II. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ, КОНСТРУКЦИЯ И РАБОТА ВВМ-500 2.1. Общие сведения ВВ типа ВВМ-500 с воздухонаполненным отделителем предназначены для оперативных переключений, отключения токов КЗ, автоматического повторного включения (АПВ), и применяются в электрических сетях переменного трёхфазного тока при номинальном напряжении 500 кВ. ВК относится к категории быстродействующих и представляет собой комплект из трёх однополюсных ВВ, не имеющих механической связи и соединённых в один агрегат с помощью общих агрегатных шкафов: пневматического и электрических цепей. Пополюсное и трёхполюсное дистанционное управление ВК осуществляется электромагнитами управления (пополюсное управление – при получении электромагнитами отдельных полюсов независимых импульсов, трёхполюсное – - при получении одновременного общего (командного) импульса). Нормальная работа ВВМ-500 обеспечивается при высоте над уровнем моря не более 1000 м и температуре окружающей среды от –55 до +35° С с кратковременным понижением температуры до -58° С и повышением до +40° С. 2.2. Структура условного обозначения ВВМ - 500 - 2000/20000, где В - выключатель; В - воздушный; М – морозостойкое исполнение; 500 - номинальное напряжение, кВ; 2000 - номинальный ток, А; 20000 - номинальная мощность отключения, МВ.А. 2.3. Технические данные В работе и в эксплуатации важным является знание параметров ВК, таких как номинальный ток, номинальное напряжение, номинальный ток отключения, собственное время выключения, время горения дуги и т.д. В таблице 2 приводятся основные технические данные ВВМ-500. Таблица 2. Основные технические данные ВВМ-500

Наименование параметра	Норма
1. Номинальное напряжение, кВ	500
2. Наибольшее рабочее напряжение, кВ	525
3. Номинальный ток, А	2000
4. Номинальная мощность отключения для трёхфазного выключателя, МВ.А	20000
5. Ток отключения, кАэфф	29
6. Предельный сквозной ток, кА: - амплитудное значение - эффективное значение	73 42
7. Ток термической стойкости, кАэфф: - односекундный - пятисекундный	42 29
8. Номинальное напряжение электромагнитов управления постоянного тока, В	220

Таблица 2. Основные технические данные ВВМ-500 (продолжение)

Наименование параметра	Норма
9. Допустимые пределы колебания напряжения на зажимах электромагнитов управления, % от Uном	65¸120
10. Номинальное давление сжатого воздуха, атм	20
11. Допустимые пределы изменения давления, атм: - без АПВ - с АПВ	16¸21 19¸21
12. Ёмкость резервуаров выключателя, л	22400
13. Падение давления (сброс) воздуха в резервуарах выключателя за одну операцию отключения (при замере через 30 сек после совершения операции), атм	3
14. Расход воздуха на одно отключение, л	66000
15. Расход воздуха на АПВ, л	99000
16. Расход воздуха на вентиляцию, л/ч	1800¸ ¸3600
17. Расход воздуха на утечки (через неплотности тележки полюса и пневматического агрегатного шкафа), л/ч: - при включенном выключателе - при отключенном выключателе	100 100
18. Падение давления воздуха в резервуарах ВВ при АПВ, атм	4,5
19. Время включения, сек	0,26± ±0,02
20. Время отключения, сек	0,07± ±0,08
21. Собственное время отключения не более, сек	0,06
22. Бесконтактная пауза при АПВ (время от размыкания последнего разомкнувшегося контакта ДУ до первого вибрационного смыкания контактов отделителя в цикле «О-В-О») не более, сек	0,3
23. Бесконтактная пауза ДУ, сек	0,16¸ ¸0,18
24. Разброс при включении трёх полюсов не более, сек	0,04
25. Отключающая способность контактов электроконтактных манометров, Вт	10
26. Мощность подогревательных устройств, Вт: - без учёта агрегатных шкафов - с агрегатными шкафами	3600 5200

