Выключатели, которые используются на электрических подстанциях, должны обладать очень большим номинальным напряжением (6—1150 кВ) и очень большим током отключения (до 50 кА). Данные выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, гидравлическими или пневматическими приводами [2].
В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают несколько видов выключателей [3, с. 11].
Первый тип выключателей — масляные. В данном виде выключателей дуга гасится парами масла, при этом контакты находятся в емкости с маслом. Масляные выключатели отличаются простотой изготовления, сравнительно низкой стоимостью, высокой отключающей способностью.
Существует две разновидности масляных выключателей — маломасляные и баковые. В настоящее время баковые выключатели не производятся, в связи с тем, что обладают рядом недостатков, таких как: взрыво- и пожароопасность, необходимость больших запасов масла, непригодность для установки внутри помещений, необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке.
Маломасляные выключатели широко используются в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном выполняет функцию дугогасящей среды и только частично является изоляцией между разомкнутыми контактами.
Второй тип выключателей — воздушные. В данных выключателях гашение дуги производится сжатым воздухом при давлении 2—4 МПа, осуществление изоляции токоведущих частей и дугогасительного устройства производится фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.
Недостатками воздушных выключателей являются: увеличение подачи воздуха на вентиляцию в период дождей и необходимость дополнительного электрического обогрева в распределительном шкафу и в шкафах управления полюсов при понижении температуры ниже 5°С.
К достоинствам воздушных выключателей по сравнению с масляными относится их быстродействие, однако воздушные выключатели значительно сложнее масляных и обладают высокой стоимостью.
Следующий вид выключателей — вакуумные, в них дугогашение происходит в вакуумной дугогасительное камере (ВДК). Электрическая прочность вакуума значительно превышает прочность других сред, которые применяют в выключателях. Среди достоинств вакуумных выключателей следует отметить такие как: простота конструкции, надежность, высокая коммутационная износостойкость, малые размеры, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие шума при операциях, отсутствие загрязнения окружающей среды, удобство эксплуатации и малые эксплуатационные расходы [4, с. 68].
К недостаткам вакуумных выключателей относятся: сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения, возможность коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных токов, небольшой ресурс дугогасительного устройства по отключению токов короткого замыкания.
Последний тип выключателей, которые мы рассмотрим, — элегазовые выключатели. В данных выключателях используется электропрочный газ SF6, так называемый «элегаз», представляющий собой инертный газ, плотность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая прочность элегаза в 2—3 раза выше прочности воздуха, при давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравнима с прочностью масла [1, с. 36].
Элегазовые автоматические выключатели нашли успешное применение благодаря таким характеристикам как: простота дугогасительной камеры, которая не нуждается во вспомогательных камерах; высокая сопротивляемость воздействиям электрического тока; надёжность при сравнительно невысокой стоимости; пониженный уровень шума.
Наряду со множеством достоинств существуют и проблемы, связанные с элегазовыми выключателями: гексафторид серы — это газ, который вызывает «парниковый эффект»; в случае создания электрической дуги в среде с небольшим количеством SF6, происходит образование газов низшего порядка. Некоторые из этих побочных продуктов являются токсичными и могут вызвать болезненное раздражение глаз и дыхательной системы.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Выключатели должны отвечать следующим требованиям [5, c. 48]:
·безопасность для окружающих и надежность в работе;
·быстродействие;
·удобство в обслуживании;
·простота монтажа;
·бесшумность работы;
·сравнительно невысокая стоимость.
В табл. 1 приведена сравнительная характеристика различных видов выключателей.
Таблица 1.
Сравнительная характеристика масляного, воздушного, вакуумного и элегазового выключателей
Многолетний опыт показывает, что два типа выключателей — маломасляные и воздушные — являются пригодными для всего диапазона напряжений и мощностей короткого замыкания. Каждый из этих типов выключателей внутри определенного диапазона напряжений имеет свои преимущества, которые вытекают из технических и экономических аспектов.
При сравнении элегазовых и вакуумных выключателей следует отметить, что элегаз обладает лучшими свойствами электрической прочности, чем вакуум. В связи с этим элегаз используется в качестве изоляционного материала и дугогасительной среды. Также одним из преимуществ элегазовых выключалей является то, что номинальные токи и токи отключения у данных выключателей выше, чем у вакуумных. Использование элегаза позволяет делать электрооборудование более компактного размера и предоставляет больше пространства для его устройства.
В заключении хотелось бы отметить, что выбор того или иного выключателя зависит от ряда факторов, таких как: необходимое номинальное напряжение, номинальные токи отключения, влияние на окружающую среду, стоимость электрического аппарата, его габариты и т. д.
Список литературы:
Агафонов Г.Е., Бабкин И.В., Берлин Б.Е. Электрические аппараты высокого напряжения с элегазовой изоляцией. — СПб.: Энергоатомиздат, 2002. — 727 с.
ГОСТ Р 52565-2006. Выключатели переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Кравченко А.Н., Метельский В.П., Рассальский А.Н. Высоковольтные выключатели // Электрик. — 2006. — № 9. — С. 11—12.
Соколов Б.А., Соколова Н.Б. Монтаж электрических установок, — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 592 с.
Федоров А.А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 592 с.
Статья интересная