Питання для самоконтролю

1. Чим гаситься дуга в повітряних вимикачах? Що використовується для ізолювання струмоведучих частин від заземлених елементів та обслуговуючого персоналу?

2. Які фізичні властивості повітря використовуються для гасіння електричної дуги?

3. Як класифікуються дугогасильні камери за напрямом потоку стисненого повітря? Які з них мають більшу дугогасну здатність?

4. Обґрунтуйте на основі забезпечення умови успішного вимкнення ланцюга (гасіння дуги змінного струму) переваги та недоліки повздовжнього та поперечного дуття і , відповідно область їх застосування.

5. На прикладі рис. 1.а або рис. 5.а поясніть організацію повздовжнього дуття.

6. Для чого призначені дільники напруги?

7. Для чого деякі вимикачі оснащуються віддільниками? Які конструкції віддільників застосовуються у повітряних вимикачах?

8. На прикладі ВВГ-20 поясніть порядок роботи елементів повітряних вимикачів при вимкненні. Які відмінності у вимикачів більш високої напруги серії ВВ (ВВН)?

9. Поясніть пристрій і принцип дії вимикачів, у яких контактна система знаходиться у резервуарі стисненого повітря ізольованого від землі. Які переваги дає ця конструкція в порівнянні з вимикачами, що мають заземлений бак зі стисненим повітрям.

10. Переваги та недоліки повітряних вимикачів.

11. Межі застосцвання повітряних вимикачів в ЕЕС.

12. Що є дугогасним середовищем в елегазових вимикачах?

13. Які фізичні властивості елегаза використовуються для гасінні дуги? Чи є гази з більш кращими показниками цих властивостей? Якщо є, то чому вони не використовуються в електроенергетиці?

14. Який основний недолік елегазу?

15. За рахунок чого створюється умова гасіння дуги в елегазових вимикачах?

16. Охарактеризуйте схему вимкння дугогасної камери з автопневматичним дуттям (як створюється дуття, область застосування)

17. Охарактеризуйте схему вимкння дугогасної камери з магнітним дуттям.

18. Охарактеризуйте схему вимкння дугогасної камери з подвійним тиском.

19. Переваги, недоліки та особливості використання елегазових вимикачів.

Лабораторна робота №5 електромагнітні та вакуумні вимикачі Електромагнітні вимикачі

Загальні відомості.

Масляні і повітряні вимикачі володіють рядом істотних недоліків. Так масляні вимикачі вимагають догляду за маслом, вони також пожежо- і вибухонебезпечні. У маломасляних вимикачах значно менший об’єм масла, ніж у багатомасляних, однак область застосування маломасляних вимикачів обмежена, тому що при частих операціях вимкння ця невелика кількість масла швидко забруднюється частками вуглецю, що утворюються при горінні електричної дуги. Повітряні вимикачі вимагають наявності джерела стисненого повітря. Крім того, вони дуже чуттєві до швидкості відновлення напруги на дуговому проміжку.

В електромагнітних вимикачах дуга горить у повітрі при атмосферному тиску і гасне за рахунок подовження і тісного дотику з поверхнею діелектрика під впливом магнітного дуття, яке створюється струмом, вимкння. При малому струмі величина електродинамічної сили, що затягує дугу в дугогасну камеру, недостатня і для переміщення дуги використовується повітряний поршневий пристрій, механічно зв'язаний з рухомими контактами.

Електромагнітні вимикачі належать до швидкодіючих: дуга в них гаситься за 10-20мс. У процесі вимкння опір дуги швидко зростає і відіграє роль струмообмежуючого опору, що вводиться в електричне коло, що відключається. Тому значення періодичної складової струму короткого эамикання до моменту обриву дуги зменшується, зменшується також зсув фаз між напругою і струмом кола (cosφ), що у свою чергу веде до зниження коефіцієнта перевищення амплітуди напруги, що відновлюється. Усе це приводить до того, що робота електромагнітного вимикача не залежить від власної частоти мережі.

Переваги електромагнітних вимикачів:

- Вимикач пожежо-безпечний.

- Для його роботи не потрібно ні масло ні стиснене повітря.

- Малий знос контактів, дугостійка камера, швидке гасіння дуги дозволяють робити велике число операцій вмикання і вимикання без ревізії.

- Вимикач малочутливий до власної частоти кола, що відключається.

Недоліком вимикачів є великі габарити дугогасних камер, що ускладнює розвиток вимикачів по напрузі, а також вибухо-небезпечний.

Електромагнітні вимикачі випускаються на номінальні напруги 6, 10,15 кВ із номінальним струмом вимкння до 40 кА. За кордоном їх випускають на напруги до 24 кВ. Ці вимикачі використовуються головним чином в установках власних потреб електростанцій і для комутації косинусних конденсаторних батарей.

Конструкція і принцип дії електромагнітних вимикачів

На рис. 4.25.1 приведений ескіз контактної і дугогасної системи еле­ктро­­магнітного вимикача типу ВЕМ-6. При розмиканні дугогасних кон­тактів 8 між ними виникає електрична дуга, яка під впливом електро­динамічних сил струмоведучого контуру і повітряного порш­нево­го пристрою, зв'язаного з контактним важелем 5, подовжується і пере­міщається в положення Б (рис. 5.1а) При цьому частина дуги АЕ шунтується котушкою магнітного дуття 4, яка має малий опір. На цьо­му відрізку дуга гасне. Весь струм йде по котушці 4, яка в увімкному поло­женні вимикача не обтікається струмом. Магнітне осердя з по­люс­ними наконечниками 6 у зоні горіння дуги створює магнітне поле. Це поле, взаємодіючи зі струмом дуги, переміщає дугу нагору з вели­кою швидкістю (до 100м/с).

Д

Рис..5.1. Дугогасна камера електромагнітного вимикача ВЕМ-6.

уга заганяється в дугогасну камеру 3, пластини якої виконані з дугостійкой кераміки і мають ви­соку теплопровідність. По мірі переміщення нагору дуга подов­жу­єть­ся і приймає форму горизонтального зиґзаґа (рис. 5.1б). При цьому дуга тіс­но стикається зі стінками камери, піддається інтенсивній деіонізації і гас­не при першому проходженні струму через нульове значення.

Спад напруги в дузі може бути визначено виразом:

де  - ширина щілини, м; l_д - довжина дуги, м;

Довжина дуги вибирається такою, щоб у момент переходу струму через нульове значення миттєве значення напруги, щоїї відновленні, не перевищило U_н.