2. Выключатели высокого напряжения

2.1. Общие сведения

Выключатель — это коммутационный аппарат, предназначен­ный для включения и отключения тока.

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения в цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое за­мыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и вклю­чение "на существующее короткое замыкание.

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

надежное отключение любых токов (от десятков ампер до но­минального тока отключения);

быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;

пригодность для быстродействующего автоматического повтор­ного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

возможность пофазного (пополюсного) управления для вы­ключателей 110 кВ и выше;

легкость ревизии и осмотра контактов;

взрыво- и пожаробезопасность;

удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдер­живать номинальный ток I_ном и номинальное напряжение U_ном.

В соответствии с ГОСТ 687—78Е выключатели характеризуют­ся следующими параметрами.

1. Номинальный ток отключения I_{отклном} — наиболь­ший ток КЗ (действующее значение), который выключатель спосо­бен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напря­жения и заданном цикле операций. Ток КЗ состоит из периодической и апериодической составляющих. Номи­нальный ток отключения определяется действующим значением периодической составляющей в момент расхождения контактов.

2. Допустимое относительное содержание апе­риодической составляющей тока в токе отклю­чения β_норм, %, которое определяется по кривой рис. 6:

β = ^а.ном 100

Нормированное значение β_Н определяется для момента расхож­дения контактов τ=t_3min+ t_CB= 0,01 + t_св .

Если τ > 0,09 с, то принимают β_норм= 0.

3. Цикл операций — выполняемая выключателем после­довательность коммутационных операций с заданными интерва­лами между ними.

В эксплуатации выключатель может неоднократно включаться на существующее КЗ с последующим отключением, поэтому ГОСТ 687—78Е предусматривает для выключателей определенный цикл операций.

Если выключатели предназначены для автоматического повтор­ного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

О-180 с-ВО-180 с-ВО;

О-t_бт-ВО-180 с-ВО.

Выключатели с U_ном≤ 220 кВ должны также выполнять цикл:

О — t_бт— ВО — 20 с —ВО.

Выключатели без АПВ долж­ны выдерживать цикл:

О-180 с-ВО-180 с-ВО,

где О — операция отключения; ВО — операция включения и не­медленного отключения; 20, 180 — промежутки времени в се­кундах; tбт — гарантируемая для выключателей минимальная бес­токовая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении). Для выключателей с АПВ t_бт должно быть в пределах 0,3—1,2 с, для выключателей с БАПВ — 0,3 с.

4. Стойкость при сквозных токах характеризуется токами термической стойкости I_тер и электродинамической стойкости I_дин (действующее значение), i_дин — наибольший пик (амплитудное значение); эти токи выключатель выдерживает во включенном по- ложении без повреждений, препятствующих дальнейшей работе.

Завод-изготовитель должен выдерживать соотношение

iдин ⁼ 2,55 Iоткл.ном.

5. Номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений, при U_ном и за- данном цикле. В каталогах приводится действующее значение это- го тока Iвкл. ном. и амплитудное значение i_вкл._ном.

Выключатели конструируются таким образом, что соблюдают­ся условия:

Iвкл.ном ≥ Iоткл.ном ; iвкл.ном ≥ 1,8√2I откл.ном.

6. Собственное время отключения t_св— интервал вре- мени от момента подачи команды на отключение до момента пре- кращения соприкосновения дугогасящих контактов.

Время отключения tоткл.в — интервал времени от подачи команды на отключение до момента погасания дуги во всех по­люсах.

Время включения t_BKJ.в. — интервал времени от момента подачи команды на включение до возникновения тока в цепи.

7.Параметры восстанавливающегося напряжения определяются в соответствии с нормированными характеристиками собственного переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН).

8. Выключатели, не предназначенные для АПВ, должны допус­кать не менее пяти операций ВО при токах КЗ (0,6—1)I₀ткл.ном. без осмотра дугогасительного устройства. Выключатели, предна­значенные для АПВ, должны допускать в тех же условиях от 6 до 10 операций ВО в зависимости от I₀ткл.ном (ГОСТ 687—78Е, табл. 4).

В ГОСТ 687—78Е приведены также другие требования к конст­рукции выключателей и методы их испытаний.

Основными конструктивными частями выключателей являются: контактная система с дугогасительным устройством, токоведущей части, корпус, изоляционная конструкция и приводной механизм.

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей: масляные баковые (масляные многообъемные),маломасляные ( масляные малообъемные), воздушные, элегазовые, электромагнитные, автогазовые, вакуумные выключатели.