Актуальность темы.Актуальность темы данной научной работы обусловлена тем, что приборы контроля высоковольтных выключателей позволяют отслеживать работу высоковольтных выключателей и обеспечивать их безразборный контроль.

         Объект исследования.ООбъектом исследования в научной работе являются приборы контроля высоковольтных выключателей ПКВ/М5Н и ПКВ/М6.

         Цель данной научной работы заключается в объективном рассмотрении основних вопросов представления обеспечения наглядности и оперативности анализа особенностей движения траверсы, дребезга контактов и состояния буфера приборов контроля высоковольтных выключателей ПКВ/М5Н и ПКВ/М6.

         Структура работы.Работа состоит из введения, двух основних частей, выводов и списка использованной литературы.

         Функциональные возможности

         Как и предыдущие модели, ПКВ/М5Н позволяет измерять три группы параметров выключателя:

        1. временные (времена включения-отключения по каждому полюсу, полное время движения траверсы, разновременность);

        2. скоростные (скорость движения траверсы в моменты включения-отключения либо на заданном расстоянии от этих моментов, максимальную скорость, скорость в любой точке движения);

        3. параметры хода (величину хода до момента включения, величину вжима, полный ход).

        для прибора – 5 с.

        для вибрографа – 5 мин…5 ч.

         Запуск выключателя при его контроле может производиться как дистанционно - диспетчером, так и от кнопки «Пуск», расположенной на передней панели прибора. Местный пуск, безусловно, представляет большое удобство и экономит время.

         Измеренные параметры выключателя по каждому циклу теперь не нужно переписывать с дисплея на бумагу, так как их можно занести в одну из шестидесяти ячеек внутренней энергозависимой памяти и сохранять до возвращения с объекта. В офисе прибор может быть подключен к компьютеру либо к принтеру для передачи результатов контроля в архив и распечатки для протокола.

         Автоматическое документирование параметров выключателя исключает возможность их последующей корректировки и тем самым повышает достоверность произведенного ремонта.

         Дополнительно прибор может быть использован в режиме «Линейка и угломер» для измерения линейных перемещений в диапазоне 0 – 900 мм и угловых – в диапазоне 0–3600. Разрешающая способность соответственно равна 0,5 мм и 5,4 угловых минуты.

         Увеличение измеряемой информации

         Увеличение информации о состоянии выключателя, безусловно, полезно, так как позволяет точнее диагностировать неисправные узлы и сократить время ремонта.

         Цифровая информация, получаемая прибором, сведена в две таблицы. В первую, вызываемую на экран дисплея однократным нажатием кнопки, включены основные параметры выключателей (рис. 2).

         При повторном нажатии кнопки на экран может быть выведена вторая таблица, куда вошли:

• разновременность включения-отключения между полюсами;
• «отскок» траверсы при остановке;
• «перелет» траверсы в конце движения.

скорость в зависимости от хода [V = f(S)];

скорость в зависимости от времени [V = f(t)] и ход в зависимости от времени [S = f(t)] на том же экране. В обоих случаях на экране отображается также и процесс замыкания-размыкания контактов по трем полюсам (рис. 4).

         Высокая точность измерения. Точность измерения временных параметров задана высокой стабильностью кварцевого генератора. Дискретность же их отсчета выбрана равной 0,1 мс, что перекрывает существующие требования по точности и обеспечивает четкую фиксацию дребезга контактов.

         Дискретность отсчета хода определяется конструкцией датчиков и равна 0,5 мм для линейного перемещения и 5,4 угловых минут – для углового. Но суммарная погрешность определения хода включает несколько составляющих, в том числе и определяемых конструкцией выключателя, поэтому максимальная результирующая погрешность хода для линейного датчика достигает 1 мм меньше, а для углового – 2,3 мм.

