9. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА. ОТКЛЮЧЕНИЕ ОДНОФАЗНОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Дуга – электрический разряд в газах, характеризуемый большой плотностью тока и малым падением напряжения на дуге.

Распределение потенциала дуги и напряженности электрического поля между контактами: область катодного падения напряжения; область у анода; столб дуги.

UК = 20 – 50 В (UК = 10 – 20 В), UД = f (LСТОЛБА); ЕД.

Ионизация.

Автоэлектронная эмиссия: вырывание электронов из «холодного» катода действием сильного электрического поля. Термоэлектронная эмиссия: выход электронов из катода, «разогретого» до Т ≥ 6000 о С. Ударная ионизация: выбивание электрона с орбиты нейтральной молекулы. Кумулятивная (ступенчатая) ионизация: то же самое, что и 3, в результате нескольких соударений. Термическая ионизация: при высоких давлении и температуре столкновение нейтральных молекул и атомов приводит к ионизации их.

Деионизация.

1.  Рекомбинация:

•  Электронная рекомбинация: захват положительно заряженным ионом электрона, потерявшего часть энергии.

•  Рекомбинация ионов: обмен положительных и отрицательных ионов электронами, образуя две нейтральных частицы.

•  Рекомбинация путем тройного соударения.

2. Диффузия (выход заряженных частиц из ствола дуги)

Вольтамперные характеристики дуги.

Статическая и динамическая ВАХ; напряжение зажигания UЗ и напряжение гашения UГ дуги.

ВАХ дуги переменного тока UД = f (t), IД = f (t), UД = f (i).

 
дуга219

Особенности гашения дуги постоянного тока.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Условие погасания дуги постоянного тока UД ≥ UСЕТИ.

Особенности гашения дуги переменного тока

Первая особенность гашения переменного тока: через каждые полпериода ток проходит через нулевое значение и дуга сама гаснет. Вторая особенность гашения переменного тока: новая прикатодная область мгновенно приобретает электрическую плотность: Uпр. н. = 300 В – отключение тока в 5 А; Uпр. н. = 150 В - отключение тока в 100 А. Скорость нарастания UПР должна быть выше скорости нарастания UВОССТ

dUПР dUВОССТ

dt dt

10. АППАРАТЫ

Классификация аппаратов:

•  Коммутационные (выключатели, разъединители, выключатели нагрузки, отделители, короткозамыкатели, автоматы, магнитные пускатели, контакторы, рубильники).

•  Защитные (предохранители, ограничители ударного тока, шунтирующие реакторы, разрядники, ограничители перенапряжений).

•  Токоограничивающие (токоограничивающие аппараты и реакторы, активные сопротивления, дугогасящие катушки).

•  Измерительные аппараты (трансформаторы тока и напряжения, емкостные делители напряжения и др.).

Высоковольтные выключатели

Требования

Надежность и безопасность. Малое время отключения. Высокая отключающая способность. Малые габариты и масса. Возможность БАПВ.

6.  Возможность пофазного управления.

7.  Простота монтажа и эксплуатации.

8.  Бесшумность работы.

9.  Взрыопожаробезопастность.

10.  Невысокая стоимость.

Классификация выключателей

    По принципиальному устройству и по способу гашения дуги:
Масляные (баковые, маломасляные). Газовые (воздушные, элегазовые). Вакуумные. Электромагнитные. Автогазовые.
    По быстродействию:

1.  Сверхбыстродействующие - tоткл < 0.06 с.

2.  Быстродействующие - tоткл = 0.06 – 0.08 с.

3.  Ускоренного действия - tоткл = 0.08– 0.12 с.

4.  Не быстродействующие - tоткл=0.12–0.25 с


    По климатическому исполнению (роду установки):

1.  Для района с умеренным климатом (У) (-45 ≤ Т ≤ 40 0С );

2.  Для района с умеренным и холодным климатом (УХЛ) (-45 Т ≥ 40 0С );

3.  Для района с холодным климатом (ХЛ) (-45 ≥ Т ≥ 40 0С );

4.  Для района как с сухим, так и влажным тропическим климатом (Т) (Т > 40 0С);

    По категориям размещения:

1.  Для работы на открытом воздухе (1).

2.  Для работы под навесом, в помещениях или в оболочке (напр. КРУ) (отсутствие прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков) (2).

3.  Для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией (3).

Выключатели масляные.

