Как устроены и работают высоковольтные выключатели

Воздушные выключатели

Функционирование любой энергосистемы напрямую зависит от надежности коммутационных аппаратов, обеспечивающих (в зависимости от состояния) беспрепятственное прохождение токов нагрузки и должный уровень изоляции разомкнутых сегментов электрической цепи. В системах с высоким классом напряжения, наряду с другими высоковольтными коммутаторами, широко применяются воздушные выключатели. О том, что представляют собой эти устройства можно узнать и материалов нашей статьи.

Специфика коммутации

Процесс «разрыва» высоковольтных электроцепей сопровождается образованием мощного дугового разряда. В некоторых случаях, например при отключении линии 100 кВ с большим током нагрузки, температура плазмы внутри электродуги может достигать 15000°С, что вполне достаточно для вывода из строя не только контактной группы, а и всей несущей конструкции выключателя нагрузки.

Чтобы не допустить такого развития событий, коммутаторы высокого напряжения должны обладать возможностью гашения дугового разряда, в противном случае их срабатывание будет одноразовым. По этой причине дугогасительные камеры считаются самым важным элементом автоматических выключателей. Их конструкция стала критерием при разделении выключателей на следующие типы:

  • Элегазовые, в таких выключателях используются специальные камеры, наполненные газовым составом на основе фтористой серы.
  • Вакуумные аппараты. Гасят электрическую дугу в камерах с откаченным воздухом.
  • Масляные и маломасленые выключатели, где в качестве дугогасящего наполнителя используется трансформаторное масло.
  • Воздушные. Разряд гасится воздушным потоком.

Поскольку наша тема посвящена последним, рассмотрим подробно, что они из себя представляют.

Что такое “воздушный выключатель”?

Такой термин применяется к высоковольтным коммутационным устройствам, использующим воздушные потоки для подавления разряда, проявляющегося при рабочем или аварийном срабатывании.

Воздушные выключатели на атомной электростанции Salem (США)

Для нормального функционирования таких устройств необходимо дополнительное оборудование, куда входят:

  • Компрессорные установки для нагнетания необходимого давления воздуха.
  • Ресиверы (емкости для хранения воздушной смеси под давлением).
  • Пневмопроводы, по которым подается сжатый воздух в дугогасительные модули и пневматический привод (если таковой используется для разрыва цепи).

Подробно конструкция воздушного выключателя будет рассматриваться отдельно.

Структура условного обозначения

Ниже на рисунке приведена структура обозначений электрических коммутационных аппаратов в соответствии с номами ГОСТ 687 78.

Структура маркировки выключателей

Обозначения:

  1. Может быть от двух до пяти литер. Первая указывает на тип изделия, для выключателей это «В». Остальные характеризуют конструктивные особенности и другие существенные характеристики, такие как исполнение, тип установки и т.д. Например, выключатели серии ВВБ: первая буква говорит, что это выключатель (В), вторая указывает категорию – воздушный (В), третья на тип исполнения – баковый (Б). Также можно привести серию ВВШ, где «Ш» указывает на применение в электрической схеме выключателя шунтированных резисторов.
  2. Отображение номинального напряжения прибора (кВ).
  3. Для выключателей с 1-й категорией размещения указывается группа утечки изоляции (буквы «А», «Б», «В»).
  4. Номинальное значение тока отключения (кА).
  5. Отображение номинального тока коммутатора (А).
  6. Вариант климатического исполнения.
  7. Обозначение категории размещения.

Для примера расшифруем обозначение выключателя ВВБК-110-35/2000 У2. Исходя из маркировки это воздушный выключатель бакового типа в крупномодульном исполнении (литера «К» в обозначении модели). Устройство предназначено для коммутации цепей на 110,0 кВ с током отключения 35,0 кА и рабочим – 2000,0 А. Может эксплуатироваться в климатических условиях близких к умеренным.

Выключатели серии ВВБК

Классификация и типы воздушных выключателей

Силовые выключатели, в том числе и воздушные, в первую очередь принято классифицировать по типу конструкции и назначению, после чего уже рассматриваются технические характеристики. Начнем с более приоритетного критерия классификации.

