ВЫКАТНОЙ ЭЛЕМЕНТ ШКАФА КОМПЛЕКТНОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к электротехническому устройству, и предназначена для использования на всех видах электрических распределительных устройств (КРУ) уровня напряжения 6-10 кВ, а именно КРУ-2-10, оснащенных коммутационными аппаратами, размещаемыми на выкатных тележках.
Одной из основных функций электрических распределительных устройств (КРУ) является коммутация электрических сетей. В штатном режиме коммутация выполняется путем отключения/включения выключателя нагрузки. При этом управление выключением/отключением осуществляется как дистанционно, при помощи автоматизированной системы управления, и вручную, при помощи органов местного управления. Согласно действующим на территории РФ «Правила устройства электроустановок» во всех цепях КРУ должна быть предусмотрена установка разъединяющих устройств с видимым разрывом, обеспечивающих возможность отсоединение всех аппаратов (выключателей, трансформаторов тока и т.п.) каждой цепи от сборных шин и выполнено стационарное заземление. Одним из видов конструктивного выполнения комплексных распределительных устройств (КРУ) является применение коммутационных аппаратов (выключателей нагрузки), размещенных на выкатных тележках.
Так КРУ-2-10 состоит из трех основных отсеков: отсек сборных шин, линейный отсек, отсек выкатной тележки. В верхней части КРУ размещается релейный шкаф, в котором находятся приборы измерения и учета электроэнергии, аппаратура управления, защиты и сигнализации. В отсеке выкатной тележки установлена аппаратура, подлежащая выкатке (выключатель, трансформатор напряжения, разрядники и др.). Тележка представляет собой жесткую каркасную конструкцию, на которой установлен выключатель, верхний и нижний контакты которого связаны ошиновкой с штепсельными контактами первичной цепи КРУ. Выключатель имеет привод с вспомогательной аппаратурой. На фасадной стороне тележки имеется специальное смотровое окно для наблюдения за аппаратурой, установленной на тележке (Применение комплексных устройств - Как выполняются заводские подстанции. Ермилов А.А.С.14, 1972. http://forca.ru/knigi/arhivy/kak-vypolnyayutsya-zavodskie-podstancii-14.html).
В случае необходимости выполнения ремонта и ревизии основного повреждаемого элемента - выключателя, так и на отходящей линии или оборудовании, питающемся от отходящей линии, регламент предусматривает следующую последовательность операций:
- отключение нагрузки - выполняется путем отключения выключателя нагрузки (возможно выполнить дистанционно);
- создание видимого разрыва цепи - для электрических распределительных устройств, оснащенных коммутационными аппаратами, размещаемыми на выкатных тележках, выполняется путем выкатывания тележки (как правило механически непосредственно на КРУ);
- заземление отходящей линии - выполняется заземляющим разъединителем тележки (как правило механически непосредственно на КРУ).
Только после выполнения указанной последовательности действий возможно приступить к выполнению работ.
Из уровня техники известен выкатной элемент шкафа комплектного распределительного устройства (КРУ) в сети среднего и высокого напряжения переменного и постоянного тока (RU 2492562, Н02В 11/127, 2013; RU 113614, Н02В 11/127, 2012; http://bryanskyetz.ru/produkciya/vykatnye_elementy_vel/kru210), состоящий из выключателя с втычными контактами, установленного на подвижной тележке, и механизма передвижения тележки. С помощью этого механизма вручную выкатной элемент устанавливается в шкафу КРУ, присоединяя выключатель к силовым шинам с помощью втычных контактов, либо для целей контроля или ремонта выключатель вручную выкатывается вперед, отсоединяя его от силовых шин и при этом не подвергается опасности обслуживающий персонал.
Известен выкатной элемент КРУ (RU 12295, Н02В 11/12, 02, 1999), содержащий металлический каркас на колесном основании, установленный на нем высоковольтный выключатель с приводом, выводы полюсов которого соединены шинами с верхними и нижними разъединяющими контактами, каркас содержит элементы фиксации, управления и блокировки, под основанием каркаса для заземления установлены два скользящих подпружиненных контакта, на фасаде расположены поручни, гибкий шланг вспомогательных цепей со штепсельным разъемом, окна для информации о состоянии выключателя и привода, поворотный выключатель.
Наиболее близким (прототипом) является выкатной элемент КРУ, конструкция которого изложена в патенте RU 12295.
