Назначение высоковольтных выключателей

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЗНАЧЕНИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Высоковольтный выключатель представляет собой специальный коммутационный аппарат, с помощью которого производится оперативное включение и отключение как отдельных электрических цепей, так и различного оборудования. При этом возможны как нормальные, так и аварийные режимы функционирования трехфазных (со стандартной частотой 50 Гц) энергосистем, предусматривающие ручное, дистанционное или автоматическое управление.

Главная проблема коммутации высоковольтных цепей - образование в момент размыкания контактов электрической дуги, которая приводит к разрушению последних. Поэтому в конструкции высоковольтного выключателя изначально заложены определенные конструктивные решения, позволяющие решить эту проблему. В частности, на контактах применяется керамическое покрытие, используются различные дугогасительные устройства и различные приводы (электромагнитные, пружинные, гидравлические и пневматические).

Решение проблемы с гашением дуги решается несколькими способами:

-в воздушных выключателях это происходит за счет сжатого воздуха;

- в масляных выключателях для этих целей используются пары масла;

- в элегазовых выключателях применяется специальный «электропрочный» газ SF6;

- и наконец, в вакуумных установках используется специальная дугогасильная камера (ВДК).

Такие выключатели, способные работать при номинальных напряжениях от 6-ти до 1150 кВ, и возникающих при этом токах отключения до 50 кА, нашли широкое применение на различных электрических станциях. Также эффективно их используют и на подстанциях, которые позволяют донести до потребителя электроэнергию в наиболее оптимальной форме.

По значению можно выделить следующие типы:

- сетевые выключатели, выполняющие свои функции при напряжениях в сети более 6 кВ; коммутационный электрический цепь энергосистема

- генераторные выключатели (работают в диапазоне 6… 20 кВ), главное отличие которых от стандартной конструкции - это способность выдерживать очень большие (до 10000 А) значения тока;

- высоковольтные выключатели (в диапазоне от 6-ти до 220 кВ), используемые в электрических цепях обеспечения таких энергоемких производств, как стале- и рудоплавильные печи;

- номинальные выключатели, характеристики которых предназначены для коммутации цепей со стандартными параметрами, без возможности реагирования на кратковременные сверхтоки.

Так как отказ выключателя в случае аварийной ситуации в электрической сети может привести к весьма серьезным последствиям, к его надежности предъявляются повышенные требования. В первую очередь это касается такой характеристики, как минимальное время срабатывания, которое должно быть по возможности минимальным.

Немаловажное значение имеет и такой параметр, как ремонтопригодность, который выражается, прежде всего, в возможности быстрого и своевременного доступа к поврежденному блоку, позволяющая максимально быстро устранить возникшие неисправности.

Выбор высоковольтных выключателей

Высоковольтные выключатели должны предусматриваться на присоединениях, как правило, в начале, т. е. со стороны питания. Количество коммутационных аппаратов на различных присоединениях выбирается исходя из требований надежности и принципа построения систем релейной защиты и сетевой противоаварийной автоматики.

Высоковольтные выключатели выбирают в зависимости от места установки, способа обслуживания и назначения.

Параметры выключателя выбирают по техническим данным таким образом, чтобы технические характеристики выключателя были больше расчётных.

При проектировании подстанции высоковольтные выключатели выбираются в соответствии с их назначением по условиям:

1. Выбор по номинальному напряжению сводится к сравнению номинального напряжения установки и номинального напряжения установки выключателя:

2. Выбор по номинальному току сводится к выбору выключателя, у которого номинальный ток является ближайшим большим к расчётному току установки, т.е. должно быть соблюдено условие:

3. По отключающей способности выключатели выбираются по предельно отключающему току (Iпо), т.е. току, который выключатель надёжно разрывает при коротком замыкании без повреждений, препятствующих дальнейшей работе:

4. Проверка на термическую стойкость. Для проверки на термическую стойкость при сквозных токах короткого замыкания определяют номинальный и расчётный тепловой импульс:

5. Проверка на электродинамическую стойкость при сквозном коротком замыкании:

Способы гашения дуги в высоковольтных выключателях.