По назначению

В зависимости от назначения воздушные коммутаторы разделяют на следующие виды:

  • Сетевая группа, в нее входят электромеханические аппараты, с номинальным напряжением начиная от 6,0 кВ. Могут использоваться как для оперативной коммутации цепей, так и аварийного отключения, например, при КЗ.
  • Генераторная группа. Она включает в себя электроаппараты, рассчитанные на 6,0-20,0 кВ. Данные приборы могут коммутировать цепь, как при нормальных условиях, так и в случае КЗ или наличия пусковых токов.
  • Категория для работы с энергоемкими потребителями (дуговые, руднотермические, сталеплавильные печи и т.д.).
  • Группа особого назначения. Она включает в себя следующие подвиды:
  1. Воздушные коммутаторы сверхвысокой категории напряжения, служащие для подсоединения к ЛЭП реакторов шунтирующего действия, если в линии произошло перенапряжение.
  2. Выключатели цепей с ударными генераторами (используются при стендовых испытаниях), рассчитанные на коммутацию в нормальном режиме работы и при возникновении нештатных ситуаций.
  3. Аппараты в цепях 110,0-500,0 кВ, обеспечивающих прохождение, как при нормальных условиях работы, так и определенное время при КЗ.
  4. Воздушные коммутаторы, входящие в комплект распределительных устройств.

По конструктивному исполнению

Особенности конструкции выключателей определяют их тип установки. В зависимости от этого различают следующие виды аппаратов:

  • Входящие в комплект к РУ (встраиваемые).
  • Снабженные специальными устройствами выкатки из ячеек РУ относятся к выкатному типу.Выкатной воздушный выключатель Metasol
  • Настенное исполнение. Приборы, устанавливаемые на стены в РУ закрытого типа.
  • Подвесные и опорные (отличаются типом изоляции на «землю»).

Устройство и конструкция воздушного выключателя

Рассмотрим, как устроен воздушный выключатель на примере силового коммутатора ВВБ, его упрощенная конструктивная схема представлена ниже.

Типовая конструкция воздушных выключателей серии ВВБ

Обозначения:

  • A – Ресивер, резервуар в который накачивается воздух пока не образуется уровень давления соответствующим номинальному.
  • В – Металлический бак дугогасительной камеры.
  • С – Торцевой фланец.
  • D – Конденсатор делителя напряжения (в современных конструкциях выключателей не применяется).
  • E – Штанга крепления подвижной контактной группы.
  • F – Фарфоровый изолятор.
  • G – Дополнительный дугогасительный контакт для шунтирования.
  • H – Шунтирующий резистор.
  • I – Клапан подачи струи воздуха.
  • J – Труба импульсного воздуховода.
  • K – Основной подвод воздушной смеси.
  • L – Группа клапанов.

Как видим, в данной серии контактная группа (Е, G), механизм подключения/отключения и дутьевой клапан (I) заключены в металлической емкости (В). Сам бак наполнен сжатой воздушной смесью.

Полюсы выключателя разделяет промежуточный изолятор. Поскольку на емкости присутствует высокое напряжение, защите опорной колоны придается особое значение.

Она выполнена с помощью изоляционных фарфоровых «рубашек».

Подача воздушной смеси осуществляется по двум воздуховодам К и J. Первый основной, используется для нагнетания воздуха в бак, второй работает в импульсном режиме (подает воздушную смесь, когда отключаются контакты выключателя и сбрасывает при замыкании).

Принцип действия

В основу работы выключателя положен принцип гашения электродуги скоростным потоком сжатой воздушной смеси, подаваемого в дутьевые каналы. Под воздействием воздушного потока столб разряда растягивается и направляется в дутьевые каналы, где окончательно гасится.

Читайте также:  Магнитные цепи электрических аппаратов

Конструкции дугогасительных камер отличаются как взаимным расположением дутьевых каналов, так и размыкающихся контактов. По этому признаку следующие схемы дутья:

  1. Продольная продувка через металлический канал.
  2. Продольная продувка через изоляционный канал.
  3. Двухстороння симметричная продувка.
  4. Двухсторонняя ассиметричная.

Схемы дутья

Из представленных вариантов наиболее эффективен последний.

