4.18.3 Гашение электрической дуги в трансформаторном масле

В масляных выключателях контакты размыкаются в масле, однако вследствие высокой температуры дуги, образующейся между контактами, масло разлагается и дуговой разряд происходит в газовой среде. Для надежного гашения электрической дуги применяют дугогасительные камеры, которые ограничивают зону дуги, способствуют повышению давления в этой зоне и образованию газового дутья сквозь дуговой столб. В масляных выключателях нашли применение следующие виды дугогасительных камер: простая гасительная камера, рис. 4.21, а, камера с продольным масляным дутьем, рис. 4.21, б, камера с поперечным масляным дутьем, рис. 4.21, в.

Простая гасительная камера представляет собой корпус из металла с изолированными стенками или из прочной изоляционной пластмассы (гетинакса или стеклотекстолита) и располагается в трансформаторном масле. При отключении подвижный контакт 1 перемещается вниз с большой скоростью. Между ним и неподвижным контактом 2 загорается дуга 3. Под действием энергии дуги происходит интенсивное газообразование, и давление в камере быстро увеличивается, за сотые доли секунды давление поднимается до 2 - 4 МПа.

Образующийся газовый пузырь 4 стремится вырваться из камеры через щель 5. При выходе подвижного контакта из щели 5 вслед за ним из камеры вырывается поток газа и масла, т.е. возникает газо-масляное дутье, которое способствует гашению дуги.

При отключении малых токов давление в дугогасительной камере незначительное и поэтому гашение дуги происходит только за счет газового пузыря. Простая гасительная камера применяется в масляных выключателях напряжением до 10 кВ включительно.

Гасительные камеры с продольным масляным дутьем применяются в выключателях с напряжением 35 кВ и выше. Корпус камеры, рис.4.21,б, разделен изоляционной перегородкой с отверстиями 6 на две части. В центре перегородки расположен промежуточный контакт 7, который может передвигаться на небольшое расстояние. В верхней части корпуса закреплен неподвижный контакт 2, а в нижней имеется отверстие для трубчатого подвижного контакта 1. При включенном положении выключателя неподвижный контакт соприкасается с верхним торцом промежуточного контакта, а нижний торец последнего – с подвижным контактом.

При отключении начинается одновременное перемещение подвижного и промежуточного контактов, образуется промежуток между промежуточным и неподвижным контактом и между ними возникает дуга 8, называемая генерирующей. Данная дуга создает давление внутри корпуса. Промежуточный контакт проходит расстояние 15 – 20 мм и останавливается, затем между ним и подвижным контактом 1, продолжающим свое движение, возникает вторая дуга 9, называемая гасимой. Под действием давления, созданного генерирующей дугой, масло устремляется к гасимой дуге, входит в тесное соприкосновение с ней и через полость трубчатого подвижного контакта выходит в бак масляного выключателя, в котором масло находится под атмосферным давлением [2, 3].

Гасительная камера с поперечным масляным дутьем, рис. 4.21, в, представляет собой набор изоляционных пластин 11 с центральным отверстием. Часть пластин, через одну, имеет дутьевые щели 10, ведущие наружу. При размыкании неподвижного 2 и подвижного 1 контактов между ними возникает дуга 3, которая создает повышенное давление в камере. Однако выход масла из камеры через дутьевые щели 10 закрыт подвижным контактом. После прохода подвижным контактом первой щели открывается выход маслу из камеры. Поперечная струя масла входит в тесное соприкосновение с дугой, способствуя ее гашению. Если после открытия подвижным контактом первой щели не произошло гашения дуги, то вскоре открывается вторая щель и на дугу воздействует уже две струи масла и т.д.

Дугогасительные устройства с масляным дутьем позволили существенно повысить надежность работы масляных выключателей, увеличить их токи отключения и номинальные напряжения.