Как да инсталирате и пуснете в експлоатация изолатори GW4

В подстанции броят на изолационните ключове обикновено е 2 до 4 пъти по-голям от броя на автоматичните щепселни контакти. Поради големия им брой, работата по монтаж и внасяне в експлоатация е значителна. За напрежение под 110 кV, GW4-тип изолационен ключ е доминиращо оборудване. Ако работата по монтажа и механичните размерни корекции на изолационния ключ не отговарят на изискванията, могат да възникнат проблеми като непълно отваряне/затваряне, прегряване на контактите или дори чупене на фарфоровите изолатори. Ето защо е изключително необходимо да се сумират методите за монтаж и внасяне в експлоатация на изолационните ключове. На основата на практическия опит на автора, по-долу са сумирани процедури за монтаж и внасяне в експлоатация на този тип изолационен ключ за справка на колегите.

1.Структура и принцип на действие на GW4-тип изолационен ключ
За да се овладее техниката за монтаж и методите за внасяне в експлоатация, е необходимо да се разбере достатъчно добра структурата и принципът на действие на ключа.

1.1 Структура на изолационния ключ

1.1.1 Структура на изолационния ключ
GW4-тип изолационен ключ има двустълбова хоризонтално въртяща се структура, състояща се от три единични фази. Всяка единична фаза се състои от основа, изолационни стълби (изолационни колони) и проводящи части и е оборудвана с ръчна или електрическа управляваща система.

1.1.2 Структура на заземяващия ключ
Заземяващият ключ се състои от неподвижен контакт, закрепен на проводящата тръба на изолационния ключ, и подвижен контакт, монтиран на основата.

1.1.3 Структура на ръчната управляваща система
Ръчната управляваща система включва дръжка за управление, която се върти с 90° (или 180°) в хоризонтална (или вертикална) равнина, покрив от дъжд и вградена допълнителна копчета.

1.1.4 Електрическа управляваща система
Основните компоненти на електрическата управляваща система включват електродвигател, редуктор, допълнителни копчета, гранични копчета, изборно копче, контактор и прекъсвач.

1.2 Принцип на действие на изолационния ключ

1.2.1 Принцип на действие на изолационния ключ
Когато изходният вал на управляващата система се завърти с 90° (или 180°), той задвижва вертикалната тръба → управляващият вал се завърта с 90° (или 180°) → управляващият кръг → активната фаза, която се управлява, се завърта с 90° → хоризонтална свързваща тръба → активните фази на другите фази се завъртат с 90° → кръстосана свързваща тръба → управляемите полюси се завъртат в противоположна посока с 90°, постигайки тритефазно взаимно свързване.

1.2.2 Принцип на действие на заземяващия ключ
Управляващата система задвижва предаващия вал и хоризонталната свързваща тръба, за да завърти вала на заземяващия ключ с определен ъгъл, постигайки отваряне или затваряне.

1.2.3 Принцип на действие на ръчната управляваща система
Когато дръжката се управлява, изходният вал на системата се завърта, задвижвайки допълнителната копчета, свързани с главния вал. По време на операциите за отваряне или затваряне, съответните контакти се отварят или затварят, изпращайки съответни сигнали за отваряне или затваряне.

1.2.4 Принцип на действие на електрическата управляваща система
Електродвигателят започва, задвижвайки червулно-редукционната група; главният вал се завърта, задвижвайки свързания изолационен ключ, за да се отвори или затвори.

2.Монтаж на изолационния ключ

2.1 Принципи на монтажа
Правилният монтаж и внасяне в експлоатация са предпоставки за нормална работа на изолационния ключ. В известен смисъл, добрият монтаж представлява половината от успешното внасяне в експлоатация. Затова, по време на монтажа, трябва строго да се спазва принципът „равно хоризонтално и вертикално“.

(1) Основите на всички три фази трябва да са вертикално подредени—т.е. да лежат в една и съща хоризонтална равнина—за да се осигури, че хоризонталните свързващи тръби остават в една и съща равнина.

(2) Основите на всички три фази трябва да са фланцови отпред назад—т.е. управляемите и управлени полюси на всяка фаза трябва да лежат в една и съща вертикална равнина—за да се осигури, че хоризонталните свързващи тръби остават в една и съща равнина.

(3) Основите на всички три фази трябва да са паралелни отляво надясно, за да се осигури правилна координация на дължините на хоризонталните свързващи тръби.

(4) Фарфоровите изолатори на всички три фази трябва да са перфектно вертикални—за да се осигури, че хоризонталните свързващи тръби остават в една и съща равнина и за да се осигури правилно съвпадение на повърхността на контактите.

(5) Изходният вал на управляващата система трябва да е съосен с управляващия вал на управляемата фаза—за да се минимизира необходимият управляващ момент.

