16. Воздушные и элегазовые выключатели

Воздушный выключатель — высоковольтный выключатель у которого гашение электрической дуги и перемещение контактов производится потоком сжатого воздуха, который создаётся отдельным устройством.

Воздушные выключатели подразделяются:

• по конструктивному исполнению:

  • выключатели с отделителем;

  • выключатели без отделителя.

• по назначению:

  • распределительные - номинальное напряжение до 750кВ, номинальный ток - до 3200А, отключающая способность - 40 - 50кА;

  • генераторные - номинальное напряжение до 25кВ, номинальный ток - до 20кА, отключающая способность - до 160кА.

Воздушные выключатели должны содержать следующие устройства:

• а) манометр, показывающий давление воздуха в резервуаре выключателя (полюса, элемента полюса);

• б) реле минимального давления или электроконтактный манометр (один или, если требуется, два) с контактами, обеспечивающими подачу сигнала о снижении давления ниже допустимого, а также разрыв соответствующих цепей управления; при наличии в выключателе электроконтактного манометра манометр по перечислению а) не требуется;

• в) запорный вентиль, устанавливаемый на общем воздухопроводе выключателя (полюса);

• г) обратный клапан, препятствующий выходу сжатого воздуха из резервуара (или резервуаров) выключателя при понижении давления в подводящем воздухопроводе (магистрали);

• д) фильтр для очистки поступающего в выключатель воздуха;

• е) указатель действия вентиляции (при ее наличии); при применении тальковых дросселей продувки наличие указателя действия вентиляции необязательно;

• ж) устройство для слива воды из нижней части резервуара (резервуаров) и выпуска воздуха.

Преимущество воздушных выключателей

• Воздушные выключатели давно эксплуатируются в энергосистемах России и СНГ и имеется большой опыт их эксплуатации и ремонта;

• Ремонтнопригодность (особенно по сравнению с элегазовыми выключателями).

Недостатки воздушных выключателей

• Необходимость наличия развитой пневмосистемы и компрессорного оборудования;

• Сильный шумовой эффект при отключении токов К.З.

• Большие габариты (особенно по сравнению с элегазовыми), что вызывает большие размеры ОРУ.

Гашение дуги в воздушном выключателе может происходить как продольным так и поперечным движением воздуха ( см. Гашение электрической дуги ). Количество контактных разрывов в одном полюсе зависит от номинального напряжения выключателя. Параллельно к дугогасящим контактам обычно подключается шунтирующие сопротивления для облегчения гашения дуги. Принципы работы механизмов в выключателях с отделителем и без отделителя несколько отличается.

• В выключателях с отделителем дугогасящие контакты соединены с поршнями в контактно - поршневой механизм. Последовательно с с дугогасительными контактами включен отделитель. Дугогасящие контакты с отделителем образуют полюс выключателя. Во включённом состоянии выключателя дугогосящие контакты и отделитель замкнуты. При подаче сигнала на отключение срабатывает электромагнитный пневмоклапан, который открывает пневмопровод и воздух от расширителя (ресивера), воздействует на поршни дугогасящих контактов. Контакты размыкаются и возникающая дуга гасится потоком воздуха, затем отключается отделитель, разрывая остаточный ток. Время подачи воздуха рассчитывается так, чтобы возникшая дуга была гарантированно погашена. Как только подача воздуха прекращается дугогасительные контакты возвращаются во включённое состояние, а разрыв цепи обеспечивается разомкнутым отделителем. Конструктивно отделитель может быть выполнен открыто - такая конструкция обычно применяется в выключателях вплоть до 35 кВ. В выключателях на большее номинальное напряжение отделители изготовляются в виде воздухонаполненных камер. Примером выключателя с отделителем может быть выключатель ВВГ-20 (СССР).

• В выключателях без отделителя дугогасящие контакты выполняют роль как дугогашения так и разрыв цепи в отключённом состоянии (функции отделителя).

В конструкции выключателей без отделителя применяются воздухонаполненные камеры (резервуары) с размещёнными внутри них дугогасительными устройствами. Привод контактов отделён от гасящей среды. Контакты могут выполнены одно- и двухступенчатыми.

Элегазовый выключатель  — это разновидность высоковольтного выключателя, коммутационный аппарат, использующий элегаз(шестифтористую серу, SF6) в качестве среды гашения электрической дуги; предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.

По конструкции различают колонковые и баковые выключатели. Колонковые ни внешне, ни по размерам принципиально не отличаются от маломасляных, кроме того, что в современных элегазовых выключателях 220 кВ только один разрыв на фазу. Баковые элегазовые выключатели имеют гораздо меньшие габариты по сравнению с масляными, имеют один общий привод на три полюса, встроенные трансформаторы тока.

В элегазовых выключателях применяются различные способы гашения дуги в зависимости от номинального напряжения, номинального тока отключения и эксплуатационных особенностей в месте установки. В элегазовых дугогасительных устройств в отличие от воздушных дугогасительных устройств при гашении дуги прохождение газа через сопло происходит не в атмосферу, а в замкнутый объем камеры, заполненный элегазом при относительно небольшом избыточном давлении. По способу гашения дуги в элегазе различаются следующие элегазовые выключатели:

• автокомпрессионные с дутьем в элегазе, создаваемым посредством компрессионного устройства (элегазовые выключатели с одной ступенью давления);

• в которых гашение дуги в дугогасительных устройствах обеспечивается вращением её по кольцевым контактам под действием поперечного магнитного поля, создаваемого отключаемым током (элегазовые выключатели с электромагнитным дутьем);

• с дугогасительным устройством продольного дутья, в которую предварительно сжатый газ поступает из резервуара с относительно высоким давлением элегаза (элегазовые выключатели с двумя ступенями давления);

• с дугогасительным устройством продольного дутья, в которых повышение давления элегаза происходит за счет разогрева газовой среды дугой отключения в специальной камере (элегазовые выключатели с автогенерирующим дутьем).