Воздушные выключатели: принцип работы, классификация

Функционирование любой энергосистемы напрямую зависит от надежности коммутационных аппаратов, обеспечивающих (в зависимости от состояния) беспрепятственное прохождение токов нагрузки и должный уровень изоляции разомкнутых сегментов электрической цепи. В системах с высоким классом напряжения, наряду с другими высоковольтными коммутаторами, широко применяются воздушные выключатели. О том, что представляют собой эти устройства можно узнать и материалов нашей статьи.

Специфика коммутации

Процесс «разрыва» высоковольтных электроцепей сопровождается образованием мощного дугового разряда. В некоторых случаях, например при отключении линии 100 кВ с большим током нагрузки, температура плазмы внутри электродуги может достигать 15000°С, что вполне достаточно для вывода из строя не только контактной группы, а и всей несущей конструкции выключателя нагрузки.

Чтобы не допустить такого развития событий, коммутаторы высокого напряжения должны обладать возможностью гашения дугового разряда, в противном случае их срабатывание будет одноразовым. По этой причине дугогасительные камеры считаются самым важным элементом автоматических выключателей. Их конструкция стала критерием при разделении выключателей на следующие типы:

  • Элегазовые, в таких выключателях используются специальные камеры, наполненные газовым составом на основе фтористой серы.
  • Вакуумные аппараты. Гасят электрическую дугу в камерах с откаченным воздухом.
  • Масляные и маломасленые выключатели, где в качестве дугогасящего наполнителя используется трансформаторное масло.
  • Воздушные. Разряд гасится воздушным потоком.

Поскольку наша тема посвящена последним, рассмотрим подробно, что они из себя представляют.

Что такое “воздушный выключатель”?

Такой термин применяется к высоковольтным коммутационным устройствам, использующим воздушные потоки для подавления разряда, проявляющегося при рабочем или аварийном срабатывании.

Воздушные выключатели: принцип работы, классификацияВоздушные выключатели на атомной электростанции Salem (США)

Для нормального функционирования таких устройств необходимо дополнительное оборудование, куда входят:

  • Компрессорные установки для нагнетания необходимого давления воздуха.
  • Ресиверы (емкости для хранения воздушной смеси под давлением).
  • Пневмопроводы, по которым подается сжатый воздух в дугогасительные модули и пневматический привод (если таковой используется для разрыва цепи).

Подробно конструкция воздушного выключателя будет рассматриваться отдельно.

Структура условного обозначения

Ниже на рисунке приведена структура обозначений электрических коммутационных аппаратов в соответствии с номами ГОСТ 687 78.

Воздушные выключатели: принцип работы, классификацияСтруктура маркировки выключателей

Обозначения:

  1. Может быть от двух до пяти литер. Первая указывает на тип изделия, для выключателей это «В». Остальные характеризуют конструктивные особенности и другие существенные характеристики, такие как исполнение, тип установки и т.д. Например, выключатели серии ВВБ: первая буква говорит, что это выключатель (В), вторая указывает категорию – воздушный (В), третья на тип исполнения – баковый (Б). Также можно привести серию ВВШ, где «Ш» указывает на применение в электрической схеме выключателя шунтированных резисторов.
  2. Отображение номинального напряжения прибора (кВ).
  3. Для выключателей с 1-й категорией размещения указывается группа утечки изоляции (буквы «А», «Б», «В»).
  4. Номинальное значение тока отключения (кА).
  5. Отображение номинального тока коммутатора (А).
  6. Вариант климатического исполнения.
  7. Обозначение категории размещения.

Для примера расшифруем обозначение выключателя ВВБК-110-35/2000 У2. Исходя из маркировки это воздушный выключатель бакового типа в крупномодульном исполнении (литера «К» в обозначении модели). Устройство предназначено для коммутации цепей на 110,0 кВ с током отключения 35,0 кА и рабочим — 2000,0 А. Может эксплуатироваться в климатических условиях близких к умеренным.

Воздушные выключатели: принцип работы, классификацияВыключатели серии ВВБК

Классификация и типы воздушных выключателей

Силовые выключатели, в том числе и воздушные, в первую очередь принято классифицировать по типу конструкции и назначению, после чего уже рассматриваются технические характеристики. Начнем с более приоритетного критерия классификации.

По назначению

В зависимости от назначения воздушные коммутаторы разделяют на следующие виды:

  • Сетевая группа, в нее входят электромеханические аппараты, с номинальным напряжением начиная от 6,0 кВ. Могут использоваться как для оперативной коммутации цепей, так и аварийного отключения, например, при КЗ.
  • Генераторная группа. Она включает в себя электроаппараты, рассчитанные на 6,0-20,0 кВ. Данные приборы могут коммутировать цепь, как при нормальных условиях, так и в случае КЗ или наличия пусковых токов.
  • Категория для работы с энергоемкими потребителями (дуговые, руднотермические, сталеплавильные печи и т.д.).
  • Группа особого назначения. Она включает в себя следующие подвиды:
  1. Воздушные коммутаторы сверхвысокой категории напряжения, служащие для подсоединения к ЛЭП реакторов шунтирующего действия, если в линии произошло перенапряжение.
  2. Выключатели цепей с ударными генераторами (используются при стендовых испытаниях), рассчитанные на коммутацию в нормальном режиме работы и при возникновении нештатных ситуаций.
  3. Аппараты в цепях 110,0-500,0 кВ, обеспечивающих прохождение, как при нормальных условиях работы, так и определенное время при КЗ.
  4. Воздушные коммутаторы, входящие в комплект распределительных устройств.

По конструктивному исполнению

Особенности конструкции выключателей определяют их тип установки. В зависимости от этого различают следующие виды аппаратов:

  • Входящие в комплект к РУ (встраиваемые).
  • Снабженные специальными устройствами выкатки из ячеек РУ относятся к выкатному типу.
    Воздушные выключатели: принцип работы, классификацияВыкатной воздушный выключатель Metasol
  • Настенное исполнение. Приборы, устанавливаемые на стены в РУ закрытого типа.
  • Подвесные и опорные (отличаются типом изоляции на «землю»).

Устройство и конструкция воздушного выключателя

Рассмотрим, как устроен воздушный выключатель на примере силового коммутатора ВВБ, его упрощенная конструктивная схема представлена ниже.

Воздушные выключатели: принцип работы, классификацияТиповая конструкция воздушных выключателей серии ВВБ

Обозначения:

  • A – Ресивер, резервуар в который накачивается воздух пока не образуется уровень давления соответствующим номинальному.
  • В – Металлический бак дугогасительной камеры.
  • С – Торцевой фланец.
  • D – Конденсатор делителя напряжения (в современных конструкциях выключателей не применяется).
  • E — Штанга крепления подвижной контактной группы.
  • F – Фарфоровый изолятор.
  • G – Дополнительный дугогасительный контакт для шунтирования.
  • H – Шунтирующий резистор.
  • I – Клапан подачи струи воздуха.
  • J – Труба импульсного воздуховода.
  • K – Основной подвод воздушной смеси.
  • L – Группа клапанов.

