Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /var/www/unes92/data/www/mozzo.ru/engine/classes/mysqli.class.php on line 162 Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действия » MOZZO.RU - Вебомания. Ужасы и Радости интернета.
Thursday October 01 , 2009

Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действия

309'>Требования, предъявляемые к выключателям, заключаются в следующем:











Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действия1) надежность в работе и безопасность для окружающих;

2) быстродействие – возможно малое время отключения;

3) удобство в обслуживании;

4) простота монтажа;

5) бесшумность работы;

6) сравнительно невысокая стоимость.

Применяемые в настоящее время выключатели отвечают перечисленным требованиям в большей или меньшей степени. Однако конструкторы выключателей стремятся к более полному соответствию характеристик выключателей выдвинутым выше требованиям.

Масляные выключатели











Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действияРазличают масляные выключатели двух видов – баковые и маломасляные. Методы деионизации дугового промежутка в этих выключателях одинаковы. Различие заключается лишь в изоляции контактной системы от заземленного основания и в количестве масла.










До недавнего времени в эксплуатации находились баковые выключатели следующих типов: ВМ-35, С-35, а также выключатели серии У напряжением от 35 до 220 кВ. Баковые выключатели предназначены для наружной установки, в настоящее время не производятся.

Основные недостатки баковых выключателей: взрыво- и пожароопасность; необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и вводах; большой объем, масла, что обусловливает большую затрату времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений.

Маломасляные выключатели

Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распространение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. 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 конструкций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке), отсюда сохранилось наименование выключателей "горшковые".

Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. Самое широкое применение получили выключатели 6-10 кВ подвесного типа (ВМГ-10, ВМП-10). В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрен один разрыв контактов и дугогасительная камера.























Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действия






Конструктивные схемы маломасляных выключателей

1 – подвижный контакт; 2 – дугогасительная камера; 3 – неподвиж-ный контакт; 4 – рабочие контакты











Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действияПри больших номинальных токах обойтись одной парой контактов (которые выполняют роль рабочих и дугогасительных) трудно, поэтому предусматривают рабочие контакты снаружи выключателя, а дугогасительные – внутри металлического бачка. При больших отключаемых токах на каждый полюс имеется два дугогасительных разрыва. По такой схеме выполняются выключатели серий МГГ и МГ на напряжение до 20 кВ включительно. Массивные внешние рабочие контакты 4 позволяют рассчитать выключатель на большие номинальные токи (до 9500 А). При напряжениях 35 кВ и выше корпус выключателя выполняется фарфоровым, серия ВМК – выключатель маломасляный колонковый). В выключателях 35, 110 кВ предусмотрен один разрыв на полюс, при больших напряжениях – два разрыва и более.

Недостатки маломасляных выключателей: взрыво- и пожароопасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей; невозможность осуществления быстродействующего АПВ; необходимость периодического контроля, доливки, относительно частой замены масла в дугогасительных бачках; трудность установки встроенных трансформаторов тока; относительно малая отключающая способность.

Область применения маломасляных выключателей – 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 и 110 кВ.

Воздушные выключатели











Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действияВ воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом при давлении 2-4 МПа, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Конструктивные схемы воз-душных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоляционного промежутка между контактами в отключенном положении, способа подачи сжатого воздуха в дугогасительное устройство.

В выключателях на большие номинальные токи имеется главный и дугогасительный контур подобно маломасляным выключателям МГ и МГГ. Основная часть тока во включенном положении выключателя проходит по главным контактам

4, расположенным открыто. При отключении выключателя главные контакты размыкаются первыми, после чего весь ток проходит по дугогасительным контактам, заключенным в камере 2. К моменту размыкания этих контактов в камеру подается сжатый воздух из резервуара 1, создается мощное дутье, гасящее дугу. Дутье может быть продольным или поперечным.

