Voprosy_i_otvety_k_gosam / 13 20 выключатели,разъединители

Основные типы применяемых эл. аппаратов. Выключатели силовые и нагрузки. Разъединители, отделители и короткозамыкатели. Их назначение и принцип действия.

Автоматический выключатель предназначены для коммутации цепей при аварийных режимах, а также нечастых (от 6 до 30 раз в сутки) оперативных включений и отключений эл. цепей. Изготавливаются для цепей переменного до 1000 В и постоянного до 440 В. Одно-, двух-, трех- и четырехполюсные на номинальные токи от 6,3 до 6300 А. Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями, которые обеспечивают отключение при перегрузках, кз, снижения напряжения. Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. Бывают с ручным или двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнение.

Контактная система – двухступенчатая, состоит из главных и дугогасительных контактов.

Дугогасительная камера выполняется со стальными пластинами (эффект деления длиной дуги на короткие ) и лабиринтно-щелевыми (эффект гашения дуги в узкой щели ). Втягивание дуги в камеру осуществляется магнитным дутьем.

Выключатели нагрузки предназначены для отключения номинальных токов. Применяются в цепях генераторов. Рассчитаны на включение генераторов при синхронизации.

Силовые выключатели-выключатели высокого напряжения. Является основным аппаратом в эл. установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах, длительная нагрузка, перегрузка, кз, хх, несинхронная работа.

Требования:

1. Надежное отключение любых токов (до номинального тока отключения)

2. Быстрота действия

3. Пригодность для быстрого АПВ (повторное включение)

4. Возможность пофазного управления для 110 кВ и выше.

5. Легкость ревизии и осмотра контактов.

6. Взрыво- и пожаробезопасность.

7. Удобство транспортировки и эксплуатации.

По конструкции и способу гашения дуги различают следующие типы:

• Масляные баковые (У110). Дуга гасится в большом объеме масла. Масло служит также для изоляции токоведущих частей. По принципу действия дугогасительные устройства можно разделить на три группы с автодутьем ( за счет выделяющейся в дуге энергии, создается высокое давление и большая скорость в зоне дуги), с принудительным масляным дутьем ( к месту разрыва масло нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов); с магнитным гашением поля ( дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели).

Преимущества: простота конструкции; высокая отключающая способность, пригодность для наружной установки; установка встроенных ТТ.

Недостатки: взрыво- и пожароопасность; контроль масла, его большой объем; непригодность для быстрого АПВ, большие размеры.

• Маломасляные (ВМП, ВМГ). Масло в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами. Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструкции осуществляется фарфором или другими изолирующими материалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном горшке. Выключатели на напряжение 35кВ и выше имеют фарфоровый корпус. Применяют подвесные выключатели, с втычными контактами. При больших номинальных токах предусматривают рабочие контакты снаружи, а дугогасительные внутри масляного бачка. Бывает по несколько разрывов на фазу.

Преимущества: небольшое количество масла, относительно малая масса; более удобный доступ к дугогасительным контактам

Недостатки: взрыво- и пожароопасность, хотя и меньше, чем баковых; непригодность для быстрого АПВ; контроль масла, трудность с установкой встроенных ТТ.

• Воздушные (ВВ). Гашение дуги происходит сжатым воздухом , а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими изолирующими материалами.

Преимущества: взрыво- и пожаробезопасность; быстродействие; возможность АПВ; малый износ дугогасительных контактов, легкий доступ к дугогасительным камерам; возможность создания серий из крупных узлов.

Недостатки: необходимость компрессионной установки, сложная конструкция ряда деталей, относительная высокая стоимость, трудность установки ТТ.

• Электромагнитные (ВЭ). Только на 6-10 кВ. В них дуга под действием электродинамических сил втягивается в дугогасительную камеру, при этом замыкает цепь обмотки электромагнита, который создает поперечное магнитное поле еще более втягивая дугу в камеру. Дуга в камере растягивается и попадая в узкие щели гаснет при переходе тока через ноль.

Преимущества: те же, что и у воздушных выключателей.

Недостатки: сложность конструкции дугогасительной камеры с системой магнитного дутья; ограниченный предел номинального напряжения, ограниченная пригодность для наружней установки.

• Вакуумные(ВВТЭ) Электрическая прочность вакуумного промежутка во много раз больше, воздушного при атмосферном давлении.

Преимущества: простота конструкции; высокая степень надежности; высокая коммутационная способность; малые размеры; взрыво- и пожаробезопасность; отсутствие шума.

Недостатки: сравнительно небольшие отключаемые и номинальные токи.

• Автогазовые (ВН). Для гашения дуги используется газ, выделяющийся из твердого газогенерируещего материала дугогасительной камеры.

Преимущества: отсутствие масла, небольшая масса.

Недостатки: быстрый износ твердого дугогасителя, контактов.

• Элегазовые применяется газ SF₆ который неподдерживает горение. Для успешного гашения дуги в них предусматриваются устройства вращения дуги в элегазе.

Разъединитель – это контактный коммутационный аппарат , предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током , который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток. При ремонтных работах им создается видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами, выведенными в ремонт. Разъединителями нельзя отключать ток нагрузки. Разъединители по числу полюсов могут быть одно- и трехполюсными, по роду установки – для внутренних и наружных установок, по конструкции – рубящего поворотного катящегося пантографического и подвесного типа, также различают с вертикальным и горизонтальным расположением ножей.

Короткозамыкатель – коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного кз в цепи. Применяются в упрощенных схемах п/с для того , чтобы обеспечить отключение поврежденного тр-ра после создания искусственного кз действием рз питающей линии. В установках 35 кВ применяется 2 полюса короткозамыкателя , в установках 110 кВ применяется один полюс . Привод короткозамыкателя имеет пружину , которая обеспечивает включения заземленного ножа на неподвижный контакт, находящийся под напряжением. Импульс для работы привода подается от рз. Отключение производится вручную. При включение короткозамыкателя необходимо обеспечить большую движения ножа, во избежание дуги и повреждения аппарата.

Отделитель внешне не отличается от разъединителя, но у него для отключения имеется пружинный привод. Включение производится вручную. Отделители, так же как и разъединители, могут иметь заземляющие ножи с одной или двух сторон. Могут отключать обесточенную цепь или ток намагничивания тр-ра. Недостаток – большое время отключения (0,4-0,5 с). Отделители и короткозамыкатели ненадежно работают в неблагоприятных погодных условиях (мороз гололед). Взамен этих конструкции разработаны отделители и короткозамыкатели с контактной системой , расположенной в закрытой камере в элегазе