1. КЗ – это непреднамеренное соединение м-ду фазами, замыкание фаз на землю, а также витковые замык. в эл. маш. Причины КЗ: старение изоляции, обрыв проводов, мех. поврежд. изоляции, удары молнии в лэп, ошибочные действия персонала и др. КЗ сопровождается увеличением токов, которые приводят к увеличению потерь эл.энергии, что вызывает их повышенный нагрев. Нагрев приводит к ускорению и разрушению изоляции, вызывает сваривание и выгорание контактов, потерю мех.прочности проводников. Поэтому проводники и аппараты должны быть термически стойкими. Виды КЗ: трёхфазное, двухфазное, двухфазное на землю, однофазное. КЗ сопровождается переходным процессом при котором значение токов и напряжений, а также хар-р их изменения во времени зависит от соотношения сопротивления источника питания и цепи, в кот. произошло повреждение. Поэтому КЗ можно разделить на две группы: 1) КЗ питающееся от шин неизменного напряжения(источник неогранич.мощности); 2) КЗ вблизи генератора ограниченной мощности.

2. КЗ в трёхфазн.симметричной цепи, питаемой от источн.бесконечной мощ-ти, делит эту цепь(большая такая схема с КЗ в центре) на две части: правую с r1 и wL1 и левую с источн.питания бескон.мощн-ти и и . Процессы в обеих частях схемы при трёхфазном КЗ протекает независимо. Правая часть оказывается зашунтированной КЗ и ток в ней будет поддерживаться лишь до тех пор, пока запасённая в индуктивности L1 энергия магн.поля не перейдёт в тепло, выделяющ. в акт.сопр. r1. Этот ток не превышает тока нормального режима и постепенно затухает до нуля не представляя цепи опасности.

3. При КЗ в цепи , питающ.от генератора огранич.мощ-ти, переходной процесс КЗ будет зависеть от типа генератора(турбогенератор или гидрогенератор) и имеет ли генератор АРВ(автоматич.регул.возбуждения). Если генератор не имеет АРВ, то эдс машины со временем уменьш., что приводит к уменьшению периодич.составляющей и периодич.составл.для любого мом-та времени и оказывается меньше его начального значения. Апериодич.составляющая затухает по экспоненте с пост.времени Та. Длительность переходного процесса может составлять 3-5 сек. Для генератора с АРВ снижение U при КЗ компенсируется увеличением тока возбуждения. Все АРВ действ.с небольшим запаздыванием, поэтому в начале U уменьшается, следовательно уменьш.периодич.ток, потом U увелич., следоват.периодич.ток возрастает до начального значения.

4. Расчёт токов КЗ произв.в след.порядке: 1)составл. расчётн. схему; 2) по расч.схеме сост.схему замещения; 3)путём постепенного преобразования приводят схему замещения к простому виду, чтобы каждый ист.питания или группой источников были связаны с точкой КЗ одним результирующим сопротивлением; 4)зная результир.эдс источника и результир.сопротивление КЗ-ой цепи по закону Ома определ. Iп0, iу и если требуется, то Int для любого мом-та времени и апериодич.составл.для любого мом-та времени iat.

5. Генератор: x= ; Система: x= , x= , Sкз=√3UсрIпо, X= ; Трансформатор: x= ; Реактор: x= ; ЛЭП: x= .

6. Для привода механизма собственных нужд используются АД с к.з.ротором или синхронные ЭД. При близком к.з. U на выводах двигателей оказывается меньше их ЭДС, и ЭД переходит в режим генератора, который посылает ток в место повреждения. Поэтому при расчёте токов к.з. необходимо учитывать ток подпитки от ЭД и расчёт токов к.з. в системе собств. нужд производится в следующем порядке: 1)сост.расч.схему,указывая на ней все параметры главн.эл-ов; 2)сост.схему замещ.; 3)опред.сопр.осн.эл-ов; 4)преобр.схему к одному результир.сопр.,определ. Ток базовый, ток п.о. С+Г; 5)опред.ток подпитки от эл.двигат.нач.мом-та ; 6)опред.общ.ток периодич.нач.мом-та ; 7)опред.периодичн.составл.к мом-ту времени , где Td=0,07 сек.; 8)опред.апериодич.составл.для мом-та времени где Tad=0,04 сек.; 9)опред.ударный ток где Куд=1,65.

7. Электродинамическое действие токов короткого замыкания

Прохождение токов в проводниках приводит к возникновению между ними электродинамических (механических) усилий. Одинаковое направление токов в параллельных проводниках вызывает их притяжение, противоположное — их отталкивание. В режиме нормальной нагрузки механические силы взаимодействия незначительны, но при КЗ они могут достигать значений, опасных для электрических аппаратов и ошиновок, вызывать их деформацию и даже разрушение.

Наибольшие механические усилия между проводниками возникают в режиме короткого замыкания в момент, когда ток КЗ достигает ударного значения.