Как видим, в данной серии контактная группа (Е, G), механизм подключения/отключения и дутьевой клапан (I) заключены в металлической емкости (В). Сам бак наполнен сжатой воздушной смесью.

Полюсы выключателя разделяет промежуточный изолятор. Поскольку на емкости присутствует высокое напряжение, защите опорной колоны придается особое значение.

Она выполнена с помощью изоляционных фарфоровых «рубашек».

Подача воздушной смеси осуществляется по двум воздуховодам К и J. Первый основной, используется для нагнетания воздуха в бак, второй работает в импульсном режиме (подает воздушную смесь, когда отключаются контакты выключателя и сбрасывает при замыкании).

Принцип действия

В основу работы выключателя положен принцип гашения электродуги скоростным потоком сжатой воздушной смеси, подаваемого в дутьевые каналы. Под воздействием воздушного потока столб разряда растягивается и направляется в дутьевые каналы, где окончательно гасится.

Конструкции дугогасительных камер отличаются как взаимным расположением дутьевых каналов, так и размыкающихся контактов. По этому признаку следующие схемы дутья:

  1. Продольная продувка через металлический канал.
  2. Продольная продувка через изоляционный канал.
  3. Двухстороння симметричная продувка.
  4. Двухсторонняя ассиметричная.

Воздушные выключатели: принцип работы, классификацияСхемы дутья

Из представленных вариантов наиболее эффективен последний.

Область применения и процесс эксплуатации

Сфера применения выключателей данного типа довольно обширна. В перспективе, за счет применения новых технологий, ситуация может несколько измениться, но сейчас воздушные коммутаторы остаются востребованными для решения следующих задач:

  • Коммутация цепей от 35,0 кВ и токами отключения до 100,0 кА.
  • Быстрого отключения цепи, например, при испытаниях электрооборудования ударным генератором. Скорость срабатывания некоторых моделей воздушных выключателей может достигать одного периода (за основу взята рабочая частота переменного тока – 50 Гц).
  • Эксплуатация в суровых климатических условиях. При морозе у елегазовых аналогов возникают проблемы с прогревом, в то время как вакуумным выключателям сложно сохранить герметичность.
  • Отключение мощного источника с высокой апериодической составляющей тока КЗ, может произвести только воздушный коммутатор.

В процессе эксплуатации важно уделять должное внимание обслуживанию воздушных коммутаторов, которое включает в себя следующие регулярные процедуры:

  1. Вентиляция внутренней поверхности фарфоровых изоляторов, для этого предусмотрен специальный клапан для стравливания сжатого воздуха.
  2. Тестирование пневматической системы, проверяется по сбросу давления при отдельной операции. Показания сравниваются с нормировочными таблицами.
  3. Осуществляется проверка привода поршня. Процедура зависит от типа механизма.
  4. Проверяется герметичность дугогасящей камеры.
  5. Тестируются контакты (вначале главные токоведущие, потом дополнительные) путем измерения сопротивления
  6. Измеряется изоляция при разомкнутом отделителе.
  7. Тестируется схема управления и цепь включения.

Регламент проведения обслуживания в процессе эксплуатации приведен в технической документации.

Преимущества и недостатки

У воздушных выключателей есть много преимуществ перед альтернативными аппаратами с аналогичными функциями. Приведем несомненные плюсы:

  • Высокая скорость срабатывания.
  • Хорошие показатели отключающей способности.
  • Длительный срок эксплуатации.
  • Высокий уровень пожаробезопасности.

Теперь перечислим основные недостатки:

  • Высокая стоимость оборудования и дорогой монтаж.
  • Необходимость в компрессорном оборудовании и его регулярном обслуживании.

Источник: https://www.asutpp.ru/vozdushnye-vykljuchateli.html

Типы высоковольтных выключателей

Выключатели среднего и высокого напряжения с большим током отключения используются на электрических станциях и подстанциях. Они представляют собой сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, пневматическими или гидравлическими приводами.

По способу гашения дуги выключатели делятся на:

Воздушные выключатели: принцип работы, классификация

Рисунок 1 – Конструкция элегазового выключателя

Элегазовый выключатель работает за счет изоляции фаз между собой с помощью газа(обычно используется электропроточный газ SF6 – так называемый «элегаз»).

При поступлении сигнала отключения оборудования контакты камер размыкаются. Они создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде.

Дуга разделяет газ на отдельные компоненты, а высокое давление в резервуаре способствует ее гашению.

Преимущества:

  • Многофункциональность(может использоваться при любом напряжении)
  • Высокая скорость срабатывания
  • Возможность использования в критических ситуациях(пожар, землетрясение)
  • Большой срок службы

Недостатки:

  • Большая цена конструкцииНевозможность работы при низких температурах
  • Сложность обслуживания
  • Необходимость установки специального фундамента для такой конструкции

2. Вакуумные выключатели

Воздушные выключатели: принцип работы, классификация

Рисунок 2 – Конструкция вакуумного выключателя

Принцип действия вакуумного выключателя основывается на высокой диэлектрической прочности вакуума и его диэлектрических свойствах. В момент размыкания контактов в промежутке между ними возникает дуга за счет испарения металла с их поверхности. При переходе тока через ноль вакуум восстанавливает диэлектрические свойства и дуга больше не возникает.

Воздушные выключатели: принцип работы, классификация

Рисунок 3 – Принцип работы вакуумного выключателя

Преимущества:

  • Простота конструкции и ремонта
  • Возможность работы не только в горизонтальном положении
  • Надежность и длительный срок эксплуатации
  • Компактность
  • Низкая пожароoпасность

Недостатки:

  • Небольшой ресурс при КЗ
  • Опасность возникновения коммутационных перенапряжений
  • Высокая стоимость

3. Масляные выключатели

Воздушные выключатели: принцип работы, классификация

  • Рисунок 4 – Конструкция масляного выключателя
  • В дугогасительных устройствах масляных выключателей гашение дуги происходит при помощи ее эффективного охлаждения в потоке газа и пара, вырабатываемого при разложении и испарении масла
  • Преимущества:
  • Надежность
  • Простота конструкции и эксплуатации
  • Прочность

Недостатки:

  • Большие габариты
  • Пожароопасность
  • Сложность при установке

4. Воздушные выключатели

Воздушные выключатели: принцип работы, классификация

Рисунок 5 – Конструкция воздушного выключателя

Принцип работы воздушного выключателя состоит в гашении дуги с помощью скоростного потока сжатого воздуха, направляемого в дутьевые каналы. Под действием воздушного потока дуга растягивается и направляется в дутьевые каналы, где окончательно гасится.

