4.2 Коммутационные аппараты на напряжение выше 1000 в

Высоковольтные выключатели (включая их приводы) предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением от 6 до 750 кВ включительно (ГОСТ 687–78).

Выключатели должны эксплуатироваться в условиях предусмотренных климатическим исполнением и категорией размещения по ГОСТ 15150–69, и удовлетворять в части воздействия климатических факторов внешней среды требованиям ГОСТ 1515069 и ГОСТ 15543.1–89. Для маломасляных, воздушных, генераторных, элегазовых и электромагнитных выключателей климатического исполнения У, категории размещения 3 нижнее значение рабочей температуры окружающего воздуха принимается равным минус 25 °С.

Выключатели предназначены для работы на высоте над уровнем моря до 1000 м, за исключением выключателей на номинальное напряжение 750 кВ, предназначенных для работы на высоте до 500 м.

Выключатель должен выполнять следующие механические операции и циклы операций при условиях, указанных ниже, с характеристиками работы механизма выключателя, обеспечивающими нормированные параметры коммутационной способности выключателя:

а) включение (В);

б) отключение (О);

в) включение-отключение (ВО), в том числе без преднамеренной выдержки времени В и О;

г) отключение-включение (ОВ) при любой бесконтактной паузе;

д) отключение-включение-отключение (ОВО).

Конструкция выключателя, прежде всего, определяется способом гашения дуги. По этому признаку современные включатели можно разделить на следующие группы:

1. Масляные выключатели – гашение дуги происходит в масле: баковые (с большим объемом масла, которое служит также изоляцией) и маломасляные или горшковые (с малым объемом масла, являющимся только дугогасящей средой).

2. Воздушные выключатели – гашение дуги осуществляется сжатым воздухом, запасенным в резервуаре выключателя.

3. Автогазовые выключатели – гашение дуги осуществляется газами, которые выделяются из стенок камер под действием высокой температуры дуги.

4. Выключатели со сжатым элегазом – гашение дуги происходит под давлением (в среде шестифтористой серы – SF₆).

5. Электромагнитные выключатели – гашение дуги осуществляется при помощи магнитного дутья в различных камерах.

6. Вакуумные выключатели – гашение дуги происходит в вакууме.

4.2.1 Многообъемные масляные выключатели

В многообъемных масляных выключателях дугогасительные устройства полюсов помещены в заземленный бак, заполненный маслом, которое используется в качестве газогенерирующего вещества, а также для изоляции контактной системы от заземленного бака, рис. 4.9.

Выключатель предназначен для наружной установки. Каждому полюсу соответствует особый бак цилиндрической формы с расширяющейся верхней частью, приспособленный для установки проходных изоляторов и трансформаторов тока. Внутренняя поверхность бака выложена изоляционным материалом. К нижним фланцам изоляторов прикреплены дугогасительные камеры с шунтирующими резисторами. Подвижные контакты укреплены на траверсе, приводимой в движение приводом с помощью изоляционной штанги и системы рычагов. В положении «включено» траверса находится в верхнем положении, контакты замкнуты, механизм выключателя заперт. В процессе отключения подвижная система освобождается и под действием отключающих пружин перемещается вниз. Контакты размыкаются, и дуга гасится. В положении «отключено» контактная траверса находится внизу, несколько выше днища бака. Здесь расположено устройство для подогрева масла в зимнее время.

Рис. 4.9 Устройство бакового выключателя со свободным гашением дуги

Баки залиты маслом. Под крышками остается некоторый объем воздуха, который при сильном газообразовании вытесняется вместе с газами наружу через газоотводную трубу. Слой масла над гасительными камерами должен быть достаточным, чтобы обеспечить надежное охлаждение газов, образующихся в процессе отключения, до соприкосновения их с воздухом под крышкой во избежание воспламенения.

Газы, выбрасываемые из гасительных устройств при отключении тока КЗ, сообщают слою масла, находящемуся над ними, кинетическую энергию. Масло ударяется в крышку бака. Скорость масла в момент удара достигает 1020 м/с, а сила, направленная вверх, достигает 150 кН. При последующем падении масла возникает сила,направленная вниз, которая составляет 300 кН.Она воспринимается фундаментом.

Масса выключателя (три полюса) без масла составляет 28 т, а масса масла – 27 т. Выключатель подлежит установке на бетонном основании высотой 0,50,8 м над уровнем земли. Незащищенные токоведущие части находятся на недоступной высоте и не представляют опасности для людей, обслуживающих установку. Три полюса управляются общим электромагнитным или пневматическим приводом.

Для доступа к контактной системе в стенках баков предусмотрены лазы достаточного размера, плотно закрывающиеся крышками на болтах.

Большой объем масла затрудняет доступ к контактной системе и увеличивает время, необходимое для ремонта.