Конспект лекций по предмету электрические аппараты (стр. 19 )

Выравнивание распределения напряжения между камерами и облегчение отключения емкостных то­ков обеспечиваются шунтирующими резисторами (рис. 18.2). Отключение шунтирующих резисторов производится двумя разрывами, образующимися между выходными кон­тактами камер и траверсой. В настоящее время баковые выключатели выпускаются на напряжение 35—220 кВ. Наибольшая мощность отключения 25 000 МВ-А.

Обычно бак выключателя заполняется маслом примерно на 2/3 объема. При отключении газ, выбрасываемый из ка­меры, заставляет слои масла, лежащие над камерами, дви­гаться с большой скоростью вверх. Воздух, находящийся над маслом, может свободно выходить в атмосферу. Таким образом удается ограничить давление в баке. После отклю­чения масло, двигаясь по инерции, ударяет в крышку вы­ключателя. Этот удар может быть столь сильным, что де­формируются крепления бака к фундаменту. Фундамент выключателя должен быть рассчитан на эти нагрузки.

В случаях повреждения механизма или камер выключа­теля образуется длительно горящая «стоячая» дуга, при этом давление в баке может подняться до опасной величи­ны. Взрыв бака является тяжелой аварией, так как выли­вающееся из него масло может воспламениться и вызвать пожар в распределительном устройстве. Для предотвраще­ния взрыва бака в его крышке расположены аварийные вы­хлопные трубы с калиброванными мембранами. При опре­деленном давлении мембраны разрушаются и из выключа­теля выливается масло, благодаря чему давление в баке снижается до безопасных пределов.

На протяжении многих десятков лет конструкция бако­вых выключателей улучшалась в направлении уменьшения массы, объема, увеличения отключающей способности. Ос­новными достоинствами этих выключателей являются вы­сокая надежность, простота конструкции камер и механиз­ма, высокая механическая прочность элементов (камер, ба­ка, механизма, вводов), что позволяет использовать эти аппараты в самых тяжелых условиях эксплуатации (при низких температурах необходим подогрев масла для уменьшения его вязкости). По отечественной статистике на­дежность баковых выключателей выше надежности воз­душных и маломасляных выключателей. Большим достоинством их является возможность использования встроенных трансформаторов тока и емкостных делителей напряжения. Простота конструкции не требует высокой квалификации обслуживающего персонала и сложного оборудования. При напряжениях до 220 кВ баковые выключатели по номиналь­ному току отключения не уступают воздушным.

К недостаткам выключателей следует отнести: большие габариты и масса, необходимость периодической очистки масла, что требует наличия специализированного масляно­го хозяйства; сложность и трудоемкость ремонта и ревизии выключателей с напряжением 110 кВ и выше. Большим не­достатком является взрыво - и пожароопасность баковых выключателей. В перспективе они будут заменяться мало­масляными и элегазовыми.

Рис. 9-1. Полюс масляного бако­вого выключателя на 220 кВ 1 — бак; 2 — дугогасительная камера с неподвижными контактами и шунти­рующим резистором; 3 — изоляция ба­ка; 4 — ввод; 5 — приводной механизм; 6 — трансформатор тока; 7 — направ­ляющее устройство; 8 — шунтирующий резистор; 9 — изоляционная тяга; 10 — траверса с подвижными контактами.

Маломасляные выключатели

В маломасляных выключателях с целью уменьшения габаритных размеров и массы изоляция в основном осуще­ствляется твердыми материалами. Широко распростране­ны маломасляные выключатели серии ВМП-10 (выключа­тель масляный подвесного типа), предназначенные для ра­боты при номинальном напряжении 10 кВ. Номинальный ток в зависимости от контактной системы изменяется от 600 до 3200 А. Номинальный ток отключения достигает 31,5 кА при напряжении 10 кВ, номинальная мощность 550 МВ-А. Полное время отключения примерно 0,12—0,13 с при номи­нальном токе отключения.

Контактная система, ДУ и устройство, превращающее вращательное движение рычагов в поступательное движе­ние контактов, смонтированы в виде единого блока полюса 1 (рис. 18.4). Этот блок с помощью опорных изоляторов 2 крепится к стальной раме 3. В верхней головке полюса 8 расположены подвижный контакт и механизм, в нижней 9 — неподвижный контакт. В раме установлены вал выклю­чателя 5, отключающая пружина, пружинный буфер вклю­чения и масляный буфер отключения 6. Вал 5 связан с вы­ходным рычагом механизма полюса 7 с помощью прочной изоляционной тяги 4.

При включении изоляционная тяга 4 поворачивает вы­ходной рычаг полюса 7 против часовой стрелки и произво­дит замыкание контактов. Отключающая пружина при этом растягивается, а пружинный буфер включения сжимается. Этот буфер развивает большую силу на небольшом ходе, соответствующем ходу подвижного контакта в розетке, и создает необходимую для гашения дуги скорость переме­щения подвижного контакта.

Разрез нижней части блока полюса представлен на рис. 18.5. Для уменьшения обгорания концы ламелей розеточного контакта 1, подвергающиеся воздействию дуги, обли­цованы металлокерамикой. Нижняя головка 2 име­ет съемную крышку 3, на которой и укреплен розеточный контакт 1. При ревизиях и ремонтах съемная крышка 3 вы нимается вместе с розеточным контактом 1. ДУ газового дутья заключено в стеклоэпоксидный цилиндр 4. ДУ соби­рается из пластин фибры, гетинакса и электрокартона, в ко­торых вырезаны отверстия, образующие каналы и полости для гашения дуги.

Рис. 18.4. Маломасляный выключатель ВМП-10;  Uном=10 кВ; Iном =  600 А; Iо, ном = 20 кА

Каждый из трех каналов (один из них виден на рис. 18.5) вначале идет горизонтально, а затем вертикально. Все пластины ДУ стягиваются фибровыми или текстолитовыми шпильками. Камера заполнена транс­форматорным маслом 7.

Для ограничения давления при больших токах и созда­ния необходимого давления вблизи нулевого значения тока ДУ имеет воздушный буфер А (рис. 18.5). Давление в ДУ достигает наибольшего значения вблизи максимального значения тока. Под действием этого давления масло сжинимается вместе с розеточным контактом 1. ДУ газового дутья заключено в стеклоэпоксидный цилиндр 4. ДУ соби­рается из пластин фибры, гетинакса и электрокартона, в ко­торых вырезаны отверстия, образующие каналы и полости для гашения дуги. Каждый из трех каналов (один из них виден на рис. 18.5) вначале идет горизонтально, а затем вертикально. Все пластины ДУ стягиваются фибровыми или текстолитовыми шпильками. Камера заполнена транс­форматорным маслом 7.

Для ограничения давления при больших токах и созда­ния необходимого давления вблизи нулевого значения тока ДУ имеет воздушный буфер А (рис. 18.5). Давление в ДУ достигает наибольшего значения вблизи максимального значения тока. Под действием этого давления масло сжимает воздух в буфере, в нем аккумулируется энергия. При приближении тока к нулю мощность в дуге и давление рез­ко уменьшаются. Энергия, накопленная в буфере, позволя­ет создать вблизи нуля тока такое давление, которое необ­ходимо для гашения дуги. Под действием дуги, возникающей при расхождении контактов, масло разлагается и образующиеся газы созда­ют в камере давление. В тот момент, когда тело подвижно­го контакта 6 (свеча) откроет первую щель, возникает газовое дутье, и при прохождении тока через нуль возмож­но гашение дуги. Обдув дуги газами еще более усили-вается после открытия свечей второго и третьего каналов. Обычно гашение дуги с большим током происходит после открытия первых двух щелей.

При отключении малых токов в камере ДУ давление невелико и дуга не гаснет после открытия всех трех щелей, а затягивается в масляные карманы 5 в верхней части ДУ. Когда подвижный контакт, поднимаясь вверх, входит в пер­вый снизу карман 5', под действием дуги масло в кармане разлагается и газы стремятся выйти вниз, охлаждая дуго­вой промежуток. Процесс усиливается по мере включения новых карманов. В результате удается надежно отключать критические токи (1—2 кА).

Газы, образующиеся в процессе гашения дуги, выходят через зигзагообразный канал в верхней головке полюса.

Рис, 18.5. Нижняя часть полюса выключателя ВМП-10

Воздушные выключатели

Воздушные выключатели, в которых гашение дуги осуществляется потоком сжатого воздуха, получили весьма широкое распространение и во многих случаях вытеснили масляные. Они позволили перейти к классам напряжения 750 и 1150 кВ и в основном применяются:

как сетевые на напряжение 6—1150 кВ с номинальными токами до 4000 А и токами отключения до 63 кА;

как генераторные на напряжение 6 — 20 кВ с номинальными токами до 20 кА и токами отключения до 160 кА;

как выключатели нагрузки на 6 — 220 кВ и 110—500 кВ и выключатели комп­лектных распределительных устройств на напряжение до 35 кВ.

Ожидается, что в ближайшее время появятся сетевые выключатели на напряже­ние 1500—2000 кВ с номинальными токами 10—15 к А и токами отключения 100—120 к А и генераторные выключатели на номинальные токи до 50 к А с токами отключения до 300 кА.

Выключатели выпускаются различного климатического исполнения, для раз­личных категорий размещения и различного вида установки (опорные, подвесные, настенные, выкатные и др.).

Независимо от типа и конструкции воздушный выключатель состоит из трех основных частей: дугогасительного устройства с отделителем или без него, си­стемы снабжения сжатым воздухом и системы управления. Система управления выполняется с одним пневматическим приводом с механической передачей, с инди­видуальной пневматической передачей, с пневмомеханической передачей, с пневмо - гидравлической передачей и пневмосветовой передачей.

Гашение дуги в выключателях осуществляется сжатым воздухом номинальным давлением 0,6 — 5 МПа в различных камерах продольного и поперечного, односто­роннего и двустороннего дутья, принципиальные схемы которых представлены на рис. 6-19, с соответствующим напряжению числом последовательно включенных разрывов.