Высоковольтные выключатели

Для целей включения и отключения основного оборудования электрических установок используются коммутационные аппараты. Наиболее сложными и ответственными из них являются выключатели. Они предназначены для включения и отключения токов в электрической цепи в нормальных и аварийных режимах. При расхождении контактов при отключении между ними возникает дуга переменного тока, при горении которой образуется плазма, препятствующая разрыву цепи. Для гашения дуги используются специальные дугогасящие устройства, работающие на разных принципах, что и определяет разнообразие типов и конструкций выключателей. На рисунке 3.3 показана принципиальная схема простейшего масляного бакового выключателя, уже давно снятого с производства. Здесь гашение дуги происходит за счет температурного разложения масла и возникновения газового пузыря в межконтактном промежутке.

Рисунок 3.3. Схема бакового выключателя:

1– бак; 2– масло; 3–крышка корпуса; 4–ввод; 5–отключающая пружина;

6–привод; 7–неподвижный контакт; 8-подвижный контакт; 9–изоляционный цилиндр.

Важнейшее назначение выключателя – отключение поврежденного в результате короткого замыкания участка электрической цепи. При таком повреждении ток в цепи повышается во много раз, а механические усилия на элементы конструкции и выделяющееся тепло, пропорциональные квадрату тока, могут привести к разрушению элементов электроустановок. При этом сохранение установки во многом определяется техническими характеристиками выключателя: его быстродействием и способностью отключать большие по величине токи, а также качеством работы специальной автоматической релейной эащиты.

Сегодня вновь строящиеся и реконструируемые подстанции оснащаются элегазовыми ( рисунок 3.4) и вакуумными выключателями, надежными и более удобными в эксплуатации. Для снижения токов коротких замыканий необходима разработка и внедрение ограничителей на основе устройств с силовой полупроводниковой техники.

Повышение эффективности дугогашения

Рисунок 3.4 позволит применять простые и дешевые приводы с малой потребляемой энергией вместо пневматических и гидравлических.

Разъединители

Эти коммутационные аппараты предназначены для размыкания электрической цепи, в которой отсутствует ток или протекает небольшой ток холостого хода, и создания видимого разрыва в цепи. Последнее важно для обеспечения безопасности проведения работ в действующих электроустановках.

Разъединители имеют различную конструкцию в зависимости от номинального напряжения и тока, места установки и типа привода. На рисунке 3.5 приведена фотография разъединителя коробчатого типа с ручным приводом на напряжение 10 кВ и ток 4000 А.

Рисунок 3.5. Внешний вид разъединителя:

1–крепежная рама; 2–опорные изоляторы; 3–неподвижный контакт;

4–подвижный контакт; 5–изолирующая тяга; 6–ось привода.

Разъединители не имеют дугогасящих устройств, поэтому не допускают отключения токов нагрузки.

При создании и развитии комплекса нового оборудования напряжением 110-1150 кВ необходимо обеспечить повышенную эксплуатационную надежность, оснащение диагностическими комплексами, преимущественное исполнение комплектных распределительных устройств с элегазовым наполнением, применение технически и экономически обоснованного гибкого управления потоками энергии с помощью устройств на базе силовой электроники. Планируется доведение срока службы аппаратов до 50 лет и создание надежных подстанций, не требующих обслуживания.