Ivalt.ru

И-Вольт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип действия выключателей высокого напряжения

Назначение, классификация и требования, предъявляемые к высоковольтным выключателям

ЛЕКЦИЯ № 5

По дисциплине «Электрооборудование электрических станций и подстанций»

для специальности «Нетрадиционные источники электроэнергии»

Тема: Выключатели переменного тока высокого напряжения.

Цель:Сформировать у слушателей знания в части конструкции и принципа действия выключателей высокого напряжения.

ПЛАН

1. Назначение, классификация и требования, предъявляемые к высоковольтным выключателям.

2. Основные элементы конструкции высоковольтных выключателей.

3. Высоковольтные воздушные выключатели.

Литература:

1. А.А. Чунихин Электрические аппараты, М.:Энергоатомиздат, 1998, учебник для ВУЗов. 718 с.

2. Л.А. Родштейн. Электрические аппараты, Л.:Энергоиздат, 1981, учебник для техникумов. 304 с.

3. В.М.Яшутин, О.Ю.Анисимов «Электрические аппараты СИЯиП, Учебное пособие, 200.

4. В.М.Яшутин, «Альбом рисунков к учебному пособию», «Электри­ческие аппа­раты», СИЯиП, 1997.

5. Б.К. Буль и др. Основы теории электрических аппаратов. М.: Высшая школа 1990. 230 с

Назначение, классификация и требования, предъявляемые к высоковольтным выключателям

Выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения электрической цепи с током.

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках переменного тока с напряжением выше 1000 В и пред­назначен для включения и отключения электрической цени с то­ком во всех режимах, возможных в эксплуатации: включение и отключение номинальных токов, токов холостого тока силовых трансформаторов и емкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий, токов перегрузки, токов КЗ. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение выключателя на существующее в цепи короткое замыкание.

Выполняются выключатели на номинальные токи от несколь­ких сотен ампер до 30 кА и номинальное напряжение от 3 до 750 кВ.

Основным фактором, определяющим конструкцию выключате­ля, является способ гашения, электрической дуги при отключении выключателя. Исходя из этого, современные выключатели можно разделить на следующие основные группы:

воздушные выключатели — гашение электрической дуги осуществляется потоком сжатого воздуxa под давлением 2. 4 МПа, получаемого от специального источника;

воздушные автопневматические выключатели — гашение электрической дуги осуществляется сжатым воздухом, создавае­мым за счет энергии отключающей пружины;

масляные выключатели – гашение электрической дуги осуществляется в трансформаторном масле. Масляные выключатели подразделяются на баковые (масляные) — с боль­шим объемом масла. Масло служит дугогасящей средой и изоляцией дугогасительных камер и вводов относительно земли: маломасляные выключатели — выключатели с малым объе­мом масла. Масло служит только дугогасящей средой;

автогазовые выключатели — гашение дуги осуществляется газами, которые выделяются из стенок камеры под действием вы­сокой температуры электрической дуги;

элегазовые выключатели — гашение электрической дуги происходит в среде инертного газа (элегаза — электротехнического газа) под давлением 0,2. 0,55 Мпа;

-электромагнитные выключатели — гашение электрической дуги осуществляется в дугогасительных камерах. В таких выключателях для увеличения длины дуги используются дугогасительные рога, для увеличения скорости передвижения электри­ческой дуги в дугогасительной камере используется магнитное поле (магнитное дутье) и автопневматическое воздушное дутье;

вакуумные выключатели — гашение электрической дуги осуществляется в вакууме.

Каждая группа выключателей может подразделяться:

-по времени действия — быстродействующие, ускоренного действия и небыстродействующие;

-по числу фаз — однофазные и трехфазные. В зависимости от числа разрывов цепи на фазу выключатели могут быть с од­ним разрывом, двумя разрывами и многократными разрывами;

-по конструктивной связи с приводом — с отдельным при­водом и со встроенным приводом, каждый из которых может вы­полняться либо с ручным, либо с двигательным включением;

-по роду установки — для внутренней и наружной устано­вок и для взрывоопасной среды;

-по наличию автоматического повторного включения (АПВ) — однократные, многократные, пофазного и быстродействующего включения;

-по назначению — генераторные, подстанционные, фидерные. Генераторные выключатели предназначены для подключения и отключения генераторов к блочному трансформатору. Они характеризуются большими значениями токов и мощностей отключе­ния и сравнительно небольшими значениями напряжений (6. 24кВ).