2.2 Изисквания за монтажа на отделните компоненти

(1) Изолационни части—трябва да са цели и да отговарят на спецификациите.
(2) Въртящи се (предаващи) части—трябва да са смазани, гъвкави и без забinding; ако не, приложете MoS₂ или подобна смазка.
(3) Фиксиращи части—трябва да са здраво закрепени, без люлеещо се.

2.3 Предпазни мерки по време на монтажа

(1) Номиналният ток трябва да отговаря на проектните изисквания.
(2) Посоката на монтажа на заземяващия ключ трябва да отговаря на изискванията. За едностранно заземяване, то може да бъде отляво или отдясно; обикновено заземяващият ключ е разположен на страната на ключа.
(3) Посоката на отваряне на изолационния ключ трябва да отговаря на изискванията. Когато се гледа към управляващата система, посоката на отваряне на изолационния ключ трябва да съвпада с линията на поглед на наблюдателя.
(4) Левите и десните контактни позиции трябва да бъдат коректно инсталирани: левият контакт (страничен контакт) е монтиран на страната на управляемия полюс, а десният контакт (главен контакт) на страната на управлението.
(5) Главната управляваща система обикновено е инсталирана под управляващия вал на фаза A.
(6) Разстоянието между фазите: не по-малко от 2 m за 110 kV, и не по-малко от 1.2 m за 35 kV.

3.Внасяне в експлоатация на изолационния ключ

3.1 Същността на пускането в експлоатация
Същността на пускането в експлоатация се състои в това, че при правилна и разумна инсталация всички механични размери и ъгли се регулират, за да отговарят на стандартните изисквания.

3.2 Процедура за пускане в експлоатация (от дъно към горе)

3.2.1 Регулация на основата

(1) Регулирайте равнинността на основата.

(2) Дължината и ъгълът на Кривошип 1 (свързан с хоризонталната свързваща пръчка) и Кривошип 2 (свързан с поперечната свързваща пръчка) трябва да са еднакви във всички три фази. Кривошип 3 (свързан с главния оперативен кривошип) варира според производителя: някои го инсталират на основната ос (както е показано на Фигура 1); други изискват настаняване на място на хоризонталната свързваща пръчка. При наличието на инструкции за регулация в документацията за продукта, следвайте ги; в противен случай, регулирайте така, че след свързване на механизма с тялото на ключа, ъглите за отваряне/затваряне и синхронизацията да са подходящи. (Ако Кривошип 1 и 2 са сварени към оста, техният ъгъл и дължина не могат да бъдат регулирани.)

(3) Регулирайте позициониращия винт, така че разстоянието между него и позициониращата стоплена плочка да е 1–3 мм.

3.2.2 Регулация на порцелановите изолатори

Регулацията може да се извърши с помощта на подложки, но внимавайте, че дебелината на добавените подложки на всяко едно място не трябва да надхвърля 3 мм, и всички добавени подложки на едно и също място трябва да бъдат сварени.

(1) Вертикалността на порцелановите изолатори трябва да отговаря на изискванията.
(2) Височината на двата порцеланови изолатора на един полюс трябва да е еднаква.

3.2.3 Регулация на проводимите контакти
Ослабете винтовете на терминалната колонка, които затегнат проводимата пръчка, после завъртете или сместе проводимата пръчка, за да постигнете правилна ориентация.

(1) Двете проводими пръчки (лява и дясна) на един полюс трябва да са подравнени – т.е., техните височини трябва да са еднакви, с вертикална разлика във височината под 5 мм, и те трябва да лежат в права хоризонтална линия, както е показано на Фигура 2.
(2) Дължината на лявата и дясната проводима пръчка във всички три фази трябва да е еднаква.
(3) Дълбината на вмъкване на контактните пръсти в контактите трябва да е еднаква във всички три фази. Ако ръководството на производителя определя числено значение, регулирайте според това значение; ако няма дадено число, но е налична Фигура 3, регулирайте според Фигура 3; ако няма ни числено значение, нито Фигура 3, регулирайте според опита. Ако вмъкването е прекалено малко, площта на контактиране след затваряне ще бъде недостатъчна; ако е прекалено голямо, изключителната удара при затваряне може да повреди изолатора. Следователно, след затваряне, трябва да се поддържа разстояние (резерв) от 4–6 мм между контактните пръсти и контактната основа, и дълбината на вмъкване на контактните пръсти при затваряне трябва да е поне 90% от общата контактна дълбочина.

3.2.4 Регулация на оперативния полюс

(1) Регулация на откритото разстояние:
След отварянето на изолаторния ключ, ъгълът между проводимата пръчка и централната линия на основата трябва да е в рамките на 90°–92°. Ако е трудно да се измери ъгъла точно, прост метод е да се използва мерна лента, за да се провери дали лявата и дясната проводима пръчка са успоредни на двете си края. Разлика от ±10 мм между разстоянията на двете края е допустима.

