Монтаж и эксплуатация вакуумных выключателей

Курсовая работа

Тема работы: Монтаж и эксплуатация вакуумных выключателей

г. Омск 2014

Оглавление

Введение

1. Общие сведения

2. Технология монтажа вакуумных выключателей

2.1 Технологическая карта

2.2 Сетевой график

2.3 Сдача в эксплуатацию и ПСИ

3. Правила эксплуатации

3.1 Подготовка к использованию по назначению

3.2 Использование выключателей в КРУ и КСО

4. Технология технического обслуживания

4.1 График ППР

4.2 Периодические испытания

Заключение

Используемая литература

Введение

Данная курсовая работа направлена на изучение темы: Монтаж и эксплуатация вакуумных выключателей.

В ней рассмотрены самые актуальные вопросы такие, как монтаж, обслуживание, эксплуатация, осмотры электрооборудования и многое другое. Моя курсовая работа посвящена изучению объемов и улучшению качества проводимых работ на предприятии где используется данное оборудование; так же в работе будут рассмотрены и приведены все возможные графики и таблицы что тоже немало важно, и может помочь в решении проблем с эксплуатацией, обслуживанием или просто ознакомить Вас с данным электрооборудованием. Одним из видов рассматриваемого мною электрооборудования будет вакуумные выключатели, для которых нужно рассчитать объемы и сроки работ, построить графики и составить таблицы.

Главная цель моей работы заключается в раскрытии самой темы курсовой. Мою курсовую работу в дальнейшем можно будет использовать, как методические указания по данной теме или просто для расширения профессионального кругозора.

вакуумный выключатель электрическая дуга

1. Общие сведения

Вакуумные коммутационные аппараты - передовая технология в аппаратостроении. В выключателях старого поколения для охлаждения и деионизации дуги, образующейся после разведения контактов, в качестве дугогасительной среды применяют масло, воздух или элегаз (SF6). Вакуумные выключатели выгодно отличаются от этих выключателей тем, что такой средой является просто вакуум. Выключатели по требованию заказчика могут комплектоваться приводами с органами управления: электромагнитом включения (YAC) и электромагнитом отключения (YAT) на напряжение 220 (110) В постоянного или 220 (127) В переменного тока и дополнительно набором электромагнитов встроенных расцепителей: - электромагнитом отключения напряжения с питанием от независимого источника (YAV), номинальное напряжение 220 В постоянного или 220,127 и 100 В переменного тока; - электромагнитом отключения с номинальными токами 3А или 5А переменного тока (YAA). Основные сведения о вакуумных выключателях 6-110 кВ, вакуумных контакторах 6-10 кВ и дугогасительных камерах Вакуумные выключатели - одно из наиболее перспективных направлений развития коммутационной аппаратуры в классах напряжения 3-110 кВ. Из известных видов коммутационной аппаратуры они наиболее полно соответствуют современным требованиям.

Вакуумные выключатели обеспечивают наиболее простой и надежный способ гашения электрической дуги. Особенно широкое распространение они получили для отключения сравнительно низких токов короткого замыкания. В эксплуатации вакуумные выключатели более надежны по сравнению с масляными или электромагнитными и имеют значительно меньшие размеры. Однако вакуумные выключатели появились сравнительно недавно, так как их разработка на требуемые параметры потребовала решения ряда сложных научных и технологических проблем. В вакуумных выключателях один из двух расположенных в стеклянной (или керамической) вакуумной камере контактов подвижный приводится в действие от внешнего привода (для замыкания и размыкания цепей). Так как в вакууме дуга гаснет быстро, то и восстановление межэлектродного изоляционного промежутка происходит во время размыкания тоже быстро. Это дает возможность получить хорошие коммутационные характеристики выключателя.

Выключатели на 7,2-10 кВ имеют зазор между контактами в несколько миллиметров (4 мм), поэтому при таких малых размерах легко достигаются высокие скорости срабатывания. Эрозия контактов под действием дуги при этом незначительна, проблема предотвращения ухудшения вакуума на протяжении длительного времени практически решена. Срок службы вакуумных выключателей практически не ограничен. Вакуумные выключатели отвечают современным требованиям сокращения трудовых затрат при монтаже, наладке и эксплуатации.

