Jak nainstalovat a zprovoznit izolátory GW4

V rozvodu je počet vypínačů obvykle 2 až 4 krát vyšší než počet spínacích přepínačů. Díky jejich velkému množství je náročná práce na instalaci a zavedení do provozu. Pro napěťové úrovně nižší než 110 kV slouží vypínač typu GW4 jako hlavní zařízení. Pokud nedodržíte požadavky na instalaci a mechanické rozměrové nastavení vypínače, mohou nastat problémy, jako je neúplné otevření/zavření, přehřátí kontaktů nebo dokonce zlomení keramické izolátory. Proto je velmi důležité shrnout metody instalace a zavedení do provozu vypínačů. Na základě praktické zkušenosti autora jsou níže shrnuty postupy instalace a zavedení do provozu tohoto typu vypínače pro referenci kolegů.

1.Struktura a princip fungování vypínače typu GW4
Pro lepší ovládnutí technik instalace a metod zavedení do provozu je nezbytné mít dostatečnou znalost struktury a principu fungování vypínače.

1.1 Struktura vypínače

1.1.1 Struktura vypínače
Vypínač typu GW4 má dvoupilířovou horizontální otáčivou strukturu, skládající se ze tří jednofázových jednotek. Každá jednofázová jednotka se skládá z podložky, izolačních pilířů a vodičových částí a je vybavena ručním nebo elektrickým ovládáním.

1.1.2 Struktura zemnicího vypínače
Zemnicí vypínač se skládá ze statického kontaktu, který je pevně spojen s vodičovou trubkou vypínače, a pohyblivého kontaktového tyče umístěného na podložce.

1.1.3 Struktura ručního ovládacího mechanismu
Ruční ovládací mechanismus zahrnuje ovládací kliku, která se otáčí o 90° (nebo 180°) v horizontální (nebo vertikální) rovině, ochrannou nádrž proti dešti a pomocný spínač uvnitř.

1.1.4 Elektrický ovládací mechanismus
Hlavní komponenty elektrického ovládacího mechanismu zahrnují elektromotor, reduktor, pomocný spínač, koncový spínač, výběrový spínač, kontaktor a spínač.

1.2 Princip fungování vypínače

1.2.1 Princip fungování vypínače
Když se výstupní hřídel ovládacího mechanismu otočí o 90° (nebo 180°), pohání svislou trubku → ovládací hřídel se otočí o 90° (nebo 180°) → ovládací páka → aktivní pól ovládané fáze se otočí o 90° → horizontální spojovací tyč → aktivní póly ostatních fází se otočí o 90° → křížová spojovací tyč → poháněné póly se otočí opačným směrem o 90°, což umožňuje třífázové propojené ovládání.

1.2.2 Princip fungování zemnicího vypínače
Ovládací mechanismus pohání přenosnou hřídel a horizontální spojovací tyč, aby se otáčela o určitý úhel hřídel zemnicího vypínače, což umožňuje otevření nebo zavření.

1.2.3 Princip fungování ručního ovládacího mechanismu
Při ovládání klikou se výstupní hřídel mechanismu otáčí, poháněje pomocný spínač spojený s hlavní hřídelí. Během operace otevření nebo zavření se odpovídající kontakty otevřou nebo zavřou, aby byly odeslány odpovídající signály otevření/zavření.

1.2.4 Princip fungování elektrického ovládacího mechanismu
Motor se spustí, poháněje hřebenový redukční blok; hlavní hřídel se otáčí, poháněje spojený vypínač k otevření nebo zavření.

2.Instalace vypínače

2.1 Zásady instalace
Pravá instalace a zavedení do provozu jsou předpokladem pro normální fungování vypínače. V jistém smyslu tvoří dobrá instalace polovinu úspěšného zavedení do provozu. Proto je při instalaci nutné striktně dodržovat zásadu „horizontálně rovné a vertikálně kolmé“.