Область применения и процесс эксплуатации

Сфера применения выключателей данного типа довольно обширна. В перспективе, за счет применения новых технологий, ситуация может несколько измениться, но сейчас воздушные коммутаторы остаются востребованными для решения следующих задач:

  • Коммутация цепей от 35,0 кВ и токами отключения до 100,0 кА.
  • Быстрого отключения цепи, например, при испытаниях электрооборудования ударным генератором. Скорость срабатывания некоторых моделей воздушных выключателей может достигать одного периода (за основу взята рабочая частота переменного тока – 50 Гц).
  • Эксплуатация в суровых климатических условиях. При морозе у елегазовых аналогов возникают проблемы с прогревом, в то время как вакуумным выключателям сложно сохранить герметичность.
  • Отключение мощного источника с высокой апериодической составляющей тока КЗ, может произвести только воздушный коммутатор.

В процессе эксплуатации важно уделять должное внимание обслуживанию воздушных коммутаторов, которое включает в себя следующие регулярные процедуры:

  1. Вентиляция внутренней поверхности фарфоровых изоляторов, для этого предусмотрен специальный клапан для стравливания сжатого воздуха.
  2. Тестирование пневматической системы, проверяется по сбросу давления при отдельной операции. Показания сравниваются с нормировочными таблицами.
  3. Осуществляется проверка привода поршня. Процедура зависит от типа механизма.
  4. Проверяется герметичность дугогасящей камеры.
  5. Тестируются контакты (вначале главные токоведущие, потом дополнительные) путем измерения сопротивления
  6. Измеряется изоляция при разомкнутом отделителе.
  7. Тестируется схема управления и цепь включения.

Регламент проведения обслуживания в процессе эксплуатации приведен в технической документации.

Преимущества и недостатки

У воздушных выключателей есть много преимуществ перед альтернативными аппаратами с аналогичными функциями. Приведем несомненные плюсы:

  • Высокая скорость срабатывания.
  • Хорошие показатели отключающей способности.
  • Длительный срок эксплуатации.
  • Высокий уровень пожаробезопасности.

Теперь перечислим основные недостатки:

  • Высокая стоимость оборудования и дорогой монтаж.
  • Необходимость в компрессорном оборудовании и его регулярном обслуживании.

Источник: https://www.asutpp.ru/vozdushnye-vykljuchateli.html

Что такое выключатель нагрузки и для чего он нужен?

Выключатель нагрузки — высоковольтный коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации токов трехфазной электрической сети в номинальном режиме.

Коммутация токов данным элементом оборудования, в зависимости от типа, может осуществляться дистанционно, в том числе автоматически или вручную, с места.

Данный тип устройств является достаточно популярным и применяется в электрических сетях высокого напряжения. Далее мы рассмотрим устройство, принцип действия и назначение выключателей нагрузки.

Назначение

Назначение ВН — коммутация рабочих токов в электроустановках, то есть мощностей, которые не превышают допустимые (номинальные) значения для того или иного участка электрической сети.

Данное устройство не рассчитано на отключение токов аварийного режима, поэтому его можно устанавливать только при условии наличия в цепи защиты от короткого замыкания и перегрузки, которая реализуется плавкими предохранителями (ПК, ПКТ, ПТ) или защитным аппаратом, установленным со стороны источника питания или на группе потребителей.

При этом ВН имеет отключающую способность, которая соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях, что позволяет использовать данный электрический аппарат для подачи напряжения на участок электрической сети, не зависимо от его текущего состояния, например, для пробного включения.

Таким образом, при условии наличия в цепи защиты от сверхтоков рассматриваемый элемент оборудования может эксплуатироваться как полноценный высоковольтный защитный аппарат (масляный, вакуумный или элегазовый).

А при наличии моторного привода может участвовать в работе различных автоматических устройств (АВР, АПВ, АЧР, ЧАПВ), а также управляться удаленно автоматизированной системой диспетчерского технологического управления.

Применение

Область применения выключателя нагрузки – преимущественно сети класса напряжения 6 и 10 кВ. Применение данных коммутационных устройств обусловлено, прежде всего, экономией: ВН значительно дешевле полноценных высоковольтных защитных аппаратов, а также требуют значительно меньше затрат на обслуживание и ремонт.