         Скорость движения определяется как частное от деления значения пути 0,5 мм на время, за которое этот путь проходит траверса. То есть скорость определяется во всех точках движения через каждые 0,5 мм. Получаемая при этом кривая содержит различные случайные не информативные колебания, которые при дальнейшей автоматической обработке сглаживаются, например, методом скользящего усреднения по четырем точкам и т.п. Верхняя граница диапазона измерения скорости выбрана в 20м/с, что перекрывает значения скорости для всех типов выключателей. Погрешность же измерений не превышает 2% во всем диапазоне скоростей существующих выключателей.

         Адаптированность прибора

         Под адаптированностью понимается способность прибора работать с любыми выключателями без проблем для ремонтного персонала.

         Пользователю не нужно думать, как закрепить датчик на конкретном выключателе: об этом уже подумали конструкторы СКБ ЭП и снабдили прибор необходимыми крепежными приспособлениями.

         Кроме того, на каждый тип выключателя подготовлены методические указания с инструкцией по установке датчика и описанием операций, которые нужно выполнить именно для этого типа выключателей.

         Аналогично прибор адаптирован и к выключателям, у которых доступно контролю только угловое перемещение (ВМТ-220, ВМ-35, ВК-10 и др.). В постоянной памяти хранятся кинематические схемы всех этих выключателей, и процессор пересчитывает по ним значения скорости и хода для контактов. Кроме того, так как заводские инструкции на эти выключатели ориентированы на контроль посредством вибрографа с сектором, то рассчитываются значения скорости и для сектора.

         Простота и надежность обслуживания

         При разработке ПКВ/М5Н ставилась задача создания простого в обращении, но с большими возможностями прибора. Ремонтный персонал невысокой квалификации может ограничиться измерением паспортных параметров. Подготовленный же пользователь использует все возможности прибора для углубленного контроля выключателя.

         Управление работой прибора осуществляется с помощью шести кнопок, расположенных на его передней панели, и дисплея, на котором отображаются различные режимы прибора, подсказки пользователю (рис. 5) и результаты измерений (рис. 2; 3).          В процессе разработки конструкторами СКБ ЭП были рассмотрены различные ситуации, возникающие при эксплуатации прибора. Любая недоработка может обернуться в дальнейшем либо просто неудобством, как, например, ухудшение читаемости экрана при ярком солнце, либо дополнительными потерями времени на устранение ошибок подключения, либо даже привести к поломке прибора. Для выявленных проблем были найдены решения, пусть даже путем внутреннего усложнения прибора, и пользователь теперь может вовсе не догадываться о них.

         Например, выбранный жидкокристаллический дисплей в отличие от других типов даже увеличивает яркость изображения на солнце; при плохой же освещенности его заменяет внутренняя подсветка.

         Широкодиапазонный источник питания прибора (Vcети = 90?245 В постоянного либо переменного напряжения) избавляет от забот по установке нужного диапазона напряжения и от неприятных последствий, если про это будет забыто.

         Гальванически развязанные входы трех каналов, к которым подключаются кабели от контактов трех полюсов выключателя, позволяют не беспокоиться о перепутывании полярности подключения каждого кабеля, а индивидуальная расцветка для них обеспечивает простой визуальный контроль соответствия полюсов и каналов даже на больших (У-220 и т.п.) выключателях.

         Типоразмеры разъемов прибора выбраны таким образом, что абсолютно исключается возможность перепутывания входов и выходов. Для сокращения времени подсоединения кабелей разъемы выбраны врубной (без резьбы) конструкции.

         Местный пуск выключателя от прибора, облегчив жизнь ремонтного персонала, вызвал «головную боль» конструкторов, так как ошибки подключения прибора к катушкам электромагнитов в большинстве случаев выводят из строя силовой коммутатор прибора. Наиболее распространенные ошибки:

• подключение кабеля от прибора не на катушку, а на короткое замыкание;
• то же, но подключение в сеть;
• запитывание прибора от линейного напряжения 380 В;
• подключение кабеля от прибора не на катушку контактора, управляющего соленоидом, а непосредственно на катушку соленоида.

