Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
матвед_зачет_проводники_диэлектрики.docx
Скачиваний:
27
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
38.4 Кб
Скачать

Использование вакуума в качестве дугогасящей среды

Любая дугогасящая среда в первую очередь должна быть хорошим диэлектриком, чтобы препятствовать протеканию тока через него. Вакуум не исключение из правил: он имеет интересные и все же специфические диэлектрические свойства по сравнению с другими изоляционными газами, которые обычно используются под давлением выше или равным 1 бар.

Вакуум относится к газам "высокого" давления (диапазон давлений от 10-1 до 10-5 Пап, то есть 10-3 к 10-7 мБар) , но в вакуумном защитном выключателе (см. рис. 2) является фактически газом низкого давления: в новых выключателях обычное давление 10-6 мБар.

Вакуумные дугогасительные камеры.

При таком давлении 1 кубический миллиметр объема все еще содержит 27.106 молекул газа, но их взаимодействия незначительны, так как среднее свободное расстояние между двумя столкновениями соизмеримо ста метрам: таким образом термин "вакуум" является соответствующим, так как каждая молекула ведет себя, как будто она фактически одна.

Принимая во внимание, что элегаз используется во всех диапазонах среднего и высокого напряжения, то вакуум прежде всего получил распространение в диапазонах среднего напряжения, с ограниченным применением в цепях низкого и высокого напряжения. Две названные технологии конкурируют друг с другом только в диапазоне среднего напряжения.

Так, универсальным средством, которое противостоит перенапряжениям при отключении электродвигателей, ненагруженных трансформаторов и т.д., являются ОПН, применение которых при установке вакуумных выключателей в отдельных случаях просто необходимо.

+ в условиях вакуумной среды при расстоянии между контактами 10 мм значения выдерживаемого напряжения в 4 раза превышают аналогичные для элегазовой среды и в 20 раз — для воздуха. Поэтому, безусловные преимущества вакуума в конструкции коммутационных аппаратов определяются его диэлектрической прочностью и скоростью ее восстановления.

Основные достоинства вакуумных выключателей, определяющие их широкое применение:

1. Высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и

номинальных токов отключения. Число отключений номинальных токов вакуумным

выключателем (ВВ) без замены ВДК составляет 10-50 тыс.

число отключений номинального тока отключения - 20-200 что в 10 -20 раз

превышает соответствующие параметры маломасляных выключателей

2. Резкое снижение эксплуатационных затрат по сравнению с

маломасляными выключателями. Обслуживание ВВ сводится к смазке механизма и

привода, проверке износа контактов по меткам 1 раз в 5 лет

или через 5-10 тыс. циклов «включение-отключение».

3. Полная взрыво- и пожаробезопасность и возможность работы в

aгрессивных средах.

4. Широкий диапазон температур окружающей среды, в котором возможна

работа ВДК

5. Повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам

вследствие малой массы и компактной конструкции аппарата.

6. Произвольное рабочее положение и малые габариты, что позволяет

создавать различные компоновки распределительных устройств, в том числе и

шкафы с несколькими выключателями при двух-трехъярусном их расположении.

7. Бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малым

выделением энергии в дуге и отсутствием выброса масла, газов при

отключении токов КЗ.

8. Отсутствие загрязнения окружающей среды.

9. Высокая надежность и безопасность эксплуатации, сокращение времени

на монтаж.

К недостаткам ВВ следует отнести повышенный уровень коммутационных

перенапряжении, что в ряде случаев вызывает необходимость принятия

специальных мер по защите оборудования.

ЭЛЕГАЗ

Последний являет собой безвредный, химически не активный, не горючий газ, который обладает высокой электрической прочностью и теплопроводимостью. 

Применение элегаза в качестве дугогасящей среды позволило существенно снизить габариты оборудования. За счет инертности и негорючести, элегаз обладает дугогасящими свойствами, намного превосходящими свойства других дугогасящих сред.

Однако в определенных режимах работы высокая пробивная устойчивость элегаза может иметь негативный характер.

К достоинствам элегаза можно отнести также то, что он не требует ухода (как например трансформаторное масло), не стареет, не оказывает пагубного влияния на конструктивные части аппарата (при нормальной эксплуатации) и плюс ко всему является сравнительно недорогим.

Дугогасительное устройство выключателя элегазового типа отличается простотой конструкции и небольшим размером. Гашение дуги производится при небольшом количестве разрывов и достаточно быстро. Ниже рассмотрим конструктивные особенности и принцип гашения дуги в выключате

В тоже время у элегаза есть и некоторые недостатки, связанные с его химическими свойствами и технологией производства:

  • переход в жидкое состояние при сравнительно высоких температурах

  • опасность отравления продуктами распада элегаза

  • достаточно высокая стоимость.

Однако это преимущество становится недостатком элегаза при низких температурах по причине перехода его в жидкое состояние и потере изоляционных свойств, что определяет дополнительные требования к температурному режиму элегазового оборудования в эксплуатации. На рис. 4 приведена зависимость состояния элегаза от давления и температуры.

Преимущества и недостатки элегазовых выключателей  К преимуществам элегазовых выключателей можно отнести 

  • возможность применения на все классы напряжений свыше 1 кВ;

  • гашение дуги происходит в замкнутом объеме без выхлопа в атмосферу;

  • относительно малые габариты и масса;

  • пожаро- и взрывобезопасность;

  • быстрота действия;

  • высокая отключающая способность;

  • надежное отключение малых индуктивных и емкостных токов в момент перехода тока через нуль без среза и возникновения перенапряжений;

  • малый износ дугогасительных контактов;

  • бесшумная работа;

  • возможность создания серий с унифицированными узлами;

  • пригодность для наружной и внутренней установки.

  • К недостаткам элегазовых выключателей можно отнести 

  • сложность и дороговизна изготовления - при производстве необходимо соблюдать высокую чистоту и точность;

  • высокие требования к качеству элегаза;

  • температурные недостатки SF6, необходимость подогрева и использования смесей элегаза с азотом, хладоном и другими веществами, позволяющими работать элегазовым выключателям в условиях низких температур окружающей среды;

  • необходимость специальных устройств для наполнения, перекачки и очистки SF6;

  • относительно высокая стоимость SF6;

  • требуется более внимательное отношение к использованию и учету элегаза.