Максимальную силу, действующую в трехфазной системе проводников на расчетную фазу, следует определять по формулам, Н: при трехфазном КЗ

F_max=√3*10­­­^-7i_уд⁽³⁾² k_фk_расп.

При двухфазном КЗ

F_max=2*10­­­^-7i_уд⁽²⁾² k_фk_расп.

где k_расп — коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников; в учебном проектировании при расположении шин в одной плоскости или по вершинам равностороннего треугольника принимается k_расп= 1,0; при расположении по вершинам прямоугольного треугольника —k_расп=0,95

Для предотвращения механических повреждений под действием усилий, возникающих в проводниках при протекании по ним токов КЗ, все элементы токоведущей конструкции должны обладать электродинамической стойкостью, т.е. должны выдерживать механические усилия, возникающие при протекании токов КЗ, без деформаций, препятствующих их дальнейшей нормальной эксплуатации.

8. (Это правда не совсем то… но другого не нашёл)

Термическое действие токов короткого замыкания

При протекании по проводникам электрического тока проводники нагреваются. При нагреве проводника током нагрузки часть выделенной теплоты рассеивается в окружающую среду, причем степень рассеивания зависит от условий охлаждения.

При протекании тока КЗ температура проводников значительно возрастает, так как токи при КЗ резко увеличиваются, а длительность КЗ мала, поэтому теплота, выделяющаяся в проводнике, не успевает передаться в окружающую среду и практически все идет на нагрев проводника. Нагрев проводника при КЗ может достигать опасных значений, приводя к плавлению или обугливанию изоляции, к деформации и плавлению токоведущих частей и т. п.

9. Максимальный уровень токов КЗ для сетей 35 кВ и выше ограничивается условиями обеспечения устойчивости энергосистем и параметрами электрических аппаратов и проводников, а в сетях собственных нужд и распределительных сетях 6—20 кВ — параметрами электрических аппаратов, токопроводов, термической стойкостью кабелей, устойчивостью двигательной нагрузки. Экономически выгодно применять меры по ограничению токов КЗ, если дополнительные затраты на это окупаются благодаря применению более легкой аппаратуры и токоведущих частей и повышается надежность электроснабжения потребителей.

Ограничение токов КЗ может быть достигнуто путем соответствующего построения схем электростанций и сетей, при этом учитывается следующее:

повышение напряжения сетей приводит к уменьшению рабочих токов и токов КЗ;

секционирование электрических сетей исключает параллельную работу источников и, следовательно, уменьшает токи КЗ (хотя при этом могут возрастать потери в ЛЭП и трансформаторах в нормальном режиме) — рис. 3.16, а;

блочное соединение генератор—трансформатор и генератор— трансформатор—линия исключает поперечную связь между источниками и снижает токи КЗ (рис. 3.16, б);

раздельная работа трансформаторов на шинах низшего напряжения подстанций (рис. 3.16, в), а также в системе собственных нужд электростанций и ПС увеличивает сопротивление цепи КЗ и снижает токи КЗ;

применение трансформаторов с расщепленной обмоткой НН также ограничивает токи КЗ, так как их сопротивление в режиме КЗ почти в 2 раза больше, чем у трансформаторов с теми же номинальными параметрами без расщепления обмотки НН (рис. 3.16, г).

10. Работа трансформаторов как на цеховых подстанциях, так и на ГПП почти всегда бывает раздельная. Это упрощает релейную защиту и уменьшает токи КЗ в сети вторичного напряжения. Последнее особенно важно для выбора коммутационных аппаратов до 1000В, которые имеют недостаточные коммутационную способность и динамическую стойкость при трансформаторах мощностью 1000 кВ - А и более. Работа трансформаторов как на цеховых подстанциях, так и на ГПП, как правило, предусматривается раздельная.

В распределительных сетях 6-10 кВ широко применяется раздельная работа трансформаторов, которая осуществляется секционированием, что позволяет также снизить токи к.з. Но при раздельной работе на секциях шин появляются разные ЭДС, и нагрузка на трансформаторы разделена неравномерно.

11. Реактор представл.собой инд.катушку, не имеющ.сердечника из магн.материала, что позволяет обладать пост.индуктивн.сопротивлением. Бетонные реакторы: бетон образует колонны, котор.закрепл.витки, предотвращая их смещение от собствен.массы и эл.динамич.усилий при кз. Изоляция реактора от заземлён.констр.осущ.с помощью опорных фарфоровых изоляторов. В реакторах примен.также охлажд.каналлы, что увеличив.срок службы реактора. Вкл.реакторы в сеть последовательно и схема вкл.может быть линейная, групповая, секционная. Типы реакторов: буквенное обознач.даёт хар-ку конструкции, цифровое даёт хар-ку параметрам реактора. Хар-ся Uном, Iном, Xр, потерей мощ-ти, тепловым импульсом, током эл.дин.мощ-ти.

