Выключатели воздушные
[ 1, 2 ]
Энергия сжатого воздуха используется и как движущая сила, перемещающая контакт, и как дугогасящая среда.
Принцип действия заключается в том, что дуга, образующаяся между контактами, подвергается интенсивному охлаждению потоком сжатого воздуха, который подается под давлением до 4*106 П и выбрасывается в атмосферу.
При прохождении тока через 0 температура дуги уменьшается, сопротивление увеличивается. Одновременно происходит механическое разрушение дугового столба и вынос заряженных частиц и паров металла контактов в атмосферу.
Различают камеры продольного и поперечного дутья.
Продольное дутье - воздух подается вдоль дуги.
Поперечное - воздух подается поперек дуги.
Воздух осушают, очищают и хранят в баке под давлением 4*106 П. В нужный момент мощная струя воздуха подается в область горения дуги.
1 -
неподвижный контакт
2 - струя воздуха
3 - подвижный контакт
4 - отделитель
Подвижный контакт закрывет своим телом отверстие. Дугогасительная камера только для гашения дуги. Размыкание контактов обеспечивет отделитель в бестоковую паузу.
35 кВ
1 - неподвижный контакт
2 - струя воздуха
3 - подвижный контакт
4 - отделитель
5 - труба
Неподвижный контакт трубчатый. Процесс гашения дуги происходит с сильным грохотом.
110
кВ
Если требуется выключатель на 220 кВ, то два модуля соединяют последовательно, 330 - три и т.д.
1 - неподвижный контакт
2 - подвижный контакт
3 - поршень
4 - дуга в камере
5 - пружина
6 - выброс наружу
При отключении сжатый воздух воздействует на поршень 3 и отводит подвижный контакт 2 со средней скоростью 2 м/с. Между контактами 1 и 2 возникает дуга 4. Сжатый воздух поступает дуге навстречу и через внутренние полости контактов 1 и 2 выходит наружу 6. Такая камера называется камерой с двухсторонним дутьем.
Пружина 5 замыкает контакты и перекрывает путь воздуху при исчезновении давления (электропневмоклапан открывает и закрывает путь воздуху). В бестоковую паузу отделитель размыкает контакты.
Энергия, выделяемая в дуге, нагревает воздух и в зоне горения дуги создается противодавление. В результате скорость потока воздуха уменьшается, а при некотором значении разрываемого тока образуется закупорка - скорость воздуха = 0. Выключатель в таких условиях сгорит.
Исследования показали, что в рационально сконструированном выключателе при максимальных токах скорость истечения воздуха не должна падать менее 10 м/с.
Эффект закупорки зависит от давления сжатого воздуха, сечения отверстия в месте контакта и мощности, выделяемой в дуге.
С ростом давления сжатого воздуха эффект закупорки будет уменьшаться а отключаемый ток увеличиваться. Однако при большом сечении возрастает расход воздуха и объем бака.
Существует оптимальное расстояние между контактами, при котором ток отключения наибольший.
У многих выключателей после гашения дуги сжатый воздух в камеру не подается, а оптимальное расстояние недостаточно, чтобы выдержать напряжение на контактах при атмосферном давлении. Поэтому совместно с воздушными выключателями создается дополнительный промежуток. Эту роль выполняет отделитель, если его контакты расходятся на достаточное расстояние ( 70% хода). Подача воздуха прекращается при достижении 70% хода ножей. Пружина 5 возвращает подвижный контакт в прежнее положение.
Преимущества: малый износ контактов, вынос паров металла из дугового промежутка, что увеличивает его электрическую прочность, долговечность ( в среднем 75000 отключений).
Выключатель с такой камерой легко развивается по напряжению (220 - 2 камеры последовательно, 330 - 3 камеры и т.д.).
Если номинальное напряжение менее 20 кВ а отключаемый ток более 50 кА - (генераторный конец ), то применяются камеры поперечного дутья (рис. 13).
дугогасительные
перегородки
2 - неподвижный контакт
3 - подвижный контакт
4 - дуга
5 - сжатый воздух
Подвижный контакт 3 в нижнем положении перекрывает своим телом канал подачи сжатого воздуха. Дуга 4 , образующаяся при премещении подвижного контакта 3 относительно неподвижного контакта 2, подвергается интенсивному воздействию
сжатого воздуха 5, котрый прижимает дугу к дугогасительным перегородкам 1, выполненных из фибры.
Поперечный поток воздуха производит эффективное охлаждение и деионизацию дуги. Этому способствует также выделение большого количества газов фибровыми перегородками, котрые охлаждают и деионизируют прилегающие участки дуги, что позволяет создать выключатели на ток отключения до 100 кА.