Где применяются данные элементы оборудования? ВН являются альтернативой отделителям и короткозамыкателям — их применяют для коммутации токов стороны высокого напряжения силовых трансформаторов.

Но только при условии наличия в цепи присоединения трансформатора, как и упоминалось выше, предохранителей или защитных элементов оборудования на другом конце линии со стороны смежной питающей подстанции либо линейных выключателей, от которых запитано распределительное устройство, питающее данный трансформатор.

Выключатели нагрузки применяют в других сетях небольшой мощности в качестве самостоятельного коммутационного аппарата. На протяженных и разветвленных воздушных линиях устройства используются для удобства отключения участков линий без необходимости полного ее обесточивания. При этом на питающей подстанции устанавливается выключатель для защиты всей линии от повреждений.

Конструкция

Рассмотрим, из чего состоит выключатель нагрузки на примере устройства коммутационного аппарата типа ВНР-10/400

  1. Основание (рама).
  2. Опорный изолятор.
  3. Держатели с контактами.
  4. Подвижный рабочий нож.
  5. Камера гашения дуги.
  6. Неподвижный верхний контакт.
  7. Изолирующая тяга.
  8. Рычаг.
  9. Гибкая связь.
  10. Нож заземления.
  11. Вал заземления.
  12. Тяга блокировочного устройства.
  13. Пружины.
  14. Резиновые прокладки.
  15. Вал рабочих ножей.

Принцип действия

Рассмотрим вкратце, как работают выключатели нагрузки на примере вышеупомянутого ВНР-10/400, предоставленного на фото:

Конструктивно данный коммутационный аппарат схож с разъединителем. Главное отличие разъединителя от ВН — наличие у последнего дугогасительного устройства и привода, обеспечивающего более быстрое выполнение операций.

Принцип действия выключателя нагрузки следующий. При включенном положении подвижные контакты находятся в дугогасительной камере. В нижней части дугогасительного устройства расположены дополнительные дугогасящие контакты. При выполнении операции отключения сначала размыкаются основные контакты, а затем дугогасительные.

Образовавшаяся в процессе разрыва контактов электрическая дуга попадает в дугогасительную камеру, где нагревает до высокой температуры оргстекло, которое в свою очередь выделяет большое количество газов.

Эти газы мощным потоком вырываются из дугогасительной камеры, чем гасят возникшую электрическую дугу за несколько миллисекунд.

Как изображается ВН на однолинейных схемах? Ниже приведено условное обозначение на схеме:

Слева на схеме изображен ВН, справа — коммутационный аппарат, который конструктивно укомплектован плавкими предохранителями (ВНП).

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип действия выключателя нагрузки. Надеемся, предоставленный материал был для вас полезным и интересным!

Рекомендуем также прочитать:

Источник: https://samelectrik.ru/chto-takoe-vyklyuchatel-nagruzki.html

Назначение и устройство главного выключателя ВОВ-25-4МУХП1

Главный выключатель (ГВ) установлен в цепи питания первичной обмотки трансформатора. При его отключении прерывается цепь питания этой обмотки, а следовательно, снимается напряжение со вторичной и вспомогательной обмоток трансформатора.

Читайте также:  Экономическая сущность компенсации реактивной мощности

Главный выключатель – общий вид

Во всех тяжелых аварийных режимах, представляющих опасность для основного оборудования электровоза, защиты воздействуют на ГВ, который, отключаясь, снимает напряжение с силовых и вспомогательных цепей электровоза.

Снятие напряжения приводит к прекращению питания тяговых двигателей и вспомогательных машин, все силовые цепи электровоза, в том числе и цепь с аварийным режимом, остаются без напряжения — аварийный режим прекращается. Чем меньше времени проходит от возникновения аварийного режима до снятия напряжения, тем меньше опасность повреждения оборудования.

Главный выключатель отключается за 0,04 — 0,06 с, что обеспечивает в большинстве случаев сохранность оборудования электровоза. Во время работы на электровозе машинисту часто приходится отключать ГВ, что он осуществляет с помощью соответствующей кнопки. Например, перед опусканием токоприемника машинист обязан выключить ГВ.