Подстанционные выключатели предназначены для подключе­ния и отключения линий электропередачи. Они характеризуются вы­сокими номинальными напряжениями (110. 1150кВ), большой мощностью отключения, быстродействием и наличием АПВ одно­кратного, многократного и пофазного действия.

Фидерные выключатели предназначены для распределения электроэнергии по отдельным мощным потребителям либо группам потребителей. Они характеризуются сравнительно малыми зна­чениями номинальных токов (300. 600 А) и мощностей отключе­ния (100. 300мВА) и наличием АПВ;

-по выполняемым функциям в системах распределения элек­троэнергии — высоковольтные выключатели, выключатели нагруз­ки, разъединители, отделители и короткозамыкатели.

Высоковольтные выключатели производят коммутацию, как номинальных токов, так и токов КЗ и осуществляют функции за­щиты в аварийных режимах в системах распределения электро­энергии.

Выключатели нагрузки производят только коммутацию номинальных токов, они не предназначены для коммутации токов КЗ и не осуще­ствляют защитных функций.

Разъединители производят коммутацию электрических цепей без тока или с незначительным током, не приводящим к образо­ванию электрической дуги. Разъединителями нельзя отключать но­минальные токи. так как контактная система не имеет дугогасительного устройства. Они выполняют функцию защиты обслужи­вающего персонала от поражения электрическим током и выво­дят выключатели и выключатели нагрузки из-под действия высо­кого напряжения в отключенном их положении.

Отделители производят коммутацию электрических цепей без тока. В высоковольтных выключателях они выполняют функции разъединителей в дугогасительных контурах. Отделители при сов­местной работе с короткозамыкателями могут выполнять функции выключателей со стороны высокого напряжения в некоторых схе­мах подключения трансформаторных групп.

Короткозамыкатели (заземлители) в высоковольтных выклю­чателях выполняют функции защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током.

Кроме того, короткозамыкатели предназначены для создания искусственного КЗ на землю для отключения поврежденного трансформатора со стороны высокого напряжения действием ре­лейной защиты выключателя питающего фидера и отделителя.

Все высоковольтные выключатели характеризуются основными параметрами: номинальное напряжение, номинальный (длитель­ный) ток Iн, номинальный ток отключения Iон, номинальный ток термической стойкости, номинальный ток электродинамической стойкости, номинальный ток включения, собственное время вклю­чения и отключения, полное время включения и отключения.

Номинальное напряжение выключателя должно соответство­вать номинальному напряжению сети, в которой он устанавли­вается.

Номинальный (длительный) ток Iн выключателя должен быть больше или равным номинальному току нагрузки, протекающей в сети, в которой он устанавливается.

Номинальный ток отключения Iн — наибольший ток КЗ (дейст­вующее значение), который выключатель способен отключить при возвращающемся напряжении между фазами, равном наиболь­шему рабочему напряжению сети. Номинальный ток отключения определяется действующим значением периодической составляющей в момент расхождения контактов.

Допустимое относительное содержание апериодической сос­тавляющей в номинальном токе отключения

,

где — значение апериодической составляющей тока в момент расхождения контактов:

,

где — время действия релейной защиты;

— собственное время отключения выключателя, представ­ляющее coбoй время с момента подачи команды на отключение до начала расхождения контактов.

Читать еще:  Выключатель автоматический ва04 31про

Если t1>0,09 с, то =0. При t1

От чего зависит качество работы высоковольтных выключателей?

Качество функционирования высоковольтных выключателей (ВВ) – одна из составляющих надёжной и безопасной работы всей системы передачи и распределения электроэнергии как в нормальных, так и в аварийных режимах. Когда имеется неисправность в линии электропередачи, основная задача выключателя – быстро и эффективно выйти из этой ситуации путем отключения цепи и изолирования неисправности от источника питания. Быстрое размыкание снижает ущерб, вызванный высокими токами короткого замыкания, которые могут повредить оборудование. Или, например, в режимах частой перекоммутации оборудования на подстанции, обусловленной сезонными изменениями потребления электроэнергии, необходима четкая работа выключателей. Именно поэтому важно тестировать выключатели так, чтобы быть полностью уверенным в том, что они функционируют правильно.

Диагностика выключателей осуществляется согласно нормативной документации. В зависимости от типов выключателей (масляные, воздушные, элегазовые, вакуумные) перечень измеряемых характеристик, на основании которых делается вывод о состоянии выключателя, может быть различным. Кроме измерений формальных параметров ВВ, существует целый ряд тестов, дающих дополнительную информацию о состоянии оборудования. При этом, именно такая дополнительная информация может указать на зарождающиеся дефекты, когда все основные параметры будут находиться в паспортных значениях. Один из наиболее распространенных тестов – это определение скоростных и временных характеристик главных контактов, которые непосредственно показывает время отключения. Рассмотрим ситуацию, когда выключатель выводят из эксплуатации для тестирования, но при этом, он не был задействован в течение продолжительного времени, так как находился в резерве. За время простоя узлы выключателя испытывали недостаток в смазке, а подшипники могут иметь коррозию. Эти проблемы замедлят первые срабатывания. Но если перед началом тестирования осуществить хотя бы одну операцию включения или отключения, происходит самоочистка от следов коррозии или залипших подшипников, что приведет время срабатывания выключателя к стандартным величинам. Поэтому при определении реальных временных характеристик, этой проблемы может не быть и обслуживающий персонал примет решение, что этот выключатель в хорошем состоянии и не нуждается в дальнейшем обслуживании. Но спустя какое-то время неисправность появится снова, и этот выключатель не будет размыкаться достаточно быстро или не станет размыкаться совсем. Поэтому важно фиксировать параметры первых срабатываний, так как при этом могут быть обнаружены зарождающиеся проблемы в выключателе.

Измерение при первом срабатывании – это часть оперативного тестирования, результаты которого несут в себе очень много полезной информации. Остановимся на трех измеряемых параметрах: токи катушек, управляющее напряжение и время срабатывания контактов. Но, кроме того, доступны и другие параметры – это время срабатывания дополнительных контактов, вибрация, токи электродвигателей, ход и скорость контактов и др.

Токи катушек измеряются, в том числе, для определения каких-либо проблем со смазкой внутри главных подшипников или в защелке. Анализ токов катушек также может показать изменения сопротивления, вызванные короткозамкнутыми витками, сгоревшими катушками и т.п. Управляющее напряжение измеряется во время работы для индикации состояния батарей аккумуляторов. Перед работой напряжение станционной батареи должно быть в норме, и контролироваться зарядными устройствами. Однако во время работы расход электроэнергии батареи может быть слишком большим. Если это напряжение упадет ниже 10% от номинального, то это может быть признаком неисправности аккумуляторной батареи. Если выключатель имеет три приводных механизма, то токи обмоток и управляющие напряжения должны измеряться для каждого механизма.

Чтобы выполнить квалифицированную диагностику высоковольтного оборудования персоналу необходимо иметь четкое представление о механизмах и кинематике исследуемых выключателей. Рассмотрим кратко принцип действия на примере элегазового выключателя.

Рис. 1. Основные элементы элегазового выключателя:
1 Дугогасительное устройство; 2 Металлический корпус; 3 Ввод; 4 Трансформатор тока; 5 Несущая рама; 6 Шкаф управления с приводом; 7 Опорная стойка;

Более подробно остановимся на дугогасительном устройстве (1)

Рис. 2. Принцип размыкания

Составными частями токовой цепи являются контактодержатель (1), цоколь (6) и подвижный контактный цилиндр (5). Во включенном положении (рис. 2 а) ток проходит через главный контакт (2). Параллельно имеется дугогасительный контакт (3). В процессе отключения (рис. 2 б) размыкается главный контакт (2), вследствие чего ток подается в цепь, проходящую через все еще замкнутый дугогасительный контакт. Когда в ходе последующего выполнения этой коммутационной операции дугогасительный контакт (3) тоже размыкается (рис. 2 в), между его частями возникает дуга. Тем временем, контактный цилиндр (5) перемещается вглубь цоколя (6), сжимая имеющийся там дугогасящий газ. Сжатый газ устремляется через контактный цилиндр (5) в сторону, противоположную направлению перемещения подвижных контактных деталей, достигает дугогасительного контакта и гасит электрическую дугу.