Во всех перечисленных случаях, при необходимости выполнения ремонта и ревизии основных повреждаемых элементов КРУ (выключателя, трансформаторов и т.д.), а также на отходящей линии или оборудовании, питающемся от отходящей линии, используются вышеуказанные выкатные элементы, которые отключают выключатель нагрузки и создают видимый разрыв цепи только при их перемещении внутри КРУ.
Необходимость осуществлять выкат тележки с коммутационным аппаратом ведет к следующим негативным последствиям:
1. Снижение оперативности при выполнении оперативных переключений при ликвидации аварий на отходящей линии или оборудовании, питающемся от отходящей линии. (При аварии на объект высылается оперативно-выездная бригада (ОВБ). При достаточном удалении от места базирования ОВБ и плохих погодных условиях вывод оборудования в ремонт/ввод в работу происходит со значительными потерями времени.
2. Простою основного технологического оборудования, а зачастую, и всего цеха (производства).
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании выкатного элемента шкафа комплектного распределительного устройства в сети 6-10 кВ, обеспечивающего оперативные переключения с видимым разрывом и уменьшение простоя технического оборудования.
Технический результат заключается в возможности реализовать видимый разрыв электрической цепи нагрузки комплектного распределительного устройства без выполнения операции перемещения выкатного элемента, что снижает временные затраты на выполнение оперативных переключений, повышает безопасность проведения работ, снижает затраты на обслуживание и ремонт оборудования, упрощает эксплуатацию выкатного элемента.
Технический результат достигается тем, что выкатной элемент шкафа комплексного распределительного устройства, содержащий каркас, установленный на подвижной тележке, на котором закреплен выключатель с приводом, выводы полюсов которого соединены шинами с верхними и нижними разъединяющими контактами, на фасаде каркаса размещен гибкий шланг вспомогательных цепей со штепсельным разъемом и окна для контроля состояния выключателя и привода, каркас содержит элементы фиксации, управления, блокировки и контакты заземлителя, согласно полезной модели, вакуумный выключатель закреплен полюсом вниз, на котором закреплен отвод, после выключателя со стороны отходящей линии на каркасе устройства установлен трехфазный разъединитель с электроприводом и концевыми выключателями, разъединитель состоит из каркаса, на котором закреплены верхний и нижний отводы через изоляторы, контакты заземлителя, соединенные с контуром заземления выкатного элемента, верхний отвод разъединителя соединен с отводом вакуумного выключателя, на нижнем отводе линейного разъединителя шарнирно закреплен подвижный контакт, который с помощью тяги соединен с электроприводом разъединителя, нижний отвод линейного разъединителя соединен сборными шинами с втычным ламельным контактом, контакты заземлителя размещены на корпусе разъединителя, таким образом, что в положении «разомкнут» подвижный контакт разъединителя размещается на контактах заземлителя.
Предлагаемое конструктивное решение выкатного элемента дает заявляемому устройству новые свойства, которые позволяют решить поставленную задачу и достигнуть технического результата.
Подвижные и неподвижные элементы разъединителя собраны на единой раме, а сам разъединитель с электрическим приводом размещен на выкатном элементе. Это позволяет:
- избежать «перекосов» при замыкании разъединителя, так как между выкатным элементом и модулем всегда существует некоторый люфт;
- позволяет проводить обслуживание разъединителя в более безопасных и удобных условиях;
- позволяет избежать присутствия человека при выводе отходящей линии в ремонт.
Разъединитель совмещен с заземлителем таким образом, что при размыкании разъединителя отходящая линия заземляется. Это позволяет избежать необходимости установки дополнительного оборудования - заземлителя и привода к нему.
Кроме того, заявленный выкатной элемент шкафа комплектного распределительного устройства, имеет и другие отличительные признаки, которые дополняют и характеризуют полезную модель в отдельных случаях исполнения:
- Средства контроля положения трехфазного разъединителя реализуются с помощью механических датчиков контроля, видеокамеры, смонтированной на каркасе выкатного элемента, или в виде локального смотрового окна на фасаде каркаса.
- Средства контроля положения трехфазного разъединителя, как вариант, могут быть реализованы с помощью сигнальной арматуры, герконовых, оптических или бесконтактных датчиков контроля положения, а также датчиков контроля напряжения.
- В качестве электропривода могут быть использованы электроприводы переменного или постоянного тока, шаговый электропривод или сервопривод.
- Включение электропривода может быть осуществлено как с коммутационного устройства, размещенного на двери выкатного элемента, так и подачей управляющего воздействия на реле, подключаемого к контактной группе, размещенной на выкатном элементе.