12. Реакторы выбир.по Uном, Iном и инд.сопротивл., проверяют на термич.и динамич.стойкость: 1)ном.напряж.выбир.в соотв.с ном.напряжением установки ( ); 2)ном.ток реактора не должен быть меньше макс.длит.тока нагрузки цепи ( ) для секционных реакторов ном.ток опред.из соотнош. ; 3)инд.сопр.реактора определяют исходя из условий ограничения Iкз до заданного уровня. Порядок расчёта сопр.реактора: 1)опред.результир.сопр.кз цепи; 2) ; 3) ; 4) ; 5)выбир.по справочн. Данным реактор с ближайшим большим инд.сопр.; 6) , ; 7) ; 8)провер.выбран.реактор на динамич.стойк. Iд≥Iу (Iу из каталога); 9) ( из каталога), ( )

13. Расч.условия для выбора проводников и аппаратов по продолжит.режимам работы: 1)Цепь генератора , , (0,95 это -5%); 2)цепь двухобмоточн.трансф.на подстанции , ; 3)цепь двухобмоточн.трансф.на однотрансф.подстанции , ; 4)цепь линии .

14. Продолжительный режим работы электротехнического устройства — это режим, продолжающийся не менее, чем необходимо для достижения установившейся температуры его частей при неизменной температуре охлаждающей среды.

Нормальный режим — это такой режим работы электротехнического устройства, при котором значения его параметров не выходят за пределы, допустимые при заданных условиях эксплуатации.

В нормальном режиме функционируют все элементы данной электроустановки, без вынужденных отключений и без перегрузок.

Ремонтный режим — это режим плановых профилактических и капитальных ремонтов. В ремонтном режиме часть элементов электроустановки отключена, поэтому на оставшиеся в работе элементы ложится повышенная нагрузка.

Послеаварийный режим — это режим, в котором часть элементов электроустановки вышла из строя или выведена в ремонт вследствие аварийного (непланового) отключения. При этом режиме возможна перегрузка оставшихся в работе элементов электроустановки током I_пав.max.

15. Лине́йный изоля́тор — устройство (электрический изолятор) для подвешивания и изоляции проводов и кабелей на опорах воздушной линии электропередачи (ВЛ). КлассификацияПо материалу изготовления изоляторы подразделяются на фарфоровые, стеклянные и полимерные:Фарфоровые изоляторы изготавливают из электротехнического фарфора, покрывают слоем глазури и обжигают в печах.Стеклянные изоляторы изготавливают из специального закалённого стекла. Они имеют бо́льшую механическую прочность, меньшие размеры и массу, медленнее подвергаются старению по сравнению с фарфоровыми, но имеют меньшее электрическое сопротивление.Полимерные изоляторы изготавливают из специальных пластических масс.По способу крепления на опоре изоляторы подразделяются на штыревые и подвесные:Штыревые изоляторы (крепятся на крюках или штырях) применяются на воздушных линиях до 35 кВПодвесные изоляторы (собираются в гирлянду и крепятся специальной арматурой) применяются на ВЛ 35 кВ и выше.Конструкция подвесных изоляторовПодвесные изоляторы состоят из:фарфоровой или стеклянной изолирующей детали — «тарелки»,шапки из ковкого чугуна,стержня в форме пестика.Шапка и стержень скрепляются с изолирующей деталью портландцементом марки не ниже 500. Конструкция гнезда шапки и головки стержня обеспечивает сферическое шарнирное соединение изоляторов при формировании гирлянд. Число изоляторов в гирлянде обусловлено напряжением ЛЭП, материалом опор и типом изоляторов. В состав гирлянды входит одна или несколько цепочек подвесных изоляторов.

16.Изоляторы выбираютНапряжению Uуст≤UномДопустимой нагрузке Fрасч≤Fдоппроходные изоляторы выбираются поНапряжению Uуст≤UномНоминальному току Iмах≤IномДопустимой нагрузке Fрасч≤Fдоп.Fрасч=0.5ƑфƖ

17.На подстанциях могут приминятся провода АС или жесткая ошиновка алюминивыми трубами.Соеденение трансформатора с закрытым РУ 6-10 кВ или с КРУ 6-10кВ осуществляется гибкис подвесным токопроводом,шинным мостом или закрытым комплектным токопроводом.В РУ 6-10 кВ приминяется жетская ошиновка.ошинвка и сборные шины выполняются жесткими алюминивыми шинами.Медные шины из-за высокой стоимости не приминяются даже при больших токовых нагрузках.При токах до 3000А приминяются одно- и двухполосные шины.При больших токах рекомендуется шины коробчатого сечения ,так как они обеспечивают меньшие потери от ээфекта близости и поверхостного эффекта ,а также лучшие условия охлаждения.Сборные шины и ответвления от них делают провдниками прямоугольного или коробчатого профиля крепятся на опорных фарфоровых изоляторах.круглые коробчатые профильные.