При отключении большого тока короткого замыкания элегаз, находящийся в области дугогасительного контакта, сильно нагревается электрической дугой. Это приводит к увеличению давления в контактном цилиндре. В этом случае, повышение давления до уровня, необходимого для гашения дуги, происходит без потребления энергии от привода. В ходе дальнейшего процесса отключения (рис. 2 г) неподвижная часть дугогасительного контакта освобождает сопло (4). При этом газ устремляется из контактного цилиндра в сопло и гасит электрическую дугу.

Одновременное измерение временных характеристик в пределах одной фазы важно в том случае, когда последовательно соединены несколько контактов. Такая схема выключателя работает как делитель напряжения, и если разность размыкания контактов по времени будет значительна, то на одном из контактов может произойти перенапряжение. Допуск по одновременности размыкания контактов для большинства типов выключателей не превышает 2 мс.

Рис. 3. График хода

Высоковольтный выключатель сконструирован специально для разрыва цепи при определенном токе короткого замыкания, а это требует срабатывания с заданной скоростью для создания необходимого охлаждающего потока элегаза (воздуха или масла в зависимости от типа выключателя). Если поток охлаждает электрическую дугу достаточно хорошо, то ток прерывается при следующем переходе через ноль. Важно прервать ток так, чтобы дуга не загорелась снова до того, как контакт войдет в так называемую демпферную зону (Рис. 3, участок кривой DE). Скорость рассчитывается по двум точкам на кривой хода контакта. Верхняя точка задается расстоянием (мера длины, градусы или процент хода) от: а) положения при включенном выключателе; б) точки замыкания или размыкания контакта. Нижняя точка определена, базируясь на верхней точке. Это может быть либо расстояние ниже верхней точки, или время до верхней точки. Время прохождения контакта между этими двумя точками лежит в пределах 10. 20 мс, что соответствует 1-2 переходам через ноль. Расстояние, на котором должна быть погашена электрическая дуга, обычно называют зоной дугогашения (Рис. 3, участок кривой CD). Демпфирование – очень важный параметр для механизмов, используемых для включения/отключения выключателей. Если демпфирующее устройство не функционирует исправно, то возникают механические деформации, которые могут сократить срок службы выключателя и привести к серьезным повреждениям. Демпфирование в операции отключения обычно измеряется по скорости, но также можно измерять время прохождения контактов между двумя точками, расположенными над линией, которая соответствует отключенному положению.

Читать еще:  Одно полюсные модульные автоматические выключатели авв

Существующие средства диагностики высоковольтных выключателей позволяют регистрировать все необходимые параметры для принятия решения о выводе оборудования в ремонт или продолжении его работы. При этом измерения могут производиться по всем трем фазам одновременно, что существенно уменьшает время проверки.

Практически для всех типов выключателей существуют базы данных графиков скорости, перемещения, ускорения и других характеристик, соответствующих состоянию нового, исправного оборудования. При периодической диагностике ВВ, в процессе их эксплуатации, сопоставляя получаемые графики с «эталонными», возможно отследить состояние выключателя в динамике – наглядно увидеть развитие дефекта. Таким образом, эксплуатирующим предприятиям получается минимизировать издержки, связанные с внезапно проявляющимся неисправностями или с выводом в плановый ремонт исправного оборудования.

196140, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Кокколевская 1

Выключатели высокого напряжения – Элегазовые выключатели

1. ОПИСАНИЕ.

Выключатели предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах, а также работы в циклах АПВ в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 110 и 220 кВ.

Выключатели изготовлены в климатическом исполнении У и ХЛ*, категории размещения 1 ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1. Они предназначены для эксплуатации в открытых и закрытых распределительных устройствах в районах с умеренным и холодным климатом (-55°С) при следующих условиях:

  • окружающая среда – невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Содержание коррозионно-активных агентов по ГОСТ 15150 (для атмосферы типа II);
  • верхнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет 40°С;
  • нижнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет: для исполнения У1 – минус 45°C при заполнении выключателя элегазом; для исполнения ХЛ1* – минус 55°C при заполнении выключателя газовой смесью (элегаз SF6 и тетрафторметан CF4);
  • относительная влажность воздуха: при температуре +20°С – ?80%, при температуре +25°C – ?100%;
  • при гололеде с толщиной корки льда до 20 мм и ветре скоростью до 15м/с, а при отсутствии гололеда – при ветре скоростью до 40 м/с;
  • высота установки над уровнем моря не более 1000м;
  • сейсмичность – до 9 баллов по шкале MSK-64 (выключатели на 220 кВ должны устанавливаться на фундаментные стойки (бетонные опоры), имеющие сваи С35 с поперечным сечением (35х35 см);
  • тяжение проводов в горизонтальном направлении -не более 1000 Н(100кГс).

Прим. По заказу возможна поставка в климатическом исполнении Т1 (верхнее рабочее значение температуры воздуха +55°С).

Элегазовые выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78 “Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия” и техническим условиям 2БП.029.001 ТУ, согласованным с РАО «ЕЭС России», имеют сертификат соответствия № РОСС RU.ME25.BO1020.

Свойства элегаза

Дальнейшее повышение номинального напряжения и номинального тока в воздушных выключателях наталкивается на большие трудности (давление воздуха в ДУ достигает 4 МПа, что требует больших затрат на создание механически прочной и работоспособной конструкции выключателя). Решение задачи может быть получено путем использования вместо воздуха газа, который обладал бы более высокой электрической прочностью и отключающей способностью. Таким газом является шестифтористая сера SF6 — элегаз (электротехнический газ) [6]. По сравнению с воздухом этот газ обладает следующими преимуществами:
1. Электрическая прочность в 2,5 раза выше, чем у воздуха. При давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза приближается к прочности трансформаторного масла.
2. Высокая удельная объемная теплоемкость (почти в 4 раза выше, чем у воздуха) позволяет увеличить нагрузку токоведущих частей и уменьшить массу меди в выключателе.
3. Номинальный ток отключения камеры продольного дутья с элегазом в 5 раз выше, чем с воздухом.
4. Малая напряженность электрического поля в столбе дуги. Благодаря этому резко сокращается износ контактов, уменьшается эффект термодинамической закупорки сопла. Это позволяет увеличить расстояние между контактами, повысить напряжение на каждом контактном промежутке и допустимую скорость восстановления напряжения.
За рубежом опубликованы данные по одноразрывному выключателю на номинальное напряжение 750 кВ.
5. Элегаз является инертным газом, не вступающим в реакцию с кислородом и водородом, слабо разлагается дугой. Элегаз нетоксичен, хотя некоторые продукты разложения опасны.
Недостатком элегаза является высокая температура сжижения. Так, например, при давлении 1,31 МПа переход элегаза из газообразного состояния в жидкое происходит при температуре 0°С. Это заставляет использовать его либо с подогревающим устройством, либо при низком давлении. При давлении 0,35 МПа температура сжижения равна — 40°С. Для электрических аппаратов применяется газ с высокой степенью очистки от примесей, что усложняет и удорожает его получение.

Назначение

Вакуумные выключатели предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока (частота 50 Гц), номинальным напряжением до 10 кВ с изолированной, компенсированной, заземлённой через резистор или дугогасительный реактор нейтралью. они предназначены для установки в новых и реконструируемых комплектных распределительных устройствах станций, подстанций и других устройств, осуществляющих распределение и потребление электрической энергии во всех отраслях народного хозяйства, в том числе нефтегазодобывающей и перерабатывающей, нефтехимической, химической, горнорудной и др. отраслях.

