Главная | Обратная связь

БЕЗМАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

 

К этой группе относят вакуумные, воздушные, электромагнитные, элегазовые и автогазовые выключатели. Из них в сельских электрических сетях применяют вакуумные и упрощенные автогазовые (выключатели нагрузки).

Вакуумные выключатели. Выключатель ВВВ-10-2/320 рассчитан на номинальный ток 320 А, предельно отключаемый ток 2 кА, допустимое число срабатываний при токе 900 А – 40 000. Разработан модернизированный выключатель на номинальный ток 400 А и предельно отключаемый ток 4 кА. Этот выключатель устанавливают в распределительных пунктах, пунктах секционирования, автоматического включения резервного питания и в удаленных от пунктов обслуживания электроустановках. Промышленность выпускает специальные шкафы (ячейки) серии К-102 с вакуумными выключателями.

Основной элемент вакуумного выключателя – запаянный стеклянный или фарфоровый баллон с созданным внутри вакуумом. В баллоне расположены подвижный и неподвижный вольфрамовые контакты. Расстояние между ними в отключенном состоянии равно нескольким миллиметрам. Благодаря вакууму зазор между контактами выдерживает напряжение до 100 кВ и выше. Стеклянный баллон герметично скреплен с сильфоном.

Вакуум используют в качестве дугогасящей среды. При этом достигают полной взрыво- и пожаробезопасности; после отключения тока диэлектрическая прочность промежутка быстро восстанавливается, в результате чего дуга гаснет за 0, 5 периода; большой срок службы; нет необходимости в обслуживании; отсутствуют повторные замыкания благодаря отключению цепи при первом прохождении тока через нуль; требуются небольшой расход мощности на включение и отключение, малое время отключения; при низких температурах выключатель может работать без подогрева.

В хорошо запаянных баллонах вакуум сохраняется весь срок службы и даже улучшается благодаря свойству газопоглощения помещенными в него тщательно очищенными и дегазированными частицами.

Воздушные, электромагнитные, элегазовые и автогазовые выключатели. Ввоздушных выключателях дуга гасится с помощью дутья сжатым воздухом. Такой принцип гашения известен очень давно. Основные достоинства воздушных выключателей: простота конструкции и эксплуатации, пожаро- и взрывобезопасность, малый износ контактов, быстродействие, высокая отключающая способность, возможность их применения для наружной и внутренней установок. Их изготовляют на напряжение 35 кВ и более, применяют чаще на напряжение 110 кВ и выше. Основные недостатки: необходимость компрессорной установки, сложность ее отдельных узлов и высокая стоимость.

При включении выключателя в нижнюю полость цилиндра 5 (рис. 9.25) через трубопровод подводится сжатый воздух, который давит на поршень и поднимает подвижный контакт вверх до положения включения.

При отключении воздух по воздухопроводу подводится к верхней полости цилиндра 5, поршень движется вниз и подвижный контакт отходит от неподвижного. Одновременно сжатый воздух подается в область между подвижным и неподвижным контактами, где возникает дуга. Воздух выдувает дугу в щель между контактами и деионизирует дуговой промежуток. Выключатель присоединен к сети двумя контактами 1 и 6, которые связаны подвижным стержнем 3 с контактом 2. Последний находится в дугогасительной камере 4 и скользит в контактах 7. Дуга гасится по принципу продольного дутья.

Электромагнитные выключатели обеспечивают полную взрыво- и пожаробезопасность, у них высокая отключающая способность, они выдерживают частые включения и отключения, обладают малым износом дугогасительных контактов, для гашения дуги не требуется масла и сжатого воздуха. Выключатели этого типа выпускают на напряжение 6... 10 кВ, номинальный ток до 3600 А и ток отключения до 40 кА. Под действием электродинамических сил токоведущего контура и воздушных потоков возникающая электрическая дуга втягивается внутрь гасительной камеры с керамическими пластинами, растягивается, затем попадает в узкую щель и гаснет при очередном переходе тока через нуль. При отключении токов до 1000 А напряженность магнитного поля невелика и не может обеспечить быстрое втягивание дуги в камеру. В этом случае дуга гасится специальным дутьевым устройством, которое обеспечивает подачу потока воздуха на дугу.

К недостаткам следует отнести сложность дугогасительной камеры с системой магнитного дутья, невысокие номинальные напряжения (15... 20 кВ) и ограниченную пригодность для наружной установки.

В элегазовых выключателях дуга гасится в специальном устройстве, помещенном в магнитном поле. Благодаря взаимодействию тока дуги с магнитным полем постоянных магнитов дуга вращается. Элегаз характеризуется высокой электрической прочностью, не горит и не поддерживает горения, что обеспечивает высокие дугогасящие свойства. Такие выключатели взрыво- и пожаробезопасны, отличаются быстродействием и высокой отключающей способностью.

Воздушные, электромагнитные и элегазовые выключатели из-за специфических особенностей устройства и высокой стоимости в системах электроснабжения сельского хозяйства практически не используют.

В автогазовых выключателях дуга гасится вследствие воздействия газов, выделяемых из специальных вкладышей, заложенных в гасительной камере. Вкладыши изготовляют из органического стекла, которое под воздействием высокой температуры дуги выделяет газы, в частности водород, способствующие гашению дуги.

Выключатели нагрузки.Это простейшие автогазовые выключатели на напряжение 6... 10 кВ и номинальные токи 400 и 200 А. Они представляют собой трехфазные коммутационные аппараты, предназначенные для включения и отключения токов нагрузки, а также обеспечивают видимый разрыв цепи при отключениях. Токи короткого замыкания отключаются предохранителями, включенными в цепь последовательно с выключателем. Выключатели нагрузки на напряжение 6... 10 кВ устанавливают в закрытых (комплектных) распределительных устройствах.

Промышленность выпускает выключатели нагрузки, смонтированные на общей раме с предохранителями (ВНП-16 и ВНП-17), без предохранителей (ВН-16 и ВН-17), а также с предохранителями и заземляющими ножами (ВНП₃-16 и ВНП₃-17).

Выключатели нагрузки фактически представляют собой трехполюсные разъединители с надстроенными на их неподвижные контакты гасительными камерами с твердым газогенерирующим веществом. Выключатели рассчитаны на гашение электрической дуги лишь при отключении токов нагрузки и перегрузки, не более чем в 2 раза превосходящих номинальный ток выключателя. Принципиальное их отличие от обычных выключателей состоит в том, что они не могут отключать токи к. з.

Выключатель нагрузки и предохранитель ПКТ-10 смонтированы на раме 1 (рис. 9.26). На верхних изоляторах /установлена гасительная камера 6 с вкладышами из оргстекла. Подвижный рабочий контакт выполнен в виде двухполюсного ножа, который во включенном положении охватывает главный неподвижный контакт 5, имеющий Т-образную форму. На концах рабочих ножей 3 закреплены две дугообразные стальные пластины 13, между которыми зажат конец дугогасительного ножа 12. Центр его кривизны совпадает с центром кривизны гасительной камеры. Ее корпус состоит из двух щек, изготовленных из пластмассы. В гасительной камере контакты закреплены на стальных пружинах и соединены гибкими связями с пластиной неподвижного контакта.

При включении дугогасительный нож 12 сначала входит в щель, образованную вкладышами, и затем врубается в неподвижные дугогасительные контакты 5. Замыкание рабочих контактов происходит после замыкания дугогасительных. При отключении процесс происходит в обратном порядке, т. е. сначала размыкаются главные, а затем дугогасительные контакты. При расхождении дугогасительных контактов между ними возникает дуга и под действием высокой температуры с поверхностей вкладышей выделяется большое количество газов. Давление в камере резко возрастает, так как пока нож находится в камере, газы с трудом выходят в атмосферу через узкий зазор между ножом и камерой и обдувают дугу вдоль ее оси. В результате дуга гаснет внутри камеры до выхода из нее подвижного контакта. Необходимую скорость движения обеспечивает отключающая пружина 11.

Выключатель ВНП-17 по сравнению с выключателем ВНП-16 имеет автоматическое устройство для подачи импульса на электромагнит отключения при перегорании плавкой вставки одного из предохранителей.

В зависимости от типа привода выключатели нагрузки включаются дистанционно или вручную. В выключателях типа ВНП₃ в приводе предусмотрена блокировка, не позволяющая включить заземляющие ножи при включенном выключателе, и наоборот.

Разработан выключатель нагрузки ВНП-10, в котором вместо ручного предусмотрен пружинный привод, что обеспечивает безопасность оператора.

К более совершенным относят выключатель нагрузки ВНИТЭМ-10 на напряжение 6... 10 кВ, номинальные токи 400 и 630 А, с токами отключения 630 и 1000 А и током включения 20 кА. Электрическая дуга в нем гасится электромагнитным дутьем.