Загрузка...Выключатель при понижении температуры
Выключатель при понижении температуры
Выключатель предназначен для работы в тяговых сетях с частотой тока 50 Гц, а также для оперативных переключений и защиты в установках емкостной компенсации реактивной мощности напряжением до 27,5 кВ. Номинальное напряжение включающего электромагнита, отключающего электромагнита и катушки контактора включения 220 В постоянного тока. Возможен вариант напряжения 110 В.
Структура условного обозначения
ВЭО-27,5Б-20/1250 У1:
В — выключатель;
Э — элегазовый;
О — однополюсный;
27,5 — номинальное напряжение, кВ;
Б — категория внешней изоляции по длине пути утечки;
20 — номинальный ток отключения, кА;
1250 — номинальный ток, А;
У1 — климатическое исполнение и категория размещения.
Выключатель предназначен для работы в условиях умеренного климата при категории размещения 1 ГОСТ 15150. Установка на высоте над уровнем моря не более 1000 м. При большей высоте изменяется характеристика внешней изоляции. Внутренняя изоляция не меняется. Рабочее значение температуры окружающей среды от минус 45 до 40°С. Окружающая среда невзрывоопасная. Содержание коррозионных агентов по ГОСТ 15150 для атмосферы типа II. Требования изоляции удовлетворяют ГОСТ 1516.1 и 687. Выключатель пригоден для нормальной работы при тяжении проводов не более 750 Н (75 кгс) в плоскости, перпендикулярной продольной оси выключателя, при ветровой нагрузке по ГОСТ 687. Выключатель предназначен для работы при АПВ в ЦИКЛЕ 0-0,4-ВО-5-ВО. Выключатель соответствует требованиям ТУ16-91 ИМПБ.674121.005 ТУ, выпускаются также для поставок на экспорт. ТУ 16-91 ИМПБ.674121.005 ТУ
Номинальное напряжение, кВ — 27,5 Наибольшее рабочее напряжение, кВ — 29 Номинальный ток, А — 1250 Допускает нагрузку, А, в течение не более 1 ч — до 1400 Номинальный ток отключения, кА — 20 Процентное содержание апериодической составляющей — 25 Отключаемый емкостной ток не более, А — 300 Номинальный ток включения, кА: наибольший пик — 52 начальное значение периодической составляющей — 20 Сквозной ток короткого замыкания, кА: наибольший пик — 52 начальное действующее значение периодической составляющей — 20 Среднеквадратичное значение тока за время протекания 3 с — 20 Избыточное давление элегаза в дугогасительной камере при температуре 20°С, МПа (кгс/см 2 ): номинальное — 0,25 (2,5) давление заполнения — 0,37 (3,7) Собственное время отключения, с — 0,05 Полное время отключения — 0,08 Собственное время включения (с контактором управления), с — 0,2 Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с — 0,4 Номинальное напряжение электромагнитов управления постоянного тока, В — 220/110 Потребляемый ток электромагнитов управления (установившееся значение), не более, А: включающего — 120/300 отключающего — 2,5/5 Мощность подогрева привода, кВт — 0,8 Утечка элегаза за год, % от массы заполнения, не более — 2 Периодичность подпитки выключателя элегазом, лет — 5 Сопротивление главной токоведущей цепи, мкОм — 100 Скорость подвижного контакта в момент замыкания, не менее, м/с — 2 Скорость подвижного контакта в момент размыкания не менее, м/с — 3 Условия испытания восстановления напряжения в соответствии ГОСТ 687.
Начальная часть кривой В.Н. не пересекает линию запаздывания. Ресурс по механической стойкости 5000 циклов В-tп-О. Ресурс по коммутационной способности.
Выключатель допускает указанное число операций без осмотра и ремонта дугогасительного устройства. Средний срок до среднего ремонта — 10 лет. Средний срок до списания — 35 лет. Масса выключателя 380+20 кг.
