2,31.Маломасляные выключатели: назначение масла, конструкция.

В маломас-ых выключателях с целью уменьшения габаритных размеров и массы изоляции в основном осущ-ется твердыми материалами. Широко распр-ены выключ-ли типа ВМП-10(выключ-ель масляный подвесного типа), предн.для работы при ном.напряжении 10 кВ. Контактная система, ДУ и устройство, превращ-ее вращат-ые движение рычагов в поступат-ое движение контактов, смонтированы в виде единого блока полюса 1. Этот блок с помощью опорных изоляторов 2 крепится к стальной раме 3. В верхней головке полюса 8 расположены подвижный контакт и механизм, в нижней 9 – неподвижный контакт. В раме установлены вал выключателя 5, отключ-ая пружина, пружинный буфер включ-ия и масляный буфер отключения 6. Вал 5 связан с выходным рычагом механизма полюса 7 с помощью прочной изоляционной тяги 4. При включ-ии изоляц-ой тяги 4 поворач-ет выходной рычаг полюса 7 против часовой стрелки и производит замыкание контактов. Отключ-ая пружина при этом растяг-ется, а пружинный буфер включ-ия сжимается. Этот буфер развивает большую силу на небольшом ходе, соот.ходу подвижного контакта в розетке, и создает необход-ую для гашения дуги скорость перемещ-ия подвижного контакта. Для огранич-ия давления при больших токах и создания необход-ого вблизи нулевого значения тока ДУ имеет воздушный буфер. Давление в ДУ достигает наиб.значения вблизи максим-го значения тока. Под действием этого давления масло сжимает воздух в буфере, в нем аккумулируется энергия. При приближение тока к нулю мощность в дуге и давление резко уменьшается. Энергия, которая скапливается в буфере, позволяет создать вблизи нуля тока такое давление, которое необходимо для гашения дуги. Под действием дуги, возник-ей при расхождении контактов, масло разлагается и образ-еся газы создают в камере давление. По сравнению с баковыми и воздушными маломасляные обладают след.преимуществами:

1) имеют меньшую массу и габаритные размеры при малом объеме масла. 2) ДУ всегда готово к работе независимо от наличия сжатого воздуха. 3)Осмотр и ремонт дугогасительных камер и контактов возможен без слива масла 4) Путем применения унифицированных узлов выключатель довольно легко можно выполнить на напряжении до 500 кВ. Недостатки: 1)они менее надежны в работе, чем баковые. Номин.ток отключения маломасляных выключателей ниже, чем у баковых.2) Маломасл.выкл-ли, не допускают установки встроенных трансформаторов тока

Широко распр-ны в установках с напряжением 6-10кВ. При напряжении 35-220 кВ масляные выключ-ли будут вытесняться вакуумными и элегазовыми.

9.Отделители и короткозамыкатели: назначение и короткозамыкатели.

В настоящее время начинают широко применяться высоковольтные подстанции без выключателей на питающей линии. Это позволяет удешевить и упростить оборудование при сохранении высокой надежности. Для замены выключателей на стороне высокого напряжения исп-ся короткозамыкатели и отделители. Короткозамыкатель – это быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого по сигналу релейной защиты создается искусственное КЗ сети. Отделитель пред-т собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. В отделители процесс отключения длится 0,5-1 с. На стальной коробке 1 установлен опорный изолятор 2. Вверху опорного изолятора расположен неподвижный контакт 3, находящийся под высоким напряжением. Подвижный заземленный контакт – нож 4 укреплен на валу 5 привода короткозамыкателя. Для создания необходимой прочности нож 4 имеет ребро жесткости 6. Основание 1 изолировано от земли и присоединяется к одному концу первичной обмотки трансформатора тока, второй конец которой заземлен. На вал 5 действует пружина привода, которая заводится в отключенном состоянии. Для включения подается команда на электромагнит привода, который освобождает защелку механизма. Под действием пружины нож перемещается в вертикальной плоскости вверх и заземляет контакт 3. Время включения короткозамыкателя 0,15-0,25с

В основу конструкции отделителя )Д-110У на 110 кВ положен двухколонковый разъединитель с вращением ножей 1 в горизонтальной плоскости. Приведение в движение колонок 2 осуществляется пружинным приводом 3 с электромагнитным управлением. Во включ.положении пружины привода заведены. При подаче команды пружина освобождается и контакты расходятся за время 0,4-0,5 с.

Эти конструкции короткозамыкателей и отделителей имеют большое время срабатывания (0,5-1с), что удовл.современные требования к энергосистемам. Рассмотренные аппараты не обесп-т также достаточную надежность работы при гололеде и сильных морозах.

Наиболее надежным короткозамыкателем яв-ся элегазовый короткозамыкатель. Он защищен от климатич. Воздействий окр.среды. Время срабатыв. в 4-5 раз меньше, чем у существующих короткозамыкателей открытого типа.

20.Элегазовые выключатели Свойства элегаза. По сравнению с воздухом этот газ обладает следующими преимуществами: 1. Электрическая прочность в 2,5 раза выше, чем у воздуха. При давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза приближается к прочности трансф-го масла.

2. Высокая удельная объемная теплоемкость (почти р. 4 раза выше, чем у воздуха) позволяет увеличить нагрузку токоведущих частей и уменьшить массу меди в выключателе. 3. Номин-ый ток отключ-ия камеры продольного дутья с элегазом в 5 раз выше, чем с воздухом. 4. Малая напряж-сть электрич-го поля в столбе дуги. Благодаря этому резко сокращается износ контактов, уменьшается эффект термодинамической закупорки сопла. 5. Элегаз является инертным газом, не вступающим в реакцию с кислородом и водородом, слабо разлагается дугой. Элегаз нетоксичен, хотя некоторые продукты разложения опасны. Недостатком элегаза является высокая температура сжиженияЭто заставляет использовать его либо с подогревающим устройством, либо при низком давлении. При давлении 0,35 МПа температура сжижения равна —40°С. Для электрических аппаратов применяется газ с высокой степенью очистки от примесей, что усложняет и удорожает его получение.

б)Конструкция элегазовых выключателей. Дугогасящая способность элегаза наиболее эффективна при большой скорости его струи относительно горящей дуги. Возможны следующие исполнения ДУ с элегазом: 1) с автопневматическим дутьем. Необходимый для дутья перепад давления создается за счет энергии привода; 2) с охлаждением дуги элегазом при ее движении, вызванном взаимодействием тока с магнитным полем. 3) с гашением дуги за счет перетекання газа из резервуара с высоким давлением в резервуар с низким давлением (выключатели с двойным давлением).

1) В настоящее время широко применяется первый способ. Дугогасителыюе устройство с автопневматическим принудительным дутьем располагается в герметичном баке с давлением элегаза 0,2—0,28 МПа. При отключении дуга возникает между неподвижным 1 и подвижным 2 контактами. Вместе с подвижным контактом 2 при отключении перемещаются сопло 3 из фторопласта, перегородка 5 и цилиндр 6. Так как поршень 4 при этом неподвижен, элегаз сжимается и его поток, проходя через сопло, продольно омывает дугу и обеспечивает ее эффективное гашение.

3) Устройство элегазового выключателя для КРУЭ-220 на напряжение 220 кВ. Включение и отключение выключателя производится пневматическим приводом. Выключатель заполнен элегазом при давлении 0,55 МПа. Этот элегазовый выключатель имеет высокие технические показатели и допускает 20-кратное отключение тока КЗ предельного значения 40 кА без ревизий. Утечка элегаза из бака не превышает 1 % в год. Разработаны ДУ с номинальным напряжением 220 кВ на один разрыв и током отключения 40 кА при высокой скорости восстановления напряжения. Элегазовые выключатели наиболее перспективны для напряжений выше 35 кВ и могут быть созданы на напряжение 800 кВ и выше.

12. Разъединителей и их приводы. Для внутренних установок, не подверженных воздействию атмосферы и с напряжением, как правило, не выше 20 кВ, наиболее широко распространены рубящие разъединители с движением подвижного контакта (ножа) в вертикальной плоскости. Для получения электродинамической стойкости контактов необходимо соответствующее контактное нажатие. С ростом тока контактное нажатие и усилие, необходимое для включения, возрастают. При ручных приводах контактные нажатия стремятся брать возможно малыми. С этой целью применяют сдвоенные ножи и электромагнитные замки. Для повышения электродинамической стойкости контактов разъединителей широко используются электродинамические силы, возникающие в токоведущих элементах. Подвижный контакт выполнен в виде двух параллельных шип. При КЗ электродинамическая сила прижимает шипы к стоикам неподвижного контакта. При номинальном токе контактное нажатие создается пружинами, которые воздействуют на подвижный контакт через стальные пластины. Магнитный поток, создаваемый проходящим по шинам током, замыкается вокруг них и через стальные пластины. В системе возникают электродинамические силы такого направления, чтобы возросла энергия магнитного поля. Пластины приближаются к шинам и попадают в зону более сильного магнитного поля. Электромагнитная энергия при этом возрастает. Таким образом, создается сила, притягивающая стальные пластины к шинам и увеличивающая контактное нажатие. Для управления разъединителями типа РВ применяются рычажные системы с ручным или моторным приводом. При токах более 3 кА рычаг заменяется червячной передачей, что позволяет увеличить действующую на шины силу. Для дистанционного управления применяются электрические и пневматические приводы. В электрических приводах ось двигателя связывается с выходным рычагом привода через систему червячной передачи.

В пневматическом приводе отсутствуют громоздкие рычажные передачи, и обеспечивается плавный ход контактов. К разъединителю подводятся трубопровод со сжатым воздухом и цепи управления электромагнитами. Для наружной установки широко используются разъединители поворотного типа РНД. Разъединители такого типа применяются при напряжении до 750 кВ.

17.Контакторы постоянного тока. а) Контактная система. С целью уменьшения износа для контакторов применяются преимущ-но линейные перекатывающиеся контакты. При износе контакт заменяется новым, а пластина подвижного контакта переворачивается на 180° и используется ее неповрежд-ая сторона.

В контакторах с небольшим числом включений или предназначенных для длительного нахождения во включенном состоянии, на рабочую поверхность контактов напаивается серебряная пластина. Если контактор наряду с режимом продолжительного включения используется в режиме повторнократковременного включения, применение серебряных накладок нецелесообразно из-за малой механич-ой прочности серебра. Как правило, контактная система имеет один полюс. Контакторы с двухполюсной контактной системой очень удобны для закорачивания сопротивлений в цепи ротора асинхронного двигателя. б) Дугогасительное устройство. В контакторах постоянного тока наибольшее распространение получили устройства с эл-магнитным дутьем с катушкой тока и полюсами. При отключ-ии малых постоянных токов (5-10А) и большой индуктивности нагрузки наблюдается длительное горение дуги. По опытным данным ток, надежно отключаемый контактором, составляет 20—25 % номинального тока. Современные контакторы серии МК обеспечивают отключение тока до 1 А при постоянной времени цепи до 100 мс. в) Электромагнит. В контакторах постоянного тока распространены эл-магниты клапанного типа. С целью повышения механич-ой износостойкости применяется вращение якоря на призме. Допустимое число включений некоторых электромагнитов 1200 в час. В контакторе серии КПВ-600 катушка электромагнита наматывается на тонкостенную изолированную стальную гильзу, которая обеспечивает достаточную жесткость и улучшает тепловой контакт катушки с сердечником, что способствует снижению температуры катушки и уменьшению габаритов контактора. Включение должно происходить при все время нарастающей скорости движения якоря. Скорость якоря не должна снижаться и в момент замыкания главных контактов.

Контакторы переменнго тока а) Контактная система. Контакторы переменного тока выпускаются на номинальный ток от 100 до 1000 А при числе главных контактов от одного до пяти. Наиболее распространены контакторы трехполюсного исполнения. Из-за более благоприятных условий гашения дуги зазор между главными контактами делается меньше, чем в контакторах постоянного тока. Уменьшение зазора позволяет уменьшить мощность электромагнита, его габариты и массу. В качестве материала главных контактов применяется металлокерамика, а для вспомогательных-серебро или биметалл. Основой биметаллического контакта является медь, покрытая тонкой пластиной из серебра. В контакторах переменного тока наряду с магнитным гашением дуги широко применяются дугогасительные решетки. б) Электромагнит. Для привода контактов контактора переменного тока используются электромагниты с Ш- и П-образными магнитопроводами. Для амортизации удара якоря о неподвижный сердечник последний крепится к основанию с помощью пружины. С целью устранения вибрации якоря во включенном положении на полюсах магнитной системы устанавливаются короткозамкнутые витки. Срабатывание и отпускание электромагнита переменного тока происходят значительно быстрее, чем электромагнита постоянного тока. Собственное время срабатывания контакторов составляет 0,03—0,05 с, а время отпускания 0,02 с.

13.Классификация электрических аппаратов. Классификация электрических аппаратов может быть произведена по ряду признаков:

1. Назначение (основной выполняемой функцией)

2. Область применения

3. Принципу действия

4. Роду тока

5. Исполнению защиты от воздействия окружающей среды

6. Конструктивным особенностям и др.

Основной является классификация по назначению:

1. Коммутационные аппараты служат для включения и отключения электрических цепей

2. ограничивающие служат для ограничения токов короткого замыкания и перенапряжения

3. пускорегулирующие аппараты

4. аппараты для контроля заданных электрических и неэлектрических параметров

5. аппараты для измерения

6. Электрические регуляторы