(1) Podložky všech tří fází musí být vertikálně zarovnané – tedy ležet ve stejné horizontální rovině, aby byly horizontální spojovací tyče v rovině.

(2) Podložky všech tří fází musí být zarovnané vpředu a vzadu – tedy poháněné a poháněné póly každé fáze musí ležet ve stejné vertikální rovině, aby byly horizontální spojovací tyče v rovině.

(3) Podložky všech tří fází musí být rovnoběžné vlevo a vpravo, aby byla správně koordinována délka horizontálních spojovacích tyčí.

(4) Keramické izolátory všech tří fází musí být perfektně vertikální – aby byly horizontální spojovací tyče v rovině a zajistily dobrou shodu kontaktních ploch.

(5) Výstupní hřídel ovládacího mechanismu musí být souosá s ovládací hřídelí ovládané fáze – aby byl minimalizován potřebný ovládací moment.

2.2 Požadavky na instalaci jednotlivých komponent

(1) Izolační části – musí být nedotčené a splňovat specifikace.
(2) Otočné (přenosné) části – musí být mazané, pohyblivé a bez zácpy; pokud ne, použijte MoS₂ nebo podobnou mazivo.
(3) Pevné části – musí být pevně utaženy bez volnosti.

2.3 Předběžné opatrnosti při instalaci

(1) Nominálný proud musí splňovat návrhové požadavky.
(2) Směr instalace zemnicího vypínače musí splňovat požadavky. Pro jednostranné zemnění může být zleva nebo zprava; obvykle se zemnicí vypínač nachází na straně vypínače.
(3) Směr otevření vypínače musí splňovat požadavky. Když se díváme na ovládací mechanismus, směr otevření vypínače by měl být ve shodě s pohledem pozorovatele.
(4) Levé a pravé kontaktní pozice musí být správně nainstalovány: levý kontakt (strana s prsty) je montován na straně poháněného pólu a pravý kontakt (strana s hlavou kontaktu) na straně poháněného pólu.
(5) Hlavní ovládací mechanismus je obvykle nainstalován pod ovládací hřídelí fáze A.
(6) Vzdálenost mezi fázemi: nejméně 2 m pro 110 kV a nejméně 1,2 m pro 35 kV.

3.Zavedení do provozu vypínače

3.1 Podstata zavedení
Základem zavedení je, na základě správné a rozumné instalace, nastavit všechny mechanické rozměry a úhly tak, aby splňovaly standardní požadavky.

3.2 Postup zavedení (odspodu nahoru)

3.2.1 Nastavení podložky

(1) Nastavte rovnost podložky.

(2) Délka a úhel páčidla 1 (připojeného k vodorovné spojce) a páčidla 2 (připojeného k příčné spojce) musí být stejný ve všech třech fázích. Páčidlo 3 (připojené k hlavnímu pohonnemu páčidlu) se liší dle výrobce: některé jej montují na ložiskovou osu (viz obrázek 1); jiné vyžadují místní svaření na vodorovnou spojku. Pokud dokumentace produktu poskytuje instrukce pro nastavení, postupte podle nich; jinak nastavte tak, aby po připojení mechanismu k tělu spínacího převodového zařízení byly otevírací/zavírací úhly a synchronizace vhodné. (Pokud jsou páčidla 1 a 2 svařena na hřídel, jejich úhel a délka jsou nezměnitelné.)

(3) Nastavte polohový šroub tak, aby mezi ním a polohovou zarážkou byl mezera 1–3 mm.

3.2.2 Nastavení porcelánových izolátorů

Nastavení lze provést pomocí prstenců, ale pozor, tloušťka prstenců přidaných na jednom místě nesmí přesáhnout 3 mm a všechny prstenec přidané na stejném místě musí být svařeny dohromady.

(1) Svislost porcelánových izolátorů musí splňovat požadavky.
(2) Výška obou porcelánových izolátorů na jednom stožáru musí být stejná.

3.2.3 Nastavení vodičových kontaktů
Po uvolnění šroubů na terminálové desce, které drží vodičový tyč, ji otočte nebo posuňte, abyste dosáhli správného zarovnání.

