Раздел 2. Коммутационная и защитная аппаратура высокого напряжения Лекция 5

2.1 Общие сведения

1. Номинальный ток /_ном — наибольший ток (действующее значение), который аппарат спосо­бен длительно проводить при заданном напряжении, номинальной частоте и номинальной темпера­туре воздуха, при этом температура частей аппара­та не должна превышать допустимую, установлен­ную для длительной работы.

2. Номинальное напряжение U_ном — линейное напряжение трехфазной системы, в которой аппа­рат предназначен работать. Если выключатель мо­жет использоваться для различных классов напря­жения, то за номинальное принимается наибольшее номинальное напряжение. Каждый класс напряжения имеет свое наибольшее рабочее напряжение U_H.Р:

Uном, кВ	Uн.р, кВ	Uном, кВ	Uн.р кВ
6	7,2	110	126
10	12	220	172
15	17,5	330	363
20	24	500	525
35	40,5	750	787

3. Номинальный ток отключения Iо.ном – это наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отклю­чить при напряжении, равном наибольшему рабо­чему напряжению при заданных условиях восста­новления напряжения и заданном цикле операций.

Ток отключения состоит из периодической и апе­риодической составляющих. Номинальный ток отключения определяется действующим значением периодичес­кой составляющей в момент расхождения контак­тов.

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания (КЗ) определяется в момент расхожде­ния контактов и оценивается параметром β, равным отношению апериодической составляющей тока к амплитуде периодической в момент расхождения контактов. Допустимое значение β приводится в ка­талогах на выключатели и выражается в процентах.

4.Под циклом операций понимают перечень ком­мутационных операций, который обязан совершить аппарат. Так, для выключателей, допускающих ав­томатическое повторное включение (АПВ), должны быть обеспечены циклы:

1. О — — ВО —180 с —ВО;

2. О — 180 с — ВО — 180 с — ВО.

Выключа­тели с U_HOM < 220 кВ должны также выполнять ра­боту в цикле:

О — — ВО — 20 с — ВО.

Выклю­чатели без АПВ должны выдерживать только цикл 2.

Здесь О — операция отключения; ВО — опера­ция включения и немедленно следующая за ней опе­рация отключения; , — гарантируемая для вы­ключателя минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги на всех полюсах до появ­ления тока при последующем включении). Время для различных выключателей находится в пре­делах 0,3-1,2 с, причем для выключателей, пред­назначенных для работы при быстродействующем АПВ (БАПВ), это время принимается равным 0,3 с. 20 с и 180 с — время в секундах между операция­ми ВО.

5.Термическая и электродинамическая стой­кость аппарата при сквозных токах короткого замы­кания характеризуется токами I_т при заданном времени t_т и I_дин. Ток сквозной стойкости — это ток, который пропускает через себя токоведущий контур аппарата при полностью включенном поло­жении, когда нажатие контактов номинальное.

Ток термической стойкости связан с номиналь­ным током отключения неравенством

(время t_Т = 1-3 с при U_НОМ ≤ 220 кВ и t_T = 1-2 с при U_HOM ≥ 330 кВ).

При протекании тока I_т в течение времени t_T температура токоведущих частей не должна превы­шать допустимую для кратковременного режима работы.

Ток электродинамической стойкости определяет­ся амплитудным значением ударного тока. Этот ток связан с током отключения неравенством

.

Иногда электродинамическая стойкость опреде­ляется действующим значением ударного тока в те­чение первого периода после начала КЗ:

.

6. Номинальный ток включения — ток короткого замыкания, который выключатель с соответствую­щим ему приводом способен включить без привари­вания контактов и других повреждений при напря­жении сети U_HС и заданном цикле операций. Ток включения определяется как его амплитудой ( ), так и начальным дейст­вующим значением периодической составляю­щей .

7. Возвращающееся напряжение — действующее значение напряжения промышленной частоты, по­являющееся между токоподводящими проводами разных полюсов после погасания дуги на всех по­люсах (возвращающееся межполюсное напряже­ние) и на зажимах одного полюса после гашения дуги на нем (возвращающееся напряжение на по­люсе).

8. Восстанавливающееся напряжение на контак­тах полюса — напряжение, появляющееся на пер­вом гасящем полюсе после прохода тока через нуль. Оно состоит из напряжения промышленной частоты и напряжения свободных составляющих (собствен­ных частот).

9. Коэффициент превышения амплитуды К_а вос­станавливающегося напряжения для одночастотного процесса — отношение наибольшего восстанавли­вающегося напряжения к амплитуде возвращающе­гося напряжения на полюсе. Коэффициент К_а в ре­альных установках колеблется в пределах 1,3-1,5.

10. Длительность дуги выключателя — промежу­ток времени от момента возникновения дуги на по­люсе, размыкающемся первым, до момента окон­чательного погасания дуги на всех полюсах. Для выключателей с шунтирующими резисторами раз­личают длительность основной дуги, в которой ток не ограничен шунтирующим резистором, и вспомо­гательной дуги, в которой ток ограничен шунтиру­ющим резистором.

11.Собственное время отключения выключателя с приводом — промежуток времени с момента пода­чи команды на отключение до момента начала рас­хождения дугогасительных контактов. Для выклю­чателей с шунтирующими резисторами следует раз­личать время до момента расхождения главных кон­тактов и вспомогательных.

12. Время отключения выключателя с приво­дом — промежуток времени от момента подачи ко­манды на отключение до момента погасания дуги на всех полюсах (для выключателей с шунтирующими резисторами следует различать время до момента погасания основной и вспомогательной дуг).

13. Время включения (до возникновения тока в цепи) выключателя с приводом — промежуток вре­мени от момента подачи команды на включение до момента пробоя промежутка между сближающими­ся контактами при номинальном напряжении в се­ти. Для выключателя с шунтирующим резистором следует различать время до момента пробоя между сближающимися вспомогательными контактами и основными.

14. Бестоковая пауза выключателя при автомати­ческом повторном включении — промежуток вре­мени от момента погасания дуги во всех полюсах выключателя до момента возобновления тока в ка­ком-либо полюсе выключателя.

В процессе работы выключатель подвергается длительному воздействию номинального напряже­ния и кратковременному воздействию повышенных значений напряжения промышленной частоты и импульсного характера. Эти напряжения приведе­ны в ГОСТ 1516.1-76.

Лекция 6