Электромагнитные выключатели

В электромагнитных выключателях для гашения дуги не требуется специальной дугогасящей среды. Дуга гасится в воздухе при атмосферном давлении. За счет электромагнитного дутья дуга перемещается и охлаждается.

Рисунок 5.7 – Конструкция электромагнитного выключателя

При отключении сначала размыкаются основные контакты (1), затем дугогасительные (2). Между ними загорается дуга и перемещается вверх за счет электродинамических усилий, перебрасываясь на дугогасительные рога (3). Тогда замыкается цепь катушки (5) и создается магнитное поле, втягивающее дугу в дугогасительную камеру (4) (лабиринтную или с перегородками из керамики).

Электромагнитные выключатели устанавливаются в ячейках комплектных распределительных устройств (КРУ, КСО). Приводы выключателей - пружинные. Основным преимуществом электромагнитных выключателей является взрыво- и пожаробезопасность. Они также имеют малый износ контактов и применяются для частых частых коммутаций. Однако большие габариты ограничивают их применение на высоких напряжениях. Основное применение электромагнитные выключатели находят в установках 6 (10) кВ собственных нужд электростанций.

Вакуумные выкючатели

Контактная система вакуумных выключателей помещена в глубокий вакуум, электрическая прочность которого во много раз выше, чем воздуха при атмосферном давлении. Гашение дуги происходит за счет диффузии заряженных частиц из области дуги в окружающее пространство. Загорается же дуга вследствие ионизации паров металла, испаряющегося с поверхности контактов. При размыкании контактов увеличивается переходное сопротивление контактов, повышается их температура, металл расплавляется и испаряется. Поэтому контакты выполняются из тугоплавких металлов.

Время гашения дуги в вакуумных выключателях чрезвычайно мало. При этом отключение может сопровождаться появлением значительных перенапряжений, поэтому применение вакуумных выключателей, как правило, требует дополнительной установки ограничителей перенапряжения.

Контакты вакуумных выключателей выполняют особой конструкции, обеспечивающей минимальное количество испаряющегося материала.

Рисунок 5.8 – Конструкция вакуумного выключателя

Подвижный контакт (2) укреплен в сильфоне (1). Сильфон представляет собой цилиндр из гофрированной стали, позволяющий подвижному контакту совершать поступательное движение вверх и вниз. Внутренний объем сильфона сообщается с атмосферой и атмосферное давление обеспечивает контактное нажатие. Неподвижный контакт (3) герметично укреплен в нижней части вакуумной камеры.

Вакуумные выключатели могут иметь пружинные и электромагнитные приводы.

Вакуумные выключатели имеют малые габариты, поэтому широко применяются в комплектных устройствах. Малый износ контактов позволяет использовать выключатели для частых коммутаций.

Выключатель нагрузки

Выключатель нагрузки имеет простейшую дугогасительную камеру (3). Стенки камеры выполняются из газогенерирующего материала. При расхождении контактов (1) и (2) внутри камеры появляется дуга. Под действием высокой температуры дуги стенки камеры выделяют газ, который стремится вырваться из камеры, создавая продольной обдув ствола дуги. Дуга гасится еще до выхода подвижного контакта (2) из камеры.

Выключатели нагрузки применяются в тех случаях, когда применение дорогих выключателей оказывается неэкономичным. Применяются для коммутации конденсаторных батарей большой мощности, коммутации токов нормального режима генераторов, трансформаторов 6-10кВ.

Коммутируют ток нагрузки до 200-400А. Для защиты от коротких замыканий в цепях с выключателями нагрузки дополнительно устанавливаются кварцевые предохранители ПК.

На напряжение 35 кВ выключатели нагрузки выполняются на базе предохранителей выхлопного типа.

Для отключения пружинный привод перемещают изолятор толкатель вниз. Нож передает усилие подвижной системе(для разрыва требуется небольшое усилие).Дуга гаснет в виниловой трубке ПС.

Разъединители

Разъединитель является самым распространенным, простым и дешевым аппаратом распределительных устройств, к которому, однако, предъявляются очень высокие требования в отношении эксплуатационной надежности. Они должны обладать свойствами:

- термической и динамической стойкости при протекании через их контакты токов сквозных коротких замыканий;

- надежного фиксирования как во включенном, так и в отключенном положении;

- недопустирования отключения под нагрузкой.

Так как разъединителине имеют дугогасительных устройств, они предназначены для включения и отключения электрических цепей в режимах, когда:

- ток в коммутируемой цепи много меньше тока нормального режима;

- напряжение на разъединителе (разность потенциалов на полюсах) много меньше рабочего напряжения.

В первом случае разъединители (QS1, QS2) служат для создания видимого разрыва в обесточенной цепи, то есть в цепи, разорванной выключателем (Q)/

QS1 Q QS2

Во втором случае без разрыва цепи (без отключения выключателя Q) производится переключение с одной системы шин на другую

QS2

Чтобы ошибочно не допускались отключения под нагрузкой предусматриваются различные блокировки (механические и электромагнитные).

Простейшие механические блокировки заложены в конструкции разъединителей

Приводы разъединителей (в основном ручные, рычажные) обеспечивают фиксированное положение механически. При протекании через ножи (контакты) тока короткого замыкания возникают значительные электродинамические усилия, стремящиеся отбросить контакты. Чтобы предотвратить размыкание контактов, используют принцип “электромагнитного замка”. Для этого один из ножей выполняют двухполосным. Второй нож врубается между полосами. Так как в полосах ток имеет одинаковое направление, они притягиваются и зажимают нож второго контакта.

Разъединители позволяют включать и отключать:

- нейтрали трансформаторов;

- намагничивающий ток трансформаторов ограниченной мощности;

- зарядный ток линий ограниченной длины;

- нагрузочный ток до 15А при напряжении 10кВ.

По конструкции различают разъединители (рис. 5.9):

- а) поворотные (горизонтально-поворотные);

- б) рубящие (вертикально-поворотные);

- в) катящиеся (в ячейках КРУ);

- г) подвесные;

- д) пантографические (со складывающимися ножами).

Рисунок 5.9 – Конструкции разъединителей

Разъединители выполняют однополюсными с ручным приводом (штангой) и трехполюсные с ручным, двигательным или пневматическим приводом.

Заземляющие разъединители(QSG) представляют собой трехполюсный разъединитель, который замыкает накоротко все три фазы установки и одновременно соединяет их с контуром защитного заземления. Заземляющий разъединитель монтируется на общей раме с основным разъединителем (QS) и блокируется с ним механически.

QS

QSG

Блокировка разрешает включение ЗР только при отключенном разъединителе.

Разъединители характеризуются парамерами:

- номинальное напряжение ; ;

- номинальный ток ; ;

- допустимый ток и длительность тока термической стойкости ; ;

- ток динамической стойкости; .