Необходимый изоляционный промежуток между контактами в отключенном положении создается в дугогасительной камере путем разведения контактов на достаточное расстояние. Выключатели, выполненные по конструктивной схеме с открытым отделителем, изготовляются для внутренней установки на напряжение 15 и 20 кВ и ток до 20000 А (серия ВВГ). В данном типе выключателей после отключения отделителя 5 прекращается подача сжатого воздуха в камеры и дугогасительные контакты замыкаются.





































Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действия 


Конструктивные схемы воздушных выключателей

1 – резервуар со сжатым воздухом; 2 – дугогасительная камера; 3 – шунтирующий резистор; 4 – главные контакты; 5 – отделитель; 6 – емкостный делитель напряжения на 110 кВ – два разрыва на фазу (г)

В воздушных выключателях для открытой установки на напряжение 35 кВ (ВВ-35) достаточно иметь один разрыв на фазу.

В выключателях напряжением 110 кВ и выше после гашения дуги размыкаются контакты отделителя 5 и камера отделителя остается заполненной сжатым воздухом на все время отключенного положения. При этом в дугогасительную камеру сжатый воздух не подается и контакты в ней замыкаются.

По данной конструктивной схеме созданы выключатели серии ВВ на напряжение до 500 кВ. Чем выше номинальное напряжение и чем больше отключаемая мощность, тем больше должно быть разрывов в дугогасительной камере и в отделителе.

По конструктивной схеме рис, г выполняются воздухонаполненные выключатели серии ВВБ. Напряжение модуля ВВБ 110 кВ при давлении сжатого воздуха в гасительной камере 2 МПа. Номинальное напряжение модуля выключателя серии ВВБК (крупномодульного) составляет 220 кВ, а давление воздуха в гасительной камере 4 МПа. Аналогичную конструктивную схему имеют выключатели серии ВНВ: модуль напряжением 220 кВ при давлении 4 МПа.

Для выключателей серии ВВБ количество дугогасительных камер (модулей) зависит от напряжения (110 кВ – одна; 220 кВ – две; 330 кВ – четыре; 500 кВ – шесть; 750 кВ – восемь), а для крупномодульных выключателей (ВВБК, ВНВ) количество модулей соответст-венно в два раза меньше.

Элегазовые выключатели













Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действияЭлегаз (SF6 – шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плотность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая прочность элегаза в 2 – 3 раза выше прочности воздуха; при давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравнима с прочностью масла.

В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, который в 100 раз превышает ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях. Исключительная способность элегаза гасить дугу объясняется тем, что его молекулы улавливают электроны дугового столба и образуют относительно неподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза, т. е. при газовом дутье, поглощение электронов из дугового столба происходит еще интенсивнее.











Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действияВ элегазовых выключателях применяют автопневматические (автокомпрессионные) дугогасительные устройства, в которых газ в процессе отключения сжимается поршневым устройством и направляется в зону дуги. Элегазовый выключатель представляет со-бой замкнутую систему без выброса газа наружу.

В настоящее время элегазовые выключатели применяются на всех классах напряжений (6-750 кВ) при давлении 0,15 – 0,6 МПа. Повышенное давление применяется для выключателей более высоких классов напряжения. Хорошо зарекомендовали элегазовые выключа-тели следующих зарубежных фирм: ALSTOM; SIEMENS; Merlin Gerin и др. Освоен выпуск современных элегазовых выключателей ПО "Уралэлектротяжмаш": баковые выключатели серии ВЭБ, ВГБ и колонковые выключатели серии ВГТ, ВГУ.

В качестве примера рассмотрим конструкцию выключателя серии LF фирмы Merlin Gerin напряжением 6-10 кВ.

Базовая модель выключателя состоит из следующих элементов:

– корпуса выключателя, в котором расположены все три полюса, представляющего собой "сосуд под давлением", заполненный элегазом под низким избыточным давлением (0,15 МПа или 1,5 атм.);

– механического привода типа RI;

– передней панели привода с рукояткой для ручного взвода пружин и индикаторами состояния пружины и выключателя;

– высоковольтных силовых контактных площадок;

– многоштырьевого разъема для подключения цепей вторичной коммутации.

