39. Выключатели вакуумные. Особенности. Основные элементы конструкции, область применения.

Особенности: 1. высокая эл. прочность вакуума. 2. высокое быстродействие из-за малого хода контактов. tсо=0,02-0,04 с tов=0,04-0,05с. 3. легкий электромагнитный пружинный привод у вакуума 10 мм, а у маломасляных 35 см ход контактов. 4. отсутствие выхлопа в атмосферу 5. пожаро- и взрывобезопасность 6. малые габаритные массы 7. произвольное расположение дугогасящей камеры.

Недостатки: 1. высокая стоимость 2. при отключении малых индуктивных токов ненагруженных ЭД 6-10 кВ и Т, имеющих сухую изоляцию, возникают перенапряжения. Происходит срез тока. Любой вакуумный выключатель сопровождается каким-либо устройством ограничения напря-ия: 1. ОПН 6(10) 2. R-C цепочки 3. Упреждающее отключение одного из полюсов. 4. применимы на относительно невысокие напря-ия (кроме ББК-110-25/2000).

Вакуумный выкл. выпускается с 1998 г., жо этого не применялись (очень редко).

Область применения: 1. Ру 6-35 кВ типа КРУ КСО эл станций и подстанций.

Применительно к эл. станциям 2. в системе СН.

40. Выключатели элегазовые. (эгв) Свойства элегаза. Достоинства эгв. Область применения.

О собенности элегаза:

SH6 – элегаз – тяжелый (в 5 чем воздух) В чистом виде элегаз безопасен. 1. Высокая эл. прочность  широко применяется для ЭКРУ 2. высокая дугогосящая способность благодаря св-ву молекулы элегаза улавливать свободные электрны.

Элегазовые практически вытеснили остальные выкл-ли. (за искл. вакуумных на низкое U).

Эл. прочность промежутка начинает восстанавливаться после некоторого времени (порядка 100 мкс).

Особенности элегазовых выключателей: 1. элегаз обладает высокими дугогасящими свойствами. элегаз – электроотрицательный газ. 2. давление элегаза в камерах на порядок ниже, чем давление ВВ (ВВ – 2-4 МПА, ЭГУ 0,5 МПА) 3. Элегаз обладает значительной плотностью.

4. Отключение выключателя происходит без выхлопа в атмосферу. 5. Имеют в 2 раза ниже разрывов на фазу, чем у ВВ. 6. Элегазовые (как и ВВ) строятся по модульному примеру, т.е. Q на любое высокое U набирается из стандартных модулей 250 кВ – 1 модуль, 500 кВ – 2 модуля. 7. Высокая отключающая способность 63-80 кА. 8. Неограниченная область применения до 700 кВ. 9. Отключение дуги не сопровождается перенапряжениями (мягкое гашение дуги) – точно при переходе ч/з 0. 10. не может работать при t=-25 Р=5 ат (элегаз переходит в жидкость).

Вакуумные 3-35 кВ, Элегазовые 6-800 кВ.

Элегазовые выключатели: 1. ВГК-220 – колонковые 2. ВГБ – 110 - баковые

41. Дуга отключения и ее характеристики. Дуга высокого давления и дуга в вакууме. Срез тока.

а) Условия возникновения и горения дуги

При замыкании контактов в цепи высокого напряжения возникает электрический разряд в виде дуги. В дуге различают околокатодное про­странство, ствол дуги и околоанодное пространство (рис. 4.11). Все напря­жение распределяется между этими областями Uк, Uс д, Uа. Катодное паде­ние напряжения в дуге постоянного тока 10-20 В, а длина этого участка составляет 10^(-4)—10^(-5) см, таким образом, около катода наблюдается вы­сокая напряженность электрического поля (10^(5) —10^(6) В/см). При таких высо­ких напряженностях происходит ударная ионизация. Суть ее заключается в том, что электроны, вырванные из катода силами электрического поля (автоэлектронная эмиссия) или за счет нагрева катода (термоэлектронная эмиссия), разгоняются в электрическом поле и при ударе в нейтральный атом отдают ему свою кинетическую энергию. Если этой энергии доста­точно, чтобы оторвать один электрон с оболочки нейтрального атома, то произойдет ионизация. Образовавшиеся свободные электроны и ионы со­ставляют плазму ствола дуги. Проводимость плазмы приближается к проводимости металлов [γ = 2500 1/(Ом*см)]. В стволе дуги проходит боль­шой ток и создается высокая температура. Плотность тока может достигать 10000 А/см^2 и более, а температура — от 6000 К при атмосфер­ном давлении до 18000 К и более при п овышенных давлениях.

В ысокие температуры в стволе дуги приводят к интенсивной термоионизации, которая поддерживает большую проводимость плазмы. Термоионизация — процесс образования ионов за счет соударения молекул и атомов, обладающих большой кинетической энергией при высоких ско­ростях их движения. Чем больше ток в дуге, тем меньше ее сопротивление, а поэтому требуется меньшее напряжение для горения дуги, т. е. дугу с большим током погасить труднее.

При переменном токе напряжение источника питания uс меняется сину­соидально, так же меняется ток в цепи i (рис. 4.12), причем ток отстает от напряжения примерно на 90°. Напряжение на дуге uд, горящей между кон­тактами выключателя, непостоянно. При малых токах напряжение возра­стает до величины uз (напряжения зажигания), затем по мере увеличения тока в дуге и роста термической ионизации напряжение падает. В конце полупериода, когда ток приближается к нулю, дуга гаснет при напряжении гашения uг. В следующий полупериод явление повторяется, если не при­няты меры для деионизации промежутка.

Если дуга погашена теми или иными способами, то напряжение между контактами выключателя должно восстановиться до напряжения питаю­щей сети. Однако поскольку в цепи имеются индуктивные, активные и ем­костные сопротивления, возникает переходный процесс, появляются коле­бания напряжения (рис. 4.12), амплитуда которых uвmax может значительно превышать нормальное напряжение. Для отключающей аппаратуры важ­но, с какой скоростью восстанавливается напряжение на участке АВ.

Подводя итог, можно отметить, что дуговой разряд начинается за счет ударной ионизации и эмиссии электронов с катода, а после зажигания дуга поддерживается термоионизацией в стволе дуги.

См. 42 вопрос.