Преимущества:

  • Высокая скорость срабатывания
  • Высокая пожаробезопасность
  • Большой срок службы

Недостатки:

  • Высокая стоимость оборудования и установки(компрессоры, ресиверы и т.д.)
  • Необходимость регулярного обслуживания

5. Выключатели нагрузки

Выключатель нагрузки — высоковольтный коммутационный аппарат, который занимает промежуточное положение между разъеденителем и выключателем по уровню допустимой нагрузки комутационных токов.

Способен отключать без повреждения как номинальные нагрузочные токи, так и сверхтоки при аварийных режимах.

Выключатель нагрузки допускает коммутацию номинального тока, но не рассчитан на разрыв токов КЗ.

По принципу гашения дуги выключатели нагрузки классифицируются:

  • Автогазовые(самый распространенный тип)
  • Вакуумные
  • Элегазовые
  • Воздушные
  • Электромагнитные

В распределительных сетях наиболее распространены конструкции выключателей нагрузки (ВНР, ВНА, ВНБ) с гасительными устройствами газогенерирующего типа.

Воздушные выключатели: принцип работы, классификация

Рисунок 6 – Выключатель нагрузки с гасительными устройствами газогенерирующего типа (BH) а – общий вид выключателя; б – гасительная камера

Как видно по рисунку, устройство основано на элементах трехполюсного разъединителя для внутренней установки. На опорных изоляторах разъединителя укреплены гасительные камеры. Но привод разъеденителя изменен для того, чтобы обеспечить достаточную скорость срабатывания при включении и отключении.

В положении «включено» ножи входят в гасительные камеры. Контакты разъединителя и скользящие контакты гасительных камер замкнуты. При отключении тока сначала отключаются контакты разъединителя, затем ток смещается через вспомогательные ножи в гасительные камеры.

Читайте также:  Баллоны тороидальные

После этого размыкаются контакты в камере. Зажигаются дуги, которые гасятся в потоке газов, являющихся продуктами разложения вкладышей из оргстекла, находящихся в камере.

В положении «отключено» вспомогательные ножи находятся вне гасительных камер, обеспечивая достаточные изоляционные разрывы.

Заключение

Учитывая современные тенденции развития коммутационного оборудования, наиболее выгодными для использования являются элегазовые выключатели. Их основные достоинства обусловлены свойствами элегазов, т.к. при атмосферном давлении их диэлектрическая прочность в 3 раза больше, чем у воздуха, а при повышенном давлении больше, чем у трнасформаторного масла.

Также большими перспективами обладают и вакуумные аппараты благодаря большой скорости коммутации токов, малому весу и габаритам. В современных условиях крайне важно уделять внимание вопросам модернизации оборудования или его замены. Для того, чтобы обеспечивать достаточную безопасность и стабильность работы систем необходимо своевременно обслуживать и заменять высоковольтное оборудование.

Список литературы

  1. Л.Д.Рожкова;В.С.Козулин «Электрооборудование станций и подстанций »;второе издание,1980 г.
  2. Б.Н.Неклепаев «Электрическая часть электростанций и подстанций »; 2-е издание, переработанное и дополненное
  3. ГОСТ 19431-84 «Энергетика и электрификация. Термины и определения»

Источник: https://ElectricPS.ru/vv

Особенности работы и применения воздушных высоковольтных выключателей

Воздушные выключатели: принцип работы, классификация

Воздушный выключатель — это особый коммутационный аппарат, который применяется только в высоковольтных цепях. Гашение дуги, перемещение контактной силовой группы выполняется сильным потоком сжатого воздуха, нагнетаемого отдельным механизмом. Так как этот аппарат должен выполнять операции с высоким напряжением, то его надёжность и изоляционные свойства должны быть всегда на высоком уровне. Конструкция его выполняется согласно ГОСТа Р52565–2006. В мировой практике они используются в основном в постсоветском пространстве в цепях от 35 кВ и выше. После того как были изобретены элегазовые и вакуумные выключатели высокого напряжения, презентация и внедрение которых, состоялись ещё в 60-е годы прошлого века, этот тип выключателей начал исчезать постепенно с распределительных устройств самых развитых стран.

В современной электротехнике применяется на данный момент только воздушный автоматический выключатель способный производить действия по коммутации, а также надёжно защищать электроприёмники от аварийных режимов короткого замыкания или же перегрузок. В принципе это тот же обычный автомат, только очень редко выпускается он на напряжение выше 1000 Вольт.

Принцип действия

Принцип действия воздушных выключателей основан на гашении электрической дуги, появляющейся при разрыве нагрузки. Этот процесс может происходить двумя типа движения воздуха:

Воздушный выключатель может иметь несколько контактных разрывов, и это зависит от номинального напряжения, на которое он рассчитан. Для облегчения гашения особо больших типов дуги к дугогасящим контактам подключается шунтирующее сопротивление.

Автоматические воздушные выключатели, работающие по принципу гашения дуги в обычных камерах, без наличия сжатого воздуха не имеют таких элементов. Камера гашения дуги у них состоит из перегородок, которые разбивают дугу на мелкие части, и она поэтому не разгорается и быстро тухнет.

В этой статье речь пойдёт больше о работе высоковольтных (выше 1000 Вольт) выключателей, не оснащённых встроенной, а имеют управление в схему которой заведены релейные защиты.

Принцип работы высоковольтного выключателя со сжатым воздухом отличается друг от друга конструктивными особенностями, а в частности, с отделителем и без него.

В выключателях, которые оснащены отделителями силовые контакты соединены с специальными поршнями и составляют один контактно-поршневой механизм. Отделитель же включен последовательно к контактам дугогашения. То есть отделитель с дугогасящими контактами образует один полюс выключателя. При замкнутом положении и дугогасящие контакты и отделитель находятся в одном замкнутом состоянии.

Во время подачи отключающего сигнала, срабатывает механический пневмоклапан, который в свою очередь открывает пневмопривод, при этом воздух с расширителя воздействует на контакты дугогашения. Расширитель, кстати, также специалисты называют ресивером. При этом силовые контакты размыкаются, а возникшая вследствие этого дуга гасится потоком сжатого воздуха.

После чего отключается и сам разделитель, разрывая ток, который остался. Подача воздуха должна быть чётко отрегулирована, чтобы её хватило на уверенное гашение дуги. После прекращения подачи воздуха дугогасительные контакты принимают включенное положение, а разрыв цепи обеспечивается только разомкнутым выключателем.

Поэтому при работе на электроустановках, которые питаются от таких выключателей обязательно необходимо выполнять размыкание разъединителей для безопасного проведения работ.

Одного отключения пневмовыключателя мало! Чаще всего в цепях до 35 кВ применяется конструкция с открытыми отделителями, а если напряжение, при котором, работает выключатель выше то отделители уже изготавливаются в виде специальных воздухонаполненных камер. Выключатели с отделителем, например, выпускались в советском союзе под маркой ВВГ-20.

Если выключатель воздушный высоковольтный не имеет отделителя, то дугогосящие контакты его выполняют также роль и разрывания цепи и гашения возникшей дуги. Привод в них отделён от среды, в которой происходит гашение, а контакты могут иметь одну или даже две ступени работы.

Классификация устройств

Особенности применения выключателей дистанционного управления

Все воздушные высоковольтные выключатели, кроме как, по конструкции (с отделителем и без) отличаются, также и по назначению:

  • Сетевые. Они рассчитаны на напряжение 6000 вольт и выше и используются в цепях переменного тока для включения и выключения потребителей в нормальных неаварийных режимах работы, а также отключение при возникших коротких замыканиях;
  • Генераторные. Применяются в сетях с рабочим напряжением от 6 до 24 тысяч Вольт, для подключения в эти цепи генераторов. Выдерживают пусковые токи, а также режимы К.З.;
  • Для электротермических установок. Рабочее напряжение, при котором возможна нормальная коммутация, составляет 6–220 кВ. Может работать также и в аварийных режимах.
  • Специального назначения. Они выпускаются не серийно, а под заказ и изготавливаются с учётом местных условий эксплуатации.

И также выключатели, имеющие пневмоустановку для работы, разделяются по виду и расположению этого механизма, нагнетающего воздух аппарата:

  1. Опорные;
  2. Подвесные. Имеют подвешивающую к порталу, установленному на ОРУ, конструкцию;
  3. Выкатные. Оснащены механизмом для выкатывания из распредустройства;
  4. Встраиваемые в КРУ (комплектные распределительные устройства).

Преимущества и недостатки

Особенности применения и устройства концевых выключателей

Преимуществ таких устаревших устройств немного вот основные из них:

  1. В связи с давним применением имеется большой опыт как эксплуатации, так и ремонта;
  2. В отличие от других более современных собратьев (особенно элегазовых) данные выключатели поддаются ремонту.

Из недостатков хотелось бы выделить следующие:

  1. Наличие для работы дополнительной пневмоаппаратуры или же компрессоров;
  2. Повышенный шум при отключении, особенно при аварийных режимах короткого замыкания;
  3. Крупные несовременные габариты, что вызывает увеличение территории выделяемой для ОРУ;
  4. Боятся влажного воздуха и запылённости. Поэтому для воздушных систем применяются дополнительные меры, устанавливается направленное на уменьшение этих вредных факторов оборудование.

Дополнительные элементы для воздушных выключателей

Особенности работы и применения резонансного трансформатора Тесла

Сам выключатель не может создавать поток сжатого воздуха, на котором основана его работа, поэтому для его эксплуатации необходимы следующие основные компоненты:

  1. Компрессор для создания сжатого воздуха;
  2. Герметичную систему пневматических приводов;
  3. Ресивер для хранения уже готового сжатого воздуха.

В связи с применением этих компонентов также согласно ГОСТа необходимы:

  • Манометры. Они показывают реальное давление в резервуаре выключателя;
  • Реле минимального давления контакты которого обеспечат подачу сигнала в случае снижения определённого давления которое нормируется. Эту же роль может играть и манометр, содержащий электроконтактную часть;
  • Запорный общий клапан, который устанавливается на воздухопроводе;
  • Обратный клапан, обеспечивающий надёжное перекрывание выхода сжатого воздуха с резервуара при понижении давления в подводящем воздухопроводе;
  • Фильтр очищающий воздух от различной, токопроводящей и не только, пыли;
  • Устройство для спускания воздуха или воды из самой нижней точки резервуара.

Подготовка воздуха

Если распределительная подстанция оборудован этим типом выключатели то к воздуху, подаваемому в них тоже предъявляться ряд требований, направленных на подготовку воздуха его очистку и удаление влаги. Пыль, имеющаяся в воздухе, даже очень мелкая снижает разрядное напряжение, а также засоряет клапаны.

Особую опасность вызывает влажность, которая при изменениях в окружающей среде может конденсироваться в воздуховоде. Из-за этого зимой, возможно, обледенение клапанов и труб, и нарушение проходимости воздуха под давлением. Стальные же элементы быстро ржавеют и изнашиваются.

Появление конденсата на внутренней поверхности изоляторов, приводит к ухудшению электрической прочности и даже к пробоям.
Для очистки воздуха используются масляные фильтры, которые установлены на всасывающих патрубках. Чистка их должна быть регулярной, и чем выше запыленность тем меньше период между ними.

Уменьшение влаги в воздухе производится путём подвергания его сжатию выше номинального давления в два раза. Влага, улавливаемая в змеевике, спускается, а сжатый воздух проходит через редуктор, который и снижает его давление. Дополнительная осушка выполнятся может с помощью абсорбентов, улавливающих воду из воздуха.

Эти две беспрецедентные меры позволяют добиться значительного снижения влаги почти до нулевого значения.

Типы выпускаемых высоковольтных воздушных выключателей

Выключатели серии ВВБ

Они выпускаются ПО «Электроаппарат», рассчитаны на работы с U от 110 до 750 кВ. Их ключевые элементы устанавливаются на колонны, сделанные из фарфоровых надёжных изоляторов. Рабочее давление, которое должен создать компрессор от 2 до 2, 6 МПа этот фактор зависит от того на какое напряжение будет эксплуатироваться аппарат.

Выключатели серии ВВБК

Они предназначены для работы в сетях с напряжением 110–500 Кв. В их системах давление сжатого воздуха не должно быть меньше 4 МПа.

Для улучшения гашения дуги при таких напряжениях применяется двухсторонняя подача очищенного воздуха.

Простая пневматическая система, была заменена более усовершенствованной пневмомеханической, именно это позволило значительно уменьшить время срабатывания при отключениях, что важно в таких цепях.

Выключатели серии ВВГ-20

Они исключительно используются для генераторов. Они разработаны для работы с номинальным напряжением 20 кВ и номинальный ток 20 кА, а ток отключения составляет 160 кА. Давление воздуха в районе 2 МПа. При включении коммутатора сначала происходит срабатывание отделителя, а затем уже и сам дугогасящий механизм. Они предназначены только для внутренней установки.

При работе со сжатым воздухом и опасным высоким напряжением стоит быть особо осторожным, так как эти два вида энергии могут привести не только к травмам, но и к лишению жизни.

