СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО КОММУТАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА, НАХОДЯЩЕГОСЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ Российский патент 2011 года по МПК H02B1/14 

Изобретение относится к устройству для технического обслуживания высоковольтного коммутационного устройства, преимущественно коммутатора грозового разрядника и разъединителя, согласно п.1 формулы изобретения. Изобретение также относится к способу безопасного технического обслуживания высоковольтного коммутационного устройства, находящегося под напряжением, согласно п.8 формулы.

Предпосылки создания изобретения

Электрическая сеть/установки содержат высоковольтные коммутационные устройства, например, в сетевых станциях, т.е. распределительных станциях, которые, обычно через понижающие трансформаторы, подают в распределительные сети низкое напряжение или которые, наоборот, повышают напряжение. На такие сетевые станции обычно поступает высокое напряжение, которое понижается до нужной величины и подается потребителям, т.е. коммунальным службам и компаниям. Все такие установки содержат оборудование, нуждающееся в техническом обслуживании. Примерами такого оборудования являются коммутатор грозового разрядника и разъединитель, которые используются для соединения/разъединения различных распределительных цепей, к которым подключен трансформатор. В настоящее время существуют различные решения, позволяющие осуществлять чистку таких установок сетевых станций, например, от пыли и т.п.

Работа на таких установках очень опасна для персонала и потому регламентируется строгими требованиями, которые определяются в Норвегии «Правилами безопасности при работе и обслуживании высоковольтных установок, Раздел 33», предусмотренными «Законом о надзоре за электрическими установками и электрическим оборудованием с инструкциями и руководством».

При работе под напряжением требуется наряду с прочим использовать изолированные инструменты, например инструменты из комплекта инструментов, описанного в DE 10356887.

Однако в настоящее время не существует решений, позволяющих проводить техническое обслуживание высоковольтных коммутационных устройств в установках, когда коммутационное устройство/установка работает, т.е. находится под напряжением. А такие решения нужны, поскольку перед проведением такого рода обслуживания требуется отключить части установки, например сетевой станции. Это приводит к излишним затратам энергетических компаний, так как нужно переключить соседние части установки (сетевой станции) на питание сетевой цепи, подключенной к токовой части установки, подлежащей обслуживанию. В результате увеличиваются трудозатраты и в некоторых случаях, если нельзя обеспечить энергоснабжение данной распределительной цепи через другие части установки (сетевой станции), уменьшаются доходы.

Цель изобретения

Целью изобретения является создание способа и устройства, которые позволяют решить указанные проблемы. Целью изобретения является также создание способа, безопасного как для персонала, так и для оборудования, технического обслуживания высоковольтных коммутационных устройств в установке. Еще одной целью изобретения является создание способа, который можно осуществлять во время работы коммутационного устройства/установки, так что они могут находиться в рабочем состоянии при выполнении работ по обслуживанию. Другой целью изобретения является создание устройства для безопасного осуществления способа.

Еще одной целью изобретения является удовлетворение требований «Правил безопасности при работе и обслуживании высоковольтных установок, Раздел 33», предусмотренных «Законом о надзоре за электрическими установками и электрическим оборудованием с инструкциями и руководством», Норвегии и аналогичных законов других стран.

Сущность изобретения

Устройство согласно изобретению описано в п.1 формулы изобретения. Дополнительные особенности устройства описаны в зависимых пунктах формулы.

Способ согласно изобретению описан в пункте 8 формулы. Дополнительные особенности способа описаны в зависимых пунктах формулы.

Изобретение прежде всего направлено на обеспечение безопасности и функциональности.

Важнейшей областью применения изобретения являются сетевые станции, упоминаемые в дальнейшем описании, однако изобретение может использоваться в других областях, где имеются высоковольтные коммутационные устройства.

При работе с находящейся под напряжением установкой, преимущественно с сетевыми станциями, важно обеспечить безопасность обслуживающего персонала. Поэтому предложено устройство, которое позволяет выполнять техническое обслуживание коммутационных устройств, предпочтительно разъединителя и коммутатора грозового разрядника, в то время как коммутационные устройства /установка работают/работает в нормальном режиме. Устройство содержит имеющие специальную форму экранирующие пластины для отгораживания/изолирования коммутационных устройств/фаз как друг от друга, так и от стенок коммутационной ячейки.

Экранирующие пластины, предпочтительно из поливинилхлорида или другого подходящего материала, предпочтительно имеют конструкцию, приспособленную для крепления к кронштейнам коммутационного устройства или к каким-нибудь другим крепежным элементам, соединенным с фазами/коммутационными устройствами. Экранирующие пластины снабжены средствами, предпочтительно подъемным рымом и штыревым кронштейном, которые обеспечивают возможность простой и надежной установки экранирующих пластин между фазами/коммутационными устройствами/стенками ячейки, предпочтительно с помощью изолированного стержневого захвата.

Кроме того, экранирующие пластины снабжены крепежным средством для крепления шунта, служащего для создания обходной цепи для коммутационных устройств. На концах шунта имеются концевые зажимы, приспособленные к соединительным элементам фаз. Соединение шунта с соединительными элементами фаз может осуществляться с помощью подходящих изолированных инструментов, например с помощью изолированного стержневого захвата. Соединение шунта дополнительно достигается средствами, которые надежно прикрепляют его к соединительным элементам фазы.

Также предложен способ технического обслуживания высоковольтных коммутационных устройств с помощью устройства согласно изобретению. Способ предпочтительно включает следующие операции:

1. Выполнение важных проверок перед проведением технического обслуживания.

2. Отметка безопасного расстояния.

3. Снятие поперечины защитного ограждения.

4. Установка экранирующих пластин согласно изобретению.

5. Присоединение шунтов к соединительным элементам фаз для подключения обходной цепи для коммутационного устройства/плавких предохранителей.

6. Измерение и контроль токовой нагрузки шунтов.

7. Размыкание/отключение коммутационных устройств.

8. Обслуживание и функциональная проверка коммутации.

9. Отсоединение шунтов от соединительных элементов.

10. Удаление экранирующих пластин.

11. Установка на место поперечины защитного ограждения.

Этот способ гарантирует нормальную работу коммутационного устройства/установки во время работ по техническому обслуживанию и высокую безопасность для персонала и оборудования.

Пример осуществления изобретения

Далее изобретение описано более подробно со ссылками на чертежи, на которых:

фиг.1 схематично изображает пример коммутационной ячейки с фазами/коммутационными устройствами/плавкими предохранителями,

фиг.2А-С изображает экранирующие пластины согласно изобретению,

фиг.3 поясняет использование стержневого захвата для манипулирования экранирующими пластинами, представленными на фиг.2А-С, и

фиг.4 изображает коммутационную ячейку, показанную на фиг.1, после установки устройства согласно изобретению.

На фиг.1 показано стандартное соединение в коммутационной ячейке. Стандартное соединение обеспечивается двумя кронштейнами 12А и 12В коммутационного устройства, которые служат для подвеса и удерживания экранирующих пластин. Соединение также включает три фазы 13А-С, каждая из которых снабжена плавким предохранителем/коммутационным устройством 14А-С. Каждая фаза 13А-С имеет верхний 15А и нижний 15В соединительные элементы. Верхний соединительный элемент 15А представляет собой брус, а нижний соединительный элемент 15В - выступающий крюк. Такое устройство является базовым для технического обслуживания, которое требуется в отношении коммутационных устройств/плавких предохранителей 14А-С.

При наличии такого устройства, которое применяется в настоящее время, техническое обслуживание или ремонт осуществить нельзя, если коммутационное устройство/установка находится под напряжением/в работе. Благодаря данному изобретению это становится возможным.

На фиг.2А-С показаны различные экранирующие пластины 20А-С согласно изобретению, предназначенные для использования при техническом обслуживании, когда сетевая станция находится под напряжением/в работе. Пластины 20А-С предназначены для крепления к кронштейну 12А коммутационного устройства в коммутационной ячейке.

Экранирующие пластины 20А-С выполнены предпочтительно из поливинилхлорида и имеют предпочтительно форму по существу прямоугольника со скругленными углами. На одной продольной стороне 21А расположен подъемный рым 22, предпочтительно из поливинилхлорида, отходящий перпендикулярно от пластины 20А. На другой продольной стороне 21В экранирующей пластины имеется вырез 23, проходящий в продольном направлении пластины 20А и по вертикали. Вырез 23 имеет по существу прямоугольную форму с продольными сторонами, параллельными продольным сторонам экранирующих пластин 20А. На своей верхней вертикальной стороне вырез 23 имеет вступающий кончик 24, расположенный вдоль продольной стороны 21В в той же плоскости, что и пластина 20А. Нижняя вертикальная сторона слегка наклонена вниз от внутренней продольной стороны выреза 23 наружу к продольной стороне 21В. Вырез 23 выполнен с такой формой для того, чтобы можно было закрепить пластину 20А на кронштейне 12А. Вдоль продольной стороны 21В внизу пластина 20А имеет участок 21В' меньшей ширины, чтобы приспособить пластину 20А к нижнему кронштейну 12В.

