnego -Vademecum elektryka Kamińska: Urządzenia i stacje elektroenergetyczne

---