Дугогасительная среда – трансформаторное масло.

Изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства (ДГУ) – воздух, масло, фарфор и твердые диэлектрики.

Область применения - на напряжениях 6 – 220 кВ.

Разновидности МВ:

•  Баковые (многообъемные –сняты с производства)

•  Маломасляные (малообъемные)

Баковые выключатели. (Рис. 4.57 Р. К.)

Дугогасительная среда – трансформаторное масло.

Изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства (ДГУ) – масло, фарфор и твердые диэлектрики.

Область применения - на напряжениях 6 – 220 кВ.

Достоинства

1.  простота конструкции;

2.  относительно невысокая стоимость;

3.  высокая отключающая способность;

4.  пригодность для наружной установки;

5.  возможность установки встроенных ТТ;

Недостатки

1.  большой объем масла

(У-220 – 27 т на три полюса);

2.  высокие требования к качеству масла; контроль за его состоянием и уровнем;

3.  невозможность установки внутри помещений (большие габариты, напр. у У-220 - высота более 7м, а 1 бака – 1,8м);

4.  не пригодность для выполнения БАПВ;

5.  взрывопожароопасные;

6.  большая масса (У-220 – 25 т);

7.  неудобство эксплуатации;

8.  требуется масляное хозяйство.

Маломасляные выключатели (Рис. 4.58; 4.60 Р. К.)

Дугогасительная среда – трансформаторное масло.

Изоляция токоведущих частей и ДГУ – воздух, фарфор и твердые диэлектрики.

Область применения - на напряжениях 6 – 220 кВ.

Достоинства

1.  небольшое количество масла;

2.  малая масса;

3.  возможность установки внутри помещений;

4.  более удобны в эксплуатации, чем МБ;

Недостатки

1.  контроль за состоянием и уровнем масла;

2.  не пригодность для выполнения БАПВ;

3.  взрывопожароопасные;

4.  трудность установки встроенных ТТ;

5.  относительно малая отключающая способность.

ВМП; МГГ (для повышения отключающей способности – два последователь соединенных бачка); ВМТ-110 и ВМТ-220 (имеет два полых опорных изолятора и две дугогасительных камеры в маслонаполненных изоляторах).

Воздушные выключатели. (Рис. 4.65; 4.68; 4.70; Р. К.)

Дугогасительная среда – сжатый воздух.

Изоляция токоведущих частей и ДГУ – воздух, фарфор и твердые диэлектрики.

Область применения - на напряжениях 6 – 750 (1150) кВ.

Достоинства

1.  Высокая отключающая способность.

2.  Высокое быстродействие.

3.  Пожаробезопасны.

4.  Возможность применения БАПВ.

5.  Легче масляных баковых.

6.  Экологически чистые.

7.  Возможность создания серий из модулей (крупных узлов).

8.  Пригодность для наружной и внутренней установок.

Недостатки

1.  Значительно сложнее масляных;

2.  Значительно дороже масляных;

3.  Отсутствие встроенных ТТ;

4.  Относительно большой вес;

5.  Необходимость сложной и дорогой компрессорной установки для получения чистого осушенного сжатого воздуха;

6.  Включение и отключение сопровождается значительным шумом.

Элегазовые выключатели (ЭВ)

Дугогасительная среда – элегаз.

Изоляция токоведущих частей и ДГУ – элегаз, фарфор и твердые диэлектрики.

Область применения - на напряжениях 6 – 1150 кВ.

Свойства элегаза


Плотность элегаза – в 5 раз, а электрическая прочность – в 2-3 раза выше воздуха. При давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сопоставима с электрической прочностью масла. В целом эффективность элегаза выше воздуха 100 раз! Негорюч, бесцветен, не имеет запаха, химически крайне инертен и при отсутствии в нем примесей абсолютно безвреден для человека. Чистый элегаз не разлагается до температуры 800 °С и не взаимодействует с металлами. Даже при 500 °С не действует на стекло, не реагирует с Н2, О2 и другими активными веществами.

Исключительная способность элегаза гасить дугу объясняется его электроотрицательностью: его молекулы улавливают электроны дугового столба и образуют отрицательные ионы, которые рекомбинируют с положительными ионами, образую 2 нейтральных молекулы. Интенсивная рекомбинация быстро понижает проводимость промежутка, а также существенно скорость нарастания его электрической прочности после погасания дуги. При газовом дутье поглощение электронов происходит интенсивнее.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7