Кроме того, экранирующая пластина 20А имеет выполненный предпочтительно из поливинилхлорида штыревой кронштейн 25 для стержневого захвата, отходящий от пластины 20А перпендикулярно ей. Подъемный рым 22 и штыревой кронштейн 25 расположены в таких местах, что можно манипулировать экранирующими пластинами 20А-С с помощью, например, стержневого захвата, перемещая их в основном в вертикальном положении, что облегчает их установку при проведении обслуживания, как описано далее при рассмотрении способа.

Экранирующая пластина 20А содержит средство 26, такое как желобок или подобное средство, проходящее в основном в продольном направлении пластины 20А и прикрепленное к ней. Это средство 26 предназначено для надежного удерживания шунта 27 и расположено предпочтительно так, чтобы концевые зажимы 28А и 28В можно было поместить вблизи соединительных элементов 15А и 15В и в то же время чтобы шунт не находился на пути стержневого захвата при установке пластины 20А в сетевой станции, что описано ниже при рассмотрении способа. Длина шунта такова, что позволяет соединить между собой соединительные элементы 15А и 15В, но предпочтительно шунт несколько длиннее, чтобы получить гибкое соединение.

Соединительные концы шунта 27 выполнены в виде концевых зажимов 28А и 28В, из которых зажим 28А, предпочтительно представляющий собой алюминиевый U-образный зажим, служит для соединения с соединительным элементом 15А. В резьбовом отверстии одной из боковых сторон U-образного зажима находится зажимной болт 29 для надежного крепления этого зажима к соединительному элементу 15А.

Концевой зажим 28В имеет предпочтительно треугольную (или кольцевую) форму и служит для соединения с соединительным элементом 15В посредством зажимного болта 30, расположенного на одной стороне треугольника.

Экранирующая пластина 20В имеет такую же форму, как экранирующая пластина 20А, но в своей верхней части несколько наклонена внутрь до того, как она продолжается, проходя на некоторое расстояние, в виде в параллельной плоскости и затем оканчивается участком 21С, отогнутым перпендикулярно упомянутой плоскости в сторону, противоположную стороне, где расположен шунт 27.

Указанный наклон предусмотрен для того, чтобы приспособить пластину к остальной форме установки (сетевой станции), а отогнутый участок 21С служит для обеспечения безопасности, особенно для предотвращения контакта стержневого захвата с электропроводящими деталями над коммутационным устройством при техническом обслуживании. Экранирующая пластина 20В имеет такие же элементы, что и пластина 20А, и поэтому подробно не описана.

Экранирующая пластина 20С имеет такую же форму, как пластина 20В, но в своей верхней части несколько наклонена наружу до того, как она продолжается в виде параллельной плоскости, а участок 21С, которым оканчивается пластина 20С, отогнут в противоположном направлении по сравнению с экранирующей пластиной 20В. Экранирующая пластина 20С имеет такие же подъемный рым и штыревой кронштейн, что и пластина 20В, но не имеет шунта и средств для его крепления.

Экранирующие пластины 20А-С выполняются с разными размерами, чтобы подходить к различным коммутационным устройствам/установкам, где они применяются. Например, они могут применяться в установках/коммутационных устройствах на 12 кВ и 22 кВ, которые имеют разные размеры коммутационных устройств/плавких предохранителей, и в установках, имеющих только коммутационные устройства без предохранителей. Поэтому для разных изготовителей должны проектироваться разные экранирующие пластины, но выполненные по одному и тому же принципу, положенному в основу изобретения.

Например, если позволяет конструкция установки (сетевой станции), экранирующие пластины 20В и 20С могут не иметь участка, наклонного относительно их основной плоскости, и их конструкция может быть такой же, как у пластины 20А.

Экранирующие пластины 20А-С, подъемный рым 22, штыревой кронштейн 25 выполнены предпочтительно из поливинилхлорида или другого подходящего материала, обладающего требуемыми свойствами в отношении массы, срока службы и электрической изоляции. Крепежное средство 26 для шунта 27 выполнено предпочтительно из поливинилхлорида. Для отдельных элементов могут также использоваться другие подходящие материалы.

Далее описан способ согласно изобретению для работы с находящейся под напряжением ячейкой коммутационного устройства. Базисной для способа является ячейка коммутационного устройства, показанная в качестве примера на фиг.1.

Для осуществления способа требуется следующее оборудование:

- экранирующие пластины согласно изобретению,

- стержневой захват,

- стержневой инструмент AUS,

- различные приспособления для чистки и смазывания консистентной смазкой,

- защитная экипировка:

- огнестойкая одежда,

- шлем с защитной маской,

- рабочие перчатки.

Кроме описанных выше экранирующих пластин, остальное оборудование известно, отвечает нормативам и испытано на предмет соответствия данному назначению.

Перед началом работы необходимо:

- убедиться, что экранирующие пластины подходят для коммутационного устройства установки,

- убедиться, что экранирующие пластины и другие изоляционные инструменты чистые, сухие и не имеют видимых дефектов,

- путем осторожных действий с помощью изолированного стержня проверить плавкие предохранители и соединения,

- перед установкой экранирующих пластин с шунтом убедиться, что коммутационное устройство, подлежащее обслуживанию, находится в рабочем состоянии.

Способ осуществляется следующим образом.

Сначала отмечают безопасное расстояние, т.е. расстояние от деталей, находящихся под напряжением. Это расстояние зависит от величины напряжения и может быть точно определено в ходе работы.

Затем снимают поперечину защитного ограждения, являющегося стандартным средством безопасности во всех коммутационных ячейках.

Далее вводят и устанавливают экранирующие пластины. Введение пластин производят с помощью изолированного захватного стержня, показанного на фиг.3, который пропускают через подъемный рым 22 до контакта со штыревым кронштейном 25. Это позволяет манипулировать экранирующими пластинами, находящимися в основном в вертикальном положении, и закреплять их между стенкой ячейки и первой фазой/первым коммутационным устройством, между первой фазой/первым коммутационным устройством и второй фазой/вторым коммутационным устройством и т.д. Экранирующие пластины устанавливают в очередности справа налево на фиг.4. Первой устанавливают пластину 20С, затем две пластины 20А и последней пластину 20В. При такой последовательности установки отгораживаются стенка ячейки и электропроводящие детали в других фазах, пока устанавливают пластины 20А-В с шунтами 27. Как сказано выше, пластины 20А-С вставляют с помощью стержневого захвата и подвешивают к верхнему кронштейну 12А коммутационного устройства на вырезах 23, а выступающий кончик 24 удерживает пластины на месте.

В ходе следующей операции к соединительным элементам 15А-В присоединяют шунты 27, расположенные на экранирующих пластинах 20А-В, и отключают коммутационное устройство. Здесь важно замерить токовую нагрузку и убедиться, что она находится в пределах допустимой нагрузки для шунта 27. Результаты измерения вносят в таблицу.

При необходимости с соединительных элементов счищают краску или другое покрытие, после чего можно присоединить шунты 27. Предпочтительно сперва соединяют верхний концевой зажим 28А шунта с верхним соединительным элементом 15А и прикрепляют к последнему путем затягивания зажимного болта 29. Затем соединяют нижний концевой зажим 28В и прикрепляют его путем затягивания зажимного болта 30. Важно убедиться, что шунт 27 не мешает движению ножей коммутационного устройства. Соединение и крепление концевых зажимов к шунтам 27 осуществляют, например, с помощью стержневого захвата или другого изолированного инструмента, пригодного для этой цели.

На следующей операции проверяют соединение путем измерения токовой нагрузки шунта и коммутационного устройства/кабеля. Результаты измерения тоже заносят в таблицу. Качество соединения оценивают по результату измерения и по результатам измерений для отдельных шунтов 27.

На следующей операции производят размыкание коммутационного устройства. Согласно правилам энергетических компаний при работе с коммутационным устройством дверь должна быть закрыта. Если при размыкании коммутационного устройства один или несколько ножей остаются в подвешенном состоянии, то их передвигают подходящим инструментом (не описано).

Далее осуществляют техническое обслуживание и проверку функционирования. Обслуживание включает, например, чистку и смазку контактов коммутационного устройства и смазку пружинного устройства. Для надежной проверки функционирования коммутационное устройство должно приводиться в действие примерно 3-4 раза. Разъединительный механизм также проверяют при разомкнутом коммутационном устройстве.

После выполнения требуемого технического обслуживания и проверки функционирования коммутационное устройство включают и перед отсоединением шунтов проверяют, что коммутационные устройства включены. Потом убирают экранирующие пластины 20А-С и устанавливают обратно поперечину защитного ограждения, и таким образом сетевая электростанция снова приводится в нормальное рабочее состояние.