18.В РУ 35 кв и выше применяются гибкие шины, выполненные проводами АС.Гибкие токопроводы для соединения генераторов и трансформаторов с Ру 6-10кВ выполняются пучком проводов,закрепленных по окружности в кольцах-обоймах.Два провода из пучка-сталеалюминиевые-несут в основном механичискую нагрузку от собственной массы , гололеда и ветра.Остальные провода –алюминиевые-являются только токоведущими.Сечения отдельных проводов в пучке рекомендуется выбирать возможно большими(500,600мм2),так как это уменьшает число проводов и стоймость токопровода.гибкие прорвода приминяются для соединения блочных трансформаторов с ОРУ.

19.Кабели широко приминяются в электроустановках.Потребители 6-10кВ как правило получают питание по кабельным линиям которые сначала прокладываются в кабельных туннелях в распред устройстве а затем в земле(траншеях).для присоединения потребителей собственных нужд элстанции и подстанции к соответствующим шинам также используются кабели 6и 0.4кВ.Эти кабели прокладываются в кабельных потлуэтажах ,кабельных туннелях,на металличемких лотках укрепленных на стенах и конструкциях здания или ору.чтобы обеспечить пожарную безопасность в производственных помешения ТЭС и АЭС рек приминять кабели у которых изол оболочка и покрытия выполнены из невоспламеняюшихся материалов например из самозатухаюшего полиэтелена или поливинилхлоридног пластика.В зависимости от места прокладки свойств среды механчиских усилий воздействующих на кабель рек различные марки кабелей.кабели выб по напряж Uуст≥Uсетном по конструкции по эконом плотности тока qэ=Iном/Jэ по допустимому току I мах≤Iдоп.

20. Электрическая дуга между двумя электродами в воздухе при атмосферном давлении образуется следующим образом:При увеличении напряжения между двумя электродами до определённого уровня в воздухе между электродами возникает электрический пробой. Напряжение электрического пробоя зависит от расстояния между электродами и пр. Зачастую, для инициирования пробоя при имеющемся напряжении электроды приближают друг к другу. Во время пробоя между электродами обычно возникает искровой разряд, импульсно замыкая электрическую цепь.Электроны в искровых разрядах ионизируют молекулы в воздушном промежутке между электродами. При достаточной мощности источника напряжения, в воздушном промежутке образуется достаточное количество плазмы для того, чтобы напряжение пробоя (или сопротивление воздушного промежутка) в этом месте значительно упало. При этом искровые разряды превращаются в дуговой разряд — плазменный шнур между электродами, являющийся плазменным тоннелем. Эта дуга является по сути проводником, и замыкает электрическую цепь между электродами, средний ток увеличивается ещё больше нагревая дугу до 5000K — 50000K. При этом считается, что поджиг дуги завершён.Взаимодействие электродов с плазмой дуги приводит к их нагреву, частичному расплавлению, испарению, окислению и другим видам коррозии.после поджига, дуга может быть устойчива при разведении электрических контактов до некоторого расстояния. Электрическая дуга используется при электросварке металлов, для выплавки стали (Дуговая сталеплавильная печь) и в освещении (в дуговых лампах).

21. При эксплуатации высоковольтных электроустановок, в которых неизбежно появление электрической дуги, борьба с электрической дугой осуществляется при помощи электромагнитных катушек, совмещённых с дугогасительными камерами. Среди других способов известны использование вакуумных и масляных выключателей, а также методы отвода тока на временную нагрузку, самостоятельно разрывающую электрическую цепь.

22. Рубильник — простейший электрический коммутационный аппарат с ручным приводом и металлическими ножевыми контактами, входящими в неподвижные пружинящие контакты (гнёзда), применяемый в электротехнических цепях для включения/отключения нагрузки с большой силой тока не выше 1кв. Рубильники разделяются на несколько типов:перекидной рубильник — первая самая простая модификация с одним или двумя положениями фиксации коммутации, с любым количеством одновременно коммутируемых линий.рубильник с поворотным приводом .выб по напряжению току нагрузки коструктивн вып эл динам стойкости терм стойкости .

23. Электрический предохранитель — электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегрева и возгорания при протекании тока высокой силы. В цепи обозначается буквами «FU» (международное обозначение, от слова англ. Fuse) или «Пр» (обозначение в СССР) и прямоугольником со сплошной линией в центре.состоит из корпуса плавкой вставки прокладок асбестовых контактов дугогас среды.

Выб по напряжению по току предохранителя ном ток пл вст.

