Вакуумные выключатели
Электрическая дуга гасится в разряженном воздухе (примерно 10-4–10-6 Па). Электрическая прочность вакуума в десятки раз выше прочности воздуха при атмосферном давлении, что создаёт условия для быстрого гашения дуги.
Вакуумные применяются на напряжениях 6–110 кВ. На большее напряжение ещё не изобрели. Чаще на 6, 10, 35 кВ. Такие выключатели устанавливаются в ячейки КРУ (комплектное РУ).
Один цикл – это отключение + включение выключателя
Основные преимущества:
1) Нет необходимости в замене и пополнении дугогасящей среды (это воздух).
2) Большой коммутационный ресурс (до 30 лет, в зависимости от вида тока: 25 – 100 (ток КЗ); 30 000 –150 000 (ток нормального режима) циклов).
3) Сравнительно невысокие эксплуатационные затраты, простота эксплуатации.
4) Взрыво- и пожаробезопасность.
5) Высокое быстродействие (20 (48) – собственное время отключения (без гашения дуги) / 30 (58) мс – полное время отключения (до гашения дуги во всех фазах).
6) Бесшумность, отсутствие загрязнения окружающей среды.
7) Небольшие размеры и масса.
8) Лёгкая замена ВДК (вакуумной дугогасительной камеры).
9) Вакуумные выключатели самые простые в мире, проще не бывает. Нет пары дугогасительных контактов, там надо просто развести друг от друга электрические (основные) контакты на 1–2 см.
Основные недостатки:
1) Контакты могут свариваться в условиях вакуума. Нужны специальные сплавы для контактов (металлокерамика = CuCr) меди 70%, хрома 30%.
2) Ограничен верхний предел тока отключения (до 50 кА).
3) Возможность коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных и емкостных токов. Могут потребоваться специальные меры для защиты от перенапряжений (например устанавливают ОПН в ячейках КРУ).
4) Вакуум тяжело контролировать.
5) Рентгеновское излучение. При коммутации в вакууме образуются рентгеновские лучи. При испытаниях их закрывают стальными листами, а человек стоит на расстоянии 3-5 метров. Иначе будет доза эквивалентная 5 флюжкам. И это свойство более яркое при высоком напряжении.
Элегазовые выключатели
Элегаз – SF6 – бесцветный газ, имеет прочность в 2–3 раза выше прочности воздуха, плотность в 5 раз выше плотности воздуха.
Напряжения от 6 до 750 кВ. Но так как они дорогие, то если можно применить вакуумные, то лучше ставить вакуумные.
Основные преимущества:
1) Является теплоотводящей и изолирующей средой.
2) Большой коммутационный ресурс (в зависимости от вида тока: 40 (ток КЗ); не менее 10 000 (ток нормального режима) циклов), но меньше чем у вакуумных.
3) Взрыво- и пожаробезопасность.
4) Высокое быстродействие (48 / 70 мс), но хуже вакуумного.
6) Высокая отключающая способность (40 – 250 кА).
7) Малый износ дугогасительных контактов.
8) Надёжное отключение малых емкостных и индуктивных токов без возникновения перенапряжений.
9) Возможность создания унифицированных моделей (КРУЭ).
Основные недостатки:
1) Необходимы специальные устройства для наполнения, очистки элегаза.
2) Сравнительно высокая стоимость элегаза.
3) Коэффициент ПГП (потенциал глобального потепления) равен 2280, в то время как у СО2, принятого в качестве эталона ПГП=1. То есть элегаз это парниковый газ.
4) На морозах элегаз сжижается и теряет свою коммутационную способность. Это значит, что если выключатель баковый, то его надо обогревать. Если колонковый, то смешивают элегаз с азотом или хладоном (инертным газом) в пропорции 50 на 50, чтобы увести точку росы в зону экстремально арктических температур (сжижался при -35°С, а будет сжижаться при -65°С).
5) Самая дорогая техника, вакуумная дешевле.
Характеристики самих выключателей не рассматривали, будем в следующем семе только их смотреть.