Видео об устройстве и назначении частей выключателя

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/osobennosti-raboty-i-primeneniya-vozdushnyh-vysokovoltnyh-vyklyuchatelej.html

Параметры, типы и принцип работы высоковольтных выключателей

Воздушные выключатели: принцип работы, классификация Высоковольтный выключатель — это коммутационное устройство для оперативных включений и отключений электрооборудования в энергосистеме или ее отдельных цепей при автоматическом или ручном управлении в аварийных или нормальных режимах. В состав высоковольтного выключателя входит контактная система с корпусом, дугогасительным устройством, токоведущими частями, приводным механизмом и изоляционной конструкцией.

Параметры, свойства и классификация высоковольтных выключателей.

Выключатели характеризуются по номинальному току Iном; номинальному напряжение Uном; номинальному току отключения Iо.ном; допустимому содержанию в токе отключения апериодического тока.

Выключатели с большим напряжением (от 6 до 1 150 киловольт) и большим током отключения, доходящим до 50 килоампер, применяются на электроподстанциях. Такие выключатели являются сложной конструкцией, которая управляется пружинными, электромагнитными, гидравлическими или пневматическими приводами.

Выключатели, в которых дуга гасится сжатым воздухом, называются воздушными, а выключатели, контакты которых помещаются в специальную ёмкость с маслом – масляными. Выключатели, в которых парами масла гасится дуга и применяется газ SF6-«„элегаз“», называются элегазовые выключатели, а в которых дугогашение происходит в вакуумной дугогасительной камере – вакуумные выключатели.

  • Высоковольтные выключатели классифицируются по: применяемому способу гашения дуги (вакуумные, элегазовые, масляные и воздушные); назначению (сетевые, генераторные, специального назначения); виду установки (опорные, настенные, подвесные, выкатные, встраиваемые); по климатическому исполнению и категориям размещения (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т, О и внутри, вне помещений, с различными условиями вентиляции и обогрева).
  • Устройство и принцип работы высоковольтных выключателей
  • Воздушные.

Энергия сжатого воздуха в этих выключателях используется как движущая сила и как дугогасящая среда.

Работа дугогасительного устройства выключателя заключается в том, что образующаяся между контактами дуга подвергается значительному охлаждению сжатым воздухом, вытекающим в атмосферу.

Читайте также:  Установка розеток в гипсокартон: инструкция, особенности

Когда ток проходит через ноль, средняя температура дуги понижается, но увеличивается сопротивление промежутка. В то же время происходит разрушение дугового столба и заряженные частицы выбрасываются из промежутка.

Элегазовые.

Гасящей и изолирующей средой выключателей выступает гексофторид серы SF6 – так называемый элегаз. Элегазовый выключатель представляют собой аппарат с тремя полюсами, которые имеют общую раму и управляются общим приводом. Как вариант, каждый из полюсов выключателя может иметь свою раму и управляться собственным приводом.

Полюс выключателя

В элегазовых выключателях колонкового исполнения полюс представляет собой колонну, которая состоит из двух или более изоляторов.

В верхнем изоляторе размещено дугогасительное устройство, а нижний изолятор выступает в качестве опоры ДУ и обеспечивает необходимое для изоляции расстояние от рамы заземления.

Изоляционная штанга располагается внутри опорного изолятора. Она соединяет контакт ДУ с системой привода аппарата.

В элегазовых выключателях бакового исполнения, полюс представляет собой цилиндрический бак, выполненный из металла, на котором расположены два изолятора, которые образуют высоковольтные вводы устройства. ДУ в этом выключателе размещается в металлическом корпусе с заземлением.

В выключателях комбинированного устройства, полюс представляет собой корпус из металла в виде сферы, с установленными изоляторами из фарфора, которые образуют высоковольтные вводы, в одном из которых помещено дугогасительное устройство, а в другом — трансформаторы тока.

Дугогасительное устройство выключателя

Это устройство предназначено осуществлять оперативное гашение дуги, которая образуется между контактами выключателя в момент их размыкания. Новейшие высоковольтные выключатели снабжены дугогасительным устройством автокомпрессионного типа, демонстрирующего свои преимущества при отключении больших токов.

ДУ содержит подвижную и неподвижную контактные системы, в которых есть главные контакты и дугогасительные контакты, снабженные элементами, состоящими из дугостойкого материала.

Подвижная система содержит связанную с выводом ДУ неподвижную гильзу; поршневое устройство, которое создает при отключении высокое давление в подпоршневой емкости, и два сопла из фторопласта, направляющие потоки газа из одной зоны (повышенного давления) в другую (зону расхождения дугогасительных контактов).

Кроме того, большое сопло препятствует смещению контактов подвижной системы относительно неподвижной системы контактов, так как не выходит из втулки главного неподвижного контакта.

  1. Газовая система аппаратов
  2. Газовая система включает в себя следующие составляющие: клапаны автономной герметизации;
    коллектор, который обеспечивает связь газовых полостей в колоннах между собой и с устройством сигнализатора изменения плотности элегаза; непосредственно сигнализатор, состоящий из электроконтактного манометра с прибором температурной компенсации, который приводит показания к величине давления при 20ºС; соединительные трубки с уплотнениями и ниппелями.
  3. Привод выключателей

Приводы обеспечивают непосредственное управление высоковольтным выключателем: включение, удержание и отключение. Вал привода осуществляет соединение с валом выключателя при помощи системы тяг и рычагов. Привод должен обеспечивать надежность и скорость работы, а при управлении электричеством еще и минимальное энергопотребление.

Требования, предъявляемые к высоковольтным выключателям

Поскольку выключатель является фактически самым ответственным устройством во всей высоковольтной системе, то при авариях этот аппарат должен обеспечивать бесперебойную и четкую работу. В случае отказа выключателя развивается аварийная ситуация, что ведет к серьезным разрушениям и материальным потерям и прекращением работы предприятий.

Вывод выключателя из рабочей системы проведения профилактических и ремонтных работ связан с серьезными трудностями, поскольку при этом приходится переходить на иную схему распределительного устройства, либо отключать потребителей.

Поэтому выключатель должен допускать максимально возможное число отключений коротких замыканий без проведения ревизии и ремонта.

Новейшие модели высоковольтных выключателей способны отключать без проведения ревизии до 15 коротких замыканий.

Производители выключателей

Число крупных производителей высоковольтных выключателей невелико, что объясняется слияниями, которые были произведены в период с 1980г. по настоящее время. Основными производителями выключателей сегодня являются комапнии ABB, Siemens, Areva T&D, Toshiba, HVB AE Power Systems и Mitsubishi .

Три последние работают в основном на рынках Америки, Юго-Восточной Азии и Австралии. Выключатели для распределительных сетей выпускают Eaton и Schneider Electric.

Среди российских производителей можно отметить завод ОАО ВО «Электроаппарат», «Энергомашкорпорация», а также ОАО «Энергомеханический завод».

Источник: https://novostienergetiki.ru/parametry-tipy-i-princip-raboty-vysokovoltnyx-vyklyuchatelej/

10 Лекция 10. Воздушные автоматические выключатели

Содержание
лекции: общие сведения об автоматических
выключателях. Классификация. Конструкции.
Параметры выключателей с микропроцессорным
расцепителем.

Цель
лекции: изучение конструкции автоматических
воздушных выключателей.

10.1
Общие сведения. Классификация

Автоматический воздушный выключатель (автомат) –
аппарат, предназначенный для автоматического отключения цепей при
аварийных режимах, а также нечастых (от
6 до 30 раз в сутки) коммутаций электрических
цепей. Автоматические выключатели
изготовляют для цепей переменного до
1000В и постоянного тока до 440В одно-,
двух-, трех — и четырехполюсном исполнении на номинальные токи от 6,3 до 6300 А.

Автоматические
выключатели имеют реле прямого действия,
назы­ваемые расцепителями. Расцепители обеспечивают отключение автомата при
пере­грузках, КЗ и снижении напряжения.
Отключение может происходить без
выдержки времени или с выдержкой.

  • По времени отключе­ния выключатели
    различаются на следующие типы:

  • нормальные выключатели — время
    срабатывания, в зависимости от номинального
    тока и конструкции лежит в пределах 0,02-0,1 сек.;

  • селективные – отключение происходит
    после получения импульса на срабатывания
    и перед отключением имеют выдержку
    времени до 1 сек.;

  • быстродействующие выклю­чатели –
    время их срабатывания не должно
    превосходить 0,005 сек.

Нормальные
и селективные автоматические выключатели
токоограничивающим действием не
обладают. Быстродействующие выключатели,
так же как предохранители, обладают
токоограничивающим действием, так как
отключают цепь до того, как ток в ней
достигнет ударного значе­ния.

Селективные
автоматические выключатели позволяют
осуществить се­лективную защиту сетей
путем установки автоматических
выключателей с разными выдержками
времени: наименьшей у потребителя и
ступенчато возрастающей к источнику
питания.

В
некоторых случаях требуется комбинированная
защита электрической цепи – максимальная
по току и минимальная по напряжению.
Автоматы, удовлетворяющие этому
требованию, называются универсальными.

Автоматы
общепромышленного, коммерческого и
бытового назначения обычно имеют лишь
максимально- токовую защиту, отрегулированную
на заводе. В эксплуатации эти характеристики
не могут быть изменены. Такие автоматы
называются установочными.

Современные
выключатели с номинальным током более
250А, могут быть снабжены электронными
расцепителями. В этих выключателях
потребителю предоставлена возможность самому производить настройку уставок
расцепителей.

Могут быть отрегулированы
токи теплового и электромагнитного
расцепителя, а также и время их срабатывания, что позволяет надежно
отстроить выключатель от пусковых
токов и обеспечить селективность
срабатывания защиты.

10.2 Конструкции автоматических выключателей

Основные
элементы автоматического выключателя
и их взаимодей­ствие рассмотрим по
принципиальной схеме (рисунок 10.1).

Рисунок 10.1-
Принципиальная схема автоматического
выключателя

Контактная
система выключателей на большие токи
выполняется двухсту­пенчатой и состоит
из главных 11, 5 и дугогасительных контактов
7.

Главные
контакты должны иметь малое переходное
сопротивление, так как по ним проходит
основной ток. Обычно это массивные
медные кон­такты с серебряными
накладками на неподвижных контактах и
металлокерамическими накладками на
подвижных контактах.

Дугогасительные
кон­такты замыкают и размыкают цепь,
поэтому они должны быть устойчивы к
возникающей дуге, поверхность этих
контактов металлокерамическая. При
номинальных токах до 630А контактная
система одноступенчатая, т. е. контакты
играют роль как главных, так и
дугогасительных. На рисунке 10.1 выключатель
показан в отключенном положении.

Чтобы
его включить, вращают рукоятку 2 или
подают напряжение на электро­магнитный
привод 1. Возникающее усилие перемещает
рыча­ги 3 вправо, при этом поворачивается
несущая деталь 13, замыкаются сна­чала
дугогасительные контакты 7 и создается
цепь тока через эти контакты и гибкую
связь 12, а затем главные контакты 5 —
11.

После завер­шения операции выключатель
удерживается во включенном положении
защелкой 14 с зубцами 15 и пружиной 16.

Отключают
выключатель рукояткой 2, приводом 1 или
автоматически при срабатывании
расцепителей. Максимальный расцепитель
17 срабатывает при протекании по его
обмотке YAT1 тока КЗ.

Создается усилие,
преодолевающее натяжение Р пружины 16,
рычаги 3 переходят вверх за мертвую
точку, в результа­те чего автоматический
выключатель отключается под действием
отклю­чающей пружины 4.Этот же
расцепитель выполняет функции независимого расцепителя.

Если на нижнюю обмотку
YAT2 подать напряжение кнопкой SB, он
срабатывает и осуществляет дистанционное
отключение. При снижении или исчезновении
напряжения срабатывает мини­мальный расцепитель 18 и также отключается автоматический выключатель. При
отключении сначала размыкаются главные
контакты, и весь ток переходит на
дугогасительные контакты.

На главных
контактах дуга не образуется.
Дугогасительные контакты 7 размыкаются,
когда главные находятся на достаточном
расстоянии. Между дугогасительными
контактами образуется дуга, которая
выдувается вверх в дугогасительную камеру 8, где и гасится.

Дугогасительные
камеры выполняются чаще всего со
стальными пластинами (эф­фект деления
длинной дуги на короткие), а для автоматов
на большие токи с лабиринтно-щелевыми
(эффект гашения дуги в узкой щели).
Втягивание дуги в камеру осуществ­ляется
магнитным дутьем. Материал камеры должен
обладать высокой дугостойкостью.

При
протекании тока КЗ через включенный
автоматический выключа­тель между
контактами возникают значительные
электродинамические силы, превышающие
силы контактных пружин 6 и 10, которые
могут ото­рвать один контакт от
другого, а образовавшаяся дуга сварить
их. Чтобы избежать самопроизвольного
отключения, применяют электродина­мические
компенсаторы 9, в виде изогнутых петлей
шинок. Токи в шин­ках 9 имеют разное
направление, что создает электродинамическую
силу, увеличивающую нажатие в контактах.

Рычаги
3 играют роль механизма свободного
расцепления, который обеспечивает
отключение автоматического выключателя
в любой момент времени, в том числе при
необходимости и в процессе включения.

Если выключатель включается на
существующее КЗ, то мак­симальный
расцепитель 17 срабатывает и переводит
рычаги 3 вверх за мертвую точку, нарушая
связь привода 1 (или 2) с подвижной системой
ав­томатического выключателя, который
отключается пружиной 4, несмотря на то,
что приводом будет передаваться усилие
на включение.

Принципиально все
современные выключатели выполнены по
приведенной выше схеме. Могут отличаться дизайном, конструктивными и проводниковыми
материалами и устройством защит.

Автоматические
выключатели в соответствии с современным
стандартом характеризуются следующими основными параметрами:

In

номинальный ток выключателя. Это ток,
длительное протекание которого не
вызывает нагрев выключателя сверх
допустимой температуры.

Icu
— номинальная предельная отключающая
способность короткого замыкания. Это действующее значение максимального тока КЗ, который выключатель еще способен
отключить, сохраняя при этом свою
работоспособность.

Ics
— Номинальная рабочая отключающая
способность короткого замыкания. Это
действующее значение тока КЗ, который
выключатель способен повторно отключить
после только что отключенного КЗ,
сохраняя при этом свою работоспособность.

Icm
— Номинальная включающая способность
короткого замыкания. Это максимальное
значение тока КЗ (ударный ток КЗ), которое
выключатель способен выдержать, сохраняя
при этом свою работоспособность.

Источник: https://studfile.net/preview/6418307/page:13/

Высоковольтный выключатель — это… Что такое Высоковольтный выключатель?

Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном дистанционном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например, электромагнитный привод, ручной привод).

Параметры

В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:

  • номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);
  • номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);
  • номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;
  • допустимое относительное содержание апериодического тока в токе отключения;
  • если выключатели предназначены для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

Цикл 1: О — tбп — ВО — 180 — ВО;

Цикл 2: О — 180 — ВО — 180 — ВО,

где О — операция отключения, ВО — операция включения и немедленного отключения, 180 — промежуток времени в секундах, tбп — гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении). Для выключателей с АПВ должно быть в пределах 0,3…1,2 с, для выключателей с БАПВ (быстродействующей) — 0,3 с.

  • устойчивость при сквозных токах КЗ, которая характеризуется токами термической стойкости Iт и предельным сквозным током
  • номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений при Uном и заданном цикле.
  • собственное время отключения — промежуток времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дуго-гасительных контактов.
  • параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе отключения — скорость восстанавливающегося напряжения, нормированная кривая, коэффициент превышения амплитуды и восстанавливающегося напряжения.
Читайте также:  Влагозащищенные светильники: класификация и особенности выбора

Свойства

Выключатели среднего и высокого напряжения (номинальное напряжение 6 — 1 150 киловольт) и большим током отключения (до 50 килоампер) используются на электрических станциях и подстанциях.

Эти выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, пневматическими или гидравлическими приводами.

В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели, в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели, в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, элегазовые выключатели, в которых используется электропрочный газ SF6 — «элегаз», и вакуумные выключатели, в которых дугогашение происходит в вакууме — в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги

По назначению

  • Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания
  • Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. Отличаются, как правило, большими значениями номинального тока (до 10000А) и тока отключения.
  • Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
  • Выключатели специального назначения.

По виду установки

  • Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
  • Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
  • Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
  • Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств.
  • Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.

По категориям размещения и климатическому исполнению

  • пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);
  • шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависимости от географического места установки.

Общее устройство и принцип действия воздушных выключателей

В воздушных выключателях (ВВ) энергия сжатого воздуха используется и как движущая сила, перемещающая контакты, и как дугогасящая среда.

Принцип действия дугогасительного устройства (ВВ) заключается в том, что дуга, образующаяся между контактами, подвергается интенсивному охлаждению потоком сжатого воздуха, вытекающего в атмосферу.

При прохождении тока через ноль температура дуги падает и сопротивление промежутка увеличивается. Одновременно происходит механическое разрушение дугового столба и вынос заряженных частиц из промежутка.

ВВ конструктивно подразделяются на:

  • Выключатель с открытым отделителем
  • Выключатель с газонаполненным отделителем
  • Выключатель с камерами в баке со сжатым воздухом

Общее устройство и принцип действия элегазовых выключателей

Изолирующей и гасящей средой выключателей служит гексафторид серы SF6 (элегаз). Выключатели представляют собой трехполюсный аппарат, полюсы которого имеют одну (общую) раму и управляются одним приводом, либо каждый из трех полюсов выключателей имеет собственную раму и управляется своим приводом (выключатель с пополюсным управлением).

Принцип работы аппаратов основан на гашении электрической дуги (возникающей между расходящимися контактами при отключении тока) потоком элегаза.

Источников возникновения потока газа – два :

  • повышение давления в одной из заполненных газом полостей дугогасительного устройства, обусловленное уменьшением ее замкнутого объема, возможность истечения газа из которой в зону расхождения дугогасительных контактов появляется непосредственно перед их размыканием;
  • повышение давления газа в этой же полости вследствие его расширения под действием тепловой энергии самой электрической дуги.

Первый источник превалирует при отключении малых токов, а второй – больших.

Полюс выключателя

Колонковое исполнение.

Полюс представляет собой вертикальную колонну, состоящую из двух (и более) изоляторов, в верхнем из которых размещено дугогасительное устройство (ДУ), а нижний служит опорой ДУ и обеспечивает ему требуемое изоляционное расстояние от заземленной рамы. Внутри опорного изолятора размещена изоляционная штанга, соединяющая подвижный контакт ДУ с приводной системой аппарата.

Баковое исполнение. Полюс представляет собой металлический цилиндрический бак, на котором установлены два изолятора, образующие высоковольтные вводы выключателя. ДУ в таком выключателе размещено в заземленном металлическом корпусе.

Комбинированное исполнение. Полюс представляет собой металлический корпус в виде сферы, на котором установлены фарфоровые изоляторы, образующие высоковольтные вводы выключателя, в одном из которых размещено дугогасительное устройство, а в другом — встроенные трансформаторы тока.

В верхней части изолятора обычно устанавливается фильтр — поглотитель влаги и продуктов разложения элегаза под действием электрической дуги. Фильтрующим элементом в нем служит активированный адсорбент – синтетический цеолит NAX.

Также на всех современных выключателях установлен предохранительный клапан – устройство с тонкостенной мембраной, разрывающейся при давлении возникающем при внутреннем коротком замыкании, но не достигающем значения, при котором испытываются собственно изоляторы.

