Способы гашения дуги в элегазовых выключателях

Различают:

1. ЭВ с автокомпрессионным дутьем в элегазе (рис.4.33), где давление элегаза повышается специальным компрессионным устройством за счет энергии привода (ЭВ с одной ступенью давления). Существуют конструкции камер с односторонним и двусторонним продольным дутьем. Данная

конструкция получила наибольшее распространение при средних классах напряжения. Для подобных дугогасительных устройств различные производители ЭВ декларируют следующие номинальные параметры (напряжение на один разрыв -174-245 кВ; ток - 1,25 - 4 кА; ток отключения -31,5-50 кА; давление 0,3 ч- 0,6 МПа; время отключения - два - три периода тока КЗ).

Ведутся разработки выключателей с напряжением на один разрыв -300-420 кВ; током отключения – 40-50 кА; временем отключения - один период тока КЗ).

2. ЭВ с гашением дуги (рис.4.34) путем ее вращения по периметру кольцевого контакта под действием поперечного магнитного поля,

создаваемого отключаемым током или постоянным магнитом.

3. ЭВ с дугогасящим устройством продольного дутья. Дутье производится из специального резервуара, где элегаз находится под высоким давлением, и при гашении дуги он перетекает в резервуар с низким давлением (ЭВ с двумя ступенями давления); такая конструкция аналогична конструкциям воздушных выключателей.

4. ЭВ с продольным дутьем, в которых повышение давления элегаза происходит за счет его разогрева дугой в специальной камере (ЭВ с автогенерирующим дутьем). Дугогасительные устройства данной конструкции используют в конструкциях выключателей на средние напряжения при номинальном токе отключения 31,5 - 40 кА, а также в комбинированных автокомпрессионных выключателях на высокие и сверхвысокие напряжения.

Рассмотрим принцип работы такого дугогасительного устройства (рис.4.35). При отключении, между контактами 1 и 2, загорается дуга 3. При этом повышается давление элегаза в межконтактном промежутке и в камере

накачки 5. При своем движении подвижный контакт в определенный момент открывает изоляционное сопло 4. Элегаз, находящийся при повышенном давлении в камере накачки, через сопло вырывается в основной объем выключателя 6. За счет этого обеспечивается продольное дутье на остаточный ствол дуги и гашение дуги.

Конструкции элегазовых выключателей

В начале рассмотрим конструкцию элегазового выключателя, построенного по принципу автокомпрессионного дутья фирмы Merlin Gerin, входящей в фирму Schneider Electric (рис.4.36). Это трехполюсный выключатель типа Fluaric SF1, выпускаемый на напряжения 7,2-24 кВ; ток 400-1250 А; ток отключения 20 и 25 кА. Гарантированное количество циклов включения/отключения при номинальном токе 10 000 и 40 при токе 12,5 кА. Герметичный полюс выключателя заполнен элегазом под давлением 0,5 МПа и не обслуживается в течение всего срока службы.

Работает выключатель следующим образом. В начале процесса

расхождения контактов 5 и 6 поршень 9 слегка сжимает элегаз в цилиндре 8. При дальнейшем расхождении дугогасительных контактов 5 и 6 между ними возникает дуга, а поршень еще сильнее сжимает элегаз в цилиндре. Небольшое количество элегаза через сопло 11 направляется на дугу. Таким образом, охлаждение дуги при отключении малых токов происходит за счет принудительного продольного дутья.

При отключении больших токов происходит тепловое расширение элегаза в области горения дуги и его перемещение с большой скоростью в сторону частей полюса с более низкой температурой.

При прохождении тока через нуль расстояние между двумя дутогасительными контактами уже достаточно для полного гашения дуги.

Корпус полюса выключателя имеет предохранительную мембрану для защиты от недопустимого повышения давления внутри корпуса полюса.

Далее рассмотрим конструкции выключателей типа ВГТ-110 и ВГТ-220 выпусаемых заводом "Уралэлектротяжмаш". Эти выключатели рассчитаны на напряжение 110 и 220 кВ, ток 2500 А и ток отключения 40 кА. Давление внутри бака 0,4 МПа.

Ресурс выключателей по коммутационной стойкости составляет:

- при 60 - 100% номинального тока отключения - 20 операций;

- при 30 - 60% номинального тока отключения - 34 операции;

- при номинальном токе - 3000 операций включение/отключение.

Срок службы выключателя до капитального ремонта - 5000 циклов включение/отключение или 20 лет, или исчерпание ресурса по коммутационной стойкости. Полный срок службы - 40 лет.

Выключатель ВГТ-110 состоит из трех полюсов, установленных на общей раме и механически связанных друг с другом.

На раме выключателя установлены: пружинный привод типа ППрК-1800С, отключающее устройство, полюса и электроконтактные сигнализаторы давления. В полости одного из опорных швеллеров рамы, закрытой крышками, размещены последовательно соединенные тяги, связывающие рычаг привода с рычагами полюсов. В крышке установлено смотровое окно указателя положения выключателя.

В выключателе ВГТ-220 каждый полюс имеет отдельную раму и управляется своим приводом.

Пружинный привод типа ППрК-1800С с моторным заводом рабочих пружин, представляет собой отдельный, помещенный в герметизированный трехдверный шкаф, агрегат. Привод имеет два электромагнита отключения и снабжен блокировочными устройствами.

Включение выключателей осуществляется за счет энергии включающих пружин привода, а отключение - за счет энергии пружины отключающего устройства выключателя.

Отключающее устройство установлено на противоположном от привода торце рамы и состоит из отключающей пружины, сжимаемой при включении выключателя тягой, соединенной с наружным рычагом крайней колонны. Пружина расположена в цилиндрическом корпусе, на наружном фланце которого находится буферное устройство, предназначенное для гашения кинетической энергии подвижных частей и служащее ограничителем хода при динамическом включении выключателя.

Полюс выключателя ВГТ-110 представляет собой колонну, заполненную элегазом и состоящую из опорного изолятора, дугогасительного устройства с выводами и механизма управления с изоляционной тягой.

Полюс выключателя ВГТ-220 состоит из двух колонн (рис.4.37), дугогасительные устройства которых установлены на сдвоенных опорных изоляторах и соединены последовательно двумя шинами. Для равномерного распределения напряжения по дугогасительным устройствам параллельно к ним подключены шунтирующие конденсаторы.

Принцип, работы дугогасительного устройства основан на гашении электрической дуги потоком элегаза, который создается за счет перепада давления, обеспечиваемого автогенерацией.

Дугогасительное устройство содержит главные и снабженные дугостойкими наконечниками дугогасительные контакты, поршневое устройство для создания давления в его внутренней полости и фторопластовыми соплами, в которых потоки элегаза приобретают направление, необходимое для эффективного гашения дуги. Надпоршневая полость высокого давления и подпоршневая полость снабжены системой клапанов, позволяющих обеспечить эффективное дутье в зоне горения дуги во всех коммутационных режимах. В верхней части дугогасительного устройства расположен контейнер, наполненный активированным адсорбентом, поглощающим из газовой области влагу и продукты разложения элегаза. Во включенном положении главные и дугогасительные контакты замкнуты. При отключении сначала размыкаются практически без дугового эффекта главные контакты при замкнутых дугогасительных контактах, а затем размыкаются дугогасительные. Скользящий контакт между гильзой поршневого устройства и трубой подвижного контакта осуществляется уложенными в ее углубления контактными элементами, имеющими форму замкнутых проволочных спиралей.

Поиск по сайту: