Область применения
Возможно, уважаемый читатель, ты будешь удивлён, но газовая изоляция широко применяется в различных электроустановках. Один из наиболее распространённых газов для изоляции — воздух.
Именно воздухом разделены между собой провода воздушных линий электропередач и токоведущие части в открытых распределительных устройствах (ОРУ).
Также сжатым воздухом производится гашение дуги и приводятся в движение контакты в воздушных выключателях.
Однако, воздушная изоляция имеет существенные недостатки. Воздух очень легко увлажняется и загрязняется, а также в нём, при определённых условиях, может хорошо гореть электрическая дуга.
Поэтому все электроустановки с таким изолятором обладают значительными габаритами. А это большие площади, что в условиях современного города – большая роскошь.
Измерительный трансформа́тор то́ка
Измерительный трансформа́тор то́ка — трансформатор, предназначенный для преобразования тока до значения, удобного для измерения. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, пропорционален току, протекающему в его первичной обмотке.
Вторичные обмотки трансформатора тока (не менее одной на каждый магнитопровод) обязательно нагружаются. Сопротивление нагрузки строго регламентировано требованиями к точности коэффициента трансформации. Незначительное отклонение сопротивления вторичной цепи от номинала (указанного на табличке) по модулю полного Z или cos φ (обычно cos φ = 0,8 индукт.
) приводит к изменению погрешности преобразования и возможно ухудшению измерительных качеств трансформатора. Значительное увеличение сопротивления нагрузки создает высокое напряжение во вторичной обмотке, достаточное для пробоя изоляции трансформатора, что приводит к выходу трансформатора из строя, а также создаёт угрозу жизни обслуживающего персонала.
При этом магнитный поток, созданный первичной обмоткой имеет очень высокое значение и потери в магнитопроводе сильно нагревают его. В конструктивном отношении трансформаторы тока выполнены в виде сердечника, шихтованного из холоднокатанной кремнистой трансформаторной стали, на которую наматываются одна или несколько вторичных изолированных обмоток.
Читать далее: Уплотнитель для холодильника Бирюса; замена уплотнительной резинки на двери своими руками
Первичная обмотка также может быть выполнена в виде катушки, намотанной на сердечник, либо в виде шины. В некоторых конструкциях вообще не предусмотрена встроенная первичная обмотка; первичная обмотка выполняется потребителем путём пропускания провода через специальное окно. Обмотки и сердечник заключаются в корпус для изоляции и предохранения обмоток.
1. По назначению:
- измерительные;
- защитные;
- промежуточные (для включения измерительных приборов в токовые цепи релейной защиты, для выравнивания токов в схемах дифференциальных защит и т. д.);
- лабораторные (высокой точности, а также со многими коэффициентами трансформации).
2. По роду установки:
- для наружной установки (в открытых распределительных устройствах);
- для внутренней установки;
- встроенные в электрические аппараты и машины: выключатели, трансформаторы, генераторы и т. д.;
- накладные — надевающиеся сверху на проходной изолятор (например, на высоковольтный ввод силового трансформатора);
- переносные (для контрольных измерений и лабораторных испытаний).
3. По конструкции первичной обмотки:
- многовитковые (катушечные, с петлевой обмоткой и с т. н. «восьмёрочной обмоткой»);
- одновитковые (стержневые);
- шинные.
5. По выполнению изоляции:
- с сухой изоляцией (фарфор, бакелит, литая эпоксидная изоляция и т. д.);
- с бумажно-масляной изоляцией и с конденсаторной бумажно-масляной изоляцией;
- газонаполненные (элегаз);
- с заливкой компаундом.
6. По числу ступеней трансформации:
- одноступенчатые;
- двухступенчатые (каскадные).
7. По рабочему напряжению:
- на номинальное напряжение свыше 1000 В;
- на номинальное напряжение до 1000 В.
Виды приводов элегазовых выключателей
Разрыв электрических контактов в герметичной камере ЭВ, заполненной элегазом, происходит за счет перемещения подвижной части дугогасящего устройства через изоляционную тягу, приводимую в действие специальным приводом. Привод представляет собой сложный силовой механизм, посредством которого приводится в действие контактная группа.
