Аннотация
Высоковольтные разъединители предназначены для обеспечения видимого разрыва при проведении ремонтных и эксплуатационных работ. Классические воздушные разъединители основаны на гашении дуги и обеспечении видимого разрыва в воздушной среде. В связи с ростом потребности на компактную коммутационную аппаратуру в промышленных и городских зонах вопрос разработки компактных гибридных аппаратов с элегазовой изоляционной и дугогасительной средой, позволяющих значительно снизить площадь подстанции и объем средств на строительно-монтажные работы, становится все более актуальным. Статья связана с разработкой компактного элегазового распределительного устройства с модулем разъединитель–заземлитель, совместимого с элегазовым баковым выключателем ВЭБ-110 на класс напряжения 110 кВ.Особое внимание уделено режиму коммутации уравнительного тока 1600 А на соответствие требованиям международного стандарта МЭК 62271-102 и контролю времени горения дуги в зависимости от количества выполненных операций. В статье описаны стадии разработки с применением современных техник конструирования в пакете UnigraphicsNX и численного моделирования в пакете ANSYS, фиксации электрофизических параметров, оценки отключающей способности различных токовых величин с последующей обработкой экспериментальных результатов. Рассматриваемая статья представляет фундаментальное исследование изолирующей функции, а также отключающей способности в основных коммутационных режимах. Подтвержден необходимый диэлектрический уровень межконтактного промежутка. Подтверждена коммутационная способность и определены диапазоны времени горения дуги при отключении различных токов.
Ключевые слова: элегазовое распределительное устройство, уравнительный ток, изоляция, диэлектрический уровень, электрическая дуга, нуль тока, эрозия, время горения дуги
Список литературы
1. Развитие производства основного электротехнического оборудования в России для электроэнергетических сетей напряжением 110 кВ и выше / М.Ю. Львов, К.А. Лунин, М.А. Панфилов, А.Н. Ивашкин, М.М. Львова // Энергоэксперт. – 2013. – № 5 (40). – С. 70–74.
2. Timmerman H., Groeman J.F.Developments towards H.V. substations without disconnector switches and with modern control systems // IEEE Fifth International Conference on Trends in Distribution Switchgear: 400V-145kV for Utilities and Private Networks, London, 10–12 November 1998. – Piscataway, New Jersey: IEEE, 1998. – N 459. – P. 40–45. – doi: 10.1049/cp:19980738.
3. New methods of damping very fast transient overvoltages in gas-insulated switchgear / S. Burow, U. Straumann, W. Kihler, S. Tenbohlen // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2014. – Vol. 29, iss. 5. – P. 2332–2339. – doi: 10.1109/TPWRD.2014.2328013.
4. Lin X., Wang N., Xu J.Arcing model of a disconnector and its effect on VFTO // Plasma Science and Technology. – 2013. – Vol. 15, N 7. – P. 644–647.
5. Influence of the switching speed of the disconnector on very fast transient overvoltage / Shu Y., Han B., Lin J.-M., Chen W., Ban L., Xiang Z., Chen G. // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2013. – Vol. 28, iss. 4. – P. 2080–2084. – doi: 10.1109/TPWRD.2013.2273620.
6. Lalot J., Sabot A., Kieffer J. Dielectric behavior of GIS switching disconnectors comparison of possible phase opposition tests // IEEE Transactions on Power Delivery. – 1988. – Vol. 3, iss. 1. – P. 214–222. – doi: 10.1109/61.4248.
7. Okabe S., Yuasa S., Kaneko S. Evaluation of breakdown characteristics of gas insulated switchgears for non-standard lightning impulse waveforms – analysis and generation circuit of non-standard lightning impulse waveforms in actual field // IEEE Transactions on Dielectrics and Electric Insulation. – 2013. – Vol. 14, iss. 2. – P. 312–320. – doi: 10.1109/TDEI.2007.344609.
8. Suppression of VFT in 1100 kV GIS by adopting resistor-fitted disconnector / Y. Yamagata, K. Tanaka, S. Nishivaki, N. Takahashi, T. Kokumai, I. Miwa, T. Komukai, K. Imai // IEEE Transactions on Power Delivery. – 1996. – Vol. 11, iss. 2. – P. 872–880. – doi: 10.1109/61.489346.
9. Bojic P. Bus transfer current switching in GIS by disonnector application, design criteria and testing // International Conference on Electric Power Engineering, PowerTech Budapest 99, Budapest, Hungary, 29 August – 02 September 1999.– Piscataway, New Jersey: IEEE, 1999. – INSPEC Accession N 6504213. – doi: 10.1109/PTC.1999.826712.
