1. (49) Воздушные и вакуумные высоковольтные выключатели (назначение, конструкция, особенности гашения дуги, достоинства и недостатки)

Воздушные выключатели

В воздушных выключателях деионизация дугового промежутка происходит в потоке сжатого воздуха, вытекающего из гасительной камеры в атмосферу через металлическое сопло, по оси которого расположен дуговой промежуток. Наибольшее распространение получили гасительные устройства с двусторонним дутьём и полыми контактами, являющимися одновременно соплами, через которые воздух вытекает из камеры в атмосферу. При размыкании контактов дуга сдувается потоком воздуха с торцов на внутренние поверхности контактов или вспомогательные электроды, расположенные по оси.

Давление воздуха в камерах мощных выключателей составляет 2 – 4 Мпа. Скорость истечения воздуха зависит от поперечного сечения канала. Наименьшая скорость имеет в камере. По мере приближения к соплам поперечное сечение канала уменьшается, скорость истечения воздуха увеличивается, а давление уменьшается. Условия истечения воздуха из гасительной камеры и отключающая способность выключателя зависит помимо других факторов от расстояния между контактами(ход контактов – l=(25-35)мм). Если расстояние слишком велико, отключающая способность гасительного устройства понижена, так как часть дугового находиться в зоне, где скорость воздуха относительно мала. Расстояние между контактами не должно быть и слишком малым, так как при этом сечение канала оказывается слишком малым.

Наибольший ток, который может быть отключён гасительным устройством воздушного выключателя, зависит от давления воздуха, площади сечения отверстия сопла и скорости восстанавливающего напряжения. С увеличением давления воздуха и сечения выходного отверстия сопла отключающая способность выключателя увеличивается. Вместе с тем увеличивается расход воздуха и размеры клапанов. До последнего времени давление воздуха в выключателях не превышало 2 МПа. Новейшие выключатели с большой отключающей способностью работают при давлении воздуха 4 МПа. Опыт показывает, что оптимальные условия работы гасительного устройства воздушного выключателя с одним разрывом при давлении воздуха 2 Мпа соответствуют напряжению 55 – 60 кВ и при давлении 4 Мпа – напряжению 110 – 1кВ . Выключатели для более высоких номинальных напряжений строят только с многократным разрывом цепи, с несколькими гасительными устройствами, включенными устройствами.

Выключатели с опорожняющимися камерами и отделителями

Выключатели наиболее ранних конструкций.

1 – ресивер – бак со сжатым воздухом;

2 – дугогасительная камера;

3 – шунтирующий резистор;

4 – отделитель, выполненный на базе разъединителя;

5 – фарфоровые колонки; 6 – воздуховод; 7 – пусковой клапан; ВВН – 110, 150, 220кВ (выкл. возд. наружной установки)

При отключении воздух из ресивера подается в дугогасительную камеру, после гашения дуги отключается отделитель (обеспечивается видимый разрыв), воздух из камеры удаляется, контакты замыкаются. Включение выключателя производится отделителем.

«+»: непожароопасны, хорошая отключающая способность, быстродействие.

«-«: ненадежность (при гололеде может не сработать), неэффективно гасится сопровождающий ток, при включении на неустранившеесякз может произойти оплавление контактов.

Воздухонаполненные выключатели

Силовые, вспомогательные контакты, дугогасительные устройства располагаются в баке со сжатым воздухом. Давление Р=(2…4)МПа. Эксплуатируются ВВБ, ВВБК (К- компрессионные, повышенное давление). Принцип построения модульный, один модуль U = 245кВ.

ВВБ-220 – один модуль, внутри бака расположена контактная система.

При отключении одновременно срабатывает поршневая система 7 и открываются каналы для дутья и отключаются главные контакты. В движение приходит траверса 1 и подвижный контакт 2. 3-неподвижный контакт. Дуга потоком воздуха перекидывается на вспомогательный электрод 6 и выдувается из полюса. Т.к. деионизация происходит немгновенно, то через время 0.035с срабатывают главные контакты, отключаются вспомогательные контакты 9, назначение которых гашение вспомогающего тока).

Для равномерного распределения потенциала на разрывах выключателя включается емкостной делитель (конденсатор). При включении включаются сначала главные контакты 2,3, затем вспомогательные. В ВВБК используется двухстороннее дутье, т.к. они имеют большее число разрывов на фазу.

Вакуумные выключатели(ВВ)

Выполняются на U=(6-110)кВ.

Схема камеры имеет вид:

1-неподвижный контакт; 2- подвижный контакт; 3- силовые контакты; 4- дугогасительные контакты; 5- уплотнитель; 6- экран;

7- корпус камеры.

Корпус выполнен из металлокерамики.

ВВ – быстродействующие, дуга гаснет практически при первом прохождении через нуль.

В ВВ высокая скорость восстанавливающего напряжения. Это приводит к перенапряжениям в сети. Поэтому выкл-ль снабжается ограничителем перенапряжения (ОПН) или для ограничения перенапряжения в конструкции выкл-я предусмотрены R-L-цепочки. При отключении сначала размыкаются силовые, затем дугогасительные контакты. Экран предназначен для защиты корпуса. При отключении в межконтактном промежутке образуется метал-й проводник. В нормальных условиях выкл-ль способен сделать 30000 отключений. В условиях аварии без ревизии 50 откл-й. Срок службы 15 лет.

Достоинство: не взрыво- и пожароопасны.

Привод выкл-ля обычный эл.магнитный.

Особенности контактной системы: диаметр d=18см, ход контактов h=12мм.

Выкл-ли на U=35кВ, 110кВ выполняются по модульному принципу.