Различают три основных вида приводных устройств:
1. Пневматический
2. Гидравлический
3. Пружинный.
Устройства приводов для элегазовых выключателей подвергаются серьезным силовым нагрузкам, особенно в конструкциях для сверхмощных напряжений, в которых вес подвижной части превышает 100 кг, а движение контакта происходит до 25см, со скоростью 8 м/с, при нагрузке 80 кН.
Качественной работе привода уделяется особое внимание, так как большинство аварий, произошедших с ЭВ, связаны именно с механической частью устройств
Достоинства и недостатки элегазового выключателя
После описания выключателей логичным будет подвести итог. Итог подведу в форме плюсов и минусов использования данного вида оборудования в сравнении с аппаратами, использующими другие среды для гашения дуги.
Достоинства:
- высокая износостойкость и срок службы
- снижение затрат на обслуживание по сравнению с масляными
- высокая экологичность
- быстрая скорость гашения дуги
- высокая взрыво- и пожаробезопасность
- меньший вес и размеры по сравнению с масляными
- высокая химическая стабильность газа
- широкий диапазон рабочих температур
Недостатки:
- персонал может почувствовать удушение из-за попадания большого количества элегаза в закрытое помещение
- высокая стоимость выключателя
- необходимость создания условий для наполнения выключателей элегазом, его транспортировки, хранения
- требуются надежные стыки и прокладки, чтобы обеспечить надежную герметичность и невозможность утечки элегаза
- сам газ не ядовит, но отдельные продукты распада при гашение дуги ядовиты. При ревизии выключателя необходимо тщательно очищать внутренние поверхности, так как с ухудшением свойств газа будут ухудшаться коммутационные способности элегазового выключателя. А ухудшение возможно из-за коррозионных и токсичных свойств продуктов разложения элегаза при гашении дуги
Последние статьи
Самое популярное
Самые распространённые модели
Вот несколько самых распространенных моделей ВВЭ-М-10–20, ВВЭ-М-10–40, ВВТЭ-М-10–20, а на рисунке указано как их расшифровывать и структура условных обозначений, так как модели могут содержать в своём названии до 10–12 букв и цифр. Почти все они являются заменой устаревших масляных выключателей, а работать могут как для коммутации цепей переменного тока, так и постоянного.
Настройка, установка и включение в работу высоковольтных вакуумных выключателей это трудоемкий процесс, от которого напрямую зависит вся дальнейшая работа энергосистемы, а также всех элементов и оборудования, подключаемого к ним, поэтому все работы лучше положить на плечи квалифицированного инженерно-электротехнического персонала. Управление вакуумным выключателем должно выполняться чётко и по определённым командам, от этого зависит жизнь и здоровье людей работающих на питаемом оборудовании.
Устройство и виды элегазовых выключателей
Эти системы предназначены для оперативного контроля состояния высоковольтных линий электропередач. Они очень похожи на масляные, но имеют иную рабочую среду — принцип действия основан на свойствах соединения газов вместо масла. В качестве среды используется SF6 (шестифтористая сера).
Преимущество элегаза — неприхотливость. Если масляным моделям требуется особый уход, периодическая замена масла и очистка, то элегазовые с такой проблемой не сталкиваются. Кроме того, газ долговечен: он не деградирует со временем и почти не вредит механическим элементам выключателя.
Элегазовые выключателя (далее ЭВ) бывают двух видов:
- баковый;
- колонковый ЭВ.
Колонковые ЭВ применяют в сетях 220 В, это стандартные однофазные выключатели. Они состоят из двух связанных между собой частей:
- дугогасительная;
- контактная часть.
Обе имеют одинаковые размеры и объем.
Баковые ЭВ меньше. В их состав входит один из видов, рассмотренных ниже приводов. Распределение привода идет на несколько фаз, благодаря чему устройство мягко изменяет уровень напряжения. Еще одно достоинство баковых — большая допустимая нагрузка, что достигается наличием встроенного трансформатора.
Привод здесь — одновременно и регулятор: он обеспечивает включение/разрыв потока электричества и поддержания электродуги. Выделяют следующие типы приводов ЭВ:
- пружинно-гидравлические (ППРГ);
- более простые пружинные (ППРМ).
