25.Выключатели высокого напряжения (назначение, классификация).

Выключатели ВН

Выключатель –коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока.

Является основным аппаратом в электроустановках.

Служит для откл. и вкл. в любых режимах:

•длительная нагрузка;

•перегрузка;

•КЗ (наиболее ответственная операция);

•ХХ;

•несинхронная работа.

Требования к выключателям ВН

•надежное отключение любых токов (от десятков до тысяч ампер);

•быстрота действия;

•пригодность для АПВ;

•возможность пофазногоуправления (для U 110 кВи выше);

•легкость ревизии и осмотра контактов;

•взрыво-и пожаробезопасность;

•удобство транспортировки и эксплуатации.

Классификация высоковольтных выключателей

Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);

Вакуумные выключатели;

Масляные выключатели (баковые и маломасляные);

Воздушные выключатели;

Автогазовые выключатели;

Электромагнитные выключатели;

Автопневматические выключатели.

27. Многообъемные масляные выключатели высокого напряжения.

В масляных баковых выключателях масло служит для гашения дуги и изоляции токоведущих частей. На крышке 4 смонтированы проходные изоляторы 5, внутри которых проходят токоведущие стержни 6, соединенные с неподвижными контактами 7.

Замыкание неподвижных контактов производится ножами 8, подвешенными на штанге из изоляционного материала 9, которая при помощи кривошипно-шатунного механизма 10 может перемещаться вверх и вниз (при движении штанги одновременно перемещаются все три ножа). Включение и выключение масляного выключателя осуществляется приводом II, соединенным полумуфтами с валом 12. При включении масляного выключателя сжимается пружина 13, которая во включенном положении выключателя остается сжатой благодаря специальной запорной защелке. При отключении выключателя защелка смещается, пружина разжимается, ускоряя разрыв ножей с неподвижными контактами. При разрыве цепи между неподвижными контактами и ножами возникает дуга 14.

Под действием высокой температуры дуги масло разлагается и вокруг контактов образуется ток, называемый газовый пузырь (приблизительный состав газа – 70% водорода, 20% этилена и 10% метана). Водород, составляющий основную часть газового пузыря, обладает высокой теплоемкостью и диэлектрической прочностью. Благодаря этим свойствам водорода ускоряется процесс охлаждения дуги и затрудняется ее восстановление после достижения переменным током мгновенного нулевого значения.

Большое значение имеет уровень масла в баке. Если уровень масла недостаточен, раскаленные газы легко проходят через тонкий слой масла и, смешиваясь с воздухом буферного пространства 15, образуют гремучий газ, который может взорваться и разрушить масляный выключатель. При излишнем количестве масла буферное пространство может оказаться недостаточным для смягчения возникающих под действием образующихся газов ударов масла о крышку выключателя, что также может привести к разрушению выключателя. Уровень масла контролируется по указателю 16; для спуска масла на баке установлен маслоспускной кран 17, а для доливки – пробка 18 и для отвода газов – газоотводная трубка 19

29. Вакуумные выключатели высокого напряжения. В этих выключателях контактная система помещена в глубокий вакуум, примерно 104 Па, вследствие чего они и получили название вакуумных.

Процесс отключения в вакуумном выключателе протекает следующим образом. В момент расхождения контактов площадь их соприкосновения уменьшается, плотность тока резко возрастает, и металл контактов плавится и испаряется в вакууме. При этом между контактами образуется проводящий мостик, состоящий из паров металла электродов. Загорается так называемая вакуумная дуга, которая гаснет при первом же переходе тока через нуль. Электрическая прочность вакуума восстанавливается очень быстро, так как малая плотность газа в колбе выключателя обусловливает исключительно высокую скорость диффузии электрических зарядов из ствола дуги. Уже через 10 мкс после перехода тока через нуль электрическая прочность вакуума достигает своего полного значения 100 МВ/м. Если к этому времени раствор контактов окажется достаточным для того, чтобы электрическая прочность межконтактного промежутка стала больше восстанавливающегося напряжения, дуга погаснет окончательно. В противном случае произойдет повторный пробой промежутка и повторное зажигание дуги.

Достоинства вакуумных выключателей: простота конструкции; высокая степень надежности, высокая коммутационная износостойкость, малые размеры, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие шума при операциях, отсутствие загрязнения окружающей среды, малые эксплуатационные расходы.

Недостатки вакуумных выключателей: сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения, возможность коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных токов.