Коммутационные аппараты на напряжение выше 1 кВ

Выключатель – коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения цепи под нагрузкой, в том числе при коротком замыкании. Выключатели характеризуются номинальным током отключения и номинальным током включения.

Номинальный ток отключения – это наибольшее действующее значение тока короткого замыкания, который способен отключить выключатель при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению сети.

Номинальный ток включения – ток короткого замыкания, который выключатель способен включить без приваривания контактов или других повреждений при номинальном напряжении.

В зависимости от применяемой дугогасительной среды выключатели бывают воздушные, масляные, элегазовые и вакуумные.Управление выключателем может производиться вручную, дистанционно или автоматически (механизм для включения и отключения выключателя называется приводом).

В масляном выключателе гашение дуги осуществляется в трансформаторном масле. Недостатком масляных выключателей является то, что из-за наличия трансформаторного масла они являются взрыво- и пожароопасными.

В элегазовых выключателях гашение дуги осуществляется в среде элегаза – шестифтористой серы . Элегаз обладает высокими дугогасящими свойствами – низкой теплоемкостью в канале столба дуги и повышенной теплопроводностью горячих газов, окружающих столб дуги (2000 К). К недостаткам элегаза относят его низкую температуру сжижения – 64 °С при 0,1 МПа, которая с повышением давления тоже повышается. Элегазовые выключатели обеспечивают пожаро- и взрывобезопасность, быстродействие. Они обладают высокой отключающей способностью и высокой износостойкостью. Они предназначены для наружной и внутренней установки.

В вакуумных выключателях гашение электрической дуги осуществляется в вакууме. Выключатели снабжаются камерами с глубоким (10^-4–10^-6 Па) вакуумом. Использование вакуума в дугогасительных устройствах обусловлено тем, что электрическая прочность вакуумного межконтактного промежутка во много раз больше, чем воздушного промежутка при атмосферном давлении. Это позволяет иметь расстояние между контактами при напряжениях до 35 кВ не более 10 мм.

Предохранитель – коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи путем расплавления специально предусмотренных токоведущих частей (плавких вставок) при превышении определенной величины тока. После срабатывания предохранителя необходимо сменить плавкую вставку или патрон, чтобы подготовить аппарат для дальнейшей работы. К недостаткам плавких предохранителей относятся:

а) предохранители срабатывают при токе, значительно превышающем номинальный ток плавкой вставки, и поэтому избирательность отключения не обеспечивает безопасность отдельных участков сети;

б) отключение цепи плавким предохранителем связано обычно с перенапряжением;

в) возможно однофазное отключение и последующая ненормальная работа установок или участков сети.

Разъединителем называется электрический аппарат напряжением выше 1 кВ, используемый в системах электроснабжения для разъединения и переключения участков сети с малыми токами под напряжением и создающий разрыв электрической цепи, который виден по положению подвижной части разъединителя. Разъединители не имеют специальных устройств для гашения дуги. Отключение разъединителем больших токов может вызвать опасное короткое замыкание между фазами из-за возникшей электрической дуги. Разъединители подразделяются на разъединители внутренней и наружной установки. Разъединители выпускаются одно- и трехполюсными, могут иметь один или два заземляющих ножа.

Короткозамыкателями называются аппараты напряжением от 35 кВ и выше, имеющие надежную конструкцию контактов и снабженные специальным приводом, позволяющим осуществлять автоматическое включение ножа короткозамыкателя, создавая металлическое короткое замыкание на землю на подстанциях без выключателей. Применение на таких подстанциях короткозамыкателей вызывается экономическими соображениями.

Отделителями называются аппараты напряжением от 35 кВ и выше, имеющие надежную конструкцию контактов и снабженные, как и короткозамыкатели, специальным приводом, позволяющим осуществлять автоматическое отключение подвижной части отделителя. Отделители напряжением 35-220 кВ допускают отключение тока холостого хода трансформаторов и зарядного тока воздушных линий электропередачи любой протяженности при бестоковой паузе, обусловленной действием защиты. Включение отделителей производится вручную.

На подстанциях с напряжением 6-10 кВ применяются выключатели нагрузки типа ВНП – аппараты, представляющие собой разъединители, снабженные дугогасительными камерами. Для защиты от токов короткого замыкания выключатели нагрузки комплектуются кварцевыми предохранителями ПК. Предохранителями могут комплектоваться и разъединители. В защищаемых цепях выключатели нагрузки устанавливаются после предохранителей, а разъединители перед предохранителями, поскольку при отключении линии выключателем нагрузки возможно перекрытие между полюсами электрической дугой. Предохранители в этом случае мгновенно отключат линию и ограничат возможную аварию.