Модуль №3. Пускорегулирующие, ограничивающие, контролирующие электрические аппараты и электрические аппараты для измерений

Выключатели нагрузки предназначены для отключения небольших номинальных токов, при этом токи КЗ отключаются высоковольтным предохранителем. Например, автогазовые выключателя нагрузки серии ВН-10, соз­данные на базе разъединителя рубящего типа, предна­значены для отключения токов нагрузки до 800 А при напряжении до 10 кВ, для чего снабжены простейшей дугогасительной камерой с твердым газогенерирующим вкла­дышем, укрепленной на неподвижном контакте. Нож снабжен дополнительным дугогасительным контактом. Выключатель нагрузки ВН-10 может иметь заземляющие ножи, предохранители высокого напряжения, устройство для автоматического отключения при перегорании предохранителя.

Высоковольтные предохранители обеспечивают защиту от токов КЗ. В установках 6 и 10кВ широко применяются предохранители типа ПК с кварцевой засыпкой, принцип работы которых подобен предохранителю ПН-2. Выключатели нагрузки серии ВН-10 нашли широкое применение в схемах электроснабжения промышленных предприятий.

Выключатели высокого напряжения предназначены для отключения и включения цепей в нормальных и ава­рийных режимах.

В отличие от выключателей нагрузки они должны обеспечить отключение токов КЗ и включение на сущест­вующие КЗ. Выключатель должен обладать достаточной отключающей способностью, малым временем отключе­ния, допускать операции АПВ, допускать возможно боль­шее число отключений без ревизии и ремонта. Кроме того, выключатели характеризуются динамической и термиче­ской стойкостью при протекании токов КЗ.

Выключатели являются одним из наиболее ответствен­ных аппаратов в электрических установках. Они должны обеспечить четкую работу в любых режимах, так как от­каз выключателя может привести к развитию аварии.

В электрических сетях получили распространение: масляные баковые выключатели;маломасляные выключатели; воздушные выключатели; электромагнитные выключатели.

Масляные баковые выключатели находят применение в открытых распределительных устройствах электростанций 35—220 кВ.

На рис. 37,апоказан полюс выключателя на напря­жение 35 кВ, номинальный ток 3200 А.

Рис 37. Выключатель С-35-3200:

а — разрез полюса; б — схематиче­ский разрез дугогасительной ка­меры

Все три полюса выключателя укреплены на общей опорной конструкции и объединены валом, связанным с приводом. В каждом полюсе стальной бак 5 и все остальные узлы крепятся на крышке выключателя 2. На высоковольтном вводе 1 вну­три бака закреплены дугогасительные камеры 6 попереч­ного масляного дутья. Подвижные контакты из медных стержней с дугостойкими вольфрамо-серебряными нако­нечниками установлены на траверсе 7, которая с помощью изолирующей тяги 4 связана с механизмо)м привода вы­ключателя. В выключателе на вводах встроены трансфор­маторы тока 3. Бак заполнен изоляционным маслом, причем под крышкой остается воздушное буферное простран­ство. При включении выключателя траверса перемещается вверх, подвижные контакты входят внутрь дугогасительной камеры и замыкают цепь.

При отключении выключателя под действием отключающей пружины привода траверса быстро перемещается вниз, цепь разрывается в двух точках внутри дугогасительных камер (рис. 37,6). Между неподвижным 1 и по-движным контактом 4 образуется дуга. Изоляционное (трансформаторное) масло под действием высокой темпе­ратуры дуги разлагается и испаряется. Газовый пузырь содержит до 70% водорода, обладающего высокой теплопроводностью. На разложение 1 г масла затрачивается 5000 Дж энергии дуги, при этом образуется около 400 см³ газопаровой смеси. Давление в верхней части камеры рез­ко возрастает, и как только контактный стержень откроет поперечный канал, потоки газа устремляются поперек ду­ги, охлаждают и гасят ее. Дугогасительная решетка 3 на­бирается из изоляционных пластин с фигурными выреза­ми и имеет несколько поперечных щелей. Механическая прочность дугогасительной камеры обеспечивается корпу­сом 2 из стеклоэпоксидной трубы.

В процессе гашения дуги и образования газового пу­зыря масло в баке поднимается, сжимая воздух буферно­го пространства и смягчая силу удара в крышку. После того как дуга погасла, газовый пузырь выходит из дуго­гасительной камеры, охлаждается, проходя сквозь слой масла, и выбрасывается наружу через газоотвод. Если уровень масла в баке низок, то газы попадут в буферное пространство сильно нагретыми и произойдет взрыв смеси водорода с воздухом. Если уровень масла высок, то возможен сильный удар в крышку, повреждение выключателя, выброс горячего масла и его загорание.

Баковые выключатели содержат большой объем мас­ла. В выключателе С-35-3200, рассмотренном выше, на три полюса —1040 кг масла, в выключателе У-110-2000— 8000 кг масла, в выключателе У-220-2000—27000 кг масла.

Пожаро- и взрывоопасность, большой объем масла являются существенными недостатками масляных баковых выключателей. Достоинствами их являются простота кон­струкции, достаточно высокая надежность работы и нали­чие встроенных трансформаторов тока.

Маломасляные выключатели получили широкое рас­пространение в закрытых (ЗРУ) и комплектных распреде­лительных устройствах (КРУ). Масло в этих выключате­лях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами. Изо­ляция токоведущих частей друг от друга и от заземлен­ных частей осуществляется фарфором или другими твер­дыми изолирующими материалами.

В воздушных выключателях для гашения дуги исполь­зуется сжатый воздух, который создает дутье в продоль­ном или поперечном направлении, охлаждает дугу, удаля­ет продукты горения и быстро гасит ее. Для получения сжатого воздуха необходима компрессорная установка, а для его очистки и сушки — специальные устройства.

В выключателях на напряжение до 20 кВ применяют­ся камеры поперечного дутья, а для более высоких напря­жений — камеры продольного дутья. Воздушные выклю­чатели обеспечивают быстрое отключение в любом режи­ме, время отключения их 0,04—0,08 с.

Достоинствами воздушных выключателей являются их взрыво- и пожаробезопасность, быстрота отключения, вы­сокая отключающая способность, возможность создания серий из крупных узлов, пригодность для наружной и вну­тренней установки.

Недостатками воздушных выключателей являются сложная конструкция, высокая стоимость, необходимость компрессорной установки, отсутствие встроенных транс­форматоров.

Электромагнитные выключатели для гашения дуги не требуют ни масла, ни сжатого воздуха, что является боль­шим преимуществом их перед другими типами выключа­телей. Дуга, возникающая при разрыве контактов под действием магнитного дутья, направляется в камеру с ла­биринтной щелью, где растягивается, охлаждается и гас­нет. Такой выключатель допускает производство большого количества операций без ревизии.

Вопросы для самопроверки:

· Разъединители.

· Масляные баковые выключатели.

· Воздушные выключатели.

· Электромагнитные выключатели.

Дата добавления: 2014-01-20