(1) Obě vodičové tyče (levá a pravá) na jednom stožáru musí být zarovnány - tj. jejich výšky musí být stejné, s vertikální výškovou rozdílem menším než 5 mm, a musí ležet v přímé vodorovné linii, jak je znázorněno na obrázku 2.
(2) Délka levé a pravé vodičové tyče všech tří fází musí být stejná.
(3) Hloubka vložení kontaktních prstenců do kontaktů musí být stejná pro všechny tři fáze. Pokud ručka výrobce specifikuje číselnou hodnotu, nastavte podle této hodnoty; pokud není uvedena žádná hodnota, ale je k dispozici obrázek 3, nastavte podle obrázku 3; pokud není k dispozici ani číselná hodnota, ani obrázek 3, nastavte podle zkušenosti. Pokud je vložení příliš mělké, po zavření nebude dostatečná plocha kontaktu; pokud příliš hluboké, při zavírání může dojít k poškození izolátoru nadměrnou sílou dopadu. Proto po zavření by měla být mezi kontaktními prstenci a kontaktní základnou zachována mezera (rezerva) 4-6 mm a hloubka vložení kontaktních prstenců při zavírání by měla být nejméně 90 % celkové hloubky kontaktu.

3.2.4 Nastavení pohonného stožáru

(1) Nastavení otevřené vzdálenosti:
Po otevření odpojovacího spínače by měl být úhel mezi vodičovou tyčí a středovou čarou podložky v rozmezí 90°–92°. Pokud je obtížné přesně změřit úhel, jednoduchou metodou je použití metru na kontrolu, zda jsou levá a pravá vodičová tyče rovnoběžné na obou koncích. Rozdíl ±10 mm mezi vzdálenostmi na obou koncích je přijatelný.

(2) Nastavení mezi pohonným stožárem a pohonným mechanismem:
Umístěte tělo pohonného stožáru i mechanismus do zavřené pozice, pak je spojte (pokud se používá flexibilní spojení). Pokud se jedná o tuhé spojení, nejprve dočasně taktově svařete spoj (úplné svařování proveďte až po dokončení všech nastavení). Proveďte jeden kompletní cyklus otevření-zavření a pozorujte, zda pohonný stožár dosahuje plně otevřené nebo zavřené pozice.

• Pokud stožár nedosáhne plného zavření, upravte délku příčné spojky: „prodloužte, pokud je zavření nedostatečné; zkrátit, pokud je příliš zavřené.“

• Pokud stožár nedosáhne plného otevření, upravte délku pohonného páčidla (tj. páčidlo 3 na obrázku 1): „zkrátit, pokud je otevírací úhel příliš malý; prodloužit, pokud je příliš velký.“

Poznámka: „Zkrácení pro nedostatečné otevření“ lze dosáhnout dvěma způsoby: buď prodloužením pohonného páčidla, nebo zvětšením jeho obsaženého úhlu; naopak, „prodloužení“ lze provést snížením úhlu nebo zkrácením ramene.

Dále musí být cestování těla stožáru a mechanismu shodné. Proto při nastavování pohonného páčidla musí být současně zohledněny otevírací úhel a cestování mechanismu.

• Pokud tělo stožáru dosáhne správné otevřené/zavřené pozice, ale mechanismus ne, to znamená, že cestování (nebo úhel) mechanismu je menší než těla. V tomto případě zkrátit požadované cestování těla stožáru zkrácením pohonného páčidla.

• Naopak, pokud mechanismus dosáhne pozice, ale tělo stožáru ne, prodloužit pohonné páčidlo.

3.2.5 Nastavení třífázového interlocku

Nastavení třífázového interlocku musí být provedeno za podmínky, že všechny terminálové desky odpojovacího spínače jsou vystaveny normálnímu napětí sběrnice. Jinak bude potřeba znovu nastavit po připojení sběrnic.

Po správném nastavení pohonného stožáru (např. fáze A) umístěte všechny tři stožáry do zavřené pozice, nainstalujte vodorovné spojky a proveďte jeden kompletní cyklus otevření-zavření. Pozorujte, zda dosahují ostatní dva stožáry správné otevřené/zavřené pozice.

Standard pro třípolovou synchronizaci je založen na současném zapojení kontaktů. Během nastavení, kdy kontakt jakéhokoli pólu právě dotýká svého kontaktního prstu, změřte mezery mezi kontakty a kontaktními prsty ostatních dvou pólů a upravte tyto mezery změnou délky příčných spojovacích tyčí.

Pokud po dosažení synchronizace polohy otevření/zavření stále nejsou plně dosaženy, použijte „kompromisní metodu“: vezměte střední hodnotu mezi překročením a nedostatkem cesty a upravte směrem k této mediánové hodnotě – zatímco zajistíte dodržení tolerancí synchronizace stanovených výrobce.

Běžné scénáře (pokud je fáze A pracujícím polem):

(1) Všechny tři puly jsou synchronizovány, ale žádná nedosahuje plné polohy otevření/zavření → mírně upravte délku provozního klikového ramene.
(2) Všechny tři puly dosahují správných poloh otevření/zavření, ale nejsou synchronizovány → použijte kompromisní metodu na příčných spojovacích tyčích, aby splňovaly standardy synchronizace.
(3) Fáze A a B jsou synchronizovány, ale fáze C ne (přičemž vše funguje správně) → upravte příčnou spojovací tyč fáze C.
(4) Fáze B a C jsou synchronizovány, ale fáze A ne → upravte příčnou spojovací tyč fáze A.
(5) Fáze A a C jsou synchronizovány, ale fáze B ne → upravte příčnou spojovací tyč fáze B.

(6) Všechny tři puly jsou synchronizovány, ale fáze A a B nedosahují plně otevřené/zavřené polohy → buď upravte vodorovnou spojovací tyč mezi fázemi A a B, aby byly v správné poloze, nebo upravte příčnou spojovací tyč fáze C, aby její nedostatečná cesta odpovídala fázím A a B, pak znovu upravte délku provozního klikového ramene.

(7) Všechny tři puly jsou synchronizovány, ale fáze B a C nedosahují plně otevřené/zavřené polohy → upravte vodorovnou spojovací tyč mezi fázemi B a C, nebo upravte příčnou spojovací tyč fáze A, aby odpovídala nedostatečné cestě fází B a C, pak upravte délku klikového ramene.

(8) Všechny tři puly jsou synchronizovány, ale fáze A a C nedosahují plně otevřené/zavřené polohy → upravte obě vodorovné spojovací tyče AB a BC, nebo upravte příčnou spojovací tyč fáze B, aby odpovídala nedostatečné cestě fází A a C, pak upravte délku klikového ramene.

(9) Nejhorší scénář: všechny tři puly nejsou ani synchronizovány, ani nedosahují plné cesty → kompletně upravte vodorovné a příčné spojovací tyče a provozní klikové rameno pomocí kompromisní metody, aby splňovaly požadované specifikace.

Tedy princip nastavení třípolového společného chodu je: synchronizace musí splňovat specifikace, zavírání musí být přesné a otevírání musí splňovat požadovanou vzdálenost mezi kontakty. Obecně, pokud dojde ke konfliktu mezi těmito třemi kritérii, má přednost vzdálenost mezi kontakty při otevírání, a malý ústup v otevírací vzdálenosti může být akceptován, pokud je to potřeba.
(Poznámka: Při nastavování příčných a vodorovných spojovacích tyčí s protisměrnými vlákny se snažte udržet vystavené délky vláken na obou stranách stejné.)

3.2.6 Nastavení šroubů pro polohu otevření/zavření

Po dokončení nastavení třípolového společného chodu utěsněte uzamykací matice na příčných a vodorovných spojovacích tyčích. Poté upravte mezery mezi šrouby pro polohu otevření/zavření a zastavnou desku na 1–3 mm.