         Для нейтрализации первых трех ошибок введены быстродействующие защиты по току и напряжению со звуковой оповещательной сигнализацией и выводом на дисплей соответствующего сообщения. И лишь защита от ошибочного подключения к катушке соленоида пока практически не реализована из-за слишком высокой цены средств защиты. Правда, поломка прибора в этом случае менее вероятна, так как для этого нужно еще ухитриться перепутать кабели местного и дистанционного пуска.

         Холодостойкость прибора

         Учитывая климатические пояса России и необходимость ремонта выключателей после аварий в любое время года, холодоустойчивость приборов контроля является актуальной.

         Для ПКВ/М5Н элементная база выбиралась исходя из условия работоспособности вплоть до температуры –40 ? -600С. Но жидкокристаллических дисплеев на такую температуру эксплуатации не существует. Их быстродействие быстро падает уже при + 50С. Поэтому была разработана система подогрева и регулирования температуры дисплея, позволившая отодвинуть нижнюю границу до –25 ? - 300С. Время выхода дисплея на рабочий режим после многочасовой выдержки прибора при температуре –300С не превышает 30 мин. Верхнее значение температуры эксплуатации прибора равно + 400С в тени.

         Большую проблему на холоде создают кабели с изоляцией из ПВХ, становясь жесткими и хрупкими. Для решения этой проблемы по специальному заказу для СКБ ЭП были разработаны и изготовлены кабели с изоляцией из силиконовой резины, температурный диапазон эксплуатации которой составляет – 60 ? + 1800С. Новые кабели не теряют своей гибкости и легко разматываются и сматываются при любом морозе.

         Конструкция и комплектность

         ПКВ/М5Н конструктивно оформлен в корпусе, аналогичном корпусу предыдущих моделей, и имеет габариты 325х290х140 мм и вес около 5 кг. В комплект прибора входят:

• датчики линейного и углового перемещения;
• приспособления для закрепления датчиков на выключателях (под конкретный заказ);
• восемь присоединительных кабелей;
• провод заземления со струбциной;
• переходник от клеммника к розетке;
• эксплуатационная документация;
• дискета с программой для компьютера.

         Метрология и гарантии

         Эксплуатационная документация на приборы оформляется в соответствии с требованиями ГОСТа 27300-87 и содержит техническое описание, инструкцию по эксплуатации, инструкцию по калибровке и формуляр.

         Каждый прибор в соответствии с Законом Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений» при выпуске подвергается метрологической калибровке. Результаты калибровки заносятся в формуляр прибора. В формуляре указывается также гарантия и срок очередной калибровки.

         На ПКВ/М5Н дается гарантия сроком на один год с бесплатным ремонтом при неисправностях, возникших по вине изготовителя. Послегарантийное техобслуживание выполняется по мере необходимости и заявкам пользователей.

         Благодаря автоподстройке приборы не нуждаются ни в каких регулировках в процессе эксплуатации, кроме регулировки контрастности дисплея для наилучшего качества изображения. Использованные эталоны имеют высокую временную и температурную стабильность, гарантирующую постоянство метрологических характеристик приборов. В связи с этим межкалибровочный интервал установлен сроком в три года. Имеются предпосылки его увеличения в дальнейшем.

         Приборы отгружаются потребителю упакованными в прочные ящики из многослойной фанеры с амортизирующими пенопластовыми вкладышами и влагозащитой, что позволяет перевозить их любым видом транспорта. Габариты тары – 1118х480х380 мм, брутто – до 30 кг.

         Прибор предназначен для безразборного контроля масляных, вакуумных и элегазовых выключателей всех типов и классов напряжений, имеющих от одного до трех разрывов на полюс.

         Временные характеристики контролируются либо одновременно по всем трем полюсам, имеющим по одному разрыву, либо поочередно по каждому полюсу, но с тремя разрывами на полюс.

         Характеристики хода и скоростные характеристики контролируются с помощью датчиков углового (ДП21) или линейного (ДП12) перемещений, закрепляемых, соответственно, на валу или держателе траверсы выключателя.

