2.3 Методичні вказівки
2.3.1.Способи гасіння дуги
В апаратах високої напруги, що відмикають, використовуються наступні способи гасіння дуги:
- Гасіння дуги у вузьких щілинах і в магнітному полі застосовується так само, як і в апаратах з напругою до 1 кВ.
а) б) в)
Рисунок 2,1 - Способи гасіння дуги в електричних апаратах вище 1 кв;
а- гасіння дуги в олії; б- дуття уздовж дуги; в-дуття поперек дуги;
- Гасіння дуги в олії. Якщо контакти апарата помістити в олію, то дуга, що виникає, приведе до інтенсивного газоутворення (рисунок 2.1 а).
Навколо дуги утвориться газовий міхур, який складається в основному з водню, що має високі дугогасильні властивості.
Підвищений тиск у середині газового міхура сприяє кращому охолодженню дуги та її гасінню.
- Газоповітряне дуття. Охолодження і подовження дуги покращується, якщо створити направлений рух газів - дуття здовж чи поперек дуги (рисунок 2.1 б).
Гасіння дуги у дугогасильній решітці. Розбивка дуги на короткі дуги між пластинами решітки різко збільшує опір дуги і добре відводить від неї тепло.
Гасіння дуги у вакуумі. Високорозріджений газ має електричну міцність у десятки разів більшу, ніж газ при атмосферному тиску; це використовується у вакуумних контакторах і вимикачах..
Гасіння дуги в газах високого тиску. Повітря при тиску 2 МПа і більше має високу електричну міцність, що дозволяє створити компактні гасильні пристрої в повітряних вимикачах.
- Ефективно використовується елегаз ( SF6) для гасіння дуги в елегазових вимикачах та відділювачах, бо володіє високою електричною міцністю і гарними дугогасильними властивостями.
2.3.2.Типи комутаційних апаратів
Необхідно чітко засвоїти і розрізняти призначення кожного виду комутаційних апаратів.
Роз’єднувач
- це
контактний комутаційний апарат,
призначений для відмикання і вмикання
електричного ланцюга без струму або з
незначним струмом, що має між контактами
у відімкненому стані ізоляційний
проміжок. 
Основне призначення роз'єднувача - створення надійного видимого розриву ланцюга для забезпечення безпечного проведення ремонтних робіт.
Вимикачі високої напруги призначені для вимикання і вмикання електричних ланцюгів у нормальних і аварійних режимах.
Вони повинні забезпечити комутацію струмів короткого замикання і гасіння потужної електричної дуги.
Це один з найбільш відповідальних апаратів в електричних установках.
Конструкції вимикачів значною
мірою залежать від класу мереж, у яких
вони встановленні.
В розподільчих мережах 35кВ до недавнього часу використовувались малоолійні, колонкові вимикачі ВМК, ВМУЄ, а в мережах 110-220кВ—вимикачі ВМТ.
Полюс вимикача ВМТ представляє собою опорну порцелянову колону 4, заповнену олією, де знаходиться дугогасильна камера 3 зустрічно-поперечного дуття з контактами 2(рухомий) і 5(нерухомий)
Колони герметизовані та знаходяться під надлишковим тиском газу (азот чи повітря), що збільшує електричну міцність міжконтактного проміжку та поліпшує дугогасильні якості вимикача.
На цей час, замість малоолійних вимикачів 110-220кВ встановлюють елегазові, типу ЯЄ.
Ці вимикачі мають дугогасильний пристрій з автопневматичним дуттям.
При
відключенні з’являється
дуга між нерухомим 1 і рухомим 3 контактами.
Разом з контактом 3 зміщується сопло з
фторопласта 2 і циліндр 4 з перегородкою.
Поршень 5 залишається нерухомим, тому елегаз стискується і його потік, що проходить крізь сопло 2, створює поздовжне дуття й гасить дугу.
Можливим є модульний принцип створення елегазових вимикачів на більш високі напруги.
Окрім модулів з вимикачами розроблені елегазові модулі з роз’єднувачами та вимірювальними трансформаторами.
У магістральних мережах 330-750кВ найчастіше використовують повітряні вимикачі .
Найбільш
компактними є повітряні
вимикачі серії ВВБ, в яких немає
відділювача.
У відключеному стані контакти знаходяться
у середовищі стисненого повітря.
Кількість дугогасильних модулів залежить від напруги: 110кВ—один ; 220-330кВ—два; 500кВ—4; 750кВ—шість (в серії ВВБК).
Для рівномірного розподілу напруги використовують ємкісні дільники напруги 6.
а) б) в)
В розподільчих пристроях 6-10-35кВ до недавнего часу знаходили застосування малоолійні вимикачі ВМП (а), ВК-10 (б) та ВМК-35 (в)
Останнім часом замість них широко вживаються вакуумні вимикачі різних типів.
Вакуумні комутаційні апарати мають прості торцеві контакти, які завдяки швидкому та легкому дугогасінню не зазнають високотемпературного віджигу при комутаціях. Крім цього, у вакуумі виключена можливість окиснення та забруднення контактів, що гарантує їх високу зносостійкість, довговічність та експлуатацію без догляду.
Електрична міцність вакуумного проміжку у рази більше за міцність повітряного проміжку при атмосферному тиску.
Ця властивість використовується у вакуумних камерах ВДК, що представлена на рисунку.
Робочі контакти 1 мають вид порожніх урізаних конусів з радіальними прорізами, що при вимиканні створює радіальні електродинамічні зусилля, які примушують дугу зміщатись крізь зазори 3 на дугогасильні контакти 2.
Внаслідок
глибокого вакууму (10-4—10-6)
має місце швидка дифузія заряджених
частинок в навколишнє середовище і дуга
гасне при першому переході струму через
нуль.
Хід рухомого 5 контакту – 12мм.
Основна перевага—висока комутаційна зносостійкість.
Вакуумні вимикачі нової серії ВР мають залиті епоксидним компаундом полюси, що надійно захищає вакуумні камери від механічних та електричних пошкоджень.
Трубоподібна конструкція ізоляції полюсів забезпечує оптимальне розподілення електричного поля при якому відстані між фазами та до заземлених частин стали мінімальними.
Основні переваги вимикача ВР, це:
- механічний ресурс до 100 000 циклів ВО;
- гарантований термін експлуатації 4 роки;
- відсутність обслуговування;
- застосування у схемах на постійній чи змінній напрузі.
Запобіжники високої напруги призначені для автоматичного одноразового вимикання ланцюга з метою захисту при КЗ або перенавантажені, тобто мають те ж саме призначення і той же принцип роботи, що і запобіжники до 1 кв.
Найчастіше використовують запобіжники серії ПК на напруги 3, 6, 10, 35кВ та номінальні струми 400, 300, 200 і 40А, відповідно.
Для відкритих РП знайшли розповсюдження вихлопні запобіжники типу ПВТ, які раніше мали назву – стріляючі запобіжники ПСН.