Параметры вакуумных выключателей определяются их основной частью - вакуумными дугогасительными камерами (ВДК) ВДК представляет собою запаянный прибор, в котором давление газа не превышает 10~3.10~10 Па.

Камера состоит из изоляционного корпуса, с размещенными в нем контактной и экранной системами.

Контактная система, как правило, торцевая одноразрывная; один из контактов неподвижный, другой подвижный и соединяется с корпусом через сильфон, благодаря чему контакт может перемещаться без нарушения вакуума. Экранная система защищает внутренние стенки изоляции корпуса от металлизации продуктами электроэрозии контактов и задает распределение электрического потенциала в ВДК. Дуга отключения, возникающая при размыкании контактами ВДК цепи тока, горит в парах металла контактов и гаснет при переходе переменного тока через нулевое значение. Это происходит вследствие остывания последних очагов испарения, конденсации и деионизации пара с достаточно большой скоростью. При токах менее 10 кА дуга из-за взаимного расталкивания катодных пятен распределяется по значительной части поверхности контактов и инерционных очагов испарения, приводящих к отказу при отключении, не возникает. При этих токах контакты имеют форму простых цилиндров. При токах более 10 кА дуга концентрируется в узкой области разрываемых контактов. В этом случае возникновение недопустимо больших очагов испарения на контактах предотвращается созданием в меж контактном промежутке поперечного радиального или продольного по отношению к току дуги магнитного поля. В поперечном радиальном магнитном поле дуга вращается с достаточно большой скоростью, в продольном - концентрации дуги не происходит, и дуга распределяется по всей контактной поверхности. Эти эффекты достигаются путем придания контактам специальной формы.

При расхождении контактов вначале образуется жидкий металлический мостик из материала электродов. Этот мостик нагревается до высокой температуры и испаряется. Между контактами загорается дуга в среде паров металла электродов. Характерной особенностью дуги является малое напряжение на ней (20-40 В). Только при больших токах (10-100 кА) напряжение растет до 50-200 В. При прохождении тока через нуль дуга гаснет. Малая плотность газа обусловливает исключительно высокую скорость диффузии зарядов погасшей дуги из-за большой разницы плотностей частиц в разряде и в вакууме.

Через 10 мкс после прохождения тока через нуль между контактами восстанавливается электрическая прочность вакуума, которая достигает 100 МВ/ м. Благодаря высокой скорости нарастания электрической прочности промежутка вакуумный выключатель может работать при высоких скоростях восстановления напряжения и успешно используется при отключении емкостной нагрузки.

2. Технология монтажа вакуумных выключателей

2.1 Технологическая карта

Типовая технологическая карта (ТТК)

Производства работ по монтажу вакуумного выключателя BB/TEL

. Область применения

.1 Типовая технологическая карта составлена на один из вариантов производства работ по монтажу вакуумного выключателя BB/TEL.

.2 Типовые технологические карты предназначены для использования при разработке проектов производства работ (ППР), проектов организации строительства (ПОС), другой организационно-технологической документации, а также с целью ознакомления рабочих и инженерно-технических работников с правилами производства работ.

.3 На базе типовых технологических карт (ТТК) в составе ППР (как обязательные составляющие проекта производства работ) разрабатываются технологические карты на выполнение отдельных видов работ.

.4 Все технологические карты разрабатываются по рабочим чертежам проекта и регламентируют средства технологического обеспечения, правила выполнения технологических процессов при возведении, реконструкции зданий и сооружений.

.5 Нормативной базой для разработки технологических карт являются: СНиП, СН, СП, ЕНиР, производственные нормы расхода материалов, местные прогрессивные нормы и расценки, нормы затрат труда, нормы расхода материально-технических ресурсов.

.6. Типовая технологическая карта, как правило, составляется по рабочим чертежам типовых проектов зданий, сооружений, отдельных видов работ на строительные процессы, части зданий и сооружений. При отсутствии таковых возможно составление ТТК на какой-то определенный вид специальных работ.

.7 Цель создания представленной типовой технологической карты дать рекомендуемую схему технологического процесса, состав и содержание ТК, примеры заполнения необходимых таблиц.

