23. Элегазовые выключатели, достоинства, недостатки, применение.

Элегазовый выключатель – коммутационный аппарат, широко применяемый в электроустановках класса напряжения 6-220 кВ. В роли изолирующей и дугогасительной среды выключателя выступает элегаз (электрический газ). Последний являет собой безвредный, химически не активный, не горючий газ, который обладает высокой электрической прочностью и теплопроводимостью.

К достоинствам элегаза можно отнести также то, что он не требует ухода (как например трансформаторное масло), не стареет, не оказывает пагубного влияния на конструктивные части аппарата (при нормальной эксплуатации) и плюс ко всему является сравнительно недорогим.

Дугогасительное устройство выключателя элегазового типа отличается простотой конструкции и небольшим размером. Гашение дуги производится при небольшом количестве разрывов и достаточно быстро. Ниже рассмотрим конструктивные особенности и принцип гашения дуги в выключателе.

Каждый из трех полюсов рассматриваемого коммутационного аппарата – герметичный резервуар из металла, заполненный сжатым под давлением 0,6 МПа элегазом. В полюсе выключателя размещено автопневматическое устройство для гашения дуги. При включенном положении неподвижный контакт 5 плотно соединен с ламелями подвижного контакта 3. При отключении выключателя цилиндр 4, подвижный контакт 3 и сопло из фторопласта 4 опускаются вниз, сжимая при этом элегаз в камере 6. Находящийся по давлением электрический газ движется в сопло, где гасит электрическую дугу, возникающую при расхождении подвижного и неподвижного контактов.

Достоинства элегазовых выключателей; возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого исполнения практически всех классов напряжения; простота и надежность конструкции; большой коммутационный ресурс контактной системы; неплохая отключающая способность; высокая скорость срабатывания; взрыво- и пожаробезопасность; небольшие габаритные размеры и масса

Недостатки: высокие требования к качеству элегаза; применение специальной аппаратуры для периодического обслуживания коммутационного аппарата; образование в процессе эксплуатации вредных для организма человека веществ – фторидов.

Несмотря на некоторые недостатки, элегазовый выключатель является достойной заменой масляных и воздушных коммутационных аппаратов.

Область применения: закрытые распределительные устройства электростанций и подстанций 6, 10, 20, 35 и 110 кВ, комплектные распределительные устройства 6, 10 и 35 кВ и открытые распределительные устройства 35, 110 и 220 кВ.

24. Конструкции и принцип действия вакуумных выключателей, достоинства, недостатки, применение.

Вакуумный выключатель в энергетике – это высоковольтный коммутационный аппарат для выполнения операций включения и отключения электрического тока в рабочем и аварийном режиме – режиме короткого замыкания. При этом средой гашения дуги является вакуум.

В настоящее время вакуумные выключатели стали доминирующими аппаратами для электрических сетей с напряжением 6-36 кВ. Так, доля вакуумных выключателей в общем количестве выпускаемых аппаратов в Европе и США достигает 70 %, в Японии, Китае - 100 %. В России приближается к цифре в 60% от всех изготавливаемых коммутационных устройств на средние напряжения в последние годы эта доля имеет постоянную тенденцию к росту.

Конструктивная схема вакуумной дугогасительной камеры.

Конструкция вакуумной камеры состоит из пары контактов 4 и 5, один из которых является подвижным 5, заключенных в ваккумно-плотную оболочку, спаянную из керамических или стеклянных изоляторов 3 и 7, верхней и нижней металлических крышек 2 и 8 и металлического экрана 6. Перемещение подвижного контакта относительно неподвижного обеспечивается путем применения сильфона 9. Выводы камеры 1 и 10 служат для подключения ее к главной токоведущей цепи выключателя. Надо отметить, что для изготовления оболочки вакуумной камеры применяются только специальные вакуумноплотные, очищенные от растворенных газов металлы - медь и специальные сплавы, а также специальная керамика.

Включение выключателя осуществляется в следующей последовательности. В исходном состоянии контакты вакуумной дугогасительной камеры разомкнуты за счет воздействия на них отключающей пружины 7 через тяговый изолятор 5. При прикладывании напряжения положительной полярности к катушке 9 электромагнита, в зазоре магнитной системы нарастает магнитный поток. В момент, когда сила тяги якоря, создаваемая магнитным потоком, превосходит усилие пружины отключения 7, якорь 11 электромагнита вместе с тяговым изолятором 5 и подвижным контактом 3 вакуумной камеры начинает движение вверх, сжимая пружину отключения. При этом в катушке возникает двигательная противо ЭДС, которая препятствует дальнейшему нарастанию тока, и даже несколько уменьшает его. При замыкании контактов вакуумной камеры в магнитной системе остается зазор дополнительного поджатия, равный 2 мм. Скорость движения якоря резко падает, так как ему приходится преодолевать еще и усилие пружины дополнительного контактного поджатия 6. Однако под воздействием усилия, создаваемого магнитным потоком и инерцией, якорь 11 продолжает двигаться вверх, сжимая пружину отключения 7 и пружину 6 дополнительного контактного поджатия. В момент замыкания магнитной системы якорь соприкасается с верхней крышкой привода 8 и останавливается. После окончания процесса включения ток катушки привода отключается. Выключатель остается во включенном положении за счет остаточной индукции, создаваемой кольцевым постоянным магнитом 10, который удерживает якорь 11 в притянутом к верхней крышке 8 положении без дополнительной токовой подпитки.

Для отключения выключателя необходимо приложить к выводам катушки напряжение отрицательной полярности.

Достоинства: простая и надежная конструкция; высокая коммутационная устойчивость; сравнительно небольшие расходы на эксплуатацию и ремонт.

Недостатки: возникновение коммутационных перенапряжений при отключении токов нагрузки; малый ресурс дугогасительной камеры при коммутации тока к.з.; сравнительно невысокая отключающая способность (по сравнению с элегазовыми и масляными аппаратами).

Область применения: В наше время производстводятся ВВ рабочим напряжением от 6 до 110 кВ. Применяются в электроустановках до 110 кВ.