24. Конта́ктор (лат. contāctor «соприкасатель») — двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы.Наиболее широко применяются одно- и двухполюсные контакторы постоянного тока и трёхполюсные контакторы переменного тока. К контакторам из-за частых коммутаций предъявляются повышенные требования по механической и электрической износостойкости. Контакторы как постоянного, так и переменного тока содержат: электромагнитную систему, контактную систему, состоящую из подвижных и неподвижных контактов, дугогасительную систему, систему блок-контактов (вспомогательные контакты, переключающие цепи сигнализации и управления при работе контакторов). В отличие от автоматических выключателей контакторы могут коммутировать только номинальные токи, они не предназначены для отключения токов короткого замыкания.Управление контактором осуществляется посредством вспомогательной цепи оперативного тока, проходящего по катушкам контактора. При этом величина оперативного тока, как правило, значительно ниже величины рабочего тока в коммутируемых цепях. Контактор не имеет механических средств для удержания контактов во включенном положении, при отсутствии управляющего напряжения на катушке контактора он размыкает свои контакты.Как правило, контакторы применяются для коммутации электрических цепей при напряжении до 660В и токах до 630А.Основные области применения контакторов: управление мощными электродвигателями (например на тяговом подвижном составе: Электровозах, тепловозах, электропоездах, лифтах), коммутация цепей компенсации реактивной мощности, коммутация больших постоянных токов.

25. Автоматический «автомат» — это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких как токи короткого замыкания.Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий, а также для нечастых включений и отключений электрических цепей. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения. конструкции любого автоматического выключателя:Система контактовСистема дугогашенияТепловой и (или) электромагнитный расцепителиМеханизм управленияПеречисленные элементы конструкции размещаются в термостойком пластиковом корпусе, состоящем их двух половин.Система контактов. Ее функция, здесь – коммутация (замыкание и размыкание) защищаемой цепи. Представляет собой две группы контактов – подвижный, связанный с рычагом системы управления и неподвижный, вмонтированный в корпус автоматического выключателя. Быстрое размыкание цепи реализуется подпружиниванием подвижного контакта, обеспечивающим нужное усилие.Система дугогашения. Часть конструкции автоматического выключателя, необходимая для нейтрализации (гашения) электрической дуги – результата размыкания цепи с проходящим в ней током. Состоит из параллельно друг-другу закрепленных металлических пластин, которые дробят, нейтрализуя, таким образом, электрическую дугу.Расцепители. Элемент конструкции, приводящий в действие механизм системы подвижных контактов для расцепления (размыкания электрической цепи). По своему принципу действия, различают расцепители электромагнитные и тепловые:тепловые расцепители представляют собой биметаллическую пластину, которая, нагреваясь под действием тока, превышающего допустимое значение, изгибается, приводя в действие механизм расцепления «автомата». На небольшие кратковременные увеличения тока в цепи этот расцепитель не реагирует, являясь инерционнымэлектромагнитные или мгновенные расцепители отличаются высокой скоростью срабатывания (доли секунды) и используется в автоматических выключателях для привода в действие механизм расцепления при появлении в цепи сверхтоков – токов короткого замыкания, превышающий номинальный в разы.

26. Магнитный пускатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для пуска, останова и защиты электродвигателей. Магнитные пускатели состоят из эл.магнитного контактора, встроенных тепловых реле и вспомогательных контактов. Наиболее распр. сериями являются ПМБ, ПМА, ПА. Пускатели могут быть реверсивными и нереверсивными, в открытом и пылебрызгонепроницаемом исполнении, с тепловыми реле и без них. Магнитные пускатели применяются для управления электродвигателями переменного тока напряжением до 660В, мощностью до 75 кВт. Выбор пускателей и тепловых реле. При выборе магнитных пускателей прежде принимается во внимание на наибольшая допустимая мощность электродвигателя, работой которого будет управлять пускатель. Если магнитный пускатель управляет работой двигателя большей мощности, чем указано в паспорте пускателя, то контактная система пускателя быстро выйдет из строя. при исчезновении напряжения или его снижении на 40-60% от номинального магнитная система отпадает и силовые контакты размыкаются. В комплекте с тепловым реле пускатели выполняют также защиту электродвигателей от перегрузок и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз. Эти же функции выполняют и автоматические выключатели. 