10. Disconnector switching in GIS: three-phase testing and phenomena / R. Smeets, W.A. van der Linden, M. Archterkamp, G. Damstra., E.M. de Meulemeester // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2000. – Vol. 15, iss. 1. – P. 122–127. – doi: 10.1109/61.847239.
11. Zhang J.L., Jiu D.Y., Fang M.T.C. Electrode evaporation and its effects on thermal arc behavior // IEEE Transactions on Plasma Science. – 2004. – Vol. 32, iss. 3. – P. 1352–1356. – doi: 10.1109/TPS.2004.827606.
12. Christophorou L.G.,Olthoff J.K., Green D.S. Gases for electrical insulation and arc interruption: possible present and future alternatives to pure SF6:technical note N 1428 / National Institute of Standards and Technology. – Washington: U.S. Government printing office, 1997. – 48 p.
13. Полтев А.И. Конструкции и расчет элегазовых аппаратов высокого напряжения. – Л.: Ленэнерго, 1979. – 239 p.
14. Insulation characteristics for very fast transient overvoltage / S. Okabe, M. Koto, F. Endo, K. Kobayashi // IEEE Transactions on Power Delivery. – 1996. – Vol. 11, iss. 1. –P. 210–218. – doi: 10.1109/61.484018.
15. Design, simulation and testing of an EHV metal enclosed disconnector / J. Lopez-Roldan, T. Irwin, S. Nurse, C. Ebden, J. Hansson // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2001. – Vol. 16, iss. 4. – P. 558–563. – doi: 10.1109/61.956737.
16. ГОСТ 52726–2007. Разъединители и заземлители переменного тока на напряжение свыше 1 кВ и приводы к ним. Общиетехническиеусловия. – М.: Стандартинформ, 2007. – 51 с.
17. International Standard IEC 62271–102. High-voltage switchgear and controlgear. Pt. 102: Alternating current disconnectors and earthing switches. – Ed. 1.1, 2012–02. – Geneva, Switzerland: International ElectrotechnicalComission, 2012. – ISBN 978-2-88912-832-7.
18. Current interruption by disconnecting switch and earthing switch in GIS / K. Suzuki, H. Mizoguchi, N. Shimokawara, V. Murayama, S. Yanabu // IEE Proceedings C Generation, Transmission and Distribution. – 1984. – Vol. 131, iss. 2. – P. 54–60. – doi: 10.1049/ip-c.1984.0008.
19. High current interruption, by SF6 disconnecting switches in GIS / S. Yanabu, S. Nishiwaki, H. Mizoguchi, N. Shimokkawara, V. Murayama // IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. – 1982. – Vol. PAS-101, iss. 5. – P. 1105–1114. – doi: 10.1109/TPAS.1982.317372.
20. Development of UHV gas circuit breaker and disconnecting switch, and their performance tests / S. Yanabu, M. Ohishi, Y. Ozaki, Y. Murayama // Proceedings of the CIGRÉ Symposium: High Currents in Power Systems Under Normal, Emergency and Fault Conditions, Brussels, Belgium, June 3–5, 1985. – Brussels: The Symposium, 1985. – Paper N S06–85. – P. 320-02/1–320-02/6.
21. New development of 800 kV gas insulated switchgears / S.Yanabu, Y. Ozaki, M. Oishi, Y. Murayama // Toshiba review. – 1984. – Vol. 39–8. – P. 709–712.
22. Development of 800 kV GIS / H. Toda, Y. Ozaki, I. Miwa, S. Nishivaki, V. Murayama, S. Yanabu// IEEE Transactions on Power Delivery. – 1992. – Vol. 7, iss. 1. – P. 316–323. – doi: 10.1109/61.108924.
23. Kapetanovich M. High voltage circuit breakers. – Saraevo: Faculty of Electrotechnical Engineering, 2011. – 648 p. – ISBN 978-9958-629-39-6.
24. Disconnector switching of charging currents in metal-enclosed SF6 gas insulated switchgears at EHV / A. Edinger, G. Mauthe, F. Pinnekamp, D. Schlicht, W. Schmidt // CIGRE International Conference on Large High Voltage Electric Systems, 29 August – 6 September 1984. – Paris, 1984. – Sess. papers N 13–14.
25. SF6 alternative development for high voltage switchgears / Y. Kieffel, A. Girodet, F. Biquez, Ph. Ponchon, J. Owens, M. Costello, M. Bulinski, R. Van San, K. Werner // CIGRE Session 45, 24–29 August, 2014, Paris, International Council on large Electric Systems. – Paris, 2014. – Conf. paper N D1–305.