3.3 Zavedení zemnícího spínace

Zavedení zemnícího spínace se provádí po úplném zavedení hlavního izolačního spínace. Metoda je podobná, ale následující body vyžadují pozornost:

(1) Vodorovné spojovací tyče zemnícího spínace jsou většinou spojeny pomocí trubkových klesteček. Proto při utěsnování šroubů aplikujte krouticí moment křížem, symetricky, rovnoměrně a postupně; jinak může dojít k nesouladu mezi zemnící vodičovou tyčí a stacionárním kontaktem.

(2) Kontakt mezi zemnící vodičovou tyčí a stacionárním kontaktem musí být dobrý. Ideálně by měla vodičová tyč vyčnívat 3–10 mm nad stacionární kontakt – specifické hodnoty se mohou lišit dle výrobce a měly by být sledovány podle manuálu. Obecně, protože vodorovná spojovací tyče hlavního spínace jsou instalovány na straně pohonných pólů, pro interní typ zemnícího spínace s zemnícím vedením na pravé straně by vyčnívání nemělo být příliš velké; jinak, když je hlavní izolační spínač otevřen, zemnící čepel může kvůli mechanickému narušení mezi vrcholem zemnící tyče a vodorovnou spojovací tyčí hlavního spínace nezavřít.

(3) V otevřené poloze by měla zemnící vodičová tyč zůstat vodorovná. Pokud je třeba, použijte hladinometr, abyste zajistili požadovanou izolační vzdálenost po otevření.

3.4 Nastavení mechanického interlocku

Po zavedení jak izolačního, tak zemnícího spínace upravte mechanický interlock – to označuje dokončení celého zavedení skupiny izolačních spínačů.

Upravte vzájemnou polohu sektorové a obloukovité desky na základně tak, aby:

• Když je izolační spínač zavřen, nelze zemnící spínač zavřít;

• Když je zemnící spínač zavřen, nelze izolační spínač zavřít.

3.5 Zavedení ručního ovládacího mechanismu

Ruční ovládací mechanismus se upravuje současně s hlavním tělem. Během nastavení také ověřte:

(1) Hladké otáčení mechanismu – síla působící na kliku by neměla přesáhnout 1 kgf.
(2) Správné přepínání pomocného spínace – standard je, že pomocný spínač spolehlivě funguje přibližně ve 4/5 cesty směrem k limitní poloze během pohybu mechanismu.

3.6 Zavedení elektrického ovládacího mechanismu

Zavedení elektrického mechanismu je složitější než ruční typ. Klíčové kontrolní body zahrnují:

(1) Všechny komponenty jsou v pořádku.
(2) Spojení je správné; proveďte několik ručních/elektrických a místních/vzdálených operací, aby bylo potvrzeno správné fungování.
(3) Před napájením pro zkoušku provozu nejprve umístěte mechanismus do střední polohy mezi otevřeným a zavřeným stavem, pak jej ovládejte.
(4) Směr otáčení motoru musí odpovídat požadovanému směru otevírání/zavírání hlavního tělesa.
(5) Elektrické i mechanické koncové spínače musí být správně nastaveny a zarovnány s konečnými polohami otevření/zavření hlavního tělesa.

4. Závěr

Protože odpojovací spínače dlouho byly považovány za jednoduché elektrické zařízení, často se objevují provozní vadu jako mechanické zastavení a přehřívání v vodičovém obvodu, což často nutí k neplánovaným výpadkům a vážně ovlivňuje spolehlivost dodávky energie.

Oznámení se strukturou, principy fungování a metodami instalace/nastavení odpojovacích spínačů může efektivně prevence neplánovaných výpadků a nespolehlivého fungování, zlepšit efektivitu prací na místě a vyřešit rozpor mezi nespolehlivým výkonem zařízení a vysokými požadavky na spolehlivost moderních energetických systémů.