Обычно привод монтируется на низкой опоре или у земли, чтобы обслуживающий персонал мог легко до него добраться и отрегулировать. Деталь состоит из:
- включающего механизма;
- устройства расцепления;
- фиксирующей защелки.
Пружинные надежны и устроены весьма просто, в них используется лишь несложная механика. При вводе в эксплуатацию устанавливается определенное сжатие пружины, а после смещения контрольного рычага происходит ее распрямление с дальнейшим размыканием контактов. Этот тип ЭВ часто служит стендом для презентаций поведения шестифтористой серы под действием электрического поля.
Пружинно-гидравлическое элегазовое оборудование имеет гидравлическое управление. Оно дороже, но эффективнее, поскольку способно самостоятельно менять позицию фиксатора.
Помимо конструкции, различают виды ЭВ по принципу прерывания электрической дуги:
- вращающие;
- воздушные (автокомпрессионные) ЭВ;
- продольного дутья;
- аналогичные предыдущему пункту, с разогревом газа.
Все внутренние компоненты ЭВ размещены в заполненной элегазом емкости. Контроль работы осуществляется дистанционно, с помощью электроники, или механическим способом вручную. Схема расположения всех компонентов типичного ЭВ:
Такие особенности приводят к довольно крупным габаритам приборов. Отметим, что сугубо ручное управление актуально для маломощных образцов, в других случаях прибегают к:
- механическому контролю;
- грузовому управлению;
- пружинному;
- электромагнитному способу;
- пневматическому.
Но практически везде предусмотрен аварийный ручной рычаг.
Электромагнитный привод нуждается во внешнем питании, поэтому такой ЭВ подключают к источнику тока на 220 В и 58 А. Система весьма надежна и успешно эксплуатируется в неблагоприятных условиях. У пневматического, рабочим узлом выступает цилиндр с поршнем. Действие сжатого воздуха обеспечивает высокую скорость срабатывания.
Принцип действия и область применения
За счет чего работает элегазовый выключатель большого напряжения? За счет изолированности фаз между собой посредством элегаза. Принцип работы механизма следующий: при поступлении сигнала об отключении электрического оборудования, контакты каждой камеры размыкаются. Встроенные контакты создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде.
Эта среда разделяет газ на отдельные частицы и компоненты, а из-за высокого давления в резервуаре, сама среда снижается. Возможное применение дополнительных компрессоров, если система работает на низком давлении. Тогда компрессоры усиливают давление и образовывают газовое дутье. Также используется шунтирование, применение которого необходимо для выравнивания тока.
Обозначение на схеме ниже указывает расположения каждого элемента в механизме выключателя:
Что касается моделей бакового вида, так в них контроль осуществляется с помощью приводов и трансформаторов. Для чего нужен привод? Его механизм является регулятором и его назначение заключается в том, чтобы включать или выключать электроэнергию и, если необходимо, удерживать дугу на установленном уровне.
Приводы делятся на пружинные и пружинно-гидравлические. Пружинные обладают большой степенью надежности и имеют простой принцип работы: вся работа делается благодаря механическим деталям. Пружина способна под действием специального рычага сжимать и разжиматься, а также фиксироваться на установленном уровне.
Пружинно-гидравлические приводы выключателей дополнительно имеют в конструкции гидравлическую систему управления. Такой привод считается более эффективным и надежным, ведь пружинное устройство может само изменить уровень фиксатора.
Разновидности вакуумных выключателей
вакуумные
выключатели до 35 кВ;вакуумные
выключатели выше 35 кВ;вакуумные
выключатели нагрузки — современная
замена автогазовым
выключателям нагрузки;Вакуумные
контакторы до и свыше 1000 В.
Достоинства
простота
конструкции;простота
ремонта — при выходе из строя камеры
она заменяется как единый блок;возможность
работы выключателя в любом положении
в пространстве;надежность;
высокая
коммутационная износостойкость;малые
размеры;пожаро-
и взрывобезопасность;отсутствие
шума при операциях;отсутствие
загрязнения окружающей среды;удобство
эксплуатации;малые
эксплуатационные расходы.
Недостатки
сравнительно
небольшие номинальные токи и токи
отключения;возможность
коммутационных перенапряжений при
отключении малых индуктивных токов —
современная разработка вакуумного
выключателя с возможностью синхронной
коммутации решает эту проблему;небольшой
ресурс дугогасительного устройства
по отключению токов короткого замыкания.
https://www.youtube.com/watch?v=upload
Включение
и отключение коммутационного аппарата
осуществляется за счет соответствующих
пружин. Срабатывание пружин осуществляется
воздействием специальных электромагнитов
(соленоидов) включения и отключения,
либо нажатием кнопок включения и
отключения непосредственно в приводе
ВВ.
Перед
включением выключателя необходимо
привести в рабочее положение пружину
включения, то есть взвести ее. Взвод
пружины происходит при подаче оперативного
тока на электпродвигатель привода ВВ.
При отсутствии возможности подачи
оперативного тока, например при
обесточении распределительного
щита постоянного тока,
взвести пружину можно вручную при помощи
специальной рукоятки.
Достоинства
Недостатки
Достоинства
Недостатки
Принцип действия приводных механизмов
Пневматический привод работает за счет давления сжатого воздуха, перемещающегося из одной камеры в другую, приводя в движение поршни, которые в конечном итоге оказывают давление на изоляционную тягу. Изначальный командный импульс передается на электромагниты (включения или отключения), которые втягивая сердечники, открывают доступ сжатого воздуха к поршневым камерам.
Гидравлический привод работает за счет давления жидкости, создаваемого насосной станцией небольшой мощности. Управление происходит посредством гидравлического сигнала (увеличение давления). Таким образом, приводится в действие ряд клапанов, которые передают движение на изоляционную тягу, а она в свою очередь приводит в действие подвижной контакт элегазового выключателя. Обратный ход механизма осуществляется путем снижения давления жидкости.
Пружинный привод имеет самую простую схему работы, которая основана на свойствах пружины. Действие такого устройства основано чисто на механических узлах. Мощная пружина фиксируется при определенных параметрах сжатия. С помощью контрольной рукояти фиксация устраняется и пружина, разжимаясь, приводит в движение тягу. Некоторые механизмы дополняются гидравлическими системами для более надежной фиксации.
Технические характеристики
В таблице приведены технические характеристики выключателей ВГТ — 110 кВ. Таблица 5.1 – Основные технические данные выключателя ВГТ — 110 кВ
| Параметр | Допустимое значение |
| Номинальное напряжение | 110 кВ |
| Время отключения | 0,035 с |
| Номинальный ток | 2500 А |
| Рабочее напряжение (максимальное) | 126 кВ |
| Максимальный ток отключения | 40 кА |
| Пауза при АПВ | 0,3 с |
| Ток КЗ (максимальный) | 100 кА |
| Время протекания тока КЗ | 3 с |
| Утечка элегаза за 12 месяцев | 0,8 % |
| Напряжение подогревательных устройств | 220 В |
| Тип привода | Пружинный |
| Длина пути утечки | 270 см |
| Масса элегаза | 6,3 кг |
| Количество приводов | 1 |
| Масса выключателя | 1700 кг |
| Срок до планового ремонта | 12 лет |
| Срок эксплуатации | 25 лет |
Правила обслуживания элегазового выключателя
Обслуживание элегазовых выключателей регламентируется Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) 1.8.21.
При подключении системы следует проверить присутствие в баке минимального давления — без этого прибор сломается. Во избежание предупреждений конструкцией предусмотрена сигнализация, предупреждающая о критическом значении давления. Имеется также манометр для визуального контроля.
Шкаф привода содержит не позволяющие возникнуть конденсату на ответственных механизмах нагревательные элементы. Оператор ЭВ обязан следить за постоянной работой нагревателей и не допускать их выключения.
При осмотре ЭВ следует:
- проконтролировать состояние внешней защиты;
- убрать загрязнения при их наличии;
- устранить повреждения;
- выяснить и устранить причину нагрева контактов при наличии такового;
- если обнаружены посторонние шумы и треск — выявить их источник;
- проверить целостность металлической опорной рамы, поскольку она одновременно и часть контура заземления;
- снять показания манометра и сверить их с указанными производителем паспортными данными;
- проверить, исправны ли приборы управления и контроля, отремонтировать или заменить вышедшее из строя
При падении давления газа его запасы в камере пополняется.
Определение и применение элегаза
Элегаз – это шестифтористая сера, которую относят к электротехническим газам. Благодаря изоляционным свойствам ее активно применяют при производстве электротехнических устройств.
В нейтральном состоянии элегаз представляет собой негорючий газ без цвета и запаха. Если его сравнивать с воздухом, то можно отметить высокую плотность (6,7) и молекулярную массу, превышающую воздушную в 5 раз.
Одно из преимуществ элегаза – устойчивость к внешним проявлениям. Он не меняет характеристик при любых условиях. Если происходит распад во время электроразряда, то вскоре наступает полноценное, необходимое для работы восстановление.
Секрет в том, что молекулы элегаза связывают электроны и образуют отрицательные ионы. Качество «электроотрицания» наделило 6-фтористую серу такой характеристикой, как электрическая прочность.
На практике электропрочность воздуха в 2-3 раза слабее, чем то же свойство элегаза. Кроме прочего, он пожаробезопасен, так как относится к негорючим веществам, и обладает охлаждающей способностью.
Когда возникла необходимость отыскать газ для гашения электродуги, стали изучать свойства SF6 (шестифтористой серы), 4-хлористого углерода и фреона. В испытаниях победила SF6
Перечисленные характеристики сделали элегаз максимально подходящим для применения в электротехнической сфере, в частности, в следующих устройствах:
- силовые трансформаторы, работающие по принципу магнитной индукции;
- распределительные устройства комплектного типа;
- линии высокого напряжения, связывающие удаленные установки;
- высоковольтные выключатели.
Но некоторые свойства элегаза привели к тому, что пришлось усовершенствовать конструкцию выключателя. Основной недостаток касается перехода газообразной фазы в жидкую, а это возможно при определенных соотношениях параметров давления и температуры.
Чтобы оборудование работало без перебоев, необходимо обеспечить комфортные условия. Предположим, для функционирования элегазовых устройств при -40º необходимо давление не более 0,4 МПа и плотность менее 0,03 г/см³. На практике при необходимости газ подогревают, что препятствует переходу в жидкую фазу.
Обдуманный выбор в пользу распределительных устройств без элегаза
В 80-х годах ХХ века компания, носившая тогда название «Holec group», разработала фундаментальное решение, которое позволило отказаться от использования элегаза в качестве коммутационной и изоляционной среды в оборудовании среднего напряжения. В то время компания Holec имела собственное производство элегазовых технологий. Основными причинами отказа от использования элегаза в оборудовании среднего напряжения являлись сложность требуемой обработки и необходимость применения дополнительных мер безопасности при использовании оборудования в общественных зонах (жилых кварталах и торговых центрах).
Также существовала опасность того, что элегаз будет признан опасным для окружающей среды веществом, как это произошло с ПХБ и асбестом. Компания Eaton Cutler-Hammer, которая являлась лидером по продажам оборудования NEMA/ANSI среднего напряжения в Соединенных Штатах Америки, занималась разработкой распределительного устройства без элегаза по тем же причинам.
Газонаполненное оборудование – ЗАО «ЗЭТО»
Назначение
Предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах, а также работы в циклах АПВ в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 110 кВ.
Конструкция
Выключатели состоят из трех полюсов (колонн), установленных на общей раме и управляемых одним пружинным приводом ППрМ. Конструкция взрывобезопасного исполнения.
Пониженные усилия оперирования выключателем. Энергия, необходимая для гашения токов короткого замыкания, частично используется из самой дуги за счет специальной конструкции узлов управления потоком газа, что существенно уменьшает нагрузку привода и повышает надежность. Использование четырех ступеней уплотнений совместно с гидравлическим затвором в узле уплотнения вала поворотного механизма обеспечивает стабильно низкий уровень утечек: не более 0,5% в год.
Современные технологические и конструкторские решения в области применения и обработки материалов, применение надежных комплектующих, в том числе высококачественных покрышек ведущих зарубежных фирм.
Стальные части выключателя и опорные металлоконструкции имеют коррозионно-стойкие покрытия.
Преимущества:
- Сохранение электрической прочности изоляции выключателя при напряжении равном 84 кВ в случае потери избыточного давления газа в выключателе.
- Отключение емкостных токов без повторных пробоев, низкие перенапряжения.
- Низкий уровень звуковых шумов при срабатывании (соответствует природоохранным требование).
- Низкие динамические нагрузки на фундаментные опоры.
- Надежность и безопасность пружинного привода ППрМ подтверждена многолетним опытом управления колонковыми выключателями.
- Наличие в приводе автоматического управления двух ступеней обогрева (антиконденсатный и основной) шкафа привода и контроль их исправности.
- Комплектующие изделия закупаются у ведущих, зарекомендовавших себя отечественных и зарубежных производителей.
- Блочно-модульная конструкция выключателя позволяет осуществлять поставку заказчику продукции в удобной таре с минимальным объемом при минимальных транспортных затратах, а также обеспечить удобный и оперативный монтаж и ввод в эксплуатацию, которые выполняются под руководством шеф-инженера.
Технические характеристики
| Номинальное напряжение, кВ: | 110 |
| Наибольшее рабочее напряжение, кВ: | 126 |
| Номинальный ток, А | 2000, 3150 |
| Номинальный ток отключения, кА | 40 |
| Нормированное процентное содержание апериодической составляющей, % не более | 45 |
Нормированные параметры тока включения, кА наибольший пик | 102 40 |
Нормированные параметры сквозного тока короткого замыкания, кА:
| 102 40 3 |
| Нормированный ток отключения ненагруженной воздушной линии, А | 31,5 |
| Нормированный ток отключения конденсаторной батареи, А | 320 |
| Собственное время отключения, при номинальном напряжении на элементах управления, мс, не более | 38 |
| Полное время отключения, при номинальном напряжении на элементах управления, мс, не более | 55 |
| Собственное время включения, при номинальном напряжении на элементах управления, мс, не более | 60 |
| Нормированная бестоковая пауза при АПВ, с | 0,3 |
Развновременности замыкания и размыкания контактов полюсов с, не более при включении при отлючении | 0,0018 0,0015 |
| Удельеная длина пути утечки, см/кВ | 2,5 |
| Допустимый уровень утечки газа в год, % не более | 0,5 |
Давление газа (SF6), приведенное к плюс 20ºС, МПа, избыточное:
| 0,4 0,35 0,32 |
| Номинальное напряжение катушек включения и отключения, В, постоянное | 220/110 |
Номинальное напряжение питания электродвигателя привода, В, переменное
| 400 или 230 230 220 |
| Ток катушек включения и отключения при номинальном напряжении, А, не более | 3/5 |
| Номинальное напряжение питания устройств подогрева, В, переменное | 230 |
Число пар коммутирующих контактов для внешних цепей:
| 12 12 |
| Температура включения устройств подогрева, ºС | 1±1 |
| Масса, кг | 1570 |
Преимущества применения элегазовых выключателей
По сравнению с масляными и вакуумными аналогами, элегазовые выключатели имеют ряд достоинств:
• Компактные габариты
• Пожарная безопасность
• Хороший энергоресурс – запас прочности на большое количество циклов отключений и включений
• Длительность эксплуатации
• Возможность использования для коммутации сетей с любым напряжением, в том числе высоким, а также возможность быстрого аварийного отключения
• Простота исполнения.
Повышенная надежность и безопасность эксплуатации элегазовых выключателей, обеспечивает постепенное вытеснение этими моделями масляных аппаратов с перспективой полной их замены в основных высоковольтных сетях.
Элегазовые выключатели 110 кв, 220 кв
Для гашения электрической дуги часто используются различные газовые смеси. Элегазовые выключатели 110 кВ и 220 кВ работают именно по такому принципу и могут использоваться для работы в аварийных ситуациях.
Конструкция и виды
Элегазовые высоковольтные выключатели – это устройства оперативного управления для контроля высоковольтной линии энергоснабжения. Данные устройства имеют очень похожую конструкцию с масляными, но при этом, используют для гашения дуги не масляную смесь, а соединение газов. Зачастую это сера. Масляные выключатели требуют за собой особого ухода: по нормам необходимы периодическая замену масла и очистка рабочих контактов. Элегазовые в этом не нуждаются. Главное достоинство элегаза в его долговечности: он не стареет и минимально загрязняет механические части устройства.