(2) Регулация между оперативния полюс и оперативния механизъм:
Поставете както тялото на оперативния полюс, така и механизма в затворено положение, след това ги свържете (ако се използва гъвкаво свързване). Ако е жестко свързване, първо временна точкова сварете съединението (извършете пълна сварка само след като всички регулации са завършени). Извършете една пълна операция за отваряне-затваряне и наблюдайте дали оперативният полюс достига до пълно отворено или затворено положение.

• Ако полюсът не се затвори напълно, регулирайте дължината на поперечната свързваща пръчка: „удължете, ако затварянето е недостатъчно; скъсайте, ако е прекалено затворено.”

• Ако полюсът не се отвори напълно, регулирайте дължината на оперативния кривошип (т.е., Кривошип 3 на Фигура 1): „скъсайте, ако ъгълът за отваряне е твърде малък; удължете, ако е твърде голям.”

Бележка: „Скъсяване при недостатъчно отваряне” може да се постигне по два начина: или чрез увеличаване на дължината на оперативния кривошип, или чрез увеличаване на включената му ъгловата мярка; обратно, „удължаването” може да се извърши чрез намаляване на ъгъла или скъсяване на кривошипа.

Освен това, ъгловото движение на тялото на полюса и на механизма трябва да са еднакви. Следователно, при регулацията на оперативния кривошип, трябва едновременно да се вземат предвид както ъгълът за отваряне, така и ъгълът на движение на механизма.

• Ако тялото на полюса е достигнало правилно отворено/затворено положение, но механизъмът не, това показва, че движението (или ъгълът) на механизъма е по-малко от това на тялото. В този случай, намалете необходимото движение на тялото на полюса чрез скъсяване на оперативния кривошип.

• Обратно, ако механизъмът достигне положението, но тялото на полюса не, удължете оперативния кривошип.

3.2.5 Трехполюсна интерлокираща регулация

Трехполюсната интерлокираща регулация трябва да се извърши при условие, че всички терминални плочки на изолаторния ключ са подложени на нормалното напрежение на магистралата. В противен случай, ще бъде необходимо повторно регулиране след свързването на магистралите.

След правилната регулация на оперативния полюс (например Фаза A), поставете всички три полюса в затворено положение, инсталирайте хоризонталните свързващи пръчки и извършете една пълна операция за отваряне-затваряне. Наблюдайте дали другите два полюса достигат до правилно отворено/затворено положение.

Стандартът за триполна синхронизация е основан на едновременна активация на контактите. По време на регулиране, когато контактът на който и да е пол щракне до своя контакт, измерете разстоянията между контактите и контактните пръсти на другите два пола и коригирайте тези разстояния, като модифицирате дължината на поперечните връзки.

Ако след постигането на синхронизация положението отворено/затворено все още не е напълно достигнато, приложете „компромисния метод“: вземете средата между стойностите за прекомерно движение и недостиг на движение и коригирайте към тази медиана — докато се гарантира спазването на допустимото от производителя синхронизационно отклонение.

Често срещани сценарии (при предположение, че фаза A е операционният пол):

(1) Всички три пола са синхронизирани, но никой не достига напълно положението отворено/затворено → леко коригирайте дължината на операционния кривошип.
(2) Всички три пола достигат правилните положения отворено/затворено, но не са синхронизирани → използвайте компромисния метод на поперечните връзки, за да се отговаря на стандартите за синхронизация.
(3) Фази A и B са синхронизирани, но фаза C не е (все пак всички работят правилно) → коригирайте поперечната връзка на фаза C.
(4) Фази B и C са синхронизирани, но фаза A не е → коригирайте поперечната връзка на фаза A.
(5) Фази A и C са синхронизирани, но фаза B не е → коригирайте поперечната връзка на фаза B.

(6) Всички три пола са синхронизирани, но фази A и B не достигат напълно затвореното/отвореното положение → или коригирайте хоризонталната връзка между фази A и B, за да ги доведете до правилното положение, или коригирайте поперечната връзка на фаза C, така че нейното непълно движение да съответства на това на фази A и B, след което повторно коригирайте дължината на операционния кривошип.

(7) Всички три пола са синхронизирани, но фази B и C не достигат напълно затвореното/отвореното положение → коригирайте хоризонталната връзка между фази B и C, или коригирайте поперечната връзка на фаза A, за да съответства на непълното движение на фази B и C, след което коригирайте дължината на кривошипа.

(8) Всички три пола са синхронизирани, но фази A и C не достигат напълно затвореното/отвореното положение → коригирайте както хоризонталните връзки AB и BC, или коригирайте поперечната връзка на фаза B, за да съответства на непълното движение на фази A и C, след което коригирайте дължината на кривошипа.