27. Плавкие предохранители выполняют операцию автоматического отключения цепи при превышении определенного значения тока. После срабатывания предохранителя необходимо сменить плавкую вставку или патрон, чтобы подготовить аппарат для дальнейшей работы. Ценными свойствами плавких предохранителей являются простота устройства, относительно малая стоимость, быстрое отключение цепи при коротком замыкании (меньше одного периода), способность предохранителей типа ПК ограничивать ток в цепи при КЗ. К недостаткам плавких предохранителей относятся следующие: предохранители срабатывают при токе, значительно превышающем номинальный ток плавкой вставки, и поэтому избирательность (селективность) отключения не обеспечивает безопасность отдельных участков сети; отключение цепи плавкими предохранителями связано обычно с перенапряжением; возможно однофазное отключение и последующая ненормальная работа установок. Несмотря на указанные недостатки, плавкие предохранители широко применяются для защиты силовых трансформаторов мощностью до 2500 кВ-А на напряжении 10 кВ, электродвигателей, распределительных сетей и измерительных трансформаторов напряжения. Наибольшее распространение получили кварцевые и газогенерирующие предохранители. В кварцевых предохранителях (ПК) патрон заполнен кварцевым песком и дуга гасится путем удлинения, дробления и соприкосновения с твердым диэлектриком. В газогенерирующих предохранителях для гашения дуги используются твердые газогенерирующие материалы (фибра, винипласт и др.). Газогенерирующие предохранители выполняются с выхлопом и без выхлопа газа из патрона при срабатывании. Предохранители с выхлопом газа из патрона называют также стреляющими (ПСН - 10 и ПС - 35), поскольку срабатывание их сопровождается звуком, похожим на ружейный выстрел. Предохранители напряжением выше 1 кВ выполняются как для внутренней, так и для наружной установки.

Предохранители выбирают по конструктивному выполнению, номинальным значениям напряжения и тока, предельным отключаемым току и мощности, роду установки (наружная, внутренняя) и, с учетом избирательной защиты линии.

28. Разъединители предназначены для отключения и включения отдельных участков сети или оборудования, находящихся только под напряжением, для отключения участков сети с незначительными токами, а также для создания видимого разрыва электрической цепи при работах на линии или оборудовании.

Для внутренних установок разъединители могут быть однополюсными или 3-хполюсными. 3-хполюсные могут выполняться на общей раме или на отдельных рамах для каждого полюса. Отдельные полосы объединяются общим валом, связанным с приводом разъединителя. На токи до 1кА нож изготовляется из 2-х медных полос, на большие токи применяются ножи из 3-4-х полос. Заземляющее ножи имеют механическую блокировку, не разрешающую включать их при вкл.главных ножах. Для управления заземляющими ножами используется ручной рычажный привод, состоящий зсистемы рычагов, передающих движение от рукоятки к валу, или червячный привод. Вкл и откл главных ножей осуществляется электродвигательным приводом, позволяющим производить эти операции дистанционно. Во вкл и откл положении разъединитель надёжно фиксируется системой рычагов привода, чтобы исключить самопроизвольное отключение или включение. Для установки в комплектных экранированных токопроводах применяются разъединители катящегося типа с поступательным движением ножа на токи 12000, 14000А.

Разъединители, устанавливаемые в ОРУ, должны обладать соотв.изоляцией и надёжно выполнять свои функции в неблагоприятных условиях окружающей среды. Возможен выпуск разъединителей с неподвижными ножами заземления на стороне ответвления (подвижного изолятора). Они имеют высокую механическую прочность, и при разработке этих устройств, главный акцент ставится на соответствие климатическим условиям и требованиям в Латвии. На картинке видно, как тестируется работа разъединителей в зимних условиях при обледенении толщиной 10 мм. Установка разъединителей предусмотрена на одностоечных и портальных деревянных опорах, а также на металлических опорах специальной конструкции. Возможен выпуск также разъединителей в других исполнениях и для других способов установки. Например, разъединители можно комплектовать с камерами гашения электрической дуги при токе до 400 A (при активной нагрузке). Воздушные разъединители можно модифицировать и обеспечить включение/отключение через расстояние – с дистанционным управлением (радио или GSM). Не находясь на объекте, через мобильный телефон можно послать сообщение на этот разъединитель, или передать команду по радиоволнам, и это отключит или подключит напряжение при помощи моторного привода. Воздушные разъединители нагрузки SA 24 сконструированы так, чтобы при транспортировке и хранении они занимали как можно меньше места, а также легко устанавливались. Разъединитель конструктивно выполнен как сборная конструкция, и состоит из соответствующего числа полюсов, ручного привода и монтажного комплекта.

29. Выбор разъединителей. Номинальное напряжение разъединителя должно соответствовать номинальному напряжению высоковольтной сети. Наибольший длительный ток нагрузки потребителя не должен превышать номинальное значение длительного тока разъединителя. Ударный ток КЗ в месте установки разъединителя не должен превышать допустимую амплитуду ударного тока КЗ разъединителя. Внешние условия работы разъединителя должны соответствовать реальным условиям эксплуатации аппарата (скорость ветра, температура, гололед). Выбор короткозамыкателей и отделителей. Номинальное напряжение короткозамыкателя должно соответствовать номинальному значению напряжения сети. Динамическая и термическая стойкости короткозамыкателя должны соответствовать току КЗ в месте его установки. Время включения короткозамыкателя должно соответствовать требованиям схемы автоматики. Номинальные данные по току и напряжению отделителя выбираются так же, как и для разъединителя. Кроме того, время отключения должно соответствовать требованиям схемы автоматики.

30. Отделители и короткозамыкатели. Назначение и принцип действия. 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 используются короткозамыкатели и отделители. Крроткозамыкатель — это быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого по сигналу релейной защиты создается искусственное КЗ сети. Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Если в обычном разъединителе скорость отключения мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5—1 с. В качестве примера применения короткозамыкателей и отделителей на рис. 9 приведена схема питания от одной линии двух трансформаторных групп 77 и Т2. В схему кроме быстродействующих короткозамыкателей QK1 и QK2, введены отделители Q1 и Q2, которые при нормальном режиме работы замкнуты. Допустим, вследствие ухудшения изоляции трансформатора Т1 внутри него возникают электрические разряды, которые приводят к разложению масла и выделению газа. Газовые пузырьки, поднимаясь вверх, приводят к срабатыванию газового реле. По сигналу этого реле включается короткозамыкатель и в цепи возникает искусственное КЗ. Под действием тока КЗ срабатывает выключатель   защиты QF1 и обе группы Т1 и Т2 обесточиваются.

31. В масляных баковых выключателях масло служит для гашения дуги и изоляции токоведущих частей. При напряжении до 10 кВ (в некоторых типах выключателей до 35 кВ) выключатель имеет один бак, в котором находятся контакты всех трех фаз, при большем напряжении для каждой фразы предусматривается свой бак. В установках 6 – 10 кВ применяли масляные выключатели ВМБ-10, ВМЭ-6, ВМЭ-10, ВС-10, им на смену пришли выключатели маломасляные и элегазовые. Баковые масляные выключатели использовались в наружных установках напряжением 35 кВ и выше. Они отличались простотой конструкции, что определило их широкое применение и в настоящее время. В отличие от простейшего выключателя они имеют специальные устройства - гасительные камеры.

По принципу действия дугогасительные устройства можно разделить на три группы: 1) с автодутьем, в которых высокое давление и большая скорость движения газа в зоне дуги создаются за счет выделяющейся в дуге энергии; 2) с принудительным масляным дутьем, у которых к месту разрыва масло нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов; 3) с магнитным гашением в масле, в которых дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели.

Наиболее эффективным и простым являются дугогасительные устройства с автодутьем. Следует отметить, что устройства с автодутьем работают тем эффективнее, чем больше ток в дуге. При отключении малых токов давление газов может оказаться незначительным, вследствие чего дутье будет неэнергичным, что приведет к затягиванию гашения дуги. По этой причине некоторые гасительные устройства с автодутьем дополнены принудительным масляным дутьем, которое обеспечивает гашение малых токов. Чем выше напряжение, тем больше необходимо разрывов. Для равномерного распределения напряжения между основными разрывами параллельно им включается шунтирующее сопротивление. После гашения дуги на основных разрывах ток, проходящий через шунтирующее сопротивление, гасится на вспомогательных разрывах, обычно вне камеры. В дугогасительных устройствах с помощью изоляционных пластин и выхлопных отверстий создаются рабочие каналы, по которым происходит движение масла и газов (дутье). В зависимости от расположения каналов различают камеры с поперечным, продольным и встречно-поперечным дутьем.

Основные преимущества баковых выключателей:

простота конструкции,

высокая отключающая способность,

пригодность для наружной установки,

возможность установки встроенных трансформаторов тока.

Недостатки баковых выключателей:

взрыво- и пожароопасность;

необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и на вводах;

большой объем масла, что обусловливает большую затрату времени на его замену,

необходимость больших запасов масла;

непригодность для установки внутри помещений;

непригодность для выполнения быстродействующего АПВ;

большая затрата металла, большая масса, неудобство перевозки, монтажа и наладки.

32. В маломасляных выключателях масло служит только в качестве газогенерирующего материала, создающего условия для гашения дуги. Они используются в электрических сетях 3—ПО кВ. Все они оснащены гасительными камера» ми того или иного исполнения. Маломасляные выключатели более компактны, чем баковые выключатели, менее пожа-ро- и взрывоопасны и поэтому получили преимущественное распространение в ЗРУ 3—20 кВ. 20%-ным запасом по отключающей мощности. Баковые масляные выключатели с количеством масла до 25 кг, маломасляные выключатели, а также выключатели без масла устанавливают в открытых камерах. При установке маломасляных выключателей, имеющих в одной фазе более 60 кг масла, в каждой камере предусматривается порог, рассчитанный на удержание полного объема масла. Выключатели, устанавливаемые в открытых камерах, отделяются друг от друга несгораемыми перегородками. Такими же перегородками или металлическими щитами они отделяются от привода. Верхняя кромка перегородки или щита должна быть на высоте не менее 1,9 м от пола. Для воздушных выключателей защитный щит не требуется. При установке в РУ масляных выключателей и других масло-наполненных аппаратов со значительным объемом масла в зависимости от количества масла и месторасположения аппаратов (1-й этаж, 2-й этаж и т. п.) в соответствующих камерах согласно ПУЭ выполняют маслоудерживающие приямки, пороги, пандусы, маслоприемники или маслоот-воды в дренажную систему. Достоинства: небольшое кол-во масла, относительно малая масса, более удобный чем у баковых выключателей доступ к дугогасительным контактам, возможность создания серии выключателей на разные напряжения с применением унифицированных узлов. Недостатки: взрыво- и пожароопасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей; невозможность осуществления быстродействующего АПВ; необходимость периодического контроля, доливки, отностельно частой замены масла в дугогасительных бачках; относительно малая отключающая способность.