Фото – высоковольтное оборудование
- Колонковые (HPL 245B1, MF 24 Schneider Electric);
- Баковые (ABB 242PMR, DT2-550 F3 – производитель Areva).
Колонковый элегазовый выключатель представляет стандартное отключающее устройство, работающее только на одну фазу (например, LF 10 от Шнайдер Электрик). Он используется для сети 220 кВ. Конструктивно состоят из двух систем: контактной и дугогасительной. Обе они располагаются в емкости, наполненной элегазом. Могут быть как ручными (контроль производится исключительно механически) или дистанционными. Из-за такого разделения они имеют довольно большие габаритные размеры.
Баковые имеют меньшие габариты, их дополняет привод ППРМ 2 для элегазового выключателя. Привод распределяется на несколько фаз, что позволяет обеспечить мягкое регулирование напряжения (включение и выключение). Также их достоинство в том, что они могут переносить большие нагрузки благодаря встроенному в систему трансформатору тока.
Помимо конструктивных особенностей, выключатели элегазового типа классифицируются по принципу гашения дуги:
- Автокомпрессионные или воздушные;
- Вращающие;
- Продольного дутья;
- Продольного дутья с дополнительным разогревом элегаза.
Принцип работы и назначение
Элегазовые выключатели высокого напряжения работают за счет изоляции фаз друг от друга посредством элегаза. Когда срабатывает сигнал о том, что нужно отключить электрооборудование, контакты отдельных камер (если устройство колонковое) размыкаются. Таким образом, встроенные контакты образуют дугу, которая помещена в газовую среду. Она разлагает газ на отдельные компоненты, но при этом и сама снижается из-за высокого давления в емкости. Если система установлена на низком давлении, то используются дополнительные компрессоры для нагнетания давления и создания газового дутья. Для выравнивания тока дополнительно используется шунтирование.
Отдельно нужно сказать про модели бакового типа. Их контроль выполняется приводами и трансформаторами. Приводной механизм для этой установки является регулятором: он необходим для включения, выключения электрической энергии и удержания дуги (при надобности) на определенном уровне. Приводы бывают:
Пружинный имеет очень простой принцип действия и высокий уровень надежности. В нем вся работа выполняется только за счет механических деталей. Пружина зажимается и фиксируется на определенном уровне, а при изменении положения контрольного рычага она разжимается. На основании его принципа работы часто готовится научная презентация действия шестифтористой серы в электрической среде.
Современные пружинно-гидравлические приводы помимо пружины дополнительно оснащены гидравлической системой управления. Они считаются более эффективными, т. к. пружинные механизмы могут сами поменять положение фиксатора.
Достоинства элегазовых выключателей:
- Универсальность. Данные выключатели используются для контроля сетей с любым напряжением;
- Быстрота действия. Реакции элегаза на наличие электрической дуги происходят за доли секунды, это позволяет обеспечить быстрое аварийное отключение подконтрольной системы;
- Подходят для эксплуатации в условиях пожароопасности и вибрации;
- Долговечность. Контакты, соприкасающиеся с элегазом, практически не изнашивают, газовые смеси не нуждаются в замене, а у наружной оболочки высокие показатели защиты;
- Подходят для отключения переменного и постоянного тока высокого напряжения, в то время, как их аналоги – вакуумные модели не могут использоваться на высоковольтных сетях.
Выдержка
Процесс отключения может характеризоваться наличием выдержки или ее отсутствием. Разновидность выключателя, в частности скорость его реагирования, зависит от временного интервала, в течение которого происходит превышение существующего значения и расхождение контактов. Так, приобрели распространение быстродействующие, селективные и стандартные выключатели. У двух последних вариантов отсутствует возможность токоограничения. В селективных устройствах защита сетей производится при помощи установленных выключателей, имеющих различную скорость срабатывания: минимальное значение имеет потребитель, постепенно к источнику питания данный параметр увеличивается.