(9) Най-лошият сценарий: всички три пола са както извън синхронизация, така и с непълно движение → комплексно коригирайте хоризонталните връзки, поперечните връзки и операционния кривошип, използвайки компромисния метод, за да се отговаря на необходимите спецификации.

Следователно, принципът на регулиране на трите пола е: синхронизацията трябва да отговаря на спецификациите, затварянето трябва да бъде точко, а отварянето трябва да удовлетворява необходимото разстояние между контактите. Обикновено, ако възникнат конфликти между тези три критерия, приоритет има разстоянието между контактите при отваряне, и може да се приеме малко жертвуване на разстоянието при отваряне, ако е необходимо.
(Бележка: При поперечни и хоризонтални връзки с противоположни резби, опитайте се да поддържате равни изложени дължини на резбите от двете страни по време на регулиране.)

3.2.6 Регулиране на винтовете за положение отворено/затворено

След завършване на регулирането на трите пола, затегнете заключващите мутони на поперечните и хоризонталните връзки. След това коригирайте разстоянието между винтовете за положение отворено/затворено и ограничителната плочка до 1–3 мм.

3.3 Комисиониране на заземящия ключ

Комисионирането на заземящия ключ се извършва след пълното комисиониране на основния изолатор. Методът е подобен, но следните точки изискват внимание:

(1) Хоризонталните връзки на заземящия ключ обикновено са свързани чрез клампи. Ето защо, при затегване на болтовете, прилагайте момента на кръстосан, симетричен, равномерен и постепенен начин; в противен случай, може да възникне деформация между заземяващия проводник и неподвижния контакт.

(2) Контактът между заземяващия проводник и неподвижния контакт трябва да бъде добър. Идеално, заземяващият проводник трябва да издава 3–10 мм над неподвижния контакт — макар конкретните стойности да варираат според производителя и следва да се придържат към ръководството. Обикновено, тъй като хоризонталната връзка на основния ключ е инсталирана на страната на водещия пол, за вътрешен тип заземящ ключ с дясно заземяване, издаването не трябва да бъде прекомерно; в противен случай, когато основният изолатор е отворен, заземяващата плашка може да не се затвори поради механична интерференция между върха на заземяващия проводник и хоризонталната връзка на основния ключ.

(3) В отвореното положение, заземяващият проводник трябва да остане хоризонтален. Използвайте нивелир, ако е необходимо, за да се гарантира необходимото диелектрично разстояние след отваряне.

3.4 Регулиране на механичната интерлокировка

След комисионирането на изолатора и заземящия ключ, коригирайте механичната интерлокировка — това означава завършване на цялото комисиониране на групата изолатори.

Коригирайте относителното положение на секторната плочка и дъговидната плочка на основата, така че:

• Когато изолаторът е затворен, заземящият ключ не може да бъде затворен;

• Когато заземящият ключ е затворен, изолаторът не може да бъде затворен.

3.5 Комисиониране на ръчния механизъм за управление

Ръчният механизъм за управление се коригира паралелно с основната част. По време на регулиране, проверете също:

(1) Плавно въртене на механизма — усилието за управление на дръжката не трябва да надхвърля 1 кгс.
(2) Правилно свързване на допълнителния ключ — стандартът е, че допълнителният ключ надеждно работи при около 4/5 от пътя към крайното положение по време на движение на механизма.

3.6 Комисиониране на електрическия механизъм за управление

Комисионирането на електрическия механизъм е по-сложен процес от ръчния тип. Ключови пункти за проверка включват:

(1) Всички компоненти са непокътнати.
(2) Опъните са правилни; извършете няколко ръчни/електрически и местни/удалени операции, за да потвърдите правилното действие.
(3) Преди енергиране за пробна операция, първо поставете механизма в средната позиция между отворено и затворено, след това оперирайте.
(4) Посоката на въртене на мотора трябва да отговаря на необходимата посока за отваряне/затваряне на основния агрегат.
(5) Електрическите и механическите крайни превключватели трябва да са правилно регулирани и подредени спрямо крайните позиции за отваряне/затваряне на основния агрегат.

4.Заключение

Тъй като изолационните превключватели дълго време са се считали за прости електрически устройства, дефекти в експлоатацията като механично закъсване и прекомерно охлаждане в проводящия път често се появяват, често принуждавайки до непланови прекъсвания и сериозно засягайки надеждността на доставката на електроенергия.

Познаването на структурата, принципите на действие и методите за монтаж/настройка на изолационните превключватели може ефективно да предотврати принудителни прекъсвания и ненадеждни операции, да подобри ефективността на работата на място и да реши противоречието между ненадеждната работа на устройствата и високите изисквания за надеждност на съвременните системи за доставка на електроенергия.