3. Вакуумные выключатели, особенности горения вакуумной дуги.

Вакуумный выключатель - это высоковольтный выключатель, в котором гашение электрической дуги производится в вакууме. Находят широкое применение в сетях среднего класса напряжения (6- 35 кВ)

Такие выключатели эффективны там, где необходимы частые коммутации и большой ресурс. Ресурс лучших вакуумных выключателей достигает 40000-50000 операций, при коммутации номинального тока и до 100 операций при коммутации номинального тока отключения.

Вакуумные выключатели характеризуются:

• высокими значениями электрической прочности промежутков

• высокой скоростью восстановления электрической прочности при отключении токов.

• малой массой подвижных частей

• небольшой длиной межконтактного промежутка (до 10-15 мм)

• небольшой энергией привода

• минимальными габаритами и массой аппарата в целом

• повышенным ресурсом.

Особенности горения вакуумной дуги

При расхождении контактов вакуумного выключателя в начальный момент времени между ними образуются мостики из расплавленного металла, который нагревается проходящим током до температуры кипения и испаряется. С поверхности катода, под действием автоэлектронной эмиссии испускаются электроны. Происходит ионизация электронами паров металла, что приводит к образованию вакуумной дуги. Длина дуги значительно меньше, чем в масляных и воздушных выключателях, что приводит к уменьшению ВДК.

Вакуумная дуга горит до тех пор, пока на контактах выделяется энергия, достаточная для поддержания в межконтактном промежутке концентрации паров металла, при которой может сущестсвовать дуговой разряд.

При переходе тока через нуль, энергия, выделяющаяся на электродах резко уменьшается и дуга гаснет до достижения тока нулевого значения в коммутируемой цепи.

4. Элегазовые выключатели. Автокомпрессионный способ гашения дуги.

Элегазовый выключатель – это высоковольтный выключатель, в котором гашение дуги происходит в газообразной шестифтористой сере (элегаз), которая также выполняет функцию изолятора. Он представляет собой газовую систему выброса газа за пределы оболочки. При этом элегаз находится при небольшом избыточном давлении.

В элегазе канал столба дуги обладает высокой электрической проводимостью, и его разрушение не происходит до естественного перехода тока через 0, что исключает возникновение перенапряжений. Например, при отключении ненагруженных трансформаторов.

Высокая способность элегаза гасить дугу обусловлена его свойством захватывать свободные электроны дуги перед переходом тока через нуль. При этом количество свободных электронов в столбе дуги уменьшается, и дуга гаснет.

Способы гашения дуги: автокомпрессионное дутье, ЭМ дутье, продольное дутье. Наиболее эффективным способом гашения дуги является газодинамическое воздействие потока газа на столб дуги.

Элегазовые выключатели используются в сетях высокого напряжения ( от 110 до 1150 кВ), сейчас напряжение снижено до 6 кВ.

При атмосферном давлении электрическая прочность элегаза в 3 раза выше чем у воздуха. При давлении элегаза 0,3 – 0,4 МПа его электрическая прочность выше, чем у трансформаторного масла.

Элегазовому оборудованию присущи: компактность, большие межревизионные сроки, широкий диапазон номинальных напряжений, пожаробезопасность, повышенная безопасность обслуживания.

Автокомпрессионное дутье в элегазе создается посредством встроенных в выключатель поршневых устройств. Организацию газового дутья с помощью поршневого устройства называют автокомпрессией или автопневматическим дутьем. В элегазовых выключателях с автопневматическим дутьем газ сжимается поршневым устройством и направляется в зону дуги. Минус: дополнительная мощность привода для сжатия газа.

Минус элегазовых выключателей обусловлены недостатками элегаза: при нагревании происходит частичное разложение элегаза, и продукты разложения могут оказывать вредное воздействие на людей и изоляционные свойства материалов.