Для того чтобы отключить элементы электрической цепи и исключить при этом повреждение коммутационного аппарата, необходимо не только разомкнуть его контакты, но и погасить появляющуюся между ними дугу. Процессы гашения дуги, так же как и горения, при переменном и постоянном токе различны. Это определяется тем, что в первом случае ток в дуге каждый полупериод проходит через нуль. В эти моменты выделение энергии в дуге прекращается и дуга каждый раз самопроизвольно гаснет, а затем снова загорается.

Практически ток в дуге становится близким нулю несколько раньше перехода через нуль, так как при снижении тока энергия, подводимая к дуге, уменьшается, соответственно снижается температура дуги и прекращается термоионизация. При этом в дуговом промежутке интенсивно идет процесс деионизации. Если в данный момент разомкнуть и быстро развести контакты, то последующий электрический пробой может не произойти и цепь будет отключена без возникновения дуги. Однако практически это сделать крайне сложно, и поэтому принимают специальные меры ускоренного гашения дуги, обеспечивающие охлаждение дугового пространства и уменьшение числа заряженных частиц.

В результате деионизации постепенно увеличивается электрическая прочность промежутка и одновременно растет восстанавливающееся напряжение на нем. От соотношения этих величин и зависит, загорится ли на очередную половину периода дуга или нет. Если электрическая прочность промежутка возрастает быстрее и оказывается больше восстанавливающего напряжения, дуга больше не загорится, в противном же случае будет обеспечено устойчивое горение дуги. Первое условие и определяет задачу гашения дуги.

В коммутационных аппаратах используют различные способы гашения дуги.

Удлинение дуги

При расхождении контактов в процессе отключения электрической цепи возникшая дуга растягивается. При этом улучшаются условия охлаждения дуги, так как увеличивается ее поверхность и для горения требуется большее напряжение.

Деление длинной дуги на ряд коротких дуг

Если дугу, образовавшуюся при размыкании контактов, разделить на ряд коротких дуг, например затянув ее в металлическую решетку, то она погаснет. Дуга обычно затягивается в металлическую решетку под воздействием электромагнитного поля, наводимого в пластинах решетки вихревыми токами. Этот способ гашения дуги широко используется в коммутационных аппаратах на напряжение ниже 1 кВ, в частности в автоматических воздушных выключателях.

Охлаждение дуги в узких щелях

Гашение дуги в малом объеме облегчается. Поэтому в коммутационных аппаратах широко используют дугогасительные камеры с продольными щелями (ось такой щели совпадает по направлению с осью ствола дуги). Такая щель обычно образуется в камерах из изоляционных дугостойких материалов. Благодаря соприкосновению дуги с холодными поверхностями происходят ее интенсивное охлаждение, диффузия заряженных частиц в окружающую среду и соответственно быстрая деионизация.

Кроме щелей с плоскопараллельными стенками, применяют также щели с ребрами, выступами, расширениями (карманами). Все это приводит к деформации ствола дуги и способствует увеличению площади соприкосновения ее с холодными стенками камеры.

Втягивание дуги в узкие щели обычно происходит под действием магнитного поля, взаимодействующего с дугой, которая может рассматриваться как проводник с током. Внешнее магнитное поле для перемещения дуги наиболее часто обеспечивают за счет катушки, включаемой последовательно с контактами, между которыми возникает дуга. Гашение дуги в узких щелях используют в аппаратах на все напряжения.

Гашение дуги высоким давлением

При неизменной температуре степень ионизации газа падает с ростом давления, при этом возрастает теплопроводность газа. При прочих равных условиях это приводит к усиленному охлаждению дуги. Гашение дуги при помощи высокого давления, создаваемого самой же дугой в плотно закрытых камерах, широко используется в плавких предохранителях и ряде других аппаратов.