33. В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Конструктивные схемы воздушных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоляционного промежутка между контактами в отключенном положении, способа подачи сжатого воздуха в дугогасительные устройства.

 В выключателях на большие номинальные токи (рис. а, б) имеются главный и дугогасительный контуры, как и в маломасляных выключателях МГ и ВГМ. Конструктивные схемы воздушных выключателей

Основная часть тока во включенном положении выключателя проходит по главным контактам 4, расположенным открыто. При отключении выключателя главные контакты размыкаются первыми, после чего весь ток проходит по дугогасительным контактам, заключенным в камере 2. К моменту размыкания этих контактов в камеру подается сжатый воздух из резервуара 1, создается мощное дутье, гасящее дугу. Дутье может быть продольным или поперечным. Необходимый изоляционный промежуток между контактами в отключенном положении создается в дугогасительной камере путем разведения контактов на достаточное расстояние или специальным отделителем 5, расположенным открыто. После отключения отделителя прекращается подача сжатого воздуха в камеры и дугогасительные контакты замыкаются. Выключатели, выполненные по такой конструктивной схеме, изготовляются для внутренней установки на напряжение 15 и 20 кВ и ток до 20000 А (серия ВВГ), а также на 35 кВ (ВВЭ-35-20/1600УЗ).

В выключателях для открытой установки дугогасительная камера расположена внутри фарфорового изолятора, причем на напряжение 35 кВ достаточно иметь один разрыв на фазу (рис. в), на 110 кВ - два разрыва на фазу (рис. г).

Воздушные выключатели имеют следующие достоинства: взрыво- и пожаробезопасность, быстродействие и возможность осуществления быстродействующего АПВ, высокую отключающую способность, надежное отключение емкостных токов линий, малый износ дугогасительных контактов, легкий доступ к дугогасительным камерам, возможность создания серий из крупных узлов, пригодность для наружной и внутренней установки.

Недостатками воздушных выключателей являются: необходимость компрессорной установки, сложная конструкция ряда деталей и узлов, относительно высокая стоимость, трудность установки встроенных трансформаторов тока.

34. Вакуумный выключатель — высоковольтный выключатель, в котором вакуум служит средой для гашения электрической дуги. Вакуумный выключатель предназначен для коммутаций (операций включения-отключения) электрического тока — номинального и токов короткого замыкания (КЗ) в электроустановках.

Принцип действия. Поскольку разрежённый газ (10⁻⁶ …10⁻⁸ Н/см²) обладает электрической прочностью, в десятки раз превышающей прочность газа при атмосферном давлении, то это свойство широко используется в высоковольтных выключателях: в них при размыкании контактов в вакууме сразу же после первого прохождения тока в дуге через ноль изоляция восстанавливается, и дуга вновь не загорается.

В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток инициирует возникновение электрического разряда — вакуумной дуги, существование которой поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная ионизированными парами металла, проводит электрический ток, поэтому ток протекает между контактами до момента его перехода через ноль. В момент перехода тока через ноль дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7—10 микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и других деталей дугогасящей камеры, восстанавливая электрическую прочность вакуумного промежутка. В то же время на разведенных контактах восстанавливается приложенное к ним напряжение.

Достоинства и недостатки

Достоинства

простота конструкции;

надежность;

высокая коммутационная износостойкость;

малые размеры;

пожаро- и взрывобезопасность;

отсутствие шума при операциях;

отсутствие загрязнения окружающей среды;

удобство эксплуатации;

малые эксплуатационные расходы.

Недостатки

сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения;

возможность коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных токов;

небольшой ресурс дугогасительного устройства по отключению токов короткого замыкания.

Область применения Выключатели вакуумные серии BB/TEL предназначены для коммутации электрических цепей с изолированной нейтралью при нормальных и аварийных режимах работы в сетях переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 6-10 кВ. Оригинальность конструкции выключателей BB/TEL позволила достичь следующих преимуществ по сравнению с другими коммутационными аппаратами:

          высокий механический и коммутационный ресурс;

        малые габариты и вес;

        небольшое потребление энергии по цепям управления;

        возможность управления по цепям постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока;

        простота встраивания в различные типы КРУ и КСО и удобство организации необходимых блокировок;

        отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы;

        доступная цена.