При привязке типовой технологической карты к конкретному объекту и условиям строительства уточняются схемы производства, объемы работ, затраты труда, средства механизации, материалы, оборудование и т.п.

.8 Состав и степень детализации материалов, разрабатываемых в проекте производства работ, устанавливаются соответствующей подрядной строительно-монтажной организацией, исходя из специфики и объема выполняемых работ.

.9 Проект производства работ (в том числе и технологическая карта, как часть ППР) утверждается руководителем генеральной подрядной строительно-монтажной организации, а по производству монтажных и специальных работ - руководителем соответствующей субподрядной организации по согласованию с генеральной подрядной строительно-монтажной организацией.

.10 Все работы по монтажу вакуумного выключателя BB/TEL осуществляют в соответствии с требованиями действующих нормативных документов:

СНиП 3.05.06-85 Электротехнические устройства;

СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования;

СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство.

. Организация и выполнение работ

.1 В соответствии со СНиП 12-01-2004 "Организация строительства" до начала выполнения строительно-монтажных (в том числе подготовительных) работ на объекте заказчик обязан получить в установленном порядке разрешение на выполнение строительно-монтажных работ. Выполнение работ без указанного разрешения запрещается.

.2 Подготовить места для складирования материалов, инвентаря, др. необходимого оборудования.

Организация транспортирования, складирования и хранения материалов, деталей, конструкций и оборудования должна соответствовать требованиям стандартов и технических условий и исключать возможность их повреждения, порчи и потерь.

.3 Обеспечить связь для оперативно-диспетчерского управления производством работ.

.4 Обеспечить строительную площадку противопожарным водоснабжением и инвентарем, освещением и средствами сигнализации.

.5 Выполнить геодезическую разбивку осей сооружения с оформлением акта со схемами расположения знаков разбивки и данными о привязке к базисной линии и высотной опорной сети.

.6 Составить акт готовности объекта к производству работ.

.7 Вакуумные выключатели BB/TEL предназначены для эксплуатации в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц номинальным напряжением до 10 кВ с изолированной и компенсированной нейтралью в нормальных и аварийных режимах.

.8 Вакуумные выключатели BB/TEL применяются в ячейках КРУ внутренней и наружной установки, а также в камерах КСО, как при новом строительстве, так и при замене выключателей.

.9 Конструктивно вакуумный выключатель BB/TEL представляет собой три полюса, размещенных на общем основании, со встроенными пофазными электромагнитными приводами с "магнитной" защелкой.

.10. Каждый из полюсов вакуумного выключателя BB/TEL заключен в полимерный корпус, который является основным несущим элементом выключателя.

.11. Все три полюса механически связаны между собой синхронизирующим валом, на котором установлен кулачок для коммутации контактов вспомогательных цепей. Платы со вспомогательными контактами расположены слева и справа от среднего полюса.

.12. Вакуумные выключатели BB/TEL предназначены для эксплуатации в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц номинальным напряжением до 10 кВ с изолированной и компенсированной нейтралью в нормальных и аварийных режимах.

.13. Гашение дуги переменного тока осуществляется при разведении контактов в вакууме порядка 10-6 мм рт. ст. Поскольку электрическая прочность вакуумного промежутка достаточно высока (~30 кВ/мм), отключение гарантированно происходит при зазорах более 1 мм, время горения дуги при этом минимальное.

.14. Для выполнения функции ручного отключения и блокировок выключатели в зависимости от исполнения имеют либо толкатель слева от среднего полюса (исп. 45, 46 для КРУ), либо переходной шарнир с обоих сторон от основания (исп. 47, 48 для КСО), либо возможность установки как толкателя так и переходного шарнира (исп. 51, 52, 70, 71, 82, 83 универсального применения).

.15. Конструктивно полюс выключателя состоит из следующих основных элементов:

вакуумной дугогасящей камеры (ВДК), включающей в себя верхний (неподвижный) и нижний (подвижный) контакты, керамические изоляторы и внешний сильфон;

ошиновки, включающей в себя верхнюю и нижнюю токоведущую шину, а также гибкий токосъем.

тяговый изолятор.

электромагнитный привод с "магнитной" защелкой, включающей в себя якорь, катушку и кольцевой магнит, отключающую пружину и пружину дополнительного поджатия.