Гашение дуги в масле

Если контакты выключателя помещены в масло, то возникающая при их размыкании дуга приводит к интенсивному испарению масла. В результате вокруг дуги образуется газовый пузырь (оболочка), состоящий в основном из водорода (70...80 %), а также паров масла. Выделяемые газы с большой скоростью проникают непосредственно в зону ствола дуги, вызывают перемешивание холодного и горячего газа в пузыре, обеспечивают интенсивное охлаждение и соответственно деионизацию дугового промежутка. Кроме того, деионизирующую способность газов повышает создаваемое при быстром разложении масла давление внутри пузыря.

Интенсивность процесса гашения дуги в масле тем выше, чем ближе соприкасается дуга с маслом и быстрее движется масло по отношению к дуге. Учитывая это, дуговой разрыв ограничивают замкнутым изоляционным устройством -- дугогасительной камерой. В этих камерах создается более тесное соприкосновение масла с дугой, а при помощи изоляционных пластин и выхлопных отверстий образуются рабочие каналы, по которым происходит движение масла и газов, обеспечивая интенсивное обдувание (дутье) дуги.

Назначение силового выключателя ВЭБ-УЭТМ-220 кВ.

Выключатель ВЭБ-УЭТМ-220 предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах, а также работы в циклах АПВ в сетях трехфазного переменного тока частоты 50, 60 Гц с номинальным напряжением 220 кВ.

Выключатель изготавливается в климатическом исполнении УХЛ категории размещения 1 ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543.1 и предназначен для эксплуатации в открытых и закрытых распределительных устройствах в районах с умеренным и холодным климатом при следующих условиях: окружающая среда - невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Содержание коррозионно- активных агентов по ГОСТ 15150-69 (для атмосферы типа II); верхнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет плюс 40°С; нижнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет минус 60°С; относительная влажность воздуха: при температуре +15°С - 75% (верхнее значение 100% при температуре +25°С); при гололеде с толщиной корки льда до 20 мм и ветре скоростью до 15 м/с, а при отсутствии гололеда - при ветре скоростью до 40 м/с; высота установки над уровнем моря не более 1000 м; тяжение проводов в трех взаимно перпендикулярных направлениях: 1400/1550/1250Н (направления - в соответствии с ГОСТ 52565-2006); по заказу возможна поставка выключателя в климатическом исполнении Т1 (верхнее рабочее значение температуры воздуха +55°С).

Основные преимущества силового выключателя ВЭБ-УЭТМ-220 кВ.

Основными преимуществами выключателей ВЭБ являются:

- наличие встроенных трансформаторов тока с высокими классами точности и характеристиками;

-возможность пломбирования выводов вторичных обмоток трансформаторов для учета электроэнергии позволяет предотвратить несанкционированный доступ у цепям учета;

- комплектация пружинным приводом ППВ;

- использование в соединениях двойных уплотнений, а также «жидкостного затвора» в узле уплотнения подвижного вала.

Естественный уровень утечек - не более 0,5% в год - подтверждается испытаниями каждого выключателя на заводе-изготовителе по методике, применяемой в космической технике; современные технологические и конструкторские решения и применение надежных комплектующих, в том числе высокопрочных изоляторов зарубежных фирм; высокая заводская готовность, простой и быстрый монтаж и ввод в эксплуатацию; высокая коррозионная стойкость покрытий (горячий цинк), применяемых для стальных конструкций выключателя; высокий коммутационный ресурс, заданный для каждого полюса, в сочетании с высоким механическим ресурсом, повышенными сроками службы уплотнений и комплектующих, обеспечивают при нормальных условиях эксплуатации не менее, чем 25-летний срок службы до первого ремонта; автоматическое управление системами элетроподогрева и сигнализация об их исправной работе; возможность отключения токов нагрузки при потере избыточного давления газа в выключателе; сохранение электрической прочности изоляции выключателя при напряжении равном 1,15 наибольшего фазного напряжения в случае потери избыточного давления газа в выключателе; отключение емкостных токов без повторных пробоев, низкие перенапряжения; низкий уровень шума при срабатывании; высокие пожаро- и взрывобезопасность; высокий уровень сейсмостойкости (выключатель может эксплуатироваться в районах с уровнем сейсмостойкости - 9 баллов по шкалеMSK-64).

