Электрические и электронные аппараты

1.Воздушные и вакуумные высоковольтные выключатели (назначение, конструкция, особенности гашения дуги, достоинства и недостатки)

Воздушные выключатели

В воздушных выключателях деионизация дугового промежутка происходит в потоке сжатого воздуха, вытекающего из гасительной камеры в атмосферу через металлическое сопло, по оси которого расположен дуговой промежуток. Наибольшее распространение получили гасительные устройства с двусторонним дутьём и полыми контактами, являющимися одновременно соплами, через которые воздух вытекает из камеры в атмосферу. При размыкании контактов дуга сдувается потоком воздуха с торцов на внутренние поверхности контактов или вспомогательные электроды, расположенные по оси.

Давление воздуха в камерах мощных выключателей составляет 2 – 4 Мпа. Скорость истечения воздуха зависит от поперечного сечения канала. Наименьшая скорость имеет в камере. По мере приближения к соплам поперечное сечение канала уменьшается, скорость истечения воздуха увеличивается, а давление уменьшается. Условия истечения воздуха из гасительной камеры и отключающая способность выключателя зависит помимо других факторов от расстояния между контактами(ход контактов – l=(25-35)мм). Если расстояние слишком велико, отключающая способность гасительного устройства понижена, так как часть дугового находиться в зоне, где скорость воздуха относительно мала. Расстояние между контактами не должно быть и слишком малым, так как при этом сечение канала оказывается слишком малым.

Наибольший ток, который может быть отключён гасительным устройством воздушного выключателя, зависит от давления воздуха, площади сечения отверстия сопла и скорости восстанавливающего напряжения. С увеличением давления воздуха и сечения выходного отверстия сопла отключающая способность выключателя увеличивается. Вместе с тем увеличивается расход воздуха и размеры клапанов. До последнего времени давление воздуха в выключателях не превышало 2 МПа. Новейшие выключатели с большой отключающей способностью работают при давлении воздуха 4 МПа. Опыт показывает, что оптимальные условия работы гасительного устройства воздушного выключателя с одним разрывом при давлении воздуха 2 Мпа соответствуют напряжению 55 – 60 кВ и при давлении 4 Мпа – напряжению 110 – 1кВ . Выключатели для более высоких номинальных напряжений строят только с многократным разрывом цепи, с несколькими гасительными устройствами, включенными устройствами.

Выключатели с опорожняющимися камерами и отделителями

Выключатели наиболее ранних конструкций.

1 – ресивер – бак со сжатым воздухом;

2 – дугогасительная камера;

3 – шунтирующий резистор;

4 – отделитель, выполненный на базе разъединителя;

5 – фарфоровые колонки;

6 – воздуховод;

7 – пусковой клапан; ВВН – 110, 150, 220кВ (выкл. возд. наружной установки)

При отключении воздух из ресивера подается в дугогасительную камеру, после гашения дуги отключается отделитель (обеспечивается видимый разрыв), воздух из камеры удаляется, контакты замыкаются. Включение выключателя производится отделителем.

«+»: непожароопасны, хорошая отключающая способность, быстродействие.

«-«: ненадежность (при гололеде может не сработать), неэффективно гасится сопровождающий ток, при включении на неустранившееся кз может произойти оплавление контактов.