Принцип действия дугогасительного устройства такой же, как у выключателей ВГУ. Нагревательное устройство включается автоматически при понижении температуры окружающего воздуха до минус 10°С. Механизм выключателя позволяет производить: включение и отключение, циклы операций ВО под действием автоматики и по команде от щита управления;
оперативное отключение и неоперативное отключение путем ручного нажатия кнопки отключения (на лицевой стороне привода);
неоперативное включение путем использования рычага ручного включения. Габаритные, установочные и присоединительные размеры выключателя представлены на рисунке.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры выключателя ВЭО-27,5
В комплект поставки входят: выключатель; одиночный комплект ЗИП;
групповой комплект ЗИП (на группу выключателей до 5 шт.);
эксплуатационные документы: формуляр выключателя, техническое описание и инструкция по эксплуатации, ведомость одиночного комплекта ЗИП, ведомость группового комплекта ЗИП.
Технические характеристики элегаза
Рассмотрим характеристики элегаза применительно к его использованию в коммутационных электрических аппаратах высокого напряжения.
Представление о соотношении электрической прочности различных изоляционных сред, применяемых в выключателях, дает рис. 1. Как видно из рис. 1, электрическая прочность элегаза примерно в 2,5 раза выше электрической прочности воздуха и при избыточном давлении 0,25 МПа превышает прочность трансформаторного масла. Высокая электрическая прочность элегаза объясняется его электроотрицательными свойствами. В аппаратах высокого и сверхвысокого напряжений элегаз как изолирующая среда, используется при давлении 0,15 — 0,6 МПа. При этом обеспечивается необходимая электрическая прочность межэлектродных промежутков.
Рис. 2. Зависимость давления смеси SF6 ( 60%) — N2 (40%) от температуры:
1 — линия насыщения для SF6; 2 — давление смеси в состоянии заполнения: 3 — парциальное давление элегаза: 4 — парциальное давление азота
Рис. 1. Зависимость разрядного напряжения от давления между шарами диаметром 5 см при расстоянии 1 см между ними: 1 — элегаз; 2 — воздух: 3 — масло
Элегаз — тяжелая среда, и фазовые переходы (пар — жидкость, жидкость — пар) происходят при температурах, характерных для работы электрических аппаратов в ОРУ. Действительно, к примеру, давление пара Рнт при t = -45 °С составляет Рт = 0,35 МПа, при t = =-30 °С Рнх = 0,5 МПа (рис. 2). Обобщенная линия насыщения (кривая упругости пара), построенная на основе многочисленных экспериментов, приведена на рис. 2 (кривая 1). Фазовые переходы существенно ограничивают возможности повышения отключающей способности элегазовых выключателей за счет увеличения исходного давления Р0 элегаза, так как это неизбежно приводит к вынужденному уменьшению диапазона рабочих температур элегазового выключателя или к необходимости вводить нагревательное устройство. При температуре газовой среды Т менее 1400° К удельные теплоемкости Ср и С,, практически постоянны и не зависят от температуры и давления, однако 198 при анализе состояния среды в камере с электрической дугой следует учитывать, что быстрая диссоциация элегаза начинается при 2000 К с появлением новых частиц S, SF2, SF, S2. При 3000 К элегаза уже не существует, а продукты распада начинаются обогащаться ионами S + , F+, F
, S", т.е. среда представляет собой сложную многокомпонентную смесь. Поэтому в дугогасительных камерах элегазовых выключателей возможен лишь приближенный анализ термодинамического состояния среды с корректировкой по данным эксперимента.
Продукты разложения элегаза. Влажность в элегазовых выключателей. В нормативных документах по применению элегазового оборудования, в том числе по элегазовым выключателям, обязательно имеются пункты, которые предписывают тщательную очистку и осушку элегаза, периодический контроль за продуктами разложения и влажностью элегаза. Элегаз, который выпускается на химических заводах, имеет ряд примесей (CF4, SF4, S02F2, SOF2, водяной пар и т. д.). В частности присутствие фтористого углерода (CF4) снижает электрическую прочность товарного элегаза. Коррозионная способность элегаза объясняется наличием SF4, токсичные свойства — наличием S02F2, SOF2. Хотя количество этих примесей мало, перед употреблением в элегазовых выключателях требуются дополнительные мероприятия по его осушке и очистке.
Для слаботочных разрядов основным видом продуктов разложения является четырехфтористая сера SF4. Количество продуктов разложения элегаза при пробое зависит от энергии разряда, материала электродов, температуры среды. В продуктах разложения имеется и CF4, который, взаимодействуя с твердыми диэлектриками (внутренними изоляторами), способствует созданию полупроводниковых налетов. Последние резко снижают сопротивление утечки тока по поверхности изоляторов.
Значительный выход газообразных и твердых продуктов разложения имеется при сильноточной дуге. Хотя и здесь основным видом продуктов разложения является SF4, экспериментально зафиксировано и наличие продуктов гидролиза SF4 — фтористого тионила SOF2, а также фгороводорода HF. Эти соединения являются следствием наличия влаги (или оставшегося кислорода) в камере элегазового выключателя. При довольно высокой влажности возможно и появление таких кислот, как сернистая, серная, шестифтористо-кремневая. Следовательно, наличие влаги определяет образование токсичных соединений, широкого спектра коррозионно-активных соединений в камере элегазового выключателя. Поступление влаги в герметичную камеру элегазового выключателя осуществляется несколькими путями. В, частности, статические и динамические уплотнительные соединения создают условия для проникновения влаги в камеру элегазового выключателя.
Диффузия влаги через уплотнительные соединения может быть существенной при неудачном выборе материала уплотнения (прокладок), формы и размеров пазов, при деформации уплотнения и т.д. Стенки камеры элегазового выключателя, токопроводы, изоляционные материалы внутри камеры элегазового выключателя являются адсорбирующими поверхностями и значительно влияют на влажность газовой среды, особенно при резких изменениях температуры и в начальный период после сборки элегазового выключателя и установки в эксплуатацию (первый год эксплуатации). К примеру, если внутренний изолятор элегазового выключателя хранился в помещении с относительной влажностью 80 % при 20 °С, то при установке его в камеру элегазового выключателя вносится количество влаги, которое почти в 40 раз превышает влагосодержание собственно элегаза при его точке росы — 39 °С.
Поэтому внутренние изоляторы (и изоляционные элементы) сразу после изготовления должны быть помещены в герметичные полиэтиленовые мешки для хранения. Некоторые фирмы помещают в мешок адсорбент или цветной индикатор, показывающий Благосостояние в герметичном мешке.
Контроль за влажностью среды. Так как изолирующая способность внутренней изоляции наиболее чувствительна к выпадению росы на ее поверхности, то считается, что точка росы тк является наиболее удачным параметром для описания влажности как в ГРУ, так и в элегазовых выключателях. Однако условия, приводящие к конденсации, характеризуются в значительной степени перепадом температур при резком снижении температуры, когда влага успевает перераспределиться между газом, поверхностью камер, изоляционными материалами (влагонесущими объектами). Поэтому измерения точки росы должны производиться не только в начальный пусковой период работы элегазового выключателя, но и периодически, с учетом максимальных колебаний температуры воздуха.
В элегазовом выключателе, который находится в эксплуатации, в дугогасительной камере обязательно должен быть адсорбент, количество которого должно быть достаточным для поглощения продуктов разложения и поддержание влажности внутри элегазового выключателя в пределах установленных норм в соответствии с гарантированным сроком эксплуатации элегазового выключателя. Это количество адсорбента зависит от числа разрывов в 200 одной камере н, от тока отключения Iо ном, регламентированного числа отключений тока Iо.ном > массы изоляционных материалов, объема камеры, плотности элегаза, адсорбции изоляционных материалов. Правильный выбор средств осушки и поглощения продуктов разложения элегаза, уплотнительных соединений, высокий уровень технологии производства элегазовых выключателей , позволяют обеспечить малое количество продуктов разложения элегаза, стойкость конструкционных материалов, а, следовательно, надежность элегазовых выключателей в эксплуатации.
Выбор конструкционных материалов определяется не только функциональным предназначением, но и стойкостью их к продуктам разложения элегаза. Нестойкими к продуктам разложения элегаза являются стали СтЗ, Ст40, медь марок Ml, МБ, серебро, латуни Л59, Л63. Стойкими зарекомендовали себя алюминий и его сплавы, нержавеющие стали и марок Ст20, Ст60С2, Ст10ХК, никель и т.д. Хорошо защищают металлы от коррозии лакокрасочные покрытия, никелевые покрытия. Цинкование, лужение, кадмирование нестойких металлов не приводят к существенному повышению их стойкости к продуктам разложения элегаза.
Из диэлектрических и уплотнительных материалов стойкими являются фторопласт, текстолит на основе лавсана, полиуретан, эпоксифторопласт, композиции на основе полидивинилового и полидивинилизопренового каучука и т.д. Без дополнительных защитных мер невозможно использование в элегазовых выключателях фарфора, бакелита, стеклотекстолита и кремнийорганических материалов. Ответственными элементами элегазовых выключателей являются внутренние изоляторы (герметичные и опорные), которые изготавливаются из эпоксидных компаундов. Из отечественных смол целесообразно использовать ЭДЛ, ЭД-5. Кварцевый песок, который обычно применяется в качестве наполнителя, активно взаимодействует с продуктами разложения элегаза. Его следует заменить фтористым кальцием (КФ-1) и электрокорунтом КФ-4). Наиболее жесткие требования по химической стойкости предъявляются к конструкционным материалам, которые непосредственно используются в дугогасительных устройствах.
Использование смеси элегаз — азот. Для подготовки элегазового оборудования к работе в эксплуатации используется сухой азот. В частности, очистка и осушка внутренних полостей элегазового оборудования перед заполнением элегазом проводится по циклам, где многократно сочетаются продувка сухим азотом и вакуумирование. Проверка герметичности также осуществляется азотом. Поэтому использование смеси SF6 — N2 привлекало внимание разработчиков элегазового оборудования уже с первых шагов производства элегазовых выключателей.
С использованием смеси SF6 — азот в элегазовых выключателях предполагается упростить технологию подготовки элегазового выключателя к эксплуатации, стабилизировать разрядные характеристики газовых промежутков, повысить исходное давление в камерах элегазового выключателя (с целью повышения отключающей способности) без изменения нижнего предела рабочей температуры, улучшить работу элегазового выключателя при отключении неудаленных токов КЗ.
При разработке элегазовых выключателей на низкие температуры (t = -40 °С, ри = = 0,7 МПа) обычно используется смесь (в мольных долях) — SF6 (60%) и N2 (40%), а при расчете состояния заполнения (рис. 2, линия 2) модель смеси принимается как идеальная.
Однако вопрос об использовании смеси элегаз-азот в элегазовых выключателях недостаточно изучен. В частности, известно, что фазовые переходы для смесей характеризуются нестабильностью (размытый фазовый переход) по сравнению с однокомпонентной средой. На этот переход существенно влияют пыль, влага, ионы, твердые частицы и т.д. Недостаточно исследованы разрядные характеристики смеси для длинных промежутков, взаимосвязь расстояния между контактами выключателя с отключающей способностью элегазового выключателя, поведение смеси длительное время в эксплуатации.
Выключатель при понижении температуры
Общие указания по эксплуатации
Выключатели высоковольтные предназначены для включения и отключения электрических цепей высокого напряжения под нагрузкой, а также для отключения токов короткого замыкания. Выключатели должны обладать достаточной отключающей способ-ностью, возможно меньшим временем действия, высокой надежностью работы. Они должны быть взрыво- и пожаробезопасны.
Выключатель предназначен для наружной установки при следующих условиях:
— окружающая среда невзрывоопасная, по условиям загрязнения окружающая среда должна соответствовать атмосфере типа II по ГОСТ15150-69;
— пределы температуры окружающего воздуха от +40°С до –60°С;
— выключатель рассчитан на тяжение проводов в горизонтальной плоскости не менее 500 кН(50 кгс);
— высота установки над уровнем моря не более 1000м.
Устройство выключателя и принцип его действия
Выключатель состоит из:
— алюминиевого бака, в котором размещены контактная система с дугогасительными устройствами;
— 6 вводов со встроенными трансформаторами тока типа ТВЭ-35;
— шкафа с электромагнитным приводом.
Бак заполнен элегазом. Давление заполнения, приведенное к 20°С, равно 0,55МПа (5,5кгс/см2).
Выключатель изготовлен в трех полюсном исполнении, при этом все три полюса размещены в одном баке.
Выключатель укомплектован вводами 35кВ, 12 трансформаторами тока (по 2 трансформатора, измерительный и для защиты, установленные на одном вводе, конструктивно объединены в комплект), электромагнитным приводом ПЭМ-3.
В заземленном металлическом баке на изоляционных дисках размещены дугогасительные устройства всех трех полюсов с неподвижными контактами. Работа дугогасительного устройства основана на принципе вращения электрической дуги под действием магнитного поля, создаваемого отключаемым током. Подвижные контакты закреплены на поворотной изоляционной траверсе, насаженной на вал выключателя.
Таблица№1-Технические данные элегазового выключателя:
Номинальное напряжение в кВ
Номинальное рабочее напряжение в кВ
Номинальный ток в А
Номинальный ток отключения в кА
Собственное время отключения, с
Полное время отключения, с
Собственное время включения, с
Давление заполнения элегазом при температуре +20град. в МПа абс (кгс/см 2 )
Диапазон рабочего давления элегаза при температуре +20 град. в МПа абс (кгс/см 2 )
Давление предварительной сигнализации об утечке элегаза при температуре 20°С, МПа абс (кгс/см 2 )
Давление аварийной сигнализации (блокировки) запрета оперирования выключателем
Мощность подогревающих устройств в кВт
Температура, при которой включается 1 ступень
обогрева привода, °С.
-25 (и отключить при температуре выше –15)
Температура, при которой включается 2 ступень
обогрева привода, °С.
-40 ( и отключить при температуре выше –25)
Температура при которой включается обогрев бака, °С
-40 ( и отключить при температуре выше –20)
Допускаемое число операций без осмотра и ремонта дугогасительных устройств, контактов и замены элегаза:
-при токе от 60 до 100% номинального тока отключения
-при токе от 30 до 60% ном. тока отключения
-при номинальном токе нагрузки
Неподвижные контакты токоведущими шинами связаны с нижними выводами проходных изоляторов, токоведущие стержни которых являются одновременно первичным витком встроенных трансформаторов тока.
Трансформаторы тока расположены в защитном колпаке в средней части проходного изолятора.
На боковой стенке бака крепится электроконтактный сигнализатор давления элегаза типа ФГ-1007УХЛ2, с температурной компенсацией, автоматически приводящей его показания к температуре +20°С.
Вводы представляют собой медный токоведущий стержень, в верхней части которого имеется фарфоровая покрышка. Полость покрышки заполнена виниполом.
Техническое обслуживание
Персонал, обслуживающий элегазовые выключатели, должен знать настоящую инструкцию.
Выключатель обеспечивает гарантированное число операций при соблюдении правил эксплуатации, соответствующих требованиям инструкции по эксплуатации.
Техническое обслуживание выключателя сводится к периодическим осмотрам выключателя, протяжке болтовых соединений выключателя и привода, контролю давления элегаза и повышению давления с помощью поддавливания от баллона с элегазом, периодическим испытаниям выключателя, замене изношенных контактов.
В случае снижения абсолютного давления элегаза в баке ниже допустимой величины (4,3кгс/см2), необходимо доложить диспетчеру ОДО ИРЭС и действовать по его команде.
Осмотры выключателей производятся не 1 раза в месяц на ПС при обслуживании ОВБ.
При осмотре проверяются:
— состояние изоляторов: чистота поверхности, отсутствие сколов, трещин, следов подтекания винипола;
— отсутствие треска, шума внутри выключателя, во вводах;
— величина давления элегаза (должна быть в пределах 5,5 — 4,3 кгс/см2). Показания сигнализатора могут колебаться даже при отсутствии утечек. Это происходит из-за различия температуры газа в баке выключателя и температуры термокомпенсирующего устройства в корпусе сигнализатора, возникающего при резком изменении температуры окружающей среды или при интенсивном солнечном излучении. С учетом этого снятие показаний прибора рекомендуется производить в условиях, когда температура воздуха в течении нескольких часов стабильна и на корпус сигнализатора не попадают солнечные лучи;
— состояние крепления выключателя и привода;
— соответствие указателя положения выключателя его действительному положению;
— состояние проводки вторичной коммутации;
— состояние заземляющей проводки;
— подогрев баков выключателя и привода (в зимний период).
При понижении температуры окружающего воздуха ниже –40°С включите подогрев бака выключателя, а при повышении выше –20°С отключите его.
Примечание: При включенном подогреве бака выключателя сигнализатор давления дает завышенные показания. После отключения подогрева достоверность показаний сигнализатора восстанавливается.
Устройства электрообогрева привода включайте при температуре окружающей среды –25°С и отключайте при –15°С, второй ТЭН включайте при температуре минус 40°С и отключайте при повышении температуры до –25°С,
Отключенное положение выключателя определяется по положению тяг, вала привода и механическим указателем положения выключателя.
Сведения об отключенных коротких замыканиях передавать в службу подстанций, ответственному за ведения учёта механического и коммутационного ресурса выключателей 35, 110кВ (согласно указания БашРЭС-Стерлитамак № 66 от 01.12.2010г).
Требования безопасности при работе с элегазом, продуктами его разложения, со смесью газов и с адсорбентами
В своем естественном состоянии элегаз — нетоксичное, химически инертное негорючее соединение, не имеющее запаха и вкуса. При нормальных условиях (20°С) — это тяжелый газ, примерно в 6 раз тяжелее воздуха.
В процессе эксплуатации в результате коммутации номинальных токов и токов к.з. элегаз в выключателе перестает быть чистым. В таком элегазе присутствуют фториды — газообразные и твердые продукты разложения в виде белого или желтовато-коричневого порошка. Около 90% фторидов поглощаются адсорбером, расположенным внутри выключателя, часть твердых фторидов оседает на внутренних стенках камеры, а оставшаяся часть газообразных фторидов остается в элегазе.
Когда продукты разложения элегаза подвергаются воздействию влаги, они образуют коррозионные и электропроводящие соединения, являющиеся агрессивными средами по отношению к материалам из которых состоит выключатель. Во влажном воздухе вредные продукты разложения приобретают характерный запах протухших яиц.
При соблюдении требований, изложенных в настоящей инструкции элегаз и продукты его разложения не приносят вреда и не вызывают заболеваний. Как и при работе с другими химическими веществами, опасность для здоровья существует при условиях, если работа проводится небрежно или с нарушением правил.
4Приборы, материалы и другие изделия, необходимые для эксплуатации и технического обслуживания выключателей, а также для соблюдения правил техники безопасности (защитная одежда, предупреждающие знаки, огнетушители и др.) должны аккуратно храниться в отведенном для этого месте и регулярно проверяться на комплектность и надлежащее функционирование.
Баллоны с элегазом должны храниться в вентилируемом помещении, закрепленными в вертикальном положении.
В случае пожара в помещении они должны быть эвакуированы или охлаждены водой.
Требования безопасности при эксплуатации привода ПЭМ-3
Подготовка привода к использованию, его обслуживание и ремонт могут производить только лица, изучившие настоящую инструкцию.
Обслуживание и ремонт привода следует производить только после вывода выключателя из работы, снятия напряжения со всех электрических цепей привода, в отключенном положении (либо во включенном положении, но при застопоренной собачке).
При регулировании привода с выключателем во включенном положении для предотвращения непреднамеренного отключения выключателя отключающую собачку застопорить с помощью приспособления 5БП.487.928.
Медленное включение и отключение выключателей, управляемых приводом ПЭМ-3 при регулировке производить с помощью рычага ручного включения 5СЯ.231.417 либо упора 5БП.270.244 и винта 8СЯ.227.012.
Перед динамическим включением или отключением выключателя при его обслуживании или ремонте необходимо убедиться в отсутствии посторонних предметов (ключей, мирителей, крепежа и пр.) вблизи подвижных элементов привода.
Оперативное включение и отключение выключателя следует выполнять, пользуясь по возможности, дистанционным управлением.
При работе привода с включенным устройством электрообогрева не прикасаться к последнему во избежание ожогов.
Элегазовые выключатели
В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели, в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели, в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, элегазовые выключатели, в которых используется электропрочный газ SF6 — «элегаз», и вакуумные выключатели, в которых дугогашение происходит в вакууме — в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК).
Элегаз — это инертный газ без запаха, невоспламеняющийся, и в нормальных условиях нетоксичный.
При температуре выше 1000°C, элегаз разлагается на составляющие газы, включая высокотоксичный газ S2F 10.
Однако продукты распада при снижении температуры воссоединяются после погасания дуги.
Благодаря своей электрической прочности, элегаз обладает лучшими свойствами, чем вакуум и используется в качестве изоляционного материала и дугогасительной среды.
Это позволяет делать электрооборудование более компактного размера.
Элегаз — один из опасных нагретых газов в мире, из-за стабильного молекулярного состава, что делает его неразрушимым 1000-летия.
Элегазовый высоковольтный выключатель стоит дешевле, к примеру, вакуумного, хотя вакуумный высоковольтный выключатель имеет свои преимущества:
— вакуум не представляет угрозы для окружающей среды;
— легкость в производстве оборудования и почти на 50% меньше сборочных компонентов, чем в элегазовом высоковольтном выключателе;
Но элегазовый выключатель все равно дешевле.
Выключатели представляют собой 3-полюсный аппарат, полюсы которого имеют одну общую раму и управляются одним приводом, либо каждый из 3-х полюсов выключателей имеет собственную раму и управляется своим приводом.
Принцип работы аппаратов основан на гашении электрической дуги , возникающей между расходящимися контактами при отключении тока, потоком элегаза.
Существует 2 источника возникновения потока газа:
повышение давления в одной из заполненных газом полостей дугогасительного устройства, обусловленное уменьшением ее замкнутого объема, возможность истечения газа из которой в зону расхождения дугогасительных контактов появляется непосредственно перед их размыканием (при отключении малых токов);
повышение давления газа в этой же полости вследствие его расширения под действием тепловой энергии самой электрической дуги (при отключении больших токов)
Для колонкового исполнения, полюс представляет собой вертикальную колонну, состоящую из 2-х (и более) изоляторов, в верхнем из которых размещено дугогасительное устройство (ДУ), а нижний — служит опорой ДУ и обеспечивает ему требуемое изоляционное расстояние от заземленной рамы.
Внутри опорного изолятора размещена изоляционная штанга, соединяющая подвижный контакт ДУ с приводной системой аппарата.
Для бакового исполнения, полюс представляет собой металлический цилиндрический бак, на котором установлены 2 изолятора, образующие высоковольтные вводы выключателя.
ДУ в таком выключателе размещено в заземленном металлическом корпусе.
Для комбинированного исполнения, полюс представляет собой металлический корпус в виде сферы, на котором установлены фарфоровые изоляторы, образующие высоковольтные вводы выключателя, в одном из которых размещено дугогасительное устройство, а в другом встроенные трансформаторы тока.
В верхней части изолятора обычно устанавливается фильтр — поглотитель влаги и продуктов разложения элегаза под действием электрической дуги.
Фильтрующим элементом в нем служит активированный адсорбент — синтетический цеолит NAX.
Также на всех современных выключателях установлен предохранительный клапан — устройство с тонкостенной мембраной, разрывающейся при давлении, возникающем при внутреннем коротком замыкании, но не достигающем значения, при котором испытываются собственно изоляторы.
Дугогасительное устройство предназначено обеспечивать быстрое гашение электрической дуги, образующейся между контактами выключателя при их размыкании.
Разработка рациональной и надежной конструкции дугогасительного устройства обычно требует экспериментальной проверки.
Современные выключатели оснащены дугогасительным устройством автокомпрессионного типа, которые демонстрируют свои расчетные преимущества при отключении больших токов.
ДУ содержит неподвижную и подвижную контактные системы, в каждой из которых имеются главные контакты и снабженные элементами из дугостойкого материала дугогасительные контакты.
Главный контакт неподвижной системы и дугогасительный подвижной — розеточного типа, а главный контакт подвижной системы и дугогасительный неподвижной — штыревые.
Подвижная система содержит, кроме главного и дугогасительного контактов, связанную с токовым выводом ДУ неподвижную токоведущую гильзу; поршневое устройство, создающее при отключении повышенное давление в подпоршневой полости, и два фторопластовых сопла (большое и малое), которые направляют потоки газа из зоны повышенного давления в зону расхождения дугогасительных контактов. Большое сопло, кроме того, препятствует радиальному смещению контактов подвижной системы относительно контактов неподвижной, поскольку никогда не выходит из направляющей втулки главного неподвижного контакта.
Главный контакт подвижной системы представляет собой ступенчатую медную гильзу, узкая часть которой адаптирована к входу в розеточный главный контакт неподвижной системы, а широкая часть имеет два ручья, в которых размещены токосъемные (замкнутые проволочные) спирали, постоянно находящиеся в контакте с охватывающей их неподвижной токоведущей гильзой.
Устройства для вращения дуги в элегазе позволяет успешно отключать ток.
В подвижный и неподвижный контакты встроены постоянные магниты из феррита, которые создают магнитные поля, направленные встречно.
При размыкании контактов образуется дуга, ток которой взаимодействует с радиальным магнитным полем, в результате чего создается сила F, перемещающая дугу по кольцевым электродам.
Вращение дуги в элегазе способствует быстрому гашению.
Чем больше отключаемый ток, тем больше скорость перемещения дуги, это защищает контакты от обгорания.
Контактная система описанной конструкции помещается внутри фарфорового корпуса, заполненного элегазом и герметически закрытого.
Давление внутри камеры 0,3 МПа.
Подпитка при возможных утечках происходит из баллона со сжатым элегазом.
Газовая система аппаратов включает в себя:
клапаны автономной герметизации (КАГ) и заправки колонн;
коллектор, обеспечивающий во время работы аппарата связь газовых полостей колонн между собой и с сигнализатором изменения плотности элегаза;
сам сигнализатор, представляющий собой стрелочный электроконтактный манометр с устройством температурной компенсации, приводящим показания к величине давления при температуре 20ºС;
соединительные трубки с ниппелями и уплотнениями.
Сигнализатор изменения плотности элегаза (датчик плотности) имеет 3 пары контактов, одна из которых, замыкающаяся при значительном снижении плотности элегаза из-за его утечки, предназначена для подачи сигнала (например, светового) о необходимости дозаправки колонн; а 2 других, размыкающихся при недопустимом падении плотности элегаза, предназначены для блокирования управления выключателем или для автоматического отключения аппарата с одновременной блокировкой включения (что определяется проектом подстанции).
Приводы выключателей обеспечивают управление выключателем — включение, удержание во включенном положении и отключение. Вал привода соединяют с валом выключателя системой рычагов и тяг. Привод выключателя должен обеспечивать необходимую надежность и быстроту работы, а при электрическом управлении — наименьшее потребление электроэнергии.
В элегазовых выключателя применяют 2 типа приводов:
аккумулятором энергии является комплект винтовых цилиндрических пружин,
управляющим органом является кинематическая система рычагов, кулачков и валов.