Основные технические характеристики выключателя ВЭБ-УЭТМ-220 кВ.

Выключатель ВЭБ-УЭТМ-220 кВ имеет ряд технических характеристик (см. таб. 12.1)

Таблица 1 - Основные технические характеристики выключателя ВЭБ-УЭТМ-220

Устройство и работа выключателя ВЭБ-УЭТМ-220 кВ

Выключатели изготавливаются в трехполюсном или однополюсном исполнении. Полюсы выключателя, включающие в себя одноразрывные дугогасительные устройства и высоковольтные вводы, установлены на опорной раме, покрытой горячим цинком. Управление выключателем осуществляется пружинным приводом типа ППВ. Пружинный привод по исполнению механизма завода рабочих пружин может быть изготовлен с универсальным двигателем на напряжение = 220 В и однофазное ~230 В или = 110 В. Для управления выключателем в каждом приводе установлены: 1 электромагнит включения и 2 электромагнита отключения. В зависимости от заказа электромагниты могут поставляться на напряжение 220 В или 110 В постоянного тока. В шкафу привода установлена автоматическая система включения и контроля работы основного обогрева мощностью 500 Вт и неотключаемого антиконденсатного обогрева мощностью 70 Вт. Номинальное напряжение питания устройств обогрева ~230 В. В электрической схеме привода имеется переключатель выбора режима управления «местное/дистанционное», реле блокировки от многократных включений и реле блокировки выполнения операции «В» и «О» при снижении давления элегаза ниже допустимых значений.

Выключатель в однополюсном исполнении (один пружинный привод на каждый полюс) имеет схему управления, которая позволяет дистанционно (с пульта управления) при помощи электромагнитов оперировать тремя полюсами одновременно или каждым полюсом отдельно в зависимости от схемы управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты.

В качестве дугогасительной и изоляционной среды в выключателе применен специальный инертный негорючий газ - элегаз (во всём диапазоне рабочих температур), что делает выключатель практически необслуживаемым во время всего срока эксплуатации, а также благодаря этому выключатель взрыво- и пожаробезопасен. Полюсы выключателя снабжены защитными мембранами, что делает его взрывозащищённым даже при возникновении внутреннего короткого замыкания.

Каждый полюс выключателя снабжён электроконтактными сигнализаторами плотности, для осуществления постоянного мониторинга состояния элегаза.

Выключатели по выбору заказчика комплектуются высокопрочными фарфоровыми или полимерными изоляторами, закупаемыми у ведущих зарубежных изготовителей. Фарфоровые изоляторы могут иметь II*, III, или IV степень загрязнения, полимерные изоляторы могут иметь IV степень загрязнения по ГОСТ 9920.

Выключатель комплектуется встроенными трансформаторами тока типа ТВГ-УЭТМ-220, которые устанавливаются на вводы выключателя. На полюсы выключателя может быть установлено до шести трансформаторов тока для коммерческого учета, измерения и защиты (по специальному заказу возможна установка до восьми трансформаторов тока на полюс). Характеристики и комплектация выключателей встроенными трансформаторами тока могут быть выполнены в соответствии с требованиями заказчика.

Выключатель снабжен устройствами элетрообогрева полюсов. Электрообогрев состоит из двух ступеней, каждая из которых автоматически включается и отключается соответствующими элементами управления, размещенными в шкафу вторичных соединений. С помощью установленных в устройства элетрообогрева датчиков температуры предусмотрена сигнализация об исправной работе нагревателей.