.16.1 В отключенном положении контакты ВДК (поз. 1 и 3 рис. 1) удерживаются за счет воздействия на них пружины отключения (поз. 9) через тяговый изолятор (поз. 5).

.16.2 При подаче команды на включение включающий конденсатор блока управления (на рис. не показан) разряжается на катушку привода (поз. 11). Протекающий при этом ток создает магнитный поток в зазоре между якорем электромагнита (поз. 12) и кольцевым магнитом (поз. 13).

.16.3 В момент, когда сила тяги якоря, создаваемая магнитным потоком, превосходит усилие пружины отключения (линия 1 рис. 2), якорь электромагнита (поз. 12) вместе с тяговым изолятором (поз. 5) и подвижным контактом (поз. 3) вакуумной камеры начинает движение вверх, сжимая пружину отключения (поз. 9).

.16.4 В процессе движения якорь набирает скорость около 1 м/с. Такая скорость является оптимальной для процесса включения и позволяет полностью исключить дребезг контактов при включении и снизить вероятность пробоя до замыкания контактов.

.16.5 При замыкании контактов вакуумной камеры в магнитной системе остается зазор дополнительного поджатия равный 2 мм. Скорость движения якоря падает, так как ему приходится преодолевать усилие пружины отключения (поз. 9) и дополнительного контактного поджатия (поз. 10).

.16.6 В момент замыкания магнитной системы якорь соприкасается с верхней крышкой привода (поз. 8) и останавливается.

.16.7 Выключатель остается во включенном положении за счет остаточной индукции, создаваемой кольцевым постоянным магнитом (поз. 13), который удерживает якорь (поз. 12) в притянутом к верхней крышке (поз. 8) положении без дополнительной токовой подпитки.

.16.8 Запас по усилию удержания (сила, необходимая для отрыва якоря (поз. 12) от верхней крышки (поз. 8), приложенная вдоль оси привода), составляет 450-500 Н (45-50 кгс) для одного полюса выключателя, то есть 1350-1500 Н (135-150 кгс) для выключателя в целом.

.16.9 Для отключения выключателя необходимо приложить к выводам катушки напряжение отрицательной полярности. Ток, протекающий по обмотке, размагничивает магнит (поз. 10).

.16.10. Якорь электромагнита (поз. 11) под действием пружины отключения и пружины дополнительного контактного поджатия разгоняется и наносит удар по тяговому изолятору (поз. 5), соединенному с подвижным контактом 3 вакуумной камеры. Ударное усилие, создаваемое якорем электромагнита, превышает 2000 Н (200 кгс), что позволяет гарантированно отключить выключатель.

.16.11. После удара подвижный контакт (поз. 3) приобретает высокую стартовую скорость и под действием отключающей пружины совместно с якорем электромагнита (поз. 11) тяговым изолятором (поз. 5) продолжает свое движение вплоть до конечного (отключенного) положения.

.17. Монтаж выключателя. Перед установкой выключателей проверяют комплектность оборудования. Рабочее положение выключателей на номинальный ток 1000 А произвольное. Рабочее положение выключателей на ток 1600 А вертикальное, при этом разрешается устанавливать выключатель как приводом вверх, так и приводом вниз.

Для обеспечения необходимой электродинамической стойкости выключателя, установленного в КРУ или КСО, при протекании токов КЗ, необходимо предусматривать установку дополнительных опорных изоляторов, если длина шин между выводами выключателя и ближайшим опорным изолятором превышает 0,5 м (рис. 3), для аппаратов с номинальным током 1000 А и 0,8 м (рис. 4) для аппаратов с номинальным током 1600 А.

При монтаже выключатель в КСО необходимо предусмотреть крепление стяжкой выключателя за узлы опорной конструкции под болт М16, расположенные с противоположной стороны от токоведущих выводов на полюсе выключателя 1000А по рис. 5.

Точки крепления (1 и 2), а также моменты затяжки, типы болтов, необходимых для крепления выключателя к несущим металлоконструкциям и к ошиновке, представлены на рис. 6а для аппаратов на номинальный ток 1000 А и на рис. 6б для аппаратов на номинальный ток 1600 А. При креплении к выводам BB/TEL на 1600 А для компенсации крутящих моментов выводов главной цепи ВВ удерживать контакт ключом на 46 в соответствии с рис. 6б.

