книги / Электрические аппараты

относительно оси. Процесс деионизации начинается в дуть­ евой щели 8. Для обеспечения надежной работы камеры во всем возможном диапазоне токов предусмотрена вторая дутьевая щель 9. Выравнивание распределения напряжения между камерами и облегчение отключения емкостных то­ ков обеспечиваются шунтирующими резисторами 10 (рис. 18.2). Отключение шунтирующих резисторов производится двумя разрывами, образующимися между выходными кон­ тактами камер и траверсой. В настоящее время баковые выключатели выпускаются на напряжение 35—220 кВ. Наибольшая мощность отключения 25 000 МВ-А.

Обычно бак выключателя заполняется маслом примерно на 2/3 объема. При отключении газ, выбрасываемый из ка­ меры, заставляет слои масла, лежащие над камерами, дви­ гаться с большой скоростью вверх. Воздух, находящийся над маслом, может свободно выходить в атмосферу. Таким образом удается ограничить давление в баке. После отклю­ чения масло, двигаясь по инерции, ударяет в крышку вы­ ключателя. Этот удар может быть столь сильным, что де­ формируются крепления бака к фундаменту. Фундамент выключателя должен быть рассчитан на эти нагрузки.

В случаях повреждения механизма или камер выключа­ теля образуется длительно горящая «стоячая» дуга, при этом давление в баке может подняться до опасной величи­ ны. Взрыв бака является тяжелой аварией, так как выли­ вающееся из него масло может воспламениться и вызвать пожар в распределительном устройстве. Для предотвраще­ ния взрыва бака в его крышке расположены аварийные вы­ хлопные трубы с калиброванными мембранами. При опре­ деленном давлении мембраны разрушаются и из выключа­ теля выливается масло, благодаря чему давление в баке снижается до безопасных пределов.

На протяжении многих десятков лет конструкция бако­ вых выключателей улучшалась в направлении уменьшения массы, объема, увеличения отключающей способности. Ос­ новными достоинствами этих выключателей являются вы­ сокая надежность, простота конструкции камер и механиз­ ма, высокая механическая прочность элементов (камер, ба­ ка, механизма, вводов), что позволяет использовать эти аппараты в самых тяжелых условиях эксплуатации {при низких температурах необходим подогрев масла для уменьшения его вязкости). По отечественной статистике на­ дежность баковых выключателей выше надежности воз­ душных и маломасляных выключателей. Большим достоин­

ством их является возможность использования встроенных трансформаторов тока и емкостных делителей напряжения. Простота конструкции не требует высокой квалификации обслуживающего персонала и сложного оборудования. При напряжениях до 220 кВ баковые выключатели по номиналь­ ному току отключения не уступают воздушным.

К недостаткам выключателей следует отнести: большие габариты и масса, необходимость периодической очистки масла, что требует наличия специализированного масляно­ го хозяйства; сложность и трудоемкость ремонта и ревизии выключателей с напряжением ПО кВ и выше. Большим не­ достатком является взрыво- и пожароопасность баковых выключателей. В перспективе они будут заменяться мало­ масляными и элегазовыми.

18.3.МАЛОМАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Вмаломасляных выключателях с целью уменьшения габаритных размеров и массы изоляция в основном осуще­ ствляется твердыми материалами. Широко распростране­ ны маломасляные выключатели серии ВМП-10 (выключа­ тель масляный подвесного типа), предназначенные для ра­ боты при номинальном напряжении 10 кВ. Номинальный ток в зависимости от контактной системы изменяется от 600 до 3200 А. Номинальный ток. отключения достигает 31,5 кА при напряжении 10 кВ, номинальная мощность 550 МВ-А. Полное время отключения примерно 0,12—0,13 с при номи­ нальном токе отключения.

Контактная система, ДУ и устройство, превращающее вращательное движение рычагов в поступательное движе­ ние контактов, смонтированы в виде единого блока полюса 1 (рис. 18.4). Этот блок с помощью опорных изоляторов 2 крепится к стальной раме 3. В верхней головке полюса 8

расположены подвижный контакт и механизм, в нижней 9 — неподвижный контакт. В раме установлены вал выклю­ чателя 5, отключающая пружина, пружинный буфер вклю­ чения и масляный буфер отключения 6. Вал 5 связан с вы­ ходным рычагом механизма полюса 7 с помощью прочной изоляционной тяги 4.

При включении изоляционная тяга 4 поворачивает вы­ ходной рычаг полюса 7 против часовой стрелки и произво­ дит замыкание контактов. Отключающая пружина при этом растягивается, а пружинный буфер включения сжимается. Этот буфер развивает большую силу на небольшом ходе,

соответствующем ходу подвижного контакта в розетке, и создает необходимую для гашения дуги скорость переме­ щения подвижного контакта.

Разрез нижней части блока полюса представлен на рис. 18.5. Для уменьшения обгорания концы ламелей розеточного контакта 1, подвергающиеся воздействию дуги, обли­ цованы металлокерамикой (§ 3.3). Нижняя головка 2 име­ ет съемную крышку 3, на которой и укреплен розеточный контакт 1. При ревизиях и ремонтах съемная крышка Звы-

= 600 А; /о ном —20 кА

нимается вместе с розеточным контактом 1. ДУ газового дутья заключено в стеклоэпоксидный цилиндр 4. ДУ соби­ рается из пластин фибры, гетинакса и электрокартона, в ко­ торых вырезаны отверстия, образующие каналы и полости для гашения дуги. Каждый из трех каналов (один из них виден на рис. 18.5) вначале идет горизонтально, а затем вертикально. Все пластины ДУ стягиваются фибровыми или текстолитовыми шпильками. Камера заполнена транс­ форматорным маслом 7.