Вакуумные выключатели

Электрическая прочность вакуума значительно выше прочности других сред,

применяемых в выключателях. Объясняется это увеличением длины среднего

свободного пробега электронов, атомов, ионов и молекул по мере уменьшения

давления. В вакууме длина свободного пробега частиц превышает размеры вакуумной

камеры.























Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действия




Восстанавливающаяся электрическая прочность промежутка длиной 1/4" после

отключения тока 1600 А в вакууме и различных газах при атмосферном давлении











Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действияВ этих условиях удары частиц о стенки камеры происходят значительно чаще, чем

соударения между частицами. На рисунке показаны зависимости пробивного

напряжения вакуума и воздуха от расстояния между электродами диаметром 3/8" из

вольфрама. При столь высокой электрической прочности расстояние между контактами

может быть очень малым (2 – 2,5 см), поэтому размеры камеры могут быть также

относительно небольшими.

Процесс восстановления электрической прочности промежутка между контактами

при отключении тока протекает в вакууме значительно быстрее, чем в газах.

Уровень вакуума (остаточное давление газов) в современных промышленных

дугогасительных камерах обычно составляет Па. В соответствии с теорией

электропрочности газов, не-обходимые изоляционные качества вакуумного промежутка

достигаются и при меньших уровнях вакуума (порядка Па), однако для современного

уровня вакуумных технологий, создание и поддержание в течение времени жизни

вакуумной камеры уровня Па не составляет проблемы. Это обеспечивает вакуумным

камерам запасы электропрочности на весь срок эксплуатации (20-30 лет).

Типовая конструкция вакуумной дугогасительной камеры приведена на рисунке.























Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действия




Конструктивная схема вакуумной дугогасительной камеры












Конструкция вакуумной

камеры состоит из пары контактов (4; 5), один из которых является подвижным (5),

заключенных в ваккумноплотную оболочку, спаянную из керамических или стеклянных

изоляторов (3; 7), верхней и нижней металлических крышек (2; 8) и металлического

экрана (6). Перемещение подвижного контакта относительно неподвижного

обеспечивается путем применения сильфона (9). Выводы камеры (1; 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. Контакты вакуумной камеры изготавливаются

из металлокерамической композиции (как правило, это медь-хром в соотношении 50

%-50 % или 70 %-30 %), обеспечивающей высокую отключающую способность, износостойкость и препятствующей возникновению точек сваривания на поверхности

контактов. Цилиндрические керамические изоляторы, совместно с вакуумным

промежутком при разведенных контактах обеспечивают изоляцию между выводами

камеры при отключенном положении выключателя.

Таврида-электрик выпустила новую

конструкцию вакуумного выключателя с магнитной защелкой. В основу его конструкции заложен принцип соосности электромагнита привода и вакуумной

дугогасительной камеры в каждом полюсе выключателя. 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.

В процессе движения якорь набирает

скорость около 1 м/с, что позволяет избежать предпробоев при включении и

исключить дребезг контактов ВДК. 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.











Высоковольтные выключатели: классификация, устройство, принцип действияВ 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 – 100 %. В России в последние годы эта доля имеет постоянную тенденцию к росту, и в 1997 году превысила 50 %-ю отметку.

Основными преимуществами ВВ (по сравнению с масляными и газовыми выключателями), определяющими рост их доли на рынке, являются:

– более высокая надежность;

– меньшие затраты на обслуживание.

-Ненавижу тех, кто помнит, что было на пиру. (Лукиан из Самосаты)


Высоковольтные, выключатели, классификация, устройство, принцип, действия
 (голосов: 0)
Добавление комментария
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код: Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить если не виден код
Введите код:

Опрос сайта

Популярный поисковик это..

Сидят тут..


Не пропустите