Величины расхода воздуха, указанные в таблице 2 приведены к атмосферному давлению. Собственное время отключения ВВ, а также другие механические параметры ВК даны при номинальном давлении сжатого воздуха и при номинальном напряжении на зажимах катушек электромагнитов. 2.4. Конструкция Воздушные выключатели типа ВВМ-500 (рис.1) представляют собой комплект из трёх однополюсных воздушных выключателей, не имеющих механической связи и соединённых в один агрегат с помощью общих агрегатных шкафов (пневматического и электрических цепей). Основные элементы ВВМ-500: - Тележка 1. Основанием каждого полюса выключателя служит тележка, основной частью которой является сосуд для хранения сжатого воздуха, выполненный в виде двух цилиндрических резервуаров диаметром 720 мм; - Резервуары. Резервуары связаны соединительной трубой. В средней части одного из резервуаров (правого) размещён шкаф управления полюса 5, в котором смонтированы элементы управления выключателей: клапаны включения и отключения пневматической схемы, электромагниты управления, блок-контакты с пневматическим приводом, щит с зажимами; - Шкаф управления 5. В шкафу управления каждого полюса имеются указатели положения выключателя 21: сигнальная лампа с красным светофильтром «выключатель включен», сигнальная лампа с зелёным светофильтром «выключатель отключен» и электроконтактный манометр 20, показывающий давление сжатого воздуха в отделителе только при отключенном положении ВК. Кроме того, в шкафу управления находятся счётчик числа срабатываний полюса ВК и нагревательные устройства; - Опорные колонки 6. Опорные колонки служат изоляцией токоведущего контура ВК относительно земли и воздухопроводом для питания дугогасящих узлов ВК сжатым воздухом из резервуаров 1. Для повышения устойчивости опорные колонки усилены растяжками 7 из изоляторов типа СП-110 с пружинными стяжками. В верхней части опорных колонок 6 установлены экраны 19 для выравнивания электрического поля; - Дутьевые клапаны 4, 16. Дутьевые клапаны 4, 16 осуществляют подачу воздуха в камеры ДУ 8 и отделители 15 из резервуаров ВК. Дутьевые клапаны 4, 16 связаны с ДУ и отделителем опорными изоляторами 6; - ДУ 8. ДУ предназначено для гашения дуги при отключении ВК и состоит из двух одинаковых, вертикально расположенных колонок. Каждая колонка камеры состоит из пяти элементов (для каждого полуполюса). Разрез элемента ДУ показан на рис.2. Каждый элемент состоит из фарфоровой рубашки 5, внутри которой находятся неподвижный контакт 2 и механизм подвижного контакта 4, 6, 7, 8, 9. Контактное давление между подвижным 6 и неподвижным 2 контактами обеспечивается сильной пружиной 9. Контакты гасительной камеры 2, 6 – полые. Внутренние полости контактов 2, 6 соединяются с атмосферой через выхлопные клапаны. Выхлопные клапаны находятся на фланцах 1, которые соединяют между собой отдельные элементы камер ДУ. Линейными выводами выключателя являются головки ДУ, которые могут поворачиваться с фиксацией через 30°. Параллельно каждому разрыву ДУ подключен элемент омического сопротивления 9. Величина сопротивления элемента 9, шунтирующего один разрыв, составляет примерно 14000 Ом; - Отделитель (ОД) 15 (см. рис.1). ОД (рис.4) служит для создания изоляционного промежутка в отключенном положении ВК и для гашения тока, протекающего через шунт ДУ 9 (см. рис.1). Он состоит также из двух одинаковых, вертикально расположенных колонок. Каждая колонка ОД для выключателя на 500 кВ включает четыре элемента (для каждого полуполюса). Каждый элемент (см. рис.4) заключён в фарфоровую рубашку 8 и имеет подвижный 9 и неподвижный (полый) 11 контакты. Подвижный контакт 9 имеет пневматический механизм при помощи которого производится размыкание контактов и изоляция полости ОД от атмосферы. Элементы ОД соединены фланцами 2. Параллельно разрывам ОД подключены элементы ёмкостного делителя напряжения 18 (см. рис.1), представляющего собой конденсаторы типа ДМН-80-0,0044 на 0,044 мФ или конденсаторы связи типа СМР-55-0,0044 ёмкостью 0,0044 мФ; - Система вентиляции. Система вентиляции ВК предназначена для непрерывной продувки внутренних полостей опорных изоляторов, ДУ и ОД (за исключением внутренней полости отделителя и его опорных колонок в отключенном положении ВК) сухим воздухом с небольшим избыточным давлением (порядка десятых долей атмосферы). Для этой цели применены специальные тальковые редукторы и выхлопные клапаны, открываемые при определённом избыточном давлении; - Пневматический агрегатный шкаф 13 (см. рис.1). Сжатый воздух поступает в резервуары тележек выключателя от пневматического агрегатного шкафа, присоединённого к ответвлению от магистрального воздухопровода через воздухопровод, соединяющий агрегатный шкаф с каждым полюсом ВК.В пневматическом агрегатном шкафу 13 расположены два запорных вентиля, обратный клапан, фильтр, щит с зажимами, устройство для неоперативного ручного пневматического управления, подогреватели; - Агрегатный шкаф электрических цепей 12 (см. рис.1). Электрическое управление ВК осуществляется через агрегатный шкаф электрических цепей 12, в котором помещён щит с зажимами для цепей релейной защиты, сигнализации и блокировки, патрон с выключателем для освещения шкафа 12 и трубчатое подогревательное устройство. Путь прохождения тока у ВВМ-500 следующий (см. рис.3): линейный вывод камеры ДУ 11 (см. рис.1) одного полуполюса, колонка ДУ (сверху вниз), токоведущая шина между камерой ДУ и ОД другого полуполюса 17 (см. рис.1), колонка ОД (снизу вверх), токоведущая шина между колонками отделителя двух подполюсов 10 (см. рис.1), вторая колонка ОД (сверху вниз), токоведущая шина между ОД и ДУ, вторая колонка ДУ (снизу вверх) и линейный вывод 11 (см. рис.1). Электропневматическая схема управления полюсом ВВ показана на рис.5. Положение элементов схемы соответствует включенному положению ВК. - Во включенном положении ВК в ДУ и ОД отсутствует сжатый воздух, контакты их замкнуты; - В отключенном положении ВК контакты ДУ замкнуты. ОД заполнен сжатым воздухом, который удерживает его контакты в разомкнутом состоянии и создаёт необходимый изоляционный промежуток. При включении ВК сжатый воздух выпускается из ОД в атмосферу, и контакты ОД, смыкаясь, производят замыкание силовой цепи ВК. 2.5. Работа 2.5.1. Операция отключения Отключение ВВМ-500 может быть дистанционным и неоперативным ручным. При дистанционном управлении подаётся командный импульс на катушку отключения (КО) через блок-контакты и замыкается следующая цепь (см. рис.5): положительный полюс оперативного источника тока, ключ управления, блок-контакты, обмотка электромагнита отключения, блок-контакты реле контроля давления РКД-1 и отрицательный полюс оперативного источника тока. Срабатывает электромагнит отключения, и аппарат отключается. Работа схемы управления заключается в следующем. Сердечник катушки КО, втягиваясь, своим бойком ударяет по штоку промежуточного клапана – толкателя 1, который, передвигаясь, открывает пусковой клапан отключения 2. Сжатый воздух воздействует на поршень среднего клапана отключения 3 и отодвигает тарелку клапана, механически связанную с поршнем. Затем аналогично клапану 3 последовательно срабатывают клапаны 4 и 5. Благодаря этому открывается доступ сжатому воздуху из-под поршня клапанов 6 через клапаны 5 в атмосферу и перемещаются дифференциальные дутьевые клапаны камеры 6. Сжатый воздух устремляется из резервуара в ДУ, и подвижные контакты камеры при помощи поршневого механизма расходятся. Сжатый воздух гасит возникшую электрическую дугу, отключает ток короткого замыкания, протекающий через ВВ, и устремляется через выхлопные клапаны в атмосферу. Контакты ДУ смыкаются. Одновременно с наполнением ДУ сжатый воздух проходит через козырьки 7, направляющие необходимое количество воздуха в соединительные трубки Т2, и с запаздыванием (0,0025 ¸ 0,05 сек), определяемым длиной и сечением этих воздухопроводов, открывает обратные клапаны 8 и перемещает поршни дутьевых клапанов ОД 9. В результате сжатый воздух устремляется из резервуара в ОД, размыкает его подвижные контакты и гасит электрическую дугу, ток которой ограничен сопротивлением делителя напряжения, шунтирующего ДУ. После размыкания контактов ОД его внутренняя полость герметизируется, и контакты отделителя «залипают» в разомкнутом состоянии. Сжатый воздух, находящийся между контактами ОД, удерживает контакты в отключенном положении и обеспечивает необходимый изоляционный промежуток в отключенном положении ВК. Автоматическое отключение происходит таким же образом, но импульс на катушку отключения КО подаётся от реле защиты (РЗ). При неоперативном ручном пневматическом управлении сжатый воздух подаётся с помощью клапана ручного пневматического отключения 18 по трубке Т4 в промежуточный клапан – толкатель 1, находящийся между катушкой отключения КО и пусковым клапаном 2. Поршень промежуточного клапана своим бойком открывает пусковой клапан 2. Дальнейший процесс отключения выключателя происходит так же, как и при дистанционном управлении. 2.5.2. Операция включения При отключенном положении ВК тарелки дутьевых клапанов 9 отодвинуты так, что сжимают пружину клапана и открывают свободный доступ воздуху из резервуара. Включение, как и отключение, может быть дистанционное и неоперативное ручное с помощью клапана ручного пневматического управления, находящегося в пневматическом агрегатном шкафу. При дистанционном управлении подаётся командный импульс на катушку включения (КВ) через блок-контакты и замыкается следующая цепь: положительный полюс оперативного источника тока, ключ управления, блок-контакты, нормально замкнутые блок-контакты электромагнита отключения, контакты реле контроля давления РКД-1 и отрицательный полюс оперативного источника тока. Электромагнит включения срабатывает, и аппарат включается. При этом сердечник катушки КВ втягивается и своим бойком ударяет по штоку промежуточного клапана-толкателя 12, который при движении открывает пусковой клапан включения 13. Сжатый воздух воздействует на поршень среднего клапана включения 14 и отодвигает тарелку клапана, механически связанную с его поршнем. Затем аналогично срабатывает большой клапан включения 15. При этом поршнями дутьевых клапанов ОД 9 открывается доступ сжатого воздуха из полостей между обратными клапанами 8 в атмосферу через клапан 15. Клапаны ОД 9 срабатывают, как дифференциальные клапаны, за счёт получающейся разности давления с обеих сторон поршня и выпускают сжатый воздух из полости ОД в атмосферу. Являясь клапанами двухстороннего действия, клапаны ОД одновременно закрывают доступ сжатого воздуха из резервуара в ОД. При неоперативном ручном пневматическом управлении сжатый воздух подаётся с помощью клапана неоперативного пневматического включения 17 по трубке Т5 в промежуточный клапан-толкатель 12, находящийся между КВ и пусковым клапаном 13. Поршень промежуточного клапана своим бойком открывает пусковой клапан 13. Дальнейший процесс включения ВК происходит так же, как при дистанционном управлении ВК. 2.6. Комплектность В комплект поставки ВВМ-500 входят: - Три полюса ВК; - Два агрегатных шкафа (пневматический и электрических цепей); - Арматура для присоединения воздухопроводов (питающих и ручного пневматического управления) к полюсам ВК и пневматическому агрегатному шкафу; - Комплект запасных частей, поставляемых с каждым ВК; - Комплект запасных частей, поставляемых в один адрес отгрузки, независимо от числа ВК; - Комплект специального инструмента и приспособлений для сборки узлов выключателя и испытания фарфоровых изоляторов поставляется в один адрес отгрузки, независимо от числа ВК; - Техническая документация. III. РАСЧЁТ ОБЩЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ В конструкции выключателя должна быть обеспечена надёжная изоляция: