Меню

Выключатели напряжения выше 1000

Коммутационные аппараты свыше 1000В

Назначение коммутационных аппаратов для цепей напряжением выше 1000 В определяется их способностью гашения дуги при разрыве контактов. По этому признаку различают аппараты, не имеющие специального устройства для гашения дуги (разъединители, отделители и короткозамыкатели) и оснащенные таким устройством (выключатели).

Разъединители используют для коммутации цепей, нагруженных током или в цепях с малой нагрузкой. С помощью разъединителей осуществляется видимый разрыв цепей электрических устройств, что бывает необходимо для выполнения ремонтных работ, различных переключений и др.

Разъединители бывают одно- и трехполюсными. Полюс состоит из неподвижного и подвижного медных контактов, последние выполнены в виде поворотных ножей. Все токоведущие элементы смонтированы па изоляторах. Для увеличения силы сжатия ножами неподвижного контакта служат боковые пружины и магнитные замки. Замки представляют собой стальные пластины, между которыми при прохождении тока возникают значительные магнитные усилия, увеличивающие давление ножей на неподвижный контакт.

Включение и отключение разъединителя производятся приводом, воздействующим через тягу на поворотный рычаг вала разъединителя. Управление однополюсными разъединителями осуществляется оперативной штангой. Такая конструкция аппарата называется вертикально-рубящей, ее применяют обычно в устройствах напряжением 6 кВ.

Разъединители горизонтально-поворотные, ножи которых поворачиваются в горизонтальной плоскости, применяют в устройствах напряжением 35 кВ и выше. Некоторые типы разъединителей снабжены дополнительно заземляющими ножами, которые заземляют отключаемый участок электроустановки. Основные и заземляющие ножи управляются отдельными приводами.

Отделители и короткозамыкатели по конструкции подобны разъединителям. Их всегда используют только совместно для устройства защиты в сетях электроснабжения. Отделитель служит для аварийного отключения силового трансформатора. При появлении тока перегрузки короткозамыкатель автоматически замыкает накоротко три фазы линии, что вызывает срабатывание защиты на ближайшей высшей ступени системы электроснабжения и отключение питающей линии выключателем с высокой отключающей способностью. Вслед за этим отделитель разрывает цепь при отсутствии в ней тока нагрузки. Отключенный выключатель высшей ступени с заданной выдержкой времени включается вновь с помощью автоматического повторного включения (АПВ) и питание неповрежденных линий сети электроснабжения восстанавливается.

Выключатели различной конструкции используют для отключения как рабочего, так и аварийного тока (тока перегрузки короткого замыкания). Рассмотрим выключатели нагрузки и масляные. Электрическая дуга в цепях высокого напряжения приводит к значительно более тяжелым последствиям, чем в устройствах низкого напряжения; она более устойчива и условия ее гашения сложней.

Гашение дуги на контактах при напряжении выше 1000 В достигается тремя основными способами: действием давления, ограничением пространства дуги узкой щелью и газовым дутьем. Дугогасящее действие давления используется в выключателях, наполненных трансформаторным маслом, которое при сильном нагревании активно выделяет газ. При увеличении давления в области горения дуги сокращаются пути свободного пробега заряженных частиц, образующих дугу. В результате частицы газа сближаются и противоположно заряженные частицы, соединяясь, теряют свои заряды.

При разрыве контактов в масляной среде образуется область, немедленно заполняющаяся газом (газовый пузырь), который выделяется маслом под действием высокой температуры дуги. Давление на газовый пузырь со стороны окружающего масла ускоряет гашение дуги.

При горении в узких щелях образующие дугу частицы отдают свой заряд стенкам суженных камер, что способствует гашению Дуги. Газовое дутье осуществляется в особых камерах, выполненных из материала, который при нагреве выделяет газ. Такими материалами (помимо трансформаторного масла) могут быть фибра, органическое стекло и др. При наличии дутья структура дуги нарушается и снижается концентрация заряженных частиц в дуговод пространстве, что способствует интенсивному гашению дуги.

Выключатели нагрузки изготовляют для установок напряжением до 10 кВ на ток до 400 А. Рабочие контакты осуществляют коммутацию тока нагрузки. Конструкцией выключателя предусмотрено, что при его отключении разрыв рабочих контактов опережает разрыв дугогасительных, поэтому образования дуги на рабочих контактах не происходит, она возникает позже, в процессе отключения выключателя при разомкнутом рабочем контуре на дугогаситсльных контактах.

Читайте также:  Замена клавишных выключателей ваз 2107

Замыкание и размыкание дугогасительных контактов происходят во внутренней области дугогасительной камеры. Камера выполнена из пластмассы и имеет вкладыш из оргстекла. При образовании дуги под действием высокой температуры материал вкладыша выделяет газ, который, прорываясь к выходу из камеры под давлением вдоль дуги, способствует ее гашению (газовое дутье в узкой щели).

Необходимая скорость отключения обеспечивается пружинным устройством. Для автоматического разрыва цепей, обслуживаемых выключателем при перегрузке, служат плавкие предохранители. Промышленность выпускает выключатели ВНП-16 и ВНП-17, последний снабжен автоматическим отключающим устройством, действующим при перегорании вставки любого из предохранителей.

Масляные выключатели оборудуют специальными дугогасительными камерами, внутри которых располагаются рабочие контакты выключателя. Дугогасительная камера представляет собой резервуар для масла с пакетом фибровых пластин различной формы, помеченный в маслонаполненный бак. В наборе пластины образуют ряд боковых щелей и общее центральное отверстие для прохождения подвижного контакта. В начальной стадии размыкания контактов дуга возникает в верхнем масляном резервуаре, где под действием высокой температуры дуги масло интенсивно гашению.

В таких камерах дуга гасится под действием трех факторов: давления, дутья и локализации дуги в узких щелях. Для установок гидромеханизации используют масляные выключатели ВМГ-10 и ВМП-10. Выключатели типа ВМП отличаются от выключателей ВМГ конструктивно, представляя собой аппараты повышенной надежности и механической стойкости. Принцип гашения дуги в выключателях ВМГ-10 и ВМП-10 одинаков. Рассмотрим масляный выключатель ВМГ-10, рассчитанный на номинальное напряжение 10 кВ и на ток 630 или 1000 А. В зависимости от номинального тока различают варианты исполнения выключателей ВМГ-10-600 и ВМГ-10-1000. Выключатель состоит из трех маслонаполненных цилиндрических баков, которые посредством опорных изоляторов крепятся на раме.

К коммутируемой цепи выключатель присоединяется верхним и нижним контактами. Замыкание и размыкание цепи осуществляются опусканием и подъемом подвижного контактного стержня, который, проходя сквозь изолятор, или соединяется, или разъединяется с розеточным контактом, укрепленным на днище бака. Розеточный контакт связан непосредственно с нижним присоединительным контактом.

Подвижный стержень соединен с верхний присоединительным контактом гибкой связью. Контактные стержни опускаются под действием привода на вал через рычаг. Одновременно с валом поворачиваются изоляционные рычаги, которые с одной стороны укреплены на валу, а с другой— связаны шарнирно со стержнями с помощью серег.

При опускании стержней, т. е. при замыкании контактов выключателя, растягиваются возвратные пружины, действующие на подъем контактных стержней. Фиксированное положение стержней в опущенном состоянии обеспечивается приводом. При нарушении такой фиксации пружины, сжимаясь, возвращают стержни в исходное состояние — поднимают их вверх.

Масло в выключателе быстро загрязняется, поэтому не выполняет функцию изолятора, а является газообразующей средой для гашения дуги. Изоляция стержня в разрыве контактов обеспечивается объемом воздуха в цилиндре. В выключенном положении стержень должен находиться выше уровня масла, контролируемого по указателю уровня масла.

Внутренняя область бака сообщается с буферным объемом, внутри которого имеется маслоотделитель. Газы, образующиеся при разложении масла, удаляются через жалюзи в маслоотделителе. Во время горения дуги часть масла выплескивается в верхнюю область бака и через отверстие стекает в расширительный резервуар. В рабочем состоянии баки выключателей ВМГ и ВМП находятся под напряжением, что необходимо учитывать при эксплуатации.

Источник

Выключатели на напряжение свыше 1000 В

Одним из основных аппаратов, применяемых на подстанциях, являются выключатели высокого напряжения, при помощи ко­торых производится включение и отключение цепи электрического тока как вручную, так и автоматически (при коротких за­мыканиях и при других повреждениях).

Читайте также:  Автоматический выключатель legrand dpx3 250 3p 160а 25ka

Гашение электрической дуги, которая при разрыве цепи тока напряжением свыше 1000 В (особенно т. к. з.) получается очень мощной, происходит в специальной среде или в специальных дугогасительных устройствах. На карьерных подстанциях при­меняют в основном масляные и вакуумные выключатели.

Масляные выключатели делятся на многообъемные и мало­объемные. В тех и других гашение электрической дуги

происходит в среде газов и паров масла, образующихся при разло­жении масла под действием высокой температуры дуги. На рис. 25.1 приведен общий вид многообъемного масляного вы­ключателя ВМЭ-6. Выключатель состоит из стального бака 10, наполненного минеральным маслом. На верхней крышке бака 1 смонтированы шесть проходных изоляторов 2, внутри которых проходят токоведущие стержни 3, на них укреплены неподвиж­ные контакты 5 (по два контакта на фазу). На изоляционных штангах в укреплены подвижные контакты 9. Под крышкой рас­положен механизм выключения 6 с главным валом 7. Поворот вала по часовой стрелке приводит к замыканию неподвижных контактов 5 с подвижными 9; при повороте вала против часо­вой стрелки происходит размыкание контактов. Бак снабжен маслоуказателем 11 и маслоспускной пробкой 12. Между фа­зами внутри бака установлены фанерные перегородки 13. На крышке выключателя установлен маслоотделитель 4.

В момент размыкания контаков возникает электрическая дуга. Под действием высокой температуры масло испаряется и разлагается, вследствие чего вокруг контактов и дуги обра­зуется так называемый газовый пузырь. Газовая среда, обра­зовавшаяся при разложении масла, состоит в основном (70 %) из водорода, который обладает высокой теплоемкостью и ди­электрической прочностью. Водородная среда ускоряет охлаж­дение дуги, а высокая диэлектрическая прочность затрудняет восстановление ее после достижения переменным током нуле­вого значения.В масляном выключателе гашение дуги

совершается в течение 0,1 с. Энергия дуги растрачивается на испаре­ние и разложение масла.

Масляные выключатели с большим объемом масла устанав­ливают в специальных бетонных камерах или стальных карка­сах для обеспечения безопасности от взрыва или пожара.

На рис. 25.2 приведен общий вид масляного выключателя ВМП-10 с малым объемом масла. В этих выключателях масло служит дугогасящей средой, а изоляция контактов и фаз осу­ществляется фарфоровыми изоляторами. Выключатель состоит из трех горшков 1, укрепленных с помощью изоляторов 2 на раме 3. На этой же раме укреплен главный вал 5 приводного механизма, который с помощью тяг 4 соединен с подвижными контактами выключателя. Для смягчения ударов при отключе­нии имеются масляные 6 и пружинные демпферы. На раме пре­дусмотрен болт 7 для заземления.

Гашение дуги в камере происходит следующим образом (рис. 25.3). При образовании дуги происходит разложение масла и резко увеличивается давление в нижней части камеры, под действием которого масло по поперечному каналу перего­няется в верхнюю часть цилиндра. Поток масла пересекает дугу, дуга удлиняется, интенсивно охлаждается и быстро гаснет, достоинством малоообъемных масляных выключате­лей является то, что они взрывобезопасны из-за малого ко­личества масла, поэтому для установки их не требуется устройство специальных бе­тонных взрывных камер.

Но масляные выключатели имеют существенные недостатки, к которым следует от­нести:

специальную подготовку масла и контроль за его ка­чеством и уровнем в выключателе; сложное маслохозяйство; взрыво- и пожароопасность, необходимость в процессе эксплуатации постоянного наблюде­ния, многократных ревизий и ремонтов; малую надежность

работы при низких температурах из-за увеличения вязкости масла.

Из-за приведенных недостатков масляные выключатели от­носятся к числу ненадежных элементов электроснабжения карьера. Очевидна необходимость их замены более современ­ными надежными выключателями.

Читайте также:  Клавишные выключатели света legrand

Наиболее перспективными для применения в системе элек­троснабжения открытых горных разработок и приисков явля­ются вакуумные выключатели.

Основными достоинствами вакуумных выключателей явля­ются: большой срок службы без ревизий и ремонтов; взрыво- и пожаробезопасность; широкий рабочий диапазон по темпера­туре окружающей среды (от —50 до +50 °С); высокое быстро­действие, время отключения не более 0,025 с, время включения 0,01—0,05 с; низкие эксплуатационные расходы на обслужива­ние; удобство и высокая электробезопасность обслуживания.

На рис. 25.4 приведен разрез вакуумной дугогасительной камеры КДВ-27. Неподвижный / и подвижный 8 контакты с на­конечниками 5 помещены в камеру с высоким вакуумом (1,3- 10- 3 Па и ниже). Разрыв цепи тока происходит в вакууме. Принцип действия вакуумной дугогасительной камеры заклю­чается в гашении электрической дуги в парах металла контак­тов, резком падении плотности пара при подходе тока к нулю и быстром нарастании сопротивления дугового промежутка, отчего и гаснет дуга.

Опыт эксплуатации вакуумных выключателей на открытых разработках подтвердил их преимущества по сравнению с мас­ляными. В настоящее время вакуумные выключатели широко применяют на карьерах многих горных предприятий.

Автогазовые выключатели используют для напряжений до 10 кВ. В автогазовых выключателях гашение дуги осуществля­ется за счет обдува дуги газами, которые образуются в самом выключателе под действием высокой температуры дуги. В этих выключателях используют свойство некоторых материалов вы­делять под действием высокой температуры газы. Таким свойством, например, обладает фибра и органическое стекло.

Воздушные разъединители

Воздушные разъединители предназначаются для снятия напря­жения после отключения цепи масляным выключателем. Кроме того, разъединитель служит для создания видимого разрыва электрической цепи, что весьма важно для обеспечения безопас­ности при ремонтах.

Разрешается использовать разъединители для выключения и включения без нагрузки (при отключенной нагрузке на вторич­ной стороне), силовые трансформаторы мощностью до 630 кВ•А при напряжении до 10 кВ, мощностью 6300 кВ-А при напряже­нии 35 кВ, мощностью 10000 кВ-А при напряжении ПО кВ, а также для включения и отключения трансформаторов напря­жения.

Разъединитель (рис. 25.5) состоит из ножей 1, вращающихся на оси и укрепленных на изоляторах 2, и неподвижных контак­тов 3, которые вместе с контактными пластинами 4 также ук­реплены на изоляторах. Все изоляторы смонтированы на общей раме 5. Для перемещения ножей имеются соединительные изо­лирующие штанги 6. Движение от привода через вал 7 и штанги 6 передается ножам разъединителя.

Источник



Коммутационная аппаратура выше 1000В. Выключатели. Предохранители

Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например, электромагнитный привод, ручной привод).

Классификация по способу гашения дуги

Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);

Масляные выключатели (баковые и маломасляные);

Выключатель — это двухпозиционный коммутационный аппарат с нормально-разомкнутыми контактами, предназначенный для работы в сетях с напряжением до 1000 вольт, не предназначенный для отключения токов короткого замыкания, без специальных устройств дугогашения, местного управления, с ручным приводом.

Электри́ческий предохрани́тель — компонент электрических и радиоэлектронных устройств, предназначенный для защиты оборудования и приборов от повреждений при их неисправностях или для защиты питающей сети от аварийных электрических токов, возникающих при авариях и отказах, неправильного включения, ошибок монтажа.

Предохранитель включается последовательно с потребителем электрического тока и разрывает цепь тока при превышении имноминального тока, — тока, на который рассчитан предохранитель.

Источник