II. ПРОВЕРКА И
РЕГУЛИРОВКА ВКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАСЛЯНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ С ПРУЖИННЫМИ
ПРИВОДАМИ - ЧАСТЬ 2
Силы инерции, действующие на участке хода подвижных
контактов в неподвижных, выключателей ВМП-10К и ВМГ-133-II с приводами
ППМ-10 составляют значительную долю от полной силы, преодолевающей
противодействующую силу выключателей. Для этой цели привод ППМ-10
снабжен массивным маховиком, который разгоняется в начале включения,
когда противодействующий момент выключателя значительно меньше тягового
момента привода, и тормозится в конце
включения. При торможении подвижных частей силы
инерции возрастают.
Работоспособность привода оценивается по величине работы, совершаемой
включающими пружинами при медленном повороте вала привода. Эта работа
называется статической. По величине она должна быть больше статической
работы включения выключателя.
Для определения среднего момента у привода Г1П-61
нужно провести на статической характеристике горизонтальную линию так,
чтобы площади, ограниченные на графике кривой 1 и горизонтальной линией
и расположенные по обе стороны от этой линии, были равны между собой. На
рис. 10 эти площади заштрихованы. Точка пересечения горизонтальной линии
с вертикальной осью графика определит Мср. Как видно из графика, Мср I
привода ПП-61 равен 10 кГ-м, т. е. статическая работа привода ПП-61
соответствует работе привода ПГ1М-10. Привод КППМ имеет несколько
меньшую величину статической работы.
Работа включения выключателей ВМП-10 и ВМГ-133, определенная по
статическим характеристикам на рис. 11, равна 16 кГ • м. При этом,
работа включения после замыкания контактов у выключателя ВМП-10К равна
11 кГ-м, а у выключателя ВМГ-133-II—6,5 кГ-м. Для выключателей ВМП-10К и
ВМГ-133-II статическая работа включения нормально находится в пределах
14—18 кГ-м.
Как видно из сравнения, статическая работа пружинных приводов
значительно превышает статическую рабо-| ту включения выключателей
ВМП-10К и ВМГ-133-II. Казалось бы, что для включения этих выключателей
не нужно иметь приводы с такой работоспособностью, какой обладают
приводы ПП-61 и ППМ-10 Однако при включении на короткое замыкание работа
выключателя .' значительно увеличивается прежде всего за счет
электродинамических сил, препятствующих включению вы-I ключателя.
Ориентировочно для выключателей ВМП-10К
4 и ВМГ-133-II работа электродинамических сил в каждой розетке
составляет 1 кГ-м. После отключения предельного тока короткого замыкания
статическая работа включения выключателей на- участке хода подвижных
контактов в розетках возрастает у выключателей ВМП-10 примерно в 1,2—1,4
раза, а у выключателей ВМГ-133—в 1,5—2 раза. Дополнительную работу нужно
совершить также на преодоление сил трения в узлах соединения привода с
выключателем, которая примерно равна 2 кГ • м. Таким образом, суммарная
работа выключателя при включении его на короткое замыкание может быть
равна 26 кГ-м, что ненамного меньше статической работы привода. Если еще
учесть, что небольшая часть энергии привода расходуется при ударе
включающего рычага с рычагом вала привода, то для включения выключателей
ВМП-10К и ВМГ-133 на номинальный ток включения (20 ка) необходимо иметь
привод с работоспособностью, равной примерно 30 кГ‘М.
Испытания выключателей на коммутационную
способность показали, что выключатель ВМП-10К. с приводом ППМ-10 при
угле закручивания включающих пружин 105° и временем действия релейной
защиты не более 0,5 сек может включить ток короткого замыкания не выше
15 ка, а при угле закручивания включающих пружин 90° —не выше 10 ка.
Привод ПП-61 с той же работоспособностью и в тех же условиях может
включить выключатель ВМП-10К на ток короткого замыкания 20 ка. Меньшая
включающая способность выключателя с приводом ППМ-10 объясняется
неудовлетворительной статической характеристикой привода. Величины
коммутационной способности выключателей типа ВМП-10 с различными
приводами приведены в приложении.