Выводы трансформаторов тока, датчиков температуры выведены в шкаф вторичных соединений, который размещен на раме выключателя. Выводы сигнализаторов плотности выведены в шкаф привода.

На днище шкафа привода и шкафа вторичных соединений установлены пластины с просечками различного диаметра для установки кабельных вводов. В шкаф привода могут быть установлены кабельные вводы типа PG11-2 шт., PG16-3 шт., PG21-2 шт., PG29-2 шт. В шкаф вторичных соединений могут быть установлены кабельные вводы типа PG11-1 шт., PG16-4 шт., PG21-4 шт., PG29-2 шт. В кабельный ввод PG11 можно установить один кабель с диаметром по наружной оболочке от 5 до 10 мм; в кабельный ввод PG16 - один кабель с диаметром по наружной оболочке от 10 до 14 мм; в кабельный ввод PG21 - один кабель с диаметром по наружной оболочке от 13 до 18 мм; в кабельный ввод PG29 - один кабель с диаметром по наружной оболочке от 18 до 25 мм. Кабельные вводы для подсоединения внешних цепей в поставку не входят.

Выключатель поставляется в частично разобранном виде, имеет высокую заводскую готовность, что обеспечивает сохранение заводской регулировки и предельно упрощает монтаж и наладку. Транспортировка к месту монтажа возможна любым видом транспорта (железнодорожным, автомобильным (автотрейлером), морским).

Шеф-монтаж и шеф-наладка производятся специалистами завода изготовителя.

Выключатель может комплектоваться системой диагностики (учет коммутационного ресурса), прибором синхронного управления для выключателя в однополюсном исполнении.

Принципы гашения дуги в элегазовых выключателях.

Элегаз является "электроотрицательным" газом. Его молекулы обладают способностью захватывать электроны. При этом образуются малоподвижные, тяжелые отрицательные ионы, которые медленно разгоняются электрическим полем. Благодаря этому элегаз обладает высокой электрической прочностью.

Преимущества элегаза:

Высокая удельная объемная теплоемкость, почти в 4 раза больше, чем у воздуха. Это позволяет увеличить токовую нагрузку на 15-25% и при этом уменьшить сечение токоведущей цепи аппарата.

Номинальный ток отключения камеры продольного дутья с элегазом в 5 раз выше, чем с воздухом.

Малая напряженность электрического поля в столбе дуги, а значит резкое сокращение износа контактов.

Элегаз является инертным газом (до 800°С). Он не вступает в реакцию с кислородом и водородом, слабо разлагается дугой. Элегаз нетоксичен.

Элегаз негорюч, пожаробезопасен.

Недостатком элегаза является переход из газообразного состояния в жидкое уже при температуре 0°С и давлении 1,25 МПа. Это создает предпосылку использовать его либо с подогревом, либо при низком давлении.

В элегазовых выключателях известны три принципа гашения дуги:

1) с автоматическим дутьем. Необходимый для дутья перепад давления создается за счет энергии привода;

2) с охлаждением дуги элегазом при ее движении, вызванном взаимодействием тока с магнитным полем;

3) с гашением дуги за счет перетекания газа из резервуара с высоким давлением в резервуар с низким давлением (выключатели с двойным давлением).

В настоящее время широко применяется первый способ.

Элегазовые выключатели наряду с вакуумными наиболее перспективны особенно на напряжение 110 и 220 кВ.

Элегаз (SF6 -- шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плотность которого превышает в 5 раз плотность воздуха. Электрическая прочность элегаза в 2-3 раза превышает прочность воздуха. При давлении 0,2 МПа его электрическая прочность сравнима с прочностью трансформаторного масла. При атмосферном давлении в элегазе может быть погашена дуга с током, превышающим в 100 раз ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях.

