Высоковольтные выключатели

Самыми сложными и дорогостоящими элементами РУ являются высоковольтные выключатели. Эти аппараты предназначены коммутировать электрические цепи в эксплуатационных режимах и режимах к.з. Стоимость этих устройств в 3-5 раз выше стоимости трансформаторов тока и напряжения, в 2-4 раза больше стоимости разъединителей с соответствующими номинальными параметрами (напряжение, ток и др.). В сметах на сооружение или реконструкцию РУ стоимость выключателей составляет в среднем 25%. От выбора типа выключателя, кроме первоначальных капитальных вложений зависят и эксплуатационные издержки по их обслуживанию, а также величины ущербов, обусловленные отказами этих электроаппаратов.

Основные технические параметры и стоимостные показатели выключателей определяются их типом, средой, в которой гасится электрическая дуга. С этой точки зрения выключатели могут быть масляными (многообъёмными и малообъёмными), воздушными и элегазовыми. Разновидностями воздушных выключателей являются так называемые вакуумные и электромагнитные выключатели. В первых из этих выключателей гашение дуги осуществляется за счёт низкого давления в дугогасительных камерах, которое составляет примерно 10^-6 мм рт.ст. В электромагнитных выключателях дуга гасится за счёт её перемещения в магнитном поле из воздушного промежутка между контактами аппарата в дугогасящую керамическую или металлическую решётку. В выключателях, имеющих официальное название воздушных, дуга гасится за счёт подачи в дугогасящую камеру воздуха под давлением (дутья).

В элегазовых выключателях в качестве дугогасящей среды применяется газообразная шестифтористая сера (SF₆)- вещество, определяющее название этих аппаратов. Иногда эти выключатели называются просто газовыми

Самыми распространёнными выключателями, выпускаемыми в мире в настоящее время, являются выключатели вакуумные и элегазовые. Практически не выпускаются масляные баковые выключатели. Значительно сократилось производство масляных малообъёмных и воздушных выключателей. Из этих выключателей продолжают выпускаться только те, которые превосходят элегазовые и вакуумные по номинальным параметрам (токам отключения, включения, термической и динамической стойкости). Интенсивное внедрение вакуумной и элегазовой аппаратуры обусловлено тем, что пока не найдено способов эффективного дугогашения, способных конкурировать с дугогашением в элегазе или вакууме.

Основные достоинства элегазового оборудования определяются уникальными физико-химическими свойствами элегаза. При атмосферном давлении электрическая прочность элегаза в 3 раза выше, чем у воздуха, а при давлении элегаза 0,3-0,4 МПа его электрическая прочность выше, чем у трансформаторного масла. Отключающая способность элегазовых коммутационных аппаратов при одинаковых условиях на 2 порядка выше, чем у воздушных выключателей.

Элегазовому оборудованию также присущи:

-компактность;

-большие межревизионные сроки, вплоть до отсутствия эксплуатационного обслуживания в течение всего срока службы;

-широкий диапазон номинальных напряжений (от 6 до 1150 кВ);

-пожаробезопасность и повышенная безопасность обслуживания.

Вакуумные аппараты характеризуются максимальными значениями электрической прочности промежутков (при их длинах до 10-15 мм), максимальной скоростью восстановления электрической прочности при отключении токов, минимальными массой подвижных частей и энергией привода, минимальными габаритами и массой аппарата в целом, максимальным коммутационным ресурсом.

Сейчас за рубежом ведущие фирмы практически полностью перешли на выпуск комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией (КРУЭ) и элегазовых выключателей для открытых распределительных устройств (ОРУ) на классы напряжения 110кВ и выше, а также вакуумных выключателей на напряжение 6-35 кВ.

Применение на средние классы напряжения элегазовой или вакуумной аппаратуры определяется как историческими условиями создания технологических баз, так и технико-экономическими показателями при производстве и эксплуатации. Каждый вид оборудования обладает своими преимуществами. Если вакуумные аппараты требуют менее мощные приводы и имеют, как правило, более высокий коммутационный ресурс, то элегазовые выключатели при коммутациях создают меньшие перенапряжения и, соответственно, облегчают работу изоляции другого энергетического оборудования.

Для снижения перенапряжения из-за среза тока при его отключении в вакуумных выключателях иногда применяются специальные ограничители перенапряжений.

При выборе элегазовой или вакуумной аппаратуры решающее значение могут иметь условия, в которых работают аппараты. Например, элегазовые аппараты предпочтительней при использовании в цепях электродвигателей ограниченной мощности при сравнительно небольших длинах соединительных кабелей, в качестве выключателей нагрузки. Вакуумные выключатели особенно эффективны там, где необходимы частые коммутации и большой ресурс.

Технические характеристики выключателей приведены в таблице П.3.1.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1