Виды выключателей высокого напряжения

4.6.1. Масляные баковые выключатели

Первыми выключателями в цепях высокого напряжения были масляные баковые выключатели без специальных устройств для гашения дуги. Контактная система размещалась в стальном зазем­ленном баке, залитом изоляционным маслом, которое служило для гашения дуги и изоляции токоведущих частей друг от друга и от заземленного бака. При отключении возникает дуга между кон­тактами, которая разлагает и испаряет масло, образуется газопа­ровой пузырь с давлением внутри 0,5—1 МПа, в котором охлаж­дается и гаснет дуга.

4.6.1. Маломасляные выключатели

Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распространение в закрытых и открытых распределительных уст­ройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами. Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструкций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке), отсюда сохранилось название выключателей «гор­шковые» . Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. Самое широкое применение имеют выключатели 6—10 кВ подвесного типа (рис. 4.35, а, б). В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к об­щей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрен один разрыв контактов и дугогасительная камера.

Читать еще:  Выключатель для алюминиевых проводов

4.6.1. Воздушные выключатели

В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного уст­ройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолиру­ющими материалами.

Конструктивные схемы воздушных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоля­ционного промежутка между контактами в отключенном положе­нии и способа подачи сжатого воздуха в дугогасительное устройство.

В выключателях на большие номинальные токи (рис. 4.38, а, б) имеются главный и дугогасительный контуры, как и в маломас­ляных выключателях МГ и ВГМ. Основная часть тока во включен­ном положении выключателя проходит по главным контактам 4, расположенным открыто. При отключении выключателя главные контакты размыкаются первыми, после чего весь ток проходит по дугогасительным контактам, заключенным в дугогасительной ка­мере 2. К моменту размыкания этих контактов в камеру подается сжатый воздух из резервуара 7, создается мощное дутье, гасящее дугу. Дутье может быть продольным (см. рис. 4.38, а) или попереч­ным (см. рис. 4.38, б). Необходимый изоляционный промежуток между контактами в отключенном положении создается в дугога­сительной камере путем разведения контактов на достаточное рас­стояние (см. рис. 4.38, б) или специальным отделителем 5, распо­ложенным открыто (см. рис. 4.38, а). После отключения отделите­ля 5 прекращается подача сжатого воздуха в камеры и дугогаси­тельные контакты замыкаются. Выключатели, выполненные по такой конструктивной схеме, изготовляются для внутренней ус­тановки на напряжение 15 и 20 кВ и ток до 20000 А (серия ВВГ), а также на 35 кВ (ВВЭ-35-20/1600УЗ).

4.6.1. Электромагнитные выключатели

Электромагнитные выключатели для гашения дуги не требуют ни масла, ни сжатого воздуха, что является большим преимуще­ством их перед другими типами выключателей. Выключатели это­го типа выпускают на напряжение 6—10 кВ, номинальный ток до 3600 А и ток отключения до 40 кА.

На рис. 4.43, а показан выключатель ВЭ-10-40, установленный на тележке и предназначенный для ячейки КРУ. На сварном ос­новании 1, установленном на катках, крепятся привод 13, три полюса 5, состоящих из двух изоляционных стоек, на которых крепятся два проходных эпоксидных изолятора 6 с розеточными контактами. На верхнем изоляторе смонтированы неподвижные контакты 7, на нижнем — подвижные контакты 4, связанные изо­ляционной тягой 10 с валом выключателя 12. Последний соеди­нен с приводом 13 с помощью рычагов 11 и тяг.

Дугогасительные камеры Скрепятся на неподвижном контакте и специальных стойках. Каждый полюс изолирован кожухом. Пе­редняя часть кожуха обшита металлическим листом, надежно заземленным вместе с рамой выдвижного элемента КРУ. Цепи вторичной коммутации заключены в металлический шланг и за­канчиваются штепсельным разъемом 9.

При отключении выключателя размыкаются главные контак­ты, а затем дугогасительные 1 (рис. 4.43, б). Возникшая дуга А действием электродинамических сил токоведущего контура и воз­душных потоков выдувается вверх в дугогасительную камеру (по­ложение дуги Б), при этом в цепь между медным рогом 3 и кон­тактом включается обмотка электромагнита 2. Созданное попе­речное магнитное поле перемещает дугу в положение В — между левым 3 и правым 5 медными рогами. Включенная вторая обмот­ка 6 усиливает магнитное поле, дуга втягивается внутрь гаситель­ной камеры 4 с керамическими пластинами, растягивается, по­падает в узкую щель и гаснет при очередном переходе тока через нуль. При отключении малых токов (до 1000 А) напряженность магнитного поля невелика и не может обеспечить быстрое втяги­вание дуги в камеру. Гашение дуги в этом случае обеспечивается дутьевым устройством 2 с трубкой поддува 3, через которую по­дается поток воздуха на дугу (см. рис. 4.43, о).

Рис. 4.43. Выключатель электромагнитный ВЭ-10-40:

а — общий вид: 1 — основание; 2 — электромагнит; 3 — медный рог; 4 — подвижные контакты; 5 — полюс выключателя; 6 — проходной изолятор; 7 — неподвижные контакты; 8 — дугогасительная камера; 9 — штепсельный разъем; 10 — изоляционная тяга; 11 — рычаги связи с валом выключателя 12; 13 — привод; б — дугогасительная камера: 1 — дугогасительные контакты; 2 — элект­ромагнит; 3, 5 — медные рога; 4 — гасительная камера; 6 — обмотка второго электромагнита; А, Б, В, Г, Д — положение дуги в процессе гашения

4.6.2. Вакуумные выключатели

Электрическая прочность вакуумного промежутка во много раз больше, чем воздушного при атмосферном давлении. Это свойство используется в вакуумных дугогасительных камерах КДВ (рис. 4.44). Рабочие контакты 1 имеют вид полных усеченных конусов с ради­альными прорезями. Такая форма контактов при размыкании со­здает радиальное электродинамическое усилие, заставляющее пе­ремещаться дугу через зазоры 3 на дугогасительные контакты 2. Ма­териал контактов подобран так, чтобы уменьшить количество ис­паряющегося металла. Вследствие глубокого вакуума (10 -4 —10“ 6 ) происходит быстрая диффузия заряженных частиц в окружающее пространство, и при первом переходе тока через нуль дуга гаснет.

Подвод тока к контактам осуществляется с помощью медных стержней 4 и 5. Подвижный контакт крепится к верхнему фланцу

5 с помощью сильфона 7 из нержавеющей стали. Металлические экраны 8тл 9 служат для выравнивания электрического поля и для защиты керамического корпуса 10 от напыления паров металла, образующихся при горении дуги. Экран 8 крепится к корпусу ка­меры с помощью кольца 11. Поступательное движение верхнему контакту обеспечивается корпусом 12. Ход подвижного контакта составляет 12 мм.

На основе рассмотренной выше вакуумной дугогасительной камеры выпускаются выключатели напряжением 6 —110 кВ с но­минальным током до 3200 А и током отключения до 40 кА.

4.6.1. Элегазовые выключатели

Элегаз SF6 представляет собой инертный газ, плотность кото­рого в 5 раз превышает плотность воздуха. Электрическая проч­ность элегаза в 2—3 раза выше прочности воздуха.

В элегазовых выключателях применяются автокомпрессионные дугогасительные устройства (рис. 4.47). При отключении цилиндр 4 вместе с контактом 3 перемещается вниз, образуется разрыв между подвижным 3 и неподвижным 1 контактами и загорается дуга. Пор­шень 5 остается неподвижным, поэтому при движении цилиндра вниз элегаз над поршнем сжимается, создается дутье в объем каме­ры и полый контакт 1, столб дуги интенсивно охлаждается, и она гаснет. При включении цилиндр 4 перемещается вверх, контакт 1 оказывается в верхней камере цилиндра и цепь замыкается.

Элегазовый выключатель представляет собой замкнутую систе­му без выброса газа наружу.

Более эффективным является двустороннее дутье, именно та­кие дугогасительные камеры применяются в современных элега­зовых выключателях, построенных на модульном принципе. Так, в выключателях на 110 кВ — один дугогасительный модуль, на 220 кВ — два, на 500 кВ — четыре. Соответственно меняется изоля­ция относительно земли.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector