5.2.5. Выключатели высокого напряжения

Выключатели предназначены для отключения и включения цепей высокого напряжения в нормальных и аварийных режимах. Они являются одним из наиболее ответственных аппаратов в электроустановках. Современные выключатели выполняют на номинальные токи от 50 до 20000 А, номинальные напряжения от 3 до 750 кВ с мощностью отключения от 50 до 40000 МВ·А.

Конструкция выключателя, прежде всего, определяется способом гашения дуги. Поэтому современные выключатели можно разделить на следующие группы:

1. Масляные выключатели - гашение дуги происходит в масле: баковые (с большим объемом масла, которое служит также изоляцией) и маломасляные или горшковые [с малым объемом масла, являющимся только дугогасящей (генерирующей) средой].

2. Воздушные выключатели -гашение дуги осуществляется сжатым воздухом, запасенным в резервуаре выключателя.

3. Автогазовые выключатели - гашение дуги осуществляется газами, которые выделяются из стенок камер под действием высокой температуры дуги.

4. Элегазовые выключатели - гашение дуги происходит под давлением в среде шестифтористой серы (элегаза).

5. Электромагнитные выключатели - гашение дуги осуществляется при помощи магнитного дутья в различных камерах.

6. Вакуумные выключатели - гашение дуги происходит в вакууме.

Масляные баковые выключатели

Масляные баковые выключатели для напряжений 3 - 20 кВ выполняют однобаковыми (три фазы в одном баке, рис.4-50), а для напряжения 35 кВ и выше - трехбаковыми (каждая фаза в отдельном баке, рис.4.34),. Масло служит для изоляции фаз друг от друга (у однобаковых) и от заземленного бака, а также для гашения дуги и изоляции разрыва между контактами в отключенном состоянии.

На рис. 4-50, 4-51 схематически по­казан баковый выключатель без специальных устройств для гаше­ния дуги. Стальной бак 1 выклю­чателя подвешен к литой чугун­ной крышке 3 с помощью болтов. Через крышку проходят шесть фар­форовых изоляторов 4, на ниж­них концах токоведущих стержней которых закреплены неподвижно контакты 7. Подвижные контакты 8 находятся на контактном мо­сте или траверсе. Движение им пе­редается с помощью изолирующей тяги от приводного механизма, расположенного под крышкой вы­ключателя. Во включенном поло­жении траверса поднята и контакт­ный мост замыкает цепь между не­подвижными контактами. При этом отключающая пружина 5 сжата. Выключатель во включенном поло­жении удерживается защелкой при­вода, с которым он связан валом 6.

При отключении автоматически или вручную освобождается за­щелка и под действием пружины траверса быстро опускается вниз (скорость движения достигает 1,5—2,7 м/с). При этом образуется разрыв цепи в двух точках на каждом полюсе выключателя. Воз­никшие дуги разлагают и испаряют масло 2, образуется газопаровой пузырь, содержащий до 70% водорода. Давление внутри пузыря достигает 0,5-1 МПа, что повышает деионизирующую способность газов. Дуга гаснет через 0,08-0,1 с. Отключающая способность таких выключателей невелика, например у выключателя ВМЭ – 6 – 200 , Iоткл.ном = 4 кА.

Рис. 4-50. Схематический разрез масляного бакового выключателя.

/ — стальной бак; 2 — масло; 3 — крышка; 4 — проходной изолятор; 5 — отключающая пружина; 6 — вал выключателя; 7 — неподвижные кон­такты; 8 — подвижные контакты (тра­верса); 9 — изоляция стенок бака.

Рис.4-51. Масляный выключатель типа ВМБ-10 на 10 кВ, 400 А, 100 МВА.

1 и 2 — неподвижный и подвижный контакты соответственно; 3 — проходной изолятор; 4 - контактная траверса; 5 — контактные пружины; 6 - отключающие пружины; 7- изоляционная штанга; 8 - указатель положения выключателя; 9 - газоотводная труба (смещена в сто­рону); 10 - предохранительная тонкостенная трубка.

Значительное увеличение отключающей способности можно достигнуть применением дугогасительных камер, которые используются в баковых выключателях С-35-630-10 ().

Рис. 4.34. Выключатель баковый масляный С-35-630-10: а — разрез полюса: 1 — ввод; 2 — трансформатор тока; 3 — корпус приводного механизма; 4 — штанга; 5 — неподвижный контакт; 6 — дугогасительная камера; 7 — внутрибаковая изоляция; 8 — нагревательное устройство; 9 — маслоспускное устройство.

Достоинства масляных баковых выключателей: простота конструкции, высокая отключающая способность, пригодность для наружной установки, возможность установки встроенных трансформаторов тока.

Недостатки: взрыво- и пожароопасность, большой объем масла, что обуславливает большую затрату времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений; непригодность для выполнения быстродействующего АПВ; большая затрата металла; большая масса; неудобство перевозки, монтажа и наладки.

Все эти недостатки привели к тому, что на вновь сооружаемых объектах они не применяются, а на действующих заменяются маломасляными и элегазовыми.