Если он этого не сделает, то при опускании токоприемника между полозом и проводом образуется устойчивая и довольно продолжительная (1—2 с) дуга, которая может повредить поверхность контактного провода, что приведет к его ускоренному износу.

При осмотре или ремонте электровоза, находящегося под контак­тным проводом, отключать ГВ необходимо также для обеспечения безопасности работающих в высоковольтной камере людей. По условиям безопасности необходим двойной разрыв между контактным проводом и электрическими цепями электровоза, на котором работают люди.

Первый разрыв образуется между проводом и опущенным токоприемником, а второй обеспечивается отключенным ГВ. Если при осмотре электровоза ГВ оставить включенным, то в случае обрыва контактного провода или струнки контактной сети на токоприемник может попасть напряжение 25 кВ, и, следовательно, все цепи электровоза окажутся под напряжением.

Таким образом, ГВ предназначен для оперативного включения или отключения первичной обмотки трансформатора, а также для автоматического отключения трансформатора от контактной сети при опасных для оборудования аварийных режимах (короткие замыкания, перегрузка, повреждение изоляции и т. п.).

На электровозах переменного тока в качестве ГВ устанавливают воздушные выключатели, в которых сжатый воздух используется и для привода выключателя, и для гашения дуги, образующейся на контактах при их размыкании. Токоведущая цепь воздушного вы­ключателя имеет две пары контак­тов: разрывные 1 (рис. 1) и разъединителя 2.

Рисунок 1 – Схема силовой цепи воздушного выключателя

Процесс отключения воздушного выключателя состоит из двух последовательных операций: размыкания разрывными контактами силовой цепи под нагрузкой и размыкания разъединителем уже обесточенной цепи.

После отключения разъединителя замыкаются уже обесточенные разрывные контакты, а силовая цепь остается разомкнутой контактами разъединителя. Все операции строго согласованы во времени: каждая последующая начинается только после завершения предыдущей.

Это объясняется тем, что нельзя допустить, например, чтобы контакты разъединителя начали размыкаться раньше, чем погаснет дуга на разрывных контактах. Нарушение очередности привело бы к выгоранию и порче контактов разъединителя, не приспособленных для размыкания цепи под нагрузкой.

Нельзя также допустить, чтобы в процессе отключения выключателя разрывные контакты замкнулись раньше, чем разъединитель отключится, так как это приведет к повреждению разъединителя. Таким образом, разрывные контакты замкнуты как при включенном, так и при отключенном ГВ.

Они лишь кратковременно размыкаются в процессе отключения выключателя, разрывая силовую цепь под нагрузкой и обеспечивая возможность отключения разъединителей. Процесс включения воздушного выключателя заключается лишь в замыкании контактов его разъединителя: разрывные контакты замкнуты.

Рассмотрим, как устроены и работают воздушные выключатели, и попутно отметим их характерные особенности.

1.2 УСТРОЙСТВО ГЛАВНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВОВ-25-4М

Основой выключателя ВОВ-25-4М, установленного на отечест­венных электровозах, является силуминовый корпус 12 (рис. 2), которым выключатель крепится к крыше электровоза. Уплотнение между корпусом и крышей обеспечивается резиновым шнуром. К корпусу с помощью патрубка прикреплен воздушный резервуар 11 емкостью 32 л.

Во время процесса отключения сжатый воздух из резервуара подается в дугогасительную камеру через патрубок 10 и полость наклонного изолятора 9. Из резервуара выведена трубка, предназначенная для выпуска сжатого воздуха и конденсата. Трубка оканчивается в корпусе штуцером, к которому подсоединяется труба с запорным вентилем.

Другой штуцер служит для подсоединения питающего воздухопровода.

Рисунок 2 – Воздушный выключатель ВОВ-25-4М

На верхней части корпуса смонтирована высоковольтная часть выключателя, к которой относится разъединитель, состоящий из ножей 3, укрепленных на поворотном изоляторе 2, неподвижного контакта 4 и дугогасительной камеры, смонтированной в горизонтальном полом изоляторе 5, укрепленном на наклонном изоляторе.