Значительное превышение включающих моментов выключателей ВМП-10К. и
ВМГ-133 над тяговыми моментами привода ППМ-10 в конце включения
представляют большую опасность для выключателей, если при их включении
на короткое замыкание механизм привода не сядет на защелку. Под
действием отключающих пружин подвижные контакты могут выйти из розетки и
выключатель может взорваться от действия электрической дуги между
контактами, если не будет отключен защитой мгновенного действия.
Статическая работа привода ПП-61 по данным Рижского опытного завода
Латвэнерго должна быть не менее 30 кГ-м. При проверке ряда приводов
ПП-61 на Московском заводе «Электрощит» в 1967 г. выявлено большое
количество приводов с работоспособностью ниже указанной величины.
Снижение работоспособности приводов произошло из-за установки более
длинных включающих пружин, чем это требуется по чертежу (рис. 14). Так,
вместо включающей пружины длиной 444 мм на заводе-изготовителе
устанавливали пружины длиной до 459 мм.
Знание характеристик пружинных приводов и выключателей позволяет понять,
почему величина скорости включения в момент замыкания контактов
недостаточно характеризует включающую способность выключателя. Возьмем
для примера выключатель типа ВМП-10К со статической работой включения 16
кГ-м и приводом ПП-61 в одном случае с величиной статической работы 31
кГ-м, а в другом 25 кГ -м. Из проведенных испытаний известно, что привод
ПП-61 в первом случае может включить выключатель на номинальный ток
короткого замыкания, а во втором случае не может. По измеренным
скоростям включения в момент замыкания контактов ремонтный персонал
может не обнаружить выключатель с недостаточной включающей способностью,
так как величины указанных скоростей будут ненамного отличаться одна от
другой. Значительного снижения скорости в момент замыкания контактов во
втором случае
не произойдет, так как работа включения выключателя
до замыкания контактов составляет всего 1/3 от всей работы включения
выключателя. Основная работа приводом совершается на участке хода
подвижных контактов в розетках. На этом участке скорость включения
выключателя с приводом, имеющим недостаточную работоспособность, будет
снижаться более резко, чем при нормальном приводе. Разница в величине
скорости включения будет особенно заметной в момент перехода подвижных
контактов через включенное положение выключателя. Поэтому на
недостаточную работоспособность привода ПП-61 в этом случае укажет не
величина скорости замыкания контактов, а величина скорости в момент
перехода подвижных контактов через включенное положение.
В некоторых случаях привод, обладающей меньшей
работоспособностью, может развить у выключателя более высокую скорость в
момент замыкания контактов, если форма статической характеристики этого
привода такова, что его статическая работа до замыкания контактов
выключателя будет больше, чем у привода с более высокой
работоспособностью. Так, например, скорость включения в момент замыкания
контактов у выключателя с приводом КППМ может быть выше, чем
с приводом Г1П 61, хотя включающая способность
выключателя в первом случае будет ниже, за счет нерационального
распределения вращающих (тяговых) моментов у привода КППМ и несколько
меньшей величиной его суммарной работы. Сравнение скоростей в момент
перехода подвижных контактов через включенное положение и в этом случае
выявило бы более низкую скорость у выключателя с приводом КППМ.
Могут быть также случаи, когда увеличение включающей способности
пружинного привода приводит не к увеличению скорости включения в момент
замыкания контактов, а к ее уменьшению. Такие случаи наблюдаются у
выключателей, скорость включения которых снижается в середине хода
контактов. На рис. 15 в качестве примера представлены результаты
измерения скорости включения выключателя ВМГ-133-II с приводом УПГП, на
котором для его усиления была заменена средняя включающая пружина из
проволоки диаметром
5 мм более сильной пружиной из проволоки диаметром
6 мм. Скорость включения измерялась при одинаковом
предварительном натяжении включающих пружин. Как видно из виброграммы,
скорость включения в момент замыкания контактов после замены пружины
уменьшилась с 1,98 до 1,75 м/сек, несмотря на увеличившуюся включающую
способность выключателя, о чем свидетельствует увеличение скорости
включения в положение включено с 0,1 до 1,35 м/сек, увеличение
перевключения подвижных контактов с 0,5 до 8 мм и уменьшение времени
включения выключателя с 0,19 до 0,14 сек.
Снижение скорости включения в середине хода контактов у выключателей с
пружинными приводами вызвано, как правило, не затиранием подвижных
частей, а особенностью характеристики пружинного привода и влиянием
поворотного груза, которые в значительной мере проявляются при
применении рычагов на валу выключателя и валу привода с соотношением
длин, равным 2:1. Замедление движения контактов в середине хода особенно
проявляется у выключателей с приводами ППМ-10. Это объясняется тем, что
подвижные части привода ППМ-10, непосредственно связанные с включающими
пружинами (ведущие части), до зацепления с подвижными частями привода,
жестко связанными с выключателем (ведомые части), развивают в начальный
момент большую скорость и сообщают ведомым частям значительное
ускорение. Ведомые части привода, получившие большое ускорение, могут
отрываться от ведущих частей и уходить вперед. С увеличением
противодействия отключающих пружин наступает замедление движения
контактов до тех пор, пока ведущие части снова не увеличат скорость
включения выключателя.
У выключателей со значительной величиной работы включения на участке
хода подвижных контактов в неподвижных можно увеличить скорость
включения в момент замыкания контактов путем установки на вал привода
более длинного рычага, чем это требуется по рекомендованной заводом
кинематической схеме соединения привода с выключателем. Хотя в этом
случае скорость замыкания контактов повышается, включающая способность
выключателя, как правило, снижается. Так, на одном выключателе ВМГ-133-И
с приводом УПГП за счет установки на вал привода рычага длиной 90 мм
вместо 60 мм удалось добиться значительной скорости включения в момент
замыкания контактов
(2,6 м/сек) при предварительном натяжении
включающих пружин 75 мм. Скорость же в положение включено была всего 0,3
м/сек, а перевключение 1,5 мм, что свидетельствует о низкой включающей
способности выключателя. Действительно, при уменьшении предварительного
натяжения включающих пружин всего на 15 мм выключатель не смог
включиться вхолостую.
Приведенные примеры показывают, что оценивать включающую способность
выключателей ВМП-10 и ВМГ-133 с пружинными приводами только по величине
скорости включения в момент замыкания контактов недостаточно. При
анализе виброграмм необходимо учитывать также скорость включения в
положение включено, максимальную скорость включения и величину
пере-включения подвижных контактов.
Предельная величина перевключения зависит от конструкции буферного
устройства и его регулировки. При включении выключателя ВМГ-133
вхолостую его подвижные части должны, как правило, доходить до упора.
Сжатие пружинного буфера до упора у выключателя ВМГ-133 происходит при
перевключении контактов не менее 8—10 мм. При недостаточной
работоспособности привода величина перевключения будет ниже. Отсутствие
перевключения указывает на минимальную включающую способность
выключателя.
Если небольшая величина перевключения контактов характеризует
недостаточную способность выключателя, то предельная величина
перевключения еще не указывает на нормальную включающую способность, так
как у многих выключателей работа, совершаемая приводом на доведение
подвижных частей выключателя от включенного положения до упора, меньше
работы, необходимой для преодоления электродинамических сил, возникающих
при включении выключателя на короткое замыкание.
Кроме указанного, существуют и другие способы проверки включающей
способности выключателей. Например, путем приложения к подвижным частям
выключателя дополнительной силы с помощью пружины можно увеличить работу
включения выключателя настолько, что она будет равна работе выключателя
при включении его на короткое замыкание. Если эту силу прикладывать на
участке хода подвижных контактов в неподвижных (розетках), то включение
такого выключа-
геля будет примерно соответствовать условиям
включения его на короткое замыкание. Таким образом, можно проверять
работу выключателя в условиях, имитирующих включение выключателя на
короткое замыкание.
Как уже указывалось, работа электродинамических сил в каждой розетке
выключателей ВМП-10 и ВМГ-133 при включении их на номинальный ток
короткого замыкания составляет примерно 1 кГ • м. Следовательно, чтобы
создать для выключателя ВМГЛЗЗ на ходе контактов 40 мм дополнительную
работу в 3 кГ• м, необходимо приложить к подвижным контактам силу,
равную
3 кГ • м: 0,04 м=75 кГ.
На рис. 16 показано одно из возможных устройств для проверки включающей
способности выключателя ВМГ-133 указанным способом.
Натяжение пружины регулируется винтом так, чтобы она воздействовала на
подвижные контакты выключателя с силой 75—80 кГ. Включающая способность
выключателя будет считаться достаточной, если он включится с таким
устройством с посадкой механизма привода на защелку.