9.7. Электромагнитные выключатели.

Электромагнитные выключатели занимают особое место среди других выключателей переменного тока. Они используются на напряжение 6-10 кВ. В электромагнитных выключателях используется лабиринтнощелевой способ гашения дуги. Дуга, образующаяся на контактах, втягивается магнитным полем в гасительную камеру, которая состоит из ряда керамических дугостойких, инертных пластин с V-образными вырезами (зубцами), разделенными небольшими промежутками (рис. 9.14). С помощью электромагнитного поля затягивается в камеру. При дальнейшем затягивании дуги зубцы удлиняются. Длина дуги значительно увеличивается до 2 м, а ее сечение в узких вырезах пластин вынужденно уменьшается. Дуга соприкасается с холодной поверхностью пластин, обладающих высокой теплопроводностью. Это ведет к увеличению потерь энергии. Сопротивление дуги быстро увеличивается, а ток уменьшается до тех пор, пока дуга не погаснет.

Электромагнитные выключатели применяются для собственных нужд мощных электростанций, где возникают большие токи КЗ, а также в промышленных установках где необходимы частые включения и отключения цепей приемников. Выпускаются электромагнитные выключатели с номинальным током отключения до 40 кА при напряжении 6,9 кВ и до 20 кА при напряжении 11,5 кВ.

Рис. 9.14. Схематический разрез дугогасительной камеры электромагнитного выключателя.

Электромагнитные выключатели пожаро- и взрывобезопасны, экологически безопасны, а также отсутствие в качестве дугогасительного элемента масла или воздуха снимает необходимость в дополнительном хозяйстве (компрессор, маслохранилище и т.п.). По сравнению с масляными выключателями они имеют большую отключающую способность, выдерживают до 10 000 операций без ревизии, а капитальный ремонт проводят через 75 000 операций. Недостатками этих выключателей являются громоздкость дугогасительной камеры и относительно высокая стоимость.

9.8. Вакуумные выключатели.

Электрическая прочность вакуума значительно выше прочности других сред, применяемых в выключателях. Процесс восстановления электрической прочности промежутка между контактами при отключении тока протекает в вакууме значительно быстрее, чем в газах.

Рассмотрим устройство вакуумной камеры (рис. 9.15). Она состоит из следующих частей: стеклокерамический корпус 1; верхний и нижний стальные фланцы 2, к которым подводится ток; медных контактных стержней 3 и 4; контактов 5; стального ребристого сильфона 6 (гафрированный металлический цилиндр, который сжимаясь обеспечивает ход подвижного контакта); экранов 7,8,9. Давление в камере 1,3 • 10^-5Па — создается глубокий вакуум. Металлы, применяемые для контактов, должны обладать механической прочностью, высокой проводимостью, стойкостью относительно эрозии и сваривания. Диаметр контакта до 18 мм. Применение получили бинарные сплавы: Си— Вi, Си — Те,Ag— Вiи др.

Рис. 9.15. Устройство вакуумной камеры.

Во включенном положении контакты замкнуты. При размыкании контактов зажигается дуга, которая горит в парах металла, образующихся на поверхности холодного катода в отдельных наиболее нагретых точках. Металлические пары непрерывно покидают дуговой промежуток и конденсируются на поверхности центрального экрана. Когда ток приходит к нулевому значению, дуга угасает и парообразование прекращается. Если скорость восстанавливающейся электрической прочности промежутка превышает скорость ПВН, цепь оказывается разомкнутой.

Положительные стороны вакуумных выключателей: 1) выключатель может быть расположен в любой плоскости; 2) 100-350 тыс. операций без ревизии; 3) работает практически бесшумно; 4) не создает динамических усилий при отключении; 5) экологически чист; 6) меньшие габариты (по сравнению с масляными); 7) быстродействующий (гашение дуги за один период); 8) низкая стоимость; 9) отсутствие какого либо вспомогательного хозяйства.

Отрицательными сторонами вакуумного выключателя являются: 1) трудность создания вакуума; 2) под действием дуги контакты могут свариваться.