7. Воздушные и элегазовые выключатели. Конструктивные схемы и способы гашения дуги

В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом при давлении 2-4 МПа, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Конструктивные схемы воздушных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоляционного промежутка между контактами в отключенном положении, способа подачи сжатого воздуха в дугогасительное устройство. В выключателях на большие номинальные токи имеется главный и дугогасительный контур подобно маломасляным выключателям МГ и МГГ. Основная часть тока во включенном положении выключателя проходит по главным контактам , расположенным открыто. При отключении выключателя главные контакты размыкаются первыми, после чего весь ток проходит по дугогасительным контактам, заключенным в камере. К моменту размыкания этих контактов в камеру подается сжатый воздух из резервуара, создается мощное дутье, гасящее дугу. Дутье может быть продольным или поперечным. Необходимый изоляционный промежуток между контактами в отключенном положении создается в дугогасительной камере путем разведения контактов на достаточное расстояние. Выключатели, выполненные по такой конструктивной схеме, изготовляются для внутренней установки на напряжение 15 и 20 кВ и ток до 20 000 А (серия ВВГ). Выключатели, выполненные по конструктивной схеме со специальным отделителем, расположенным открыто применялись ранее на напряжениях 110 и 220 кВ (Серия ВВН).

Элегазовые выключатели

Элегаз (SF₆ — шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плотность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая прочность элегаза в 2 - 3 раза выше прочности воздуха; при давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравнима с прочностью масла.

В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, который в 100 раз превышает ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях. Исключительная способность элегаза гасить дугу объясняется тем, что его молекулы улавливают электроны дугового столба и образуют относительно неподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза, т. е. при газовом дутье, поглощение электронов из дугового столба происходит еще интенсивнее.

В элегазовых выключателях применяют автопневматические дугогасительные устройства, в которых газ в процессе отключения сжимается поршневым устройством и направляется в зону дуги. Элегазовый выключатель представляет собой замкнутую систему без выброса газа наружу.

Надежность

Наблюдение за парком всех установленных выключателей фирмы Merlin Gerin (свыше 180 000 в 80 странах мира) на протяжении 30 лет позволило установить среднее время наработки на отказ – 2800 лет, что соответствует 4 отказам на 10 000 выключателей в год. Накопленный опыт производства и эксплуатации элегазового коммутационного оборудования, использование современных систем контроля качества в процессе его производства, а также специальные технические решения обеспечивают герметичность дугогасящей камеры и поддержание технических параметров выключателя на уровне номинальных в течение 30 лет эксплуатации.

В настоящее время элегазовые выключатели применяются на всех классах напряжений (6-750 кВ) при давлении 0,15 – 0,6 МПа. Повышенное давление применяется для выключателей более высоких классов напряжения. Хорошо зарекомендовали элегазовые выключатели следующих зарубежных фирм: ALSTOM; SIEMENS; Merlin Gerin и др.

Базовая модель выключателя состоит из следующих элементов:

-корпуса выключателя, в котором расположены все три полюса, представляющего собой "сосуд под давлением", заполненный элегазом под низким избыточным давлением (0,15 МПа или 1,5 атм.);

- механического привода типа RI;

- передней панели привода с рукояткой для ручного взвода пружин и индика-

торами состояния пружины и выключателя;

- высоковольтных силовых контактных площадок;

- многоштырьевого разъема для подключения цепей вторичной коммутации.