Модификации

Экранирующие пластины могут быть выполнены из других подходящих материалов и могут иметь другую конструкцию. Например, они могут иметь другие средства крепления к другим крепежным элементам в установке/коммутационной ячейке, например пластины могут иметь крючки для крепления к соответствующим крепежным элементам в установке/коммутационной ячейке, таким как прокладки для фаз/коммутационных устройств.

Экранирующие пластины также могут быть снабжены крючками для крепления шунта перед его соединением с соединительными элементами.

Изобретение используется в области электротехники. Технический результат заключается в повышении безопасности обслуживания устройств, находящихся под напряжением. Способ технического обслуживания высоковольтных коммутационных устройств/плавких предохранителей в установке осуществляется при работающем/находящемся под напряжением коммутационном устройстве/установке. Устройство для осуществления способа содержит экранирующие пластины 20А-С, снабженные средствами 22 и 25 для их перемещения, средствами 23 и 24 для их крепления в коммутационной ячейке/установке и средствами 27, 28А для отключения коммутационного устройства. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для технического обслуживания высоковольтного коммутационного устройства/плавких предохранителей в установке, отличающееся тем, что оно содержит экранирующие пластины (20А-С) предпочтительно из поливинилхлорида, имеющие предпочтительно в основном прямоугольную форму, причем указанные пластины (20А-С) снабжены: средствами (22, 25) для введения и установки экранирующих пластин (20А-С) в коммутационную ячейку, средствами (23, 24) для крепления экранирующих пластин (20А-С) к коммутационной ячейке/установке и средствами (27; 28А-В) для подключения обходной цепи для обхода коммутационного устройства/плавких предохранителей.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства для крепления экранирующих пластин (20А-С) к коммутационной ячейке/установке образованы выполненным в экранирующих пластинах (20А-С) вырезом (23), снабженным выступающим кончиком (24), причем с помощью этих средств (23, 24) экранирующие пластины (20А-С) надежно крепятся в коммутационной ячейке.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства для размыкания коммутационного устройства/отсоединения плавкого предохранителя содержат шунт (27) с соединителями (28А и 28В).

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства для введения и установки экранирующих пластин (20А-С) в коммутационную ячейку/установку содержат подъемный рым (22) и штыревой кронштейн (25), расположенные в подходящих местах таким образом, что экранирующие пластины (20А-С) можно перемещать в основном в вертикальном положении с помощью стержневого захвата.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что шунт (27) прикреплен к экранирующим пластинам (20А-С) посредством расположенного на экранирующих пластинах (20А-В) подходящего средства (26), такого как желобок или подобное средство.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что экранирующие пластины (20 В-С) имеют в верхней части участок, расположенный с некоторым наклоном внутрь (20 В) или наружу (20С) относительно основной плоскости экранирующих пластин, до того как экранирующая пластина продолжается в виде параллельной плоскости и оканчивается участком (21С), отогнутым предпочтительно под углом 90° внутрь (20С) или наружу (20В) относительно параллельной плоскости.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что экранирующие пластины (20В-С) в нижней части имеют участок (21В'), на котором они имеют меньшую ширину.

8. Способ технического обслуживания высоковольтного коммутационного устройства/плавких предохранителей в установке, который осуществляют при работающем/находящемся под напряжением коммутационном устройстве/установке с помощью устройства по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что он содержит следующие операции: выполнение важных проверок перед проведением технического обслуживания, отметка безопасного расстояния, снятие поперечины защитного ограждения, установка экранирующих пластин согласно изобретению, присоединение шунтов к соединительным элементам фаз для подключения обходной цепи с целью обхода коммутационных устройств/плавких предохранителей, измерение и контроль токовой нагрузки шунтов, отсоединение/отключение коммутационных устройств, техническое обслуживание и функциональная проверка коммутационного устройства, отсоединение шунтов от соединительных элементов, удаление экранирующих пластин, установка на место поперечины защитного ограждения.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что операция выполнения важных проверок перед проведением технического обслуживания включает: проверку того, что экранирующие пластины подходят к коммутационному устройству/плавкому предохранителю, проверку того, что экранирующие пластины и другие изолированные инструменты чистые и сухие и не имеют видимых дефектов, проверку плавких предохранителей и соединений путем аккуратных действий с помощью изолированного стержня, проверку того, что коммутационное устройство/плавкий предохранитель, подлежащие обслуживанию, перед установкой экранирующих пластин находятся в работающем состоянии.