Элегаз является "электроотрицательным" газом. Его молекулы обладают способностью захватывать электроны. При этом образуются малоподвижные, тяжелые отрицательные ионы, которые медленно передвигаются в электрическом поле. Такая способность элегаза объясняется его химическими свойствами. Потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза, то есть при газовом дутье, поглощение электронов из дугового столба происходит еще более интенсивно. Высокая диэлектрическая прочность элегаза обеспечивает требуемую степень изоляции при минимальных расстояниях.

В элегазовых выключателях гашение дуги происходит в среде элегаза SF6. Во время горения дуги элегаз захватывает электроны. Электроны соединяются с нейтральными молекулами, образуя отрицательные ионы. В плазме дуги происходит рекомбинация положительных и отрицательных ионов элегаза с образованием нейтральных молекул. Это понижает проводимость дуги и повышает ее электрическое сопротивление. Происходит охлаждение плазмы, следовательно, уменьшается термическая ионизация. Из-за уменьшения числа электронов понижается ударная ионизация. В элегазе дуга лучше гасится, чем в воздухе, в 10 раз. Используются камеры с автогенерацией (происходит продольное дутье вдоль дуги), автогазовым дутьем(происходит продольное дутье вдоль дуги), электромагнитным дутьем(происходит перемещение дуги в элегазе и ее охлаждение) и компрессией. Элегазовые выключатели не могут использоваться для отключения постоянного тока.

Конструкции камер элегазовых выключателей.

В баковых выключателях элегаз используется для двух целей: в качестве изоляции и для гашения дуги. В этих выключателях на вводах устанавливаются встроенные трансформаторы тока (см. рис. 12.1).

Рис.1. Баковый элегазовый выключатель

где, 1 - ввод;

2 - встроенный трансформатор тока;

3 - бак выключателя с элегазом;

4 - дугогасительное устройство.

Конструкция каждой из трёх фаз выключателя состоит из алюминиевого бака 3, в котором размещается дугогасительное устройство 4. На горловинах баков расположены блоки встроенных трансформаторов тока 2. Размещение трансформаторов тока вне герметичных объёмов баков позволяет производить их демонтаж без разгерметизации выключателя.

Дугогасительное устройство предназначено обеспечивать быстрое гашение электрической дуги, образующейся между контактами выключателя при их размыкании. Разработка рациональной и надежной конструкции дугогасительного устройства обычно требует экспериментальной проверки.

Современные выключатели оснащены дугогасительным устройством автокомпрессионного типа, которые демонстрируют свои расчетные преимущества при отключении больших токов. ДУ содержит неподвижную и подвижную контактные системы, в каждой из которых имеются главные контакты и снабженные элементами из дугостойкого материала дугогасительные контакты. Главный контакт неподвижной системы и дугогасительный подвижной - розеточного типа, а главный контакт подвижной системы и дугогасительный неподвижной - штыревые.

Подвижная система содержит, кроме главного и дугогасительного контактов, связанную с токовым выводом ДУ неподвижную токоведущую гильзу; поршневое устройство, создающее при отключении повышенное давление в подпоршневой полости, и два фторопластовых сопла (большое и малое), которые направляют потоки газа из зоны повышенного давления в зону расхождения дугогасительных контактов. Большое сопло, кроме того, препятствует радиальному смещению контактов подвижной системы относительно контактов неподвижной, поскольку никогда не выходит из направляющей втулки главного неподвижного контакта. Главный контакт подвижной системы представляет собой ступенчатую медную гильзу, узкая часть которой адаптирована к входу в розеточный главный контакт неподвижной системы, а широкая часть имеет два ручья, в которых размещены токосъемные (замкнутые проволочные) спирали, постоянно находящиеся в контакте с охватывающей их неподвижной токоведущей гильзой.

Устройства для вращения дуги в элегазе позволяет успешно отключать ток. В подвижный и неподвижный контакты встроены постоянные магниты из феррита, которые создают магнитные поля, направленные встречно. При размыкании контактов образуется дуга, ток которой взаимодействует с радиальным магнитным полем, в результате чего создается сила F, перемещающая дугу по кольцевым электродам. дуги в элегазе способствует быстрому гашению. Чем больше отключаемый ток, тем больше скорость перемещения дуги, это защищает контакты от обгорания. Контактная система описанной конструкции помещается внутри фарфорового корпуса, заполненного элегазом и герметически закрытого. Давление внутри камеры 0,3 МПа. Подпитка при возможных утечках происходит из баллона со сжатым элегазом.

Дугогасительное устройство элегазового выключателя с изоляционным соплом

В конце хода цилиндра на отключение между соплами остается свободный изоляционный промежуток, обеспечивающий необходимую электрическую прочность. Отработанный элегаз сбрасывается под оболочку изоляционной камеры.

У дугогасительного устройства элегазового выключателя с изоляционным соплом представлена схема (см. рис. 2).

Рис. 2 - Схема дугогасительной камеры элегазовых выключателей

Аппарат находится в отключенном положении. Главные контакты 2, 5 и дугогасительные контакты 3, 6 находятся в разомкнутом состоянии. В полостях К, В, Б давление элегаза постоянно: Рк = Рв = РБ = const. Изоляционная покрышка 1 отделяет внутренние полости элегазового выключателя от внешнего пространства. При подаче команды на включение внешний привод (на рис. 2 не показан) обеспечивает перемещение справа налево подвижной системы элегазового выключателя: подвижного дутьевого цилиндра 8, подвижного главного 7 и дугогасительного 2 контактов, которые жестко связаны через тягу с силовым приводным механизмом. Вначале замыкаются дугогасительные контакты 2, 4, а затем главные контакты 7, 5. Вся подвижная система движется относительно неподвижного поршня 1 и неподвижных контактов 5 и 4. В положении "включено" ток проходит по главным контактам, а давление в полостях дугогасительного устройства постоянно.

При подаче команды на отключение внешний привод обеспечивает перемещение с большой скоростью подвижной системы элегазового выключателя слева направо. Сначала размыкаются главные контакты 7,5, а затем дугогасительные 4, 2. Уменьшение объема камеры К (поршень 1 неподвижен) вызывает повышение давления элегаза в этой полости рк>рв> Рс. Как следует из рис. 2, дугогасительные контакты размыкаются с задержкой по ходу. После размыкания контактов 2, 4 начинается истечение элегаза через сопло в подвижном контакте 2 и изоляционное сопло 3, где происходит гашение дуги под действием двухстороннего продольного дутья.

Дополнительное дутье через канал небольшого диаметра (по сравнению с диаметром основного сопла) в неподвижном дугогасительном контакте 4 может способствовать отключению малых токов на начальной стадии отключения, а также создавать благоприятные условия для распада остаточного ствола дуги вблизи оконечности дугогасительного контакта 4. После окончания перемещения подвижной системы истечение элегаза затухает и давление в полостях дугогасительного устройства становится равным исходному.

В дугогасительных устройствах автокомпрессионных элегазовых выключателей необходимое для гашения дуги давление достигается после определенного хода поршневой системы. Поэтому при создании выключателей этого типа возникают трудности с обеспечением времени отключения менее 0,04 -- 0,05 с. Одним из способов сокращения времени отключения является уменьшение длины хода подвижной системы до момента размыкания контактов. Для того, чтобы давление элегаза к моменту размыкания контактов (этап предварительного сжатия элегаза) сохранялось на необходимом уровне, поршень на этой части хода ускоренно перемещается навстречу движущемуся цилиндру.

Выводы

В данном разделе выполнен обзор силовых выключателей, применяемых в электрических сетях на различных классах напряжения. Приведены условия эксплуатации и выбора коммутационных аппаратов. Выполнен анализ способов и условий гашения электрической дуги в силовых выключателях, рассмотрены их преимущества и недостатки.

Коммутационная способность

Надежность

Ремонтопригодность

Область применения

Размещено на Allbest.ru