Дугогасительное устройство

Дугогасительное устройство предназначено обеспечивать быстрое гашение электрической дуги, образующейся между контактами выключателя при их размыкании.

Разработка рациональной и надежной конструкции дугогасительного устройства представляет значительные трудности, так как процессы, происходящие при гашении электрической дуги, чрезвычайно сложны, недостаточно изучены и обусловливаются многими факторами, предусмотреть которые заранее не всегда представляется возможным. Поэтому окончательная разработка дугогасительного устройства может считаться завершенной лишь после его экспериментальной проверки.

Современные выключатели оснащены дугогасительным устройством автокомпрессионного типа, которые демонстрируют свои расчетные преимущества при отключении больших токов.

ДУ содержит неподвижную и подвижную контактные системы, в каждой из которых имеются главные контакты и снабженные элементами из дугостойкого материала дугогасительные контакты. Главный контакт неподвижной системы и дугогасительный подвижной – розеточного типа, а главный контакт подвижной системы и дугогасительный неподвижной – штыревые.

Подвижная система содержит, кроме главного и дугогасительного контактов, связанную с токовым выводом ДУ неподвижную токоведущую гильзу; поршневое устройство, создающее при отключении повышенное давление в подпоршневой полости, и два фторопластовых сопла (большое и малое), которые направляют потоки газа из зоны повышенного давления в зону расхождения дугогасительных контактов. Большое сопло, кроме того, препятствует радиальному смещению контактов подвижной системы относительно контактов неподвижной, поскольку никогда не выходит из направляющей втулки главного неподвижного контакта.

  • Главный контакт подвижной системы представляет собой ступенчатую медную гильзу, узкая часть которой адаптирована ко входу в розеточный главный контакт неподвижной системы, а широкая часть имеет два ручья, в которых размещены токосъемные (замкнутые проволочные) спирали, постоянно находящиеся в контакте с охватывающей их неподвижной токоведущей гильзой.
  • Газовая система
  • Газовая система аппаратов включает в себя:
  • клапаны автономной герметизации (КАГ) и заправки колонн;
  • коллектор, обеспечивающий во время работы аппарата связь газовых полостей колонн между собой и с сигнализатором изменения плотности элегаза;
  • сам сигнализатор, представляющий собой стрелочный электроконтактный манометр с устройством температурной компенсации, приводящим показания к величине давления при температуре 20ºС;
  • соединительные трубки с ниппелями и уплотнениями.

Сигнализатор изменения плотности элегаза (датчик плотности) имеет три пары контактов, одна из которых, замыкающаяся при значительном снижении плотности элегаза из-за его утечки, предназначена для подачи сигнала (например, светового) о необходимости дозаправки колонн, а две других, размыкающихся при недопустимом падении плотности элегаза, предназначены для блокирования управления выключателем или для автоматического отключения аппарата с одновременной блокировкой включения (что определяется проектом подстанции).

Привод

Приводы выключателей обеспечивают управление выключателем — включение, удержание во включенном положении и отключение. Вал привода соединяют с валом выключателя системой рычагов и тяг. Привод выключателя должен обеспечивать необходимую надежность и быстроту работы, а при электрическом управлении — наименьшее потребление электроэнергии.

В элегазовых выключателя применяют два типа приводов:

Пружинный привод:

  • аккумулятором энергии является комплект винтовых цилиндрических пружин
  • управляющим органом является кинематическая система рычагов, кулачков и валов.

Пружинно-гидравлический привод:

  • аккумулятором энергии является комплект тарельчатых пружин
  • управляющим органом является гидросистема.

Требования к выключателям

Выключатель является самым ответственным аппаратом в высоковольтной системе, при авариях он всегда должен обеспечивать четкую работу. При отказе выключателя авария развивается, что ведет к тяжелым разрушениям и большим материальным потерям, связанных с недоотпуском электроэнергии, прекращением работы крупных предприятий.

В связи с этим основным требованием к выключателям является особо высокая надежность их работы во всех возможных эксплуатационных режимах.

Отключение выключателем любых нагрузок не должно сопровождаться перенапряжениями, опасными для изоляции элементов установки.

В связи с тем, что режим короткого замыкания для системы является наиболее тяжелым, выключатель должен обеспечивать отключение цепи за минимально возможное время.

Общие требования к конструкциям и характеристикам выключателей устанавливается стандартами:

  • ГОСТ Р52565-2006 «Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.»
  • ГОСТ 12450-82 «Выключатели переменного тока высокого напряжения. Отключение ненагруженных линий».
  • ГОСТ 8024-84 «Допустимые температуры нагрева токоведущих элементов, контактных соединений и контактов аппаратов и электротехнических устройств переменного тока на напряжение свыше 1000 В.»
  • ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции».

Вывод выключателя для ревизии и ремонта связан с большими трудностями, так как приходится либо переходить на другую схему распредустройства, либо просто отключать потребителей.

В связи с этим выключатель должен допускать возможно большее число отключений коротких замыканий без ревизии и ремонта.

Современные выключатели могут отключать без ревизии до 15 коротких замыканий при полной мощности отключения.

Производители

Число крупнейших производителей высоковольтных выключателей является относительно небольшим, что обусловлено слияниями и поглощениями, которые произошли в 1980-2000х годах.

Основными производителями высоковольтных выключателей для сетей передачи и распределения являются ABB, Areva T&D, Siemens, Toshiba, Mitsubishi и HVB AE Power Systems, последние три представлены в основном на рынках Юго-Восточной Азии, Америки и Австралии.

Для распределительных сетей можно выделить также Schneider Electric и Eaton.

Что касается РФ, производителями элегазовых выключателей для сетей 110-500 кВ являются Энергомашкорпорация, завод ОАО ВО «Электроаппарат», а также ОАО «Энергомеханический завод». Также имеется большое количество местных производителей вакуумных выключателей на напряжение до 35 кВ для распределительных сетей.[значимость не указана 47 дней]

Литература

  • ГОСТ Р 52565-2006. Выключатели переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ. Общие технические условия
  • «Электрические аппараты» А.А. Чунихин, М.,»Энергия», 1967.
  • «Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения» Н.М. Адоньев, В.В. Афанасьев, И.М.Бортник, Ю.И. Вишневский, «Энергоатомиздат», 1987
  • «Конструкции высоковольтных выключающих аппаратов» В.В. Афанасьев, «Госэнергоиздат», 1950
  • «Электрические аппараты высокого напряжения с элегазовой изоляцией» Г.Е. Агафонов, И.В. Бабкин, Б.Е. Берлин СПб.: «Энергоатомиздат», 2002
  • «Конструкции и расчет элегазовых аппаратов высокого напряжения» А.И. Полтев Л.: «Энергия», Ленингр. отд-ние, 1979

Ссылки

Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/28285

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector