4.18.2 Гашение электрической дуги в элегазе
В настоящее время для гашения электрической дуги в выключателях применяют электротехнический газ – элегаз, шестифтористая сера SF6. По сравнению с воздухом элегаз обладает следующими преимуществами:
- электрическая прочность элегаза в 2,5 раза выше, чем у воздуха, a при давлении 0,2 МПа близка к электрической прочности трансформаторного масла;
- дугогасящая способность элегаза в дугогасительных устройствах продольного дутья примерно в 5 раз выше, чем у воздуха;
- высокая удельная плотность элегаза улучшает теплоотдачу с поверхности токоведущих частей, что позволяет увеличить допустимую плотность тока и уменьшить массу меди в выключателе;
- элегаз позволяет увеличить междуконтактный зазор и повысить напряжение на каждом разрыве, что приводит к сокращению числа разрывов на выключатель;
- элегаз является инертным газом и слабо разлагается дугой.
Недостатком элегаза является переход из газообразного состояния в жидкое состояние при относительно невысоких температурах.
В элегазовых выключателях применяются следующие дугогасительные устройства [8]:
- с системой одностороннего продольного дутья, рис. 4.19,а, д;
- с системой одностороннего несимметричного продольного дутья, рис. 4.19,б, е;
- с системой двухстороннего продольного дутья, рис. 4.19,в, ж;
- с системой двухстороннего несимметричного продольного дутья, рис. 4.19,г;
- автокомпрессионные с дутьем, создаваемым посредством встроенного компрессионного устройства;
- с электромагнитным дутьем, в которых гашение дуги обеспечивается под действием поперечного (радиального) магнитного поля, создаваемого отключаемым током, рис. 4.20,а;
- с продольным дутьем, в которых повышение давления в элегазе происходит при разогреве дугой, вращающейся в специальной камере под действием магнитного поля, рис. 4.20,б.
В выключателях с автокомпрессионными элегазовыми дугогасительными устройствами поддерживается давление 0,35 МПа, при отключении выключателя его механизм воздействует на поршневое устройство, которое создает в зоне горения дуги давление 0,7 - 0,8 МПа. При этом обеспечивается надежное гашение дуги [3, 8].
Выключатели с автокомпрессионными дугогасительными устройствами имеют следующие номинальные параметры на один разрыв:
174
– 245 кВ,
1,25
– 4 кА,
31,5
– 50 кА,
2
– 3 периода тока КЗ.
В дугогасительных устройствах с радиальным магнитным дутьем, рис. 4.20,а, магнитное поле создается двумя встречно включенными дугогасительными катушками 1, соединенными с торцевыми кольцевыми контактами
2.
Рис. 4.19-Дугогасительные устройства элегазовых выключателей: а, д ‑ система одностороннего продольного дутья; б, е ‑ система одностороннего несимметричного продольного дутья; в, ж ‑ система двухстороннего продольного дутья; г ‑ система двухстороннего несимметричного продольного дутья.
а б
Рис. 4.20 Элегазовые дугогасительные устройства с магнитным дутьем: а ‑ радиальное магнитное дутье; б ‑ продольное магнитное дутье
При отключении электрической цепи ток, протекая по катушке 1, создает радиальное магнитное поле, которое приводит возникшую электрическую дугу во вращательное движение по кольцевым контактам 2. Дуга, перемещаясь по кольцевым контактам в элегазе, в результате интенсивного охлаждения гаснет.
В дугогасительных устройствах с продольным магнитным дутьем, рис. 4.20,б, электрическая дуга, возникающая между подвижным 2 и неподвижным 5 контактами, перебрасывается с помощью промежуточного электрода 4 в промежуток между подвижным контактом 2 и кольцевым электродом 3.
В момент переброса дуги в кольцевой промежуток в цепь тока включается дугогасительная катушка 1, создающая продольное магнитное дутье.
Кольцевой электрод 3 обеспечивает фазовый сдвиг между магнитным потоком и током, вследствие чего в паузах тока дуга перемещается с высокой скоростью, что способствует ее эффективному гашению.