Сущность полезной модели на примере поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен выкатной элемент с предложенным разъединителем; на фиг. 2 - предложенный трехфазный разъединитель, общий вид.
Выкатной элемент шкафа комплектного распределительного устройства, представляет собой каркас, 1 установленный на подвижной тележке 2. На каркасе 1 полюсами вниз закреплен вакуумный выключатель 3 с приводом и концевыми выключателями (на фигуре не показаны), соединенный с одной стороны сборными шинами 4 с втычными ламельными контактами 5, осуществляющими подключение выкатного элемента к сборными шинам распределительного устройства в отсеке сборных шин, а с другой стороны на полюсе 6 вакуумного выключателя 3 закреплен отвод 7 вакуумного выключателя 3. Линейный разъединитель 8 закреплен на каркас 1 выкатного элемента. Разъединитель 8 состоит из каркаса 9, на котором закреплены верхний 10 и нижний 11 отводы через изоляторы 12, верхний отвод 10 разъединителя соединен с отводом 7 вакуумного выключателя. На нижнем отводе 11 линейного разъединителя 8 шарнирно закреплен подвижный контакт 13. Линейный разъединитель 8 снабжен концевыми выключателями (на фигуре не показаны) и электроприводом 14, который посредством тяги 15 соединен с подвижным контактом 13, тем самым осуществляет перемещение подвижного контакта 13 линейного разъединителя из положения «замкнут» в положение «разомкнут». В положении «замкнут» подвижный контакт 13 линейного разъединителя 8 замкнут с верхним отводом 10 линейного разъединителя. В положении «разомкнут» подвижный контакт 13 линейного разъединителя 8 замкнут с контактами 16 заземлителя, закрепленными на каркасе 9 линейного разъединителя. Нижний отвод И линейного разъединителя 8 соединен со сборными шинами 17 с втычными ламельными контактами 18, осуществляющими подключение выкатного элемента к линейным шинам.
На фасаде каркаса 1 размещен гибкий шланг вспомогательных цепей со штепсельным разъемом (на фигуре не показаны) и окно (на фигуре не показано) для контроля состояния выключателя и привода. Каркас 1 содержит элементы фиксации, блокировки и контакты заземлителя (на фигуре не показаны). Привод выключателя представляет собой электропривод. Выкатной элемент также может иметь устройство для механического перемещения выкатного элемента (на фигуре не показано).
Применение предлагаемого типа выкатного элемента позволит выполнять регламентные и ремонтные работы на линиях и на присоединенном электрооборудовании после выполнения следующей последовательности действий.
При поступлении на пульт управления сообщения об аварии на отводящей линии подается команда об отключении выключателя и замыкания электрической цепи открытия электропривода линейного разъединителя:
а) отключается выключатель с помощью электропривода;
б) проверяется, отключен ли выключатель;
в) при замыкании электрической цепи открытия разъединитель переводится в положение «открыто» и ножи разъединителя размещаются на контактах заземлителя;
в) проверяется, разомкнут ли разъединитель посредством видеокамеры, либо смотрового окна на фасадной части выкатного элемента.
Ремонтная бригада направляется для устранения аварии.
После ликвидации аварийной ситуации с пульта управления поступает команда об включении выключателя и замыкания электрической цепи закрытия электропривода линейного разъединителя:
Включение:
а) проверяется, отключен ли выключатель;
б) при замыкании электрической цепи закрытия электропривода разъединитель переводится в положение «закрыто» и ножи разъединителя удаляются с контактов заземлителя;
в) проверяется, замкнут ли разъединитель посредством видеокамеры, либо смотрового окна на фасадной части выкатного элемента;
г) включается выключатель.
При замыкании электрической цепи закрытия электропривода 14 трехфазного разъединителя 8, электропривод вращает вал, на котором закреплены тяги 15 подвижных контактов 13 разъединителя и производится перевод разъединителя в положение «закрыто». Работа электродвигателя 14 прекращается при срабатывании концевого выключателя, настраиваемого на положение, соответствующее положению подвижных контактов в состоянии «замкнуто». При замыкании электрической цепи открытия электропривода 14 трехфазного разъединителя 8, электропривод вращает вал, на котором закреплены тяги 15 подвижных контактов 13 разъединителя в противоположную сторону и производится перевод разъединителя 8 в положение «открыто». Работа электродвигателя 14 прекращается при срабатывании концевого выключателя, настраиваемого на положение, соответствующее положению подвижных контактов 13 в состоянии «открыто».