.18. Монтаж ошиновки. Ошиновка выключателей должна проводиться шинами, подогнанными к выводам аппарата. Недопустимо притягивание шин к выводам аппарата, при котором создаются статические усилия в направлении, перпендикулярном оси полюса, превышающие нормируемые значения. Максимальные нормируемые значения статических усилий, создаваемых ошиновкой, представлены на рис.7а выключателей на номинальный ток 1000 А и рис.7б на номинальный ток 1600 А.

Для подключения верхнего вывода выключателя рекомендуется применять шину ИТБА 741131.062, чертеж которой представлен на рис.8.

.19. Заземление выключателя. Корпус привода выключателя заземляется при помощи медного неизолированного проводника сечением 4 мм. Все исполнения выключателя имеют болт заземления М10 (исполнение 67 - М12).

. Требования к качеству приемке работ

.1 На всех этапах работ следует выполнять производственный контроль качества строительно-монтажных работ, который включает в себя входной контроль рабочей документации, конструкций, изделий, материалов и оборудования, операционный контроль отдельных строительных процессов или производственных операций и приемочный контроль промежуточных и окончательных циклов работ. Состав контролируемых показателей, объем и методы контроля должны соответствовать требованиям СНиП.

.2 Качество производства работ обеспечивается выполнением требований технических условий на производство работ, соблюдением необходимой технической последовательности при выполнении взаимосвязанных работ, техническим контролем за ходом работ.

Контроль качества строительно-монтажных работ должен осуществляться специалистами или специальными службами, оснащенными техническими средствами, обеспечивающими необходимую достоверность и полноту контроля.

.3 При входном контроле рабочей документации должна производиться проверка ее комплектности и достаточности содержащейся в ней технической информации для производства работ.

.4 При входном контроле строительных конструкций, изделий, материалов и оборудования следует проверять внешним осмотром их соответствие требованиям стандартов или других нормативных документов и рабочей документации, а также наличие и содержание паспортов, сертификатов и других сопроводительных документов. Результаты входного контроля фиксируются в Журнале учета результатов входного контроля по форме: ГОСТ 24297-87, Приложение 1.

.5 Операционный контроль осуществляется в ходе выполнения строительных процессов или производственных операций с целью обеспечения своевременного выявления дефектов и принятия мер по их устранению и предупреждению.

При операционном контроле следует проверять соблюдение заданной в проектах производства работ технологии выполнения строительно-монтажных процессов; соответствие выполняемых работ рабочим чертежам, строительным нормам и правилам. Особое внимание следует обращать на выполнение специальных мероприятий при строительстве на просадочных грунтах, в районах с оползнями и карстовыми явлениями, вечной мерзлоты, а также при строительстве сложных и уникальных объектов.

Результаты операционного контроля фиксируются также в Журнале общих работ (Рекомендуемая форма: СНиП 12-01-2004 "Организация строительства", Приложение Г).

.6 Приемочный контроль производится для проверки и оценки качества законченных строительством объектов или их частей, а также скрытых работ и отдельных ответственных конструкций.

.7 По окончании выполнения монтажных работ производится их освидетельствование Заказчиком и документальное оформление с составлением Акта промежуточной приемки ответственной конструкции. К данному акту необходимо приложить:

исполнительную схему готовой конструкции с привязкой к разбивочным осям, с указанием геометрических размеров и высотных отметок. Исполнительная схема составляется в одном экземпляре, в виде отдельного чертежа, за подписью главного инженера Подрядчика;

паспорта, сертификаты качества и лабораторные заключения на применяемые строительные материалы, конструкции и изделия.

Вся приемо-сдаточная документация должна соответствовать требованиям СНиП 12-01-2004.

.8 На объекте строительства должен вестись Общий журнал работ, Журнал авторского надзора проектной организации и Оперативный журнал геодезического контроля.

.1 Калькуляции затрат труда и машинного времени на монтаж вакуумного выключателя приведены в таблице 1

Таблица 1

.2 Затраты труда и времени подсчитаны применительно к ГЭСНм-2001, сборник 8 "Электротехнические установки".

