2. (50) Масляные и элегазовые высоковольтные выключатели(назначение, конструкция, особенности гашения дуги, достоинства и недостатки).

Масленые выключатели: гашение дуги. Многообъемные масляные выключатели

В выключателях этого типа дугогасительные устройства помещены в заземлённый бак, заполненный маслом, которое используется в качестве газогенерирующего веществ, а также в качестве изоляции контактной системы от заземлённого бака.

Выключатель состоит из трёх полюсов. Каждый полюс собран на отдельной крышке. Через отверстия крышки проходят вводы. Дугогасительная камера состоит из двух одинаковых корпусов, внутри камеры расположены неподвижные и подвижный контакт, выполненный в виде перемычки, которая приводится в движение штангой механизма привода. Ниже приведена упрощенная схема выключателя, и дугогасительной камеры смешанного дутья.

Р=(3-8) МПа в дугогасительной камере.

Недостатки: взрывоопасны, ток нагрузки откл. медленнее, чем ток КЗ.

Многообъемные масляные выключатели(баковые)

U=35, 110, 220 кВ. Баковые выключатели просты в изготовлении, стоимость их относительно невысока, а наличие встроенных трансформаторов тока является их достоинством. В дугогасительных камерах смешанного дутья дуга создаёт давление газов до 8 МПа и тем самым уменьшает сечение ствола дуги и увеличивает электрическую прочность дугового промежутка. Дуга гасится за счёт продольного и поперечного дутья направленного вдоль оси движения подвижного контакта и вдоль канала дуги. Однако большой объём масла затрудняет доступ к контактной системе и увеличивает время для ремонта выключателей.

Под крышкой имеется воздушная подушка для смягчения ударов при откл. Располагаются на фундаменте, и есть приямок для аварийного слива масла.

В нижней части есть специальные люки. Простота конструкции, экономичность, надежность – достоинства малообъемных выключателей.

Малообъемные масляные выключатели

U=(10-330)кВ. ВМП-10. В – выключатель, М – маломасляный, П – подвесной.

В выключателяхэтого типа масло служиттолько газогенерирующим веществом. Для изоляции токоведущих частей используют фарфор, стеклопластик, текстолит. Маломасляные выключатели получили широкое применение, они изготовляются как для внутренней, так и для наружной установки. Маломасляные выключатели имеют меньшие размеры и массу по сравнению с баковыми выключателями. Относительно небольшое количество масла облегчает уход и ремонт.

Основанием выключателя является рама, которая крепится к тележке. К раме с помощью изоляторов крепятся бачки (полюса) выключателя. Верхняя и нижняя часть полюсов металлическая, а средняя изготовлена из изолирующего материала, стеклопластика. На раме размещены: вал выключателя и отключающая пружина. Вал каждого полюса соединяется с валом выключателя изолирующими тягами. В нижней части полюса расположена дугогасительгая камера с неподвижным контактом. Подвижный контакт имеет роликовые токосъёмники. При отключении подвижный контакт движется вверх, и выходит из подвижного контакта. Дуга при отключении гаснет в дугогасительной камере. Каждый полюс имеет масломерное стекло для контроля за уровнем масла. При утечках масла ниже допустимой величины оперировать выключателями под напряжением запрещается.

дугогасительные контакты;

Дугогасительная камера;

Неподвижные контакты.

Маломасляные выключатели 10 – 20 кВ с большими отключающими способностями (до 100 кА) и номинальным током до 11 кА имеют несколько иную конструкцию. Они имеют по два металлических бачка (горшка) на полюс. Контактная система разделена на главные и дугогасительные контакты. В качестве генераторного выключателя используется выключатель МГУ-20 такого типа. М – масляный, Г – горшковый, У – тип модификации.

Каждый полюс состоит из изоляторов, двух баков (горшков), изолирующих перегородок. В нижней части бака расположена дугогасительная камера. Главный токоведущий контур образуют неподвижные контакты, смонтированные на крышке баков, и подвижные контакты с ламелями, связанные с приводом изоляционными штангами. Дугогасительный токоведущий контур образуют дугогасительные контакты, последовательно соединённые дугогасительными стержнями, верхние концы которых закреплены в соединяющей их траверсе. При положении выключателя во включенном положении ток протекает в основном по главному токоведущему контуру. При отключении первыми расходятся главные контакты, закреплённые к подвижной траверсе, затем дугогасительные контакты. Дуга, образовавшаяся при отключении гаснет в дугогасительной камере за счёт встречно-поперечного дутья. При включении первыми включаются дугогасительные контакта, а затем – главные.

дугогасительные контакты;

дугогасительная камера;

неподвижные контакты;

рабочие контакты.

Выключатели на напряжения 110 и 220 кВ. ВМТ-220 состоят из трёх полюсов.

Полюс выполнен из стеклокерамики, сверху полюс имеет фарфоровую рубашку. Каждый полюс имеет два последовательно соединённых дуогасительных устройства, установленных на двух опорных изоляторах 110 кВ. Изоляторы на 110 кВ представляют собой полые фарфоровые изоляторы, внутри которых размещены стеклоплсатиковые тяги для передачи движения от привода к контактам. Верхняя часть заполнена маслом, и находится под избыточным давлением азота. Избыточное давление способствует быстрому погасанию дуги при отключении. Здесь, в верхней части, расположено дугогасительное устройство в эпоксидном цилиндре. Для равномерного распределения напряжения между контактами паралельно к ним подключены шунтирующие конденсаторы

Один полюс ВМТ110 имеет 2 разрыва:

ВМТ220 – 4 разрыва;

ВМТ330 – 6 разрывов.

Достоинства:

- небольшие габариты;

- небольшой объем масла снижает возможность взрыва и пожара;

- обладает высокой отключающей способностью;

- надежность.

Недостатки: скорость отключения невысокая, необходимость выполнять выносной ТТ.

Элегазовые выключатели (ЭВ)

Эксплуатация масляных и воздушных выключателей имеет недостатки, а именно: наличие масляного хозяйства; воздухоподготовка; наличие персонала для обслуживания; недостаточная отключающая способность.

Активно внедряются ЭВ. ЭВ выпускаются на U=(3-750)кВ

Достоинства ЭВ: простота конструкции; относительно простое гашение дуги.

Гасительный модуль и полюс заполненыэлегазомSF₆ (шестифтористая сера). SF₆ имеет электр-ю прочность.

Мощность отключения в 100 раз> чем в воздушном.

Отключающая способность хорошая I_н,откл=(40-63)кА

Элегазбезвреден, не горит, не взрывоопасен, не имеет запаха. Опасность представляют продукты разложения соединения серы и фтора (к-е образуются при отключении), к-е имеют неприятный запах.

Производители выпускают баковые и колонковые ЭВ. Баковые на U=(35-220)кВ, колонковые на U=(110-500)кВ. Зарубежные производители выпускают баковые на U≤245кВ, колонковые на U≤750кВ.

ЭВ устанавливаемые на ОРУ можно разделить на 2 группы: баковые и колонковые.

Схема бакового выключателя имеет вид:

1-бак; 2-привод; 3-тр-р тока; 4-высоковольтный ввод.

Достоинство бакового ЭВ-наличие встроенного ТТ. Привод заводиться с помощью пружины.

Колонковые ЭВ бывают V- образные, T- образные, Ш- образные.

1-колонка; 2- делители напряжения; 3- гасительный модуль.

Схема гасительного устройства.

Гасительная камера расположена в модуле, наполненном элегазом.

1-неподвижный контакт; 2- подвижный контакт; 3- подвижный цилиндр; 4- поршень.

При отключении подвижный контакт и цилиндр движутся вправо. Загорается дуга, затем дуга растягивается, охлаждается и гаснет.

ЭВ имеет замкнутую систему, поэтому элегаз наружу не выбрасывается.

Достоинства: хорошая отключающая способность; быстрое гашение дуги; простота конструкции; дешевизна; простота конструкции ДГК; низкий износ контактной системы; возможность унификации; устанавливаются на ЗРУ и ОРУ; срок службы >40 лет.

Недостатки: относительно дорогой элегаз; наличие емкости для его хранения; наличие системы перекачки и очистки.