Для ограничения давления при больших токах и созда­ ния необходимого давления вблизи нулевого значения тока ДУ имеет воздушный буфер А (рис. 18.5). Давление в ДУ достигает наибольшего значения вблизи максимального значения тока. Под действием этого давления масло сжи­

мает воздух в буфере, в нем аккумулируется энергия. При приближении тока к нулю мощность в дуге и давление рез­ ко уменьшаются. Энергия, накопленная в буфере, позволя­ ет создать вблизи нуля тока такое давление, которое необ­ ходимо для гашения дуги.

Под действием дуги, возникающей при расхождении контактов, масло разлагается и образующиеся газы созда­ ют в камере давление. В тот момент, когда тело подвижно­ го контакта 6 (свеча) откроет первую щель, возникает газовое дутье, и при прохождении тока через нуль возмож­ но гашение дуги. Обдув дуги газами еще более усилива-

Рис. 18.5. Нижняя часть полюса выключателя ВМП-10

ется после открытия свечей второго и третьего каналов. Обычно гашение дуги с большим током происходит после открытия первых двух щелей.

При отключении малых токов в камере ДУ давление невелико и дуга не гаснет после.открытия всех трех щелей, а затягивается в масляные карманы 5 в верхней части ДУ. Когда подвижный контакт, поднимаясь вверх, входит в пер­ вый снизу карман 5', под действием дуги масло в кармане разлагается и газы стремятся выйти вниз, охлаждая дуго­ вой промежуток. Процесс усиливается по мере включения новых карманов. В результате удается надежно отключать критические токи (1—2 кА).

Газы, образующиеся в процессе гашения дуги, выходят через зигзагообразный канал в верхней головке полюса.

Рис. 18.6. Верхняя часть полюса выклю­

чателя ВМТ-110

Г

Г

7

8

В

Рис. 18.7. Дугогасительная камера встреч­ но-поперечного дутья

Во избежание выброса масла из полюса в его верхней ча­ сти установлен специальный маслоотделитель.

При напряжении ПО и 220 кВ пока еще широко исполь­ зуются баковые выключатели с поминальным током отклю­ чения 20—40 кА. В 75 % случаев ток КЗ не превышает 20 кА и замена их маломасляными выключателями может дать большой технико-экономический эффект.

Созданы маломасляные выключатели серии ВМТ на на-

При напряжении выше 220 кВ целесообразно примене­ ние нескольких разрывов, соединенных последовательно. В настоящее время маломасляные выключатели с такой компоновкой строятся на напряжение до 500 кВ.

По сравнению с баковыми и воздушными маломасля­ ные выключатели обладают следующими преимуществами:

1.Они имеют меньшие массу и габаритные размеры при малом объеме масла.

2.ДУ всегда готово к работе независимо от наличия сжатого воздуха.

3.Осмотр и ремонт дугогасительных камер и контактов возможен без слива масла, что обеспечивает удобство экс­

плуатации.

1. Они менее надежны в работе, чем баковые. Изоляци­ онные детали—рубашки, опорная изоляция—подвергаются повышенным механическим нагрузкам. Номинальный ток отключения маломасляных выключателей пока ниже, чем

убаковых.

2.Маломасляные выключатели, как правило, не допус­ кают установки встроенных трансформаторов тока.

Благодаря своим преимуществам маломасляные выклю­ чатели найдут широкое распространение в установках с на­ пряжением 6— 10 кВ.

При напряжении 35—220 кВ масляные выключатели бу­ дут вытесняться вакуумными и элегазовыми.

18.4. ПРИВОДЫ МАСЛЯНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

определенной линейной скоростью (1,5—10 м/с). Как правило, контак­ ты выключателей движутся поступательно, а звенья, передающие уси­ лия контактам от пружин или привода, имеют вращательное движение. Механизм, преобразующий вращательное движение в поступательное, называется прямилом. Механизм, широко применяемый в баковых вы­ ключателях, показан на рис. 18.10, а.

Отключающая пружина обычно устанавливается на каждом полю­ се и действует на приводную тягу В0Со, стремясь переместить ее слева направо. Во включенном положении четырехзвенник А1С2В2А2 находит-

Рис. 18 10. Механизм масляного выключателя:

а —механизм бакового выключателя; б—кривошипно-шатунный механизм; в —зависимость перемещения контакта Н от угла поворота а

ся в положении, близком к мертвому, которое широко используется для получения необходимой характеристики аппарата. Рассмотрим про­ стейший кривошипно-шатунный механизм (рис. 18.10,6). С рычагом 1 (кривошипом) связан выходной вал выключателя, а с ползуном 3 подвижный контакт. При вращении рычага 1 контакт совершает воз­ вратно-поступательное движение. При угле поворота, близком к 180°,

иотносительно большом изменении угла Да перемещение ДН близко

кнулю (звенья / и 2 лежат на одной прямой). В этом случае никакая сила, действующая на ползун 3 влево, не может переместить механизм. Это положение получило название мертвого. Зависимость хода контак­ тов Н от угла поворота а приведена на рис. 18.10,0. Использование мертвого положения дает возможность:

1)уменьшить момент или усилия на включающем элементе к концу процесса включения, когда усилия пружин наибольшие и к ним прибав­ ляются электродинамические усилия при включении на КЗ;

2)облегчить регулировку выключателя, так как малому ходу контак­ тов соответствует большой ход включающего рычага или тяги;