         Измеряются следующие характеристики:

• Временные (собственное время включения/отключения каждого полюса, полное время движения траверсы, разновременность срабатывания между полюсами, время дребезга контактов);
• Скоростные (скорость в момент включения/отключения, максимальная скорость) в диапазоне 0,002?20 м/с для масляных и элегазовых выключателей. Максимальная погрешность измерения скорости не превышает ± 4 %;
• Характеристики хода (полный ход, ход до моментов включения/отключения, вжим, разновременность срабатывания по ходу, ход дребезга контактов, отскок, перелет) в диапазоне 0 – 900 мм с разрешением 0,5 мм для масляных и элегазовых выключателей.

         Для вакуумных выключателей, в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей, в процессе эксплуатации требуется проводить контроль только временных характеристик. Скоростные характеристики оцениваются по времени прохождения подвижным контактом определенного участка хода. Это время задается специальным контактным датчиком, имеющимся в комплекте с выключателями. Датчик же можно подключить на любой из трех каналов полюсов.

         Временные характеристики контролируются как в простых операциях «О» и «В», так и в сложных циклах. Для облегчения управления выключателем в сложных циклах разработан и выпускается специальный пульт управления ПУВ-10. ПКВ/М6Н автоматически распознает вид сложного цикла и измеряет характеристики как цикла в целом, так и составляющих его простых операций. Кроме того, в сложных циклах прибор определяет длительность командных импульсов, что позволяет проверять правильность работы блокировочных контактов выключателя. На рис.1 показан способ подсоединения прибора и пульта к масляному выключателю при контроле в простых операциях. Для осуществления контроля в сложных циклах достаточно отсоединить от прибора кабель датчика перемещения и задать на пульте нужный цикл.

         Особенностью ПКВ/М6Н является наличие встроенного термопринтера, существенно упрощающего обращение с прибором и повышающего оперативность контроля. Методика контроля состоит в следующем:

1) закрепить на выключателе датчик перемещения;

2) присоединить кабель датчика, три кабеля полюсов и кабель запуска;

3) включить питание прибора.

         Через 10 с (после того как прибор автоматически проведет самоконтроль, а принтер распечатает дату и время) произвести пуск выключателя.

         Через 5–6 с после пуска принтер прибора начнет печатать таблицу вышеуказанных характеристик (рис.2а) и график зависимости скорости от хода (рис.2б).

         График позволяет качественно оценить состояние выключателя и диагностировать неисправность некоторых его узлов. Дважды нажимая на кнопку «Печать», можно получить еще два графика: скорость в функции от времени и ход в функции от времени (рис.2в и 2г). На графиках отображается так же процесс замыкания / размыкания контактов со всем дребезгом по трем полюсам.

         В комплект прибора входит кейс для его переноски, укладочный ящик с датчиками перемещения, крепежными приспособлениями, кабелями и эксплуатационная документация.

         ПКВ/М6Н допускает эксплуатацию при температуре –20 ? +50°С. Габариты прибора: 210*235*75мм, вес 2,5 кг. Вес укладочного ящика в полной комплектации 7кг.

1. Чернышев Н.А., Ракевич А.Л. Аппаратура и метод раннего обнаружения дефектов в механизмах высоковольтных выключателей – Промышленная энергетика, 2004, № 11 или – Электрические станции, 2004, № 11

2. Бронштейн А. М., Козлов В. Б. Современное состояние и тенденции развития выключателей высокого напряжения. – Электричество, 1987, №11.

3. Петрищев Л. С., Осотов В. Н., Константинов А. Г. Диагностика силового электротехнического оборудования в Свердловэнерго. – Электрические станции, 1992, №5.

4. Белкин Г. С., Шилин Н. В. Выключатели высокого напряжения. – Электричество, 1989, №8.

5. http://www.kpsk.ru/pages/kip14.html

6. http://www.temon.ru