Высоковольтные выключатели

Требования к высоковольтным выключателям, их назначение и классификация

К высоковольтным выключателям предъявляются следующие требования:

• Сравнительно невысокая стоимость.
• Высокий уровень надежности в работе.
• Безопасность для окружающих.
• Бесшумность работы.
• Удобство в обслуживании.
• Простота монтажа.

Высоковольтные выключатели высокого и среднего напряжения (от 6 до 220 киловольт) и большим током отклонения (до 50 килоампер) применяются на электростанциях и подстанциях. Они представляют собой сложную конструкцию, которая может управляться гидравлическими, пружинными, электромагнитными или пневматическими приводами. Высоковольтные выключатели характеризуются следующими параметрами:

• Номинальный электрический ток — ток протекающий через выключатель, при котором он может работать нормально.
• Номинальное напряжение — напряжение сети, в составе которой работает выключатель.
• Номинальный электрический ток отклонения — самый большой ток короткого замыкания, который высоковольтный выключатель способен отключить.
• Допустимое содержание апериодического тока в токе отклонения.
• Устойчивость в случае воздействия сквозных токов короткого замыкания.
• Номинальный ток включения.
• Собственное время отключения.

Если высоковольтный выключатель используется для автоматического повторного включения, то должны быть обеспечены следующие циклы:

Цикл 1: О → Тбп → ВО → 180 → ВО

Цикл 2: О → 180 → ВО → 180 → ВО$

где: О — операция включения; ВО — включение и немедленное отключение; 180 — временной интервал; Тбп — минимальная бестоковая пауза.

Высоковольтные выключатели классифицируются по следующим признакам:

1. Способ гашения дуги. Согласно данному признаку выключатели могут быть автопневматические, элегазовые, вакуумные, электромагнитные, автогазовые, масляные и воздушные.
2. Назначение. Согласно данному признаку выключатели могут быть генераторными, сетевыми, выключателями нагрузки и реклоузерами.
3. Вид установки. Согласно данному признаку выключатели могут быть встраиваемыми, опорными, выкатными, подвесными и настенными.
4. Климатическое исполнение и категория размещения. Согласно данному признаку выключатели могут иметь пять категорий размещения и десять климатических исполнений.

Воздушные и элегазовые высоковольтные выключатели

Пример схемы конструкции воздушного высоковольтного выключателя представлен на рисунке ниже

Рисунок 1. Воздушный высоковольтный выключатель. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Здесь: 1 — резервуар с сжатым воздухом; 2 — дугогасительная камера; 3 — шунтирующий резистор; 4 — главные контакты; 5 — отделитель; 6 — емкостный делитель.

В воздушных высоковольтных выключателях сжатый воздух используется в качестве движущей силы, которая перемещает контакты, а также в качестве дугогасящей среды. Принцип действия дугогасительного устройства заключается в следующем: дуга, которая образуется между главными контактами, интенсивно охлаждается потоком сжатого воздуха, вытекающего в атмосферу. Когда электрический ток проходит через ноль температура дуги становится меньше, а сопротивление растет. Таким образом, одновременно происходит механическое разрушение дугового столба и вынос заряженных частиц из промежутка. В зависимости от конструкции высоковольтные воздушные выключатели делятся на выключатели с газонаполненным делителем, открытым отделителем и выключатели с камерами в баке с сжатым воздухом.

Элегаз является инертным газом, который по плотности в пять раз больше, чем воздух, а по электрической прочности в 2-3 раза. В элегазовых выключателях используется автоматическое пневматическое дугогасительное устройство, где газ сжимается поршневым механизмом, после чего отправляется в зону дуги. Сам выключатель представляет собой замкнутую систему, где выброса газа наружу не происходит. Сейчас элегазовые выключатели используются на всех классах напряжения при давлении до 0,6 мегапаскаля. Повышенное давление применяется для выключателей более высокого класса напряжения. Составными частями базового элегазового выключателя являются: многоштыревой разъем, который необходим для подключения цепей вторичной коммутации; корпус, в котором располагаются полюса; высоковольтные контактные силовые площадки; механический привод тип RI; передняя панель привода с рукояткой для ручного взвода пружин, а также индикатором ее состояния.