1.3. Основные параметры
Основные параметры выключателей: номинальное напряжение, номинальный (длительный) ток, номинальный ток термической стойкости, номинальный ток электродинамической стойкости, номинальный ток отключения, номинальная мощность отключения, номинальный ток включения, собственное время включения и отключения выключателя, полное время включения и отключения.
1.4. Классификация выключателей
Основная классификация выключателей по способу гашения дуги: 1. Масляные выключатели. В этих выключателях дуга, образующаяся между контактами, горит в трансформаторном масле. Под действием энергии дуги масло разлагается, и образующиеся газы и пары используются для ее гашения. В зависимости от способа изоляции токоведущих частей различают баковые выключатели и маломасляные. В первых токоведущие части изолируются между собой и от земли с помощью масла, находящегося в
стальном баке, соединенном с землей. В маломасляных выключателях изоляция токоведущих частей от земли и между собой производится с помощью твердых диэлектриков и масла.
В нашей стране масляные выключатели являлись основным видом выключателей на напряжение от 6 до 220 кВ. В настоящее время масляные выключатели не выпускаются.
2. Электромагнитные выключатели. По своему принципу эти выключатели аналогичны контакторам постоянного тока с лабиринтно- щелевой камерой. Гашение дуги происходит за счет увеличения сопротивления дуги вследствие ее интенсивного удлинения и охлаждения.
Выпускаются на номинальные напряжения не выше 10 кВ.
3. Воздушные выключатели. В качестве гасящей среды используется сжатый воздух, находящийся в баке под давлением 1-5 МПа. При отключении сжатый воздух из бака подается в дугогасительное устройство. Дуга, образующаяся в камере дугогасительного устройства (ДУ), обдувается интенсивным потоком воздуха, выходящим в атмосферу. Изоляция токоведущих частей между собой осуществляется с помощью твердых диэлектриков и воздуха.
Выпускаются для номинальных напряжений от 110 до 1150 кВ.
4. Элегазовые выключатели. В этих выключателях гашение дуги осуществляется за счет охлаждения ее двигающимся с большой скоростью элегазом (шестифтористая сера SF6), который используется и как изолирующая среда.
Выпускаются на напряжения от 35 до 500 кВ.
5. Вакуумные выключатели. В этих выключателях контакты расходятся под вакуумом (давление равно 10-4 Па). Возникающая при расхождении контактов дуга быстро гаснет благодаря интенсивной диффузии зарядов в вакууме.
Выпускаются на напряжения 10 и 35 кВ.
6. Выключатели нагрузки. Это простейшие высоковольтные выключатели для отключения и включения цепей, находящихся под нагрузкой. Для отключения токов короткого замыкания последовательно с выключателем в схему включается предохранитель.
Выпускаются на напряжения 6 и 10 кВ.
2. Масляные выключатели
Масляные выключатели приблизительно до 1930 г. являлись единственным видом отключающего аппарата в сетях высокого напряжения.
На напряжения 35, ПО и 220 кВ применялись в основном баковые выключатели.
Маломасляные выключатели являлись основными для напряжения 10 кВ.
2.1. Масляные выключатели с большим объемом масла
Масляный выключатель типа У-110-2000-40 показан на рис. 2.1.
В стальном баке 1 на маслонаполненных вводах 2 расположены дугогасительные устройства (камеры) 3. Маслонаполненный ввод в виде проходного изолятора служит для проведения токоведущей цепи, находящейся под высоким напряжением, через металлическую стенку или другие преграды. Горячие ионизированные выхлопные газы, выходящие из камер, могут вызвать перекрытие с камер на бак. Для предотвращения этого явления имеется баковая изоляция 5 (рис.2.1).
Перемещение траверсы 4 происходит под действием штанги 6. движущейся по направляющим 7 под действием пружин механизма и пружин камер 10
Рис.12.1. Баковый масляный выключатель: UH0M =110 кВ; 1= 2000 А; 1Отк= 40 кА
На выключателе установлены магнитопроводы 8 со вторичными обмотками трансформаторов тока (в данном случае их четыре). Первичной обмоткой трансформаторов являются токоведущие стержни вводов 2. Для сохранения вязкости трансформаторного масла при низких температурах предусмотрен электрический подогрев масла устройством 9.
Наибольшая мощность отключения баковых выключателей 25000 MB* А.
Обычно бак выключателя заполняется маслом примерно на 2/3 объема. При отключении газ, выбрасываемый из камеры, заставляет слои масла, лежащие над камерами, двигаться с большой скоростью вверх. Воздух может свободно выходить в атмосферу. После отключения масло, двигаясь по инерции, ударяет в крышку выключателя. Этот удар может быть столь сильным, что деформируются крепления бака к фундаменту, который должен быть рассчитан на эти нагрузки.
Для предотвращения взрыва бака в его крышке расположены аварийные выхлопные трубы с калиброванными мембранами, которые при избыточном давлении разрушаются и из выключателя выливается масло, благодаря чему давление в баке снижается до безопасных пределов /3/.
Выключатель подлежит установке на бетонном основании высотой 0,5-0,8 м над уровнем земли. Три полюса управляются общим электромагнитным или пневматическим приводом.
При ремонте выключателя необходимо слить масло. С этой целью предусматривают соответствующие трубопроводы и емкости. Для доступа к контактной системе в стенках баков предусмотрены лазы достаточного размера, плотно закрывающиеся крышками на болтах.
Их достоинством являлось наличие встроенных трансформаторов тока. В связи с усовершенствованием конструкций дугогасительных устройств опасность взрыва и пожара практически была исключена. Однако большой
объем масла затрудняет доступ к контактной системе и увеличивает время, необходимое для ремонта. Время отключения выключателя составляет 4 периода.
Достоинства масляных баковых выключателей: 1. Высокая надежность.
2. Простота конструкции камер и механизма.
3. Высокая механическая прочность элементов (камер, бака, механизма, вводов).
Использование трансформаторов тока.
Не требовался высококвалифицированный персонал для обслуживания.
Среда для гашения дуги масло - оно не являлось дефицитным.
Недостатки масляных баковых выключателей: 1. Большие габариты и масса.
2. Необходимость периодической очистки масла.
3. Сложность и трудоемкость ремонта и ревизии выключателей с напряжением 110 кВ и выше.
4. Взрыво- и пожароопасность.