На горизонтальном изоляторе установлен нелинейный резистор 6. Между ножами разъединителя шарнирно укреплен вывод 1, предназначенный для присоединения выключателя к высоковольтной цепи. Вторым выводом выключателя является фланец 7, установленный на полом изоляторе 5.

На корпусе закреплен кронштейн 8, на который заземляются ножи разъединителя в отключенном положении. Внутри корпуса смонтированы механизмы управления выключа­телем. Подвод низковольтных проводов управления и сигнализации к выключателю от цепей электровоза осуществляется через штепсельные разъемы.

Силовая электрическая цепь выключателя (рис. 3) включает в себя зажим 21, нож 17 разъединителя, неподвижный контакт разъединителя 14, цилиндр 13, трубку 8 с пружинными контактными ламелями 6, подвижной контакт 5, связанный штоком 9 с поршнем 10, неподвижный контакт 4, фланец 3 с выводным зажимом.

Поршень 10 постоянно отжимается пружиной 12 в сторону замыкания дугогасительных контактов 5 и 4. Для смягчения ударов поршня при перемещении его вправо (это бывает при отключении выключателя) на нем устроен демпфер 1, набранный из резиновых и стальных шайб. Контактное нажатие между дугогасительными контактами составляет 450 Н.

К фланцу 3 прикреплен колпак 1 и ограничитель дуги, оканчивающийся тугоплавким наконечником 2. Место крепления ножей разъединителя к изолятору покрыто колпаком 19.

Контактная поверхность токоведущих деталей с целью обеспечения надежного электрического контакта покрыта слоем серебра. Токоведущая цепь изолирована от корпуса опорными изоляторами 15 и 20.

Источник: https://megaobuchalka.ru/8/5822.html

Выключатели высокого напряжения (стр. 1 из 4)

Выключатели высокого напряжения

Выключатель высокого напряжения является основным коммутационным аппаратом в электрических установках. Он служит для отключения и включения цепи в разных режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.

Читайте также:  Автоматические выключатели серии ва на номинальные токи от 250 а

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

– надежное отключение расчетных токов и токов короткого замыкания;

– быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;

– пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения;

– возможность пофазного управления для выключателей 110 кВ и выше;

– легкость ревизии и осмотра контактов;

– взрыво- и пожаробезопасность;

– удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток I ном и номинальное напряжение U ном .

Для выключателей задаются следующие параметры:

1.

Номинальный ток отключения I отк ном — наибольший ток КЗ (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций. Номинальный ток отключения определяется действующим значением периодической составляющей в момент расхождения контактов (t)

где t рз – время действия релейной защиты,

t св – собственное время срабатывания выключателя.

2.Допустимое относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения

, которое определяется по кривой.

Нормированное значениеопределяется для момента расхождения контактов. Если> 0,09 с, то принимают.

3. Цикл операций – выполняемая выключателем последовательность коммутационных операций с заданными интервалами между ними.

В эксплуатации выключатель может неоднократно включаться на существующее КЗ с последующим отключением, поэтому для выключателей предусматривается определенный цикл операций.

Если выключатели предназначены для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

О – 180 с – ВО – 180 с – ВО,

О — ВО – 180 с – ВО.

О – операция отключения, ВО – включения и немедленного отключения, 20(180) с – промежутки времени.

– гарантируемая для выключателей бестоковая пауза при АПВ (для выключателей с АПВ эта величина находится в пределах (0,3-1,2) с, без АПВ – 0,3с)

4. Стойкость при сквозных токах, характеризующаяся токами термической стойкости I тер и электродинамической стойкости I дин (действующее значение), i дин — наибольший ток (амплитудное значение);

Эти токи выключатель должен выдерживать во включенном положении без повреждений, препятствующих дальнейшей работе.

Завод-изготовитель должен производить выключатели способные выдерживать ток электродинамической стойкости равный.

5. Номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений, при U ном и заданном цикле. В каталогах приводится действующее значение этого токаи его амплитудное значение.Выключатели конструируются таким образом, что соблюдаются условия:

.

6. Собственное время отключения tc в – интервал времени от момента подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения дугогасительных контактов.

Время отключения— интервал времени от подачи команды на отключение до момента погасания дуги во всех полюсах аппарата.

Время включения— интервал времени от момента подачи команды на включение до возникновения тока в цепи.

7. Параметры восстанавливающегося напряжения — в соответствии с нормированными характеристиками собственного переходного восстанавливающегося напряжения.

Основными конструктивными частями выключателей являются: контактная система с дугогасительным устройством, токоведущие части, корпус, изоляционная конструкция и приводной механизм.

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей: масляные баковые (масляные многообъемные), маломасляные (масляные малообъемные), воздушные, элегазовые, электромагнитные, автогазовые, вакуумные. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима.

Рис.1

выключатель высокое напряжение

По способу установки различают выключатели для внутренней, наружной установки и для комплектных распределительных устройств (КРУ).

Масляные выключатели с открытой дугой

Конструктивные особенности выключателей и их эксплуатационные свойства и характеристики в основном определяются способами гашения дуги, а также средой, в которой дуга горит в процессе отключения.

Обычно выключатели переменного тока делят на две большие группы: жидкостные и газовые. Вакуумные выключатели составляют отдельную, третью, группу.

Жидкостные выключатели, в свою очередь, делятся на масляные и водяные.

Масляные выключатели в течение многих десятилетий являлись основным типом выключателей, обеспечивавшим надежную работу электрических станций и сетей.

И в настоящее время благодаря значительным усовершенствованиям их конструкции они успешно соревнуются во многих областях применения (вплоть до самых высоких напряжений) с другими типами выключателей.

В некоторых случаях они даже предпочитаются в эксплуатации из-за простоты конструкции и относительно низкой стоимости.

Главный недостаток масляных выключателей заключается в опасности пожаров и даже взрывов. Этот недостаток ограничивает их применение для внутренних установок.

Рис.2. Заполнение камеры маслом после погасания дуги

Процесс отключения в масле протекает следующим образом. При расхождении контактов выключателя между ними возникает дуга, которая испаряет и разлагает масло, образуя вокруг себя газовый пузырь (рис.

1(а, б)). Отдавая теплоту на испарение и разложение масла, ствол дуги интенсивно охлаждается. Охлаждение способствует ее деионизации и увеличивает восстанавливающуюся прочность остаточного ствола дуги.

Давление, возникающее в выключателе в процессе отключения, играет и отрицательную роль, вызывая чрезмерные механические напряжения в стенках бака и приводя при отключении очень тяжелых КЗ к выбросу масла через выхлопную трубу, расположенную на крышке выключателя.

Значение этого давления зависит, прежде всего, от количества энергии, выделяющейся на единицу длины дуги, и от количества возникающих при этом газов.

Важную роль играет также циркуляция масла, электромагнитные и другие количественно и качественно трудно оцениваемые процессы.

Давления, возникающие в масляных выключателях при отключении мощностей КЗ, находящихся в пределах их отключающей способности, обычно не превосходят 0,5—0,7 МПа. При несоответствии отключающей способности выключателя отключаемой мощности эти давления значительно выше и иногда приводят к взрывам бака, пожарам и разрушениям в помещениях распределительных устройств.

Подобные взрывы, называемые иногда первичными, могут возникать также из-за отказов механизма, отключающего шунтирующие сопротивления. Не отключенные сопротивления, находящиеся в масле, остаются в этом случае под током, перегреваются н в конце концов сгорают. Образующаяся при этом дуга испаряет огромные количества масла, что и приводит к разрушительным последствиям.

Отключающая способность масляного выключателя с открытой дугой не зависит от длины межконтактного раствора. Эта длина определяется главным образом значением восстанавливающегося напряжения (рис. 3).

Зато отмечается сильная зависимость отключающей способности таких выключателей от отключаемого тока, так как эта величина непосредственно влияет на электромагнитные воздействия тока и на интенсивность ионизации ствола дуги (рис.4).

Рис. 3 Рис.4

Источник: http://MirZnanii.com/a/322817/vyklyuchateli-vysokogo-napryazheniya

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector