12.5 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.

12.6 Многообъемный масляный выключатель: гашение дуги, конструкция.

В многообьемных (или баковых) масляных выключателях токоведущие части изолируются м/у собой и от земли с помощью масла, находящегося в стальном баке, соединенном с землей. Устр-во: В стальном баке 1 на маслонаполненных вводах 2 расположены дугогасительные устройства (камеры) 3. Маслонаполненный ввод (проходной изолятор) служит для проведения токоведущей цепи, находящейся под напряжением, через металлическую стенку или другие преграды. Траверса 4 перемыкает выходные контакты 11 камер. Горячие ионизированные выхлопные газы из камер, могут вызвать перекрытие с камер на бак. Для предотвращения этого явления имеется баковая изоляция 5.

Перемещение траверсы 4 происходит под действием штанги 6, движущейся по направляющим 7 под действием пружин механизма и пружин камер10.

На выключателе установлены магнитопроводы 8 со вторичными обмотками трансформаторов тока. Первичной обмоткой трансформатора является токоведущие стержни вводов 2. Для сохранения вязкости трансформаторного масла при низких температурах предусмотрен электрический подогрев масла устройством 9.

Дугогасильное устройство: в прочном стеклоэпоксидном цилиндре 1 расположены неподвижные контакты 2 и 3. неподвижные контакты 2 и 3 выполнены в виде торцевого контакта. Промежуточный контакт 4 сделан в виде сквозной розетки. Для уменьшения износа контакты облицованы металлокерамикой. Камера имеет два разрыва. Первый образуется между контактом 2 и промежуточным подвижным контактом 5, второй – между контактом 3 и контактом 6. дугогасильная решетка 7 имеет два следующих друг за другом дутьевых канала 8, 9. во включенном положении эти каналы перекрыты телом подвижных контактов 5 и 6 вся внутренняя полость камеры заполнена трансформаторным маслом. При отключении контакты движутся вниз под действием пружины камеры 10. В каждом разрыве образуется дуга. Под действие энергии дуги масло разлагается на водород, метан и другие газы. В течение сотой доли секунды давление возрастет до 5-8 МПа. Необходимо отметить, что в момент прохождения тока через нуль дуга гаснет и подвод мощности к ней прекращается. Однако энергия выделенная дугой на протяжение предыдущего полупериода создает в камере объем газа, в котором запасена определенная энергия. Этот газ находится под высоким давлением. К моменту нуля тока это давление уменьшается, однако остается еще достаточно большим, чтобы создать газовый поток, охлаждающий дугу и восстанавливающий электрическую прочность дугового промежутка. После того как тело подвижного контакта откроет дутьевую щель 8, создается поток газов и паров масла, охлаждающих и деионизирующих дугу. Энергия, необходимая для гашения выделяется самой дугой, поэтому чем больше ток, тем больше давление в камере и интенсивнее гашение дуги.

12.7 Разрядники: трубчатые и вентильные. Чтобы избежать пробоя электрич.изоляции, она должна выдерживать перенапр-ия при работе эл.установок, однако габаритные размеры оборуд-ия получаются чрезмерно большими, т.к. перенапр-ия могут быть в 6-8 раз больше номин-го напр-ия. С целью облегчения изоляции возникающие перенапряж.огранич-ют с помощью разрядников и изоляции оборуд-ия выбирают по этому огранич-му значению перенапр-ий. Трубчатые разрядники при норм. работе установки отделен от линии воздушным промежутком. При появлении перенапряжения пробиваются промежутки S₁ и S₂ и импульсный ток отводится в землю. После прохождения имп.тока по разряднику течет сопровожд.ток пром.частоты. В узком канале обоймы из газогенерирующего материала (винипласта и фибра) в промежутке S₁ между электродами загорается дуга. Внутри обоймы поднимается давление. Образ.газы могут выходить через отверстие в кольцевом электроде. При прохожд-ии тока через нуль происходит гашении дуги под действием охл-ия промежутка S₁ газами, выходящими из разрядника. В заземленном электроде имеется буферный объем, где накапл-ся потенц.энергия сжатого газа. При проходе тока через создается газовое дутье из буферного объема, что способствует эффект-му гашению дуги. В настоящее время выпускаются винипластовые разрядники высокой прочности с наиб.отключаемым током до 20 кА. Работа трубчатого разрядника сопровождается сильным звуковым эффектом и выбросом газов. Так, зона выброса газов разрядника РТВ -110 имеет вид конуса с диаметром 3,5 и высотой 2,2 м. При размещении разрядников необходимо, чтобы в эту зону не попадали элементы , находящиеся под высоким потенциалом. Защитная хар-ка разрядника в значит. степени зависит от вольт-секундной хар-ки искрового промежутка. В трубчатом разряднике промежуток образован стержневыми электродами, имеющими крутую ВСХ из-за большой неоднородности эл.поля. При выборе трубчатого разрядника необходимо рассчитать возможный мin и мах ток КЗ в месте установки и по этим токам выбрать соответ.разрядник. Номин.напряжение разрядника должно соотв-ать номин.напряжению сети. Размеры внутреннего S1 и внешнего S₂ промежутка выбираются по таблицам. Вентильные разрядники. Разрядники типа РВс-10 (разрядник вилитовый станционный на 10 кВ). Основные элементы: вилитовые кольца, искровые промежутки и рабочие резисторы. Эти элементы расположены внутри фарфорового кожуха, который с торцов имеет спец-ые фланцы для крепления и присоед-ия разрядника. Работа разрядника происходит след-им образом: При появлении перенапр-ия пробиваются три последоват.включ-ых блока искровых промежутков. Импульс тока при этом через раб.резисторы замыкается на землю. Возникший сопровожд.ток ограничивается рабочими резисторами, которые создают условия для гашения дуги сопровожд.тока.

После пробоя искровых промежутков напряжение на разряднике U_р=IR_p. Описанные разрядники –вентильные, потому что при импульсных токах их сопротивление резко падает, что дает возможность пропустить большой ток при относительно небольшом падении напряжения. В качестве материала нелинейных резисторов исп-ся вилит. Вилит очень гигроскопичен. Для защиты от влаги цилиндр-ая поверхность дисков покрывается изол.обмазкой. Вент-ые разрядники работают бесшумно. Число срабат-ий фиксируется спец-ым регистратором, включ-йся между нижним выводом разрядника и заземлением. Наиболее надежные эл/магнитные регистраторы. Основные хар-ки вентильного разрядники: 1)Напряжение гашения дуги U_гаш- наиб-ее приложн-ое к разряднику напр-ие пром.частоты, при котором надежно обрывается сопровожд.ток. Это напряжение опред-ся св-ми разрядника. 2) Ток гашения I _гаш ,под которым понимается сопровождающий ток, соответ.напряжению гашения. 3) Дугогасящее действие искрового промежутка хар-ся коэф-том k_гаш. 4)Защитное действие нелин.резистора хар-тся коэф-том защиты k_защ.

12.8 . Разъединители и приводы к ним: наружной и внутренней установки. 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.