Выключатели высокого напряжения

Физика / Выключатели высокого напряжения

Выключатель высокого напряжения является основным коммутационным аппаратом в электрических установках. Он служит для отключения и включения цепи в разных режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

- надежное отключение расчетных токов и токов короткого замыкания;

- быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;

- пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения;

- возможность пофазного управления для выключателей 110 кВ и выше;

- легкость ревизии и осмотра контактов;

- взрыво- и пожаробезопасность;

- удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток Iном и номинальное напряжение Uном.

Для выключателей задаются следующие параметры:

1. Номинальный ток отключения Iотк ном — наибольший ток КЗ (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций. Номинальный ток отключения определяется действующим значением периодической составляющей в момент расхождения контактов (t)

где tрз – время действия релейной защиты,

tсв – собственное время срабатывания выключателя.

2. Допустимое относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения

, которое определяется по кривой .

Нормированное значение определяется для момента расхождения контактов . Если > 0,09 с, то принимают .

3. Цикл операций – выполняемая выключателем последовательность коммутационных операций с заданными интервалами между ними.

В эксплуатации выключатель может неоднократно включаться на существующее КЗ с последующим отключением, поэтому для выключателей предусматривается определенный цикл операций.

Если выключатели предназначены для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

О - 180 с - ВО - 180 с – ВО,

О - - ВО - 180 с - ВО.

О – операция отключения, ВО – включения и немедленного отключения, 20(180) с – промежутки времени.

– гарантируемая для выключателей бестоковая пауза при АПВ (для выключателей с АПВ эта величина находится в пределах (0,3-1,2) с, без АПВ – 0,3с)

4. Стойкость при сквозных токах, характеризующаяся токами термической стойкости Iтер и электродинамической стойкости Iдин (действующее значение), iдин — наибольший ток (амплитудное значение);

Эти токи выключатель должен выдерживать во включенном положении без повреждений, препятствующих дальнейшей работе.

Завод-изготовитель должен производить выключатели способные выдерживать ток электродинамической стойкости равный .

5. Номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений, при Uном и заданном цикле. В каталогах приводится действующее значение этого тока и его амплитудное значение .Выключатели конструируются таким образом, что соблюдаются условия:

.

6. Собственное время отключения tcв - интервал времени от момента подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения дугогасительных контактов.

Время отключения — интервал времени от подачи команды на отключение до момента погасания дуги во всех полюсах аппарата.

Время включения — интервал времени от момента подачи команды на включение до возникновения тока в цепи.

7. Параметры восстанавливающегося напряжения — в соответствии с нормированными характеристиками собственного переходного восстанавливающегося напряжения.

Основными конструктивными частями выключателей являются: контактная система с дугогасительным устройством, токоведущие части, корпус, изоляционная конструкция и приводной механизм.

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей: масляные баковые (масляные многообъемные), маломасляные (масляные малообъемные), воздушные, элегазовые, электромагнитные, автогазовые, вакуумные. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима.

Рис.1

выключатель высокое напряжение

По способу установки различают выключатели для внутренней, наружной установки и для комплектных распределительных устройств (КРУ).