. График производства работ

.1 Пример составления графика производства работ приведен в таблице 2.

Таблица 2

График производства работ*

________________

* Форма для заполнения. - Примечание изготовителя базы данных.

.2 При составлении графика производства работ рекомендуется выполнение следующих условий:

.2.1 В графе "Наименование технологических операций" приводятся в технологической последовательности все основные, вспомогательные, сопутствующие рабочие процессы и операции, входящие в комплексный строительный процесс, на который составлена технологическая карта.

.2.2 В графе "Принятый состав звена" приводится количественный, профессиональный и квалификационный состав строительных профессий для выполнения каждого рабочего процесса и операции в зависимости от трудоемкости, объемов и сроков выполнения работ.

При этом необходимо стремиться сохранять постоянство состава комплексных и специализированных звеньев (бригад) на все время выполнения работ.

.2.3 В графике работ указываются последовательность выполнения рабочих процессов и операций, их продолжительность и взаимная увязка по фронту работ во времени.

.2.4 Продолжительность выполнения комплексного строительного процесса, на который составлена технологическая карта, должна быть кратной продолжительности рабочей смены при односменной работе или рабочим суткам при двух - и трехсменной работе.

. Материально-технические ресурсы

Потребность в машинах и оборудовании.

.1 Механизация строительных, монтажных и специальных строительных работ при возведении объекта должна быть комплексной и осуществляться комплектами строительных машин, оборудования, средств малой механизации, необходимой монтажной оснастки, инвентаря и приспособлений.

.2 Средства малой механизации, оборудование, инструмент, технологическую оснастку, необходимые для выполнения монтажных работ, должны быть скомплектованы в нормокомплекты в соответствии с технологией выполняемых работ.

.3 При выборе машин и установок необходимо предусматривать варианты их замены в случае необходимости. Если предусматривается применение новых строительных машин, установок и приспособлений, необходимо указывать наименование и адрес организации или предприятия-изготовителя.

.4 Примерный перечень основного необходимого оборудования, машин, механизмов, технологической оснастки, инструмента и приспособлений приведен в таблице 3.

Таблица 3

.2 Потребность в основных материалах, изделиях и конструкциях приведена в таблице 4.

Таблица 4

. Техника безопасности

7.1 Производство работ должно выполняться с обязательным соблюдением правил техники безопасности, пожарной безопасности, охраны труда в соответствии с требованиями:

СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования;

СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство.

.2 Ответственность за выполнение мероприятий по технике безопасности, охране труда, промсанитарии, пожарной и экологической безопасности возлагается на руководителей работ, назначенных приказом.

.3 Охрана труда рабочих должна обеспечиваться выдачей администрацией необходимых средств индивидуальной защиты (специальной одежды, обуви и др.), выполнением мероприятий по коллективной защите рабочих (ограждения, освещение, вентиляция, защитные и предохранительные устройства и приспособления и т.д.), санитарно-бытовыми помещениями и устройствами в соответствии с действующими нормами и характером выполняемых работ. Рабочим должны быть созданы необходимые условия труда, питания и отдыха.

.4 Решения по технике безопасности должны учитываться и находить отражение в организационно-технологических схемах на производство работ.

.5 Сроки выполнения работ, их последовательность, потребность в трудовых ресурсах устанавливается с учетом обеспечения безопасного ведения работ и времени на соблюдение мероприятий, обеспечивающих безопасное производство работ, чтобы любая из выполняемых операций не являлась источником производственной опасности для одновременно выполняемых или последующих работ.

.6 При разработке методов и последовательности выполнения работ следует учитывать опасные зоны, возникающие в процессе работ. При необходимости выполнения работ в опасных зонах должны предусматриваться мероприятия по защите работающих.

.7 На границах опасных зон должны быть установлены предохранительные защитные и сигнальные ограждения, предупредительные надписи, хорошо видимые в любое время суток.

.8 Санитарно-бытовые помещения, автомобильные и пешеходные дороги должны размещаться вне опасных зон. В случае нахождения автомобильных дорог в зоне перемещения краном груза необходимо, кроме защитных и сигнальных ограждений, предусматривать установку дорожных знаков о въезде в опасную зону.

.9