5.1.4 Воздушные выключатели

В воздушных выключателях гашение дуги происходит в продольном потоке вохдуха при давлении 24 МПа и выше, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного уст­ройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолиру­ющими материалами.

Гасительное устройство с одним разрывом может быть использовано для отключения значительного тока только при относи­тельно небольшом напряжении. Вык­лючатели напряжением 220 кВ и выше должны иметь несколько разрывов, включенных последовательно. На­пример, при давлении воздуха 4 МПа и напряжении 110 кВ выключатель с одним разрывом способен отключить ток около 40 кА. Выключатель 220 кВ должен иметь два разрыва, а выключатель 500 к В  четыре разрыва.

Воздушные выключатели с номиналь­ным напряжением от 110 до 1150 кВ проектируют сериями и собирают из уни­фицированных частей, из которых важ­нейшим является дугогасительный модуль с двумя разрывами, рассчитанный на некоторое условное напряжение по­рядка 110250 кВ в зависимости от давления воздуха. Число модулей, вклю­ченных последовательно, выбирают в соответствии с номинальным напряже­нием.

Необходимым условием удовлетво­рительной работы выключателей с мно­гократным разрывом является рав­номерное распределение восстанавли­вающего напряжения между разрыва­ми. Опыт показывает, что это напря­жение распределяется далеко неравно­мерно, если для этого не приняты особые меры. Чтобы обеспечить равномерное распределение напряжения между раз­рывами при любой частоте восстанав­ливающегося напряжения, целесообразно применение емкостных делителей на­пряжения (рисунок 5.10).

Рисунок 5.10  Схема включения конденсаторов и шунтирующих

резисторов у воздушного выключателя

Воздушные выключатели, чувстви­тельные к скорости восстанавливающего­ся напряжения, обычно снабжают также шунтирующими резисторами, вклю­ченными параллельно каждому разрыву (рисунок 5.10,6). При этом в каждом разрыве необходимы небольшие гасительные устройства (обозначены 1', 2', 3', 4') для отключения сопровождающего тока.

Выключатели серии ввб

Наиболее совершенны воздушные выключатели, у которых дугогасительная камера размещается непосредственно в баке со сжа­тым воздухом. На рисунке 5.11,а показан полюс такого выключателя се­рии ВВБ (выключатель воздушный баковый) на напряжение 110 кВ.

Рисунок 5.12  Баковый воздушный выключатель серии ВВБ-110

Бак со сжатым воздухом 1 располагается на опорном изоляторе 2, в этом же изоляторе проходят управляю­щие воздухопроводы, воздух в которых находится под давлением 2,6 МПа. Шкаф управления 3 расположен в основании выключателя. ДУ соединяется с внешней цепью токоведущими частями проходных изоляторов 4. Равномерное распределение напряжения между двумя разрывами устройства обеспечивается с помощью конденсаторов 5. Схе­ма устройства представлена на рис 5.12,6, где 5  шунтирующие конденсаторы, обеспечивающие равенство напряжений на двух разрывах устройства; 6  основные контакты; 7  вспомогательные; 8  шун­тирующие резисторы, служащие для снижения скорости восстановления напряжения. Ток через шунтирующие резисторы отключается контакта­ми 7 после гашения дуги в основных разрывах 6. Корпус бака 1 находится под напряжением.

В рассмотренной конструкции под высоким давлением находится только стальной бак. Это позволяет повышать давление воздуха в баке до 3,54 МПа и увеличивать отключаемый ток. На базе модуля (одного полюса), изображенного на рисунке 5.12, создана серия выключателей с номинальным напряжением до 750 кВ и номинальным током отключения до 40 кА. Их полное время отключе­ния составляет 0,06—0,08 с в зависимости от номинального напряжения. Полюс выключателя на напряжение 220 кВ имеет четыре разрыва. Выключа­тели этой серии изготовляет:

ОАО ВО "Элек­троаппарат", г. Санкт-Петербург.

http://www.ea.spb.ru

Дугогасительные модули с двумя разрывами и одно­сторонним дутьем имеют условное напряжение 110 кВ. Число модулей у выключателей с номинальным напряже­нием 110, 220, 330, 500 и 750 кВ равно соответственно 1, 2, 4, 6 и 8. Модули уста­навливают на колоннах из фарфоровых изоляторов. Выключатели 110 кВ имеют один модуль и одну опорную колонну. Выключатели 220750 кВ имеют по два модуля на каждой колонне, расположен­ных один над другим и соединенных последовательно перемычкой (рисунок 5.13  [2, с. 143-144; 3, с. 308]).

Выключатели серии ВВБ имеют пнев­матическую систему управления. Пуско­вые клапаны для включения и отключе­ния с соответствующими электромаг­нитами расположены у основания выклю­чателя, около ресивера с запасом сжатого воздуха, и находятся под потенциалом земли. В полых опорных колоннах про­ложены воздуховоды из изоляционного материала, из которых один служит для пополнения бачков сжатым воздухом, а второй для управления контактами и дутьевыми клапанами модулей, находя­щихся под напряжением.

Развитием серии выключателей ВВБ является выключатель ВВБК (К  крупномодульные), в котором давление воздуха поднято до 4 МПа. В результате конструк­тивных усовершенствований при отключении создается двустороннее несимметричное дутье, повышающее эффективность гашения дуги. В выключателях на напря­жение 220 кВ и выше пневматическая си­стема управления заменена пневмомеха­нической, что позволило уменьшить время отключения до двух периодов. Механическая передача размещена в от­дельной колонке, расположенной рядом с опорной колонной.

Рисунок 5.13  Выключатель серии ВВБ-220

с двумя модулями на одной колонне

Номинальный ток отключения увеличен с 31,5 до 50 кА, а допустимое напряжение на разрыве с 55 до 110 кВ. Время отключения при этом снижено с 0,060,08 до 0,04 с. Номинальное напряжение выключателя ВВБК достигает 1150 кВ.

На рисунке 5.14 показан полюс выключателя ВВБК-220, состоящий из двух дугогасительных модулей 3, расположенных на опорном изоляторе 1. Делительные конденсаторы 4 служат для выравнива­ния напряжения по разрывам дугогасительных камер в процессе гашения дуги и в отключенном положении. Рядом с опорным изолятором расположена колонка управле­ния 2, в которой находится стеклопластиковый воздухопровод, постоянно подающий сжатый воздух в камеры 3.

1  опорный изолятор

2  колонка управления

3  дугогасительные модули

4  делительные конденсаторы

Рисунок 5.14  Полюс воздушного выключателя ВВБК-220

Внутри воздухо­провода проходит стеклопластиковая тяга, служащая для подачи управляющего воздействия от шкафа управления полюса к бло­кам управления дугогасительных устройств. Механическая систе­ма управления контактами позволила снизить полное время от­ключения на 0,02 с (110 кВ) и 0,04 с (220 кВ).

На напряжение 750, 1150 кВ ОАО ВО "Электроаппарат" разра­ботаны подвесные выключатели на основе модулей ВВБК.

Выключатель на напряжение 1150 кВ состоит из шести моду­лей ВВБК, подвешенных на портале. В каждом полуполюсе три модуля, колонна питания сжатым воздухом и колонна управле­ния. В выключателе применена пневмосветовая система управле­ния, которая позволяет уменьшить время отключения выключа­теля за счет уменьшения времени передачи командного импуль­са (t_откл,с = 0,022 с).

_{1  шкаф управления}

_{2  опорная колонна}

_{3  колонка управления}

_{4  модуль}

_{5  промежуточные изоляторы}

_{6  делитель напряжения}

_{7  токоведущая перемычка}

_{Рисунок 5.15  Выключатель серии ВВБК-500}

Модульный принцип рассмотренной серии позволяет при не­обходимости быстро заменить вышедший из строя модуль на но­вый. Длительность ремонта при этом заметно уменьшается, а это увеличивает надежность работы установки в целом.