Классификация высоковольтных выключателей по способу гашения дуги
Классификация высоковольтных выключателей по способу гашения дуги
Название работы: Выключатели переменного тока высокого напряжения. Назначение, основные требования. Номинальный ток отключения. Классификация высоковольтных выключателей по виду дугогасительной среды и изоляции межконтактного промежутка. Использование АПВ. Условия выбора
Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы
Описание: Выключатели переменного тока высокого напряжения. Параметры В соответствии с ГОСТ Р 525652006 выключатели характеризуются следующими параметрами: номинальное напряжение Uном напряжение сети в которой работает выключатель; номинальный ток Iном ток через включённый выключатель при котором он может работать длительное время; номинальный ток отключения Iо.ном наибольший ток короткого замыкания действующее значение который выключатель способен отключить при напряжении равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях.
Дата добавления: 2013-08-17
Размер файла: 45.5 KB
Работу скачали: 33 чел.
18. Выключатели переменного тока высокого напряжения. Назначение, основные требования. Номинальный ток отключения. Классификация высоковольтных выключателей по виду дугогасительной среды и изоляции межконтактного промежутка. Использование АПВ. Условия выбора.
Высоковольтный выключатель коммутационный аппарат , предназначенный для оперативных переключений и аварийных коммутаций в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей или электрооборудования при ручном или автоматическом управлении.
Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например электромагнитный привод , ручной привод).
В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:
номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);
номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);
номинальный ток отключения Iо.ном наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;
допустимое относительное содержание апериодического тока в токе отключения;
если выключатели предназначены для автоматического повторною включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:
Цикл 1: О-tбп-ВО-180 с-ВО; Цикл 2: О180 сВО−180 с-ВО, где О операция отключения, ВО операция включения и немедленного отключения, 180 промежуток времени в секундах, tбп гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении) Для выключателей с АПВ должно быть в пределах 0,3-1,2 с, для выключателей с БАПВ (быстродействующей) 0,3 с.
устойчивость при сквозных токах КЗ, которае характеризуется токами термической стойкости Iт и предельным сквозным током
номинальный ток включения ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений при Uном и заданном цикле.
собственное время отключения промежуток времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дуго-гасительных контактов.
параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе отключения скорость восстанавливающегося напряжения, нормированная кривая, коэффициент превышения амплитуды и восстанавливающегося напряжения.
В случае большого напряжения и тока в цепи основная проблема выключателя гашение дугового разряда , возникающего при размыкании контактов. Если ток короткого замыкания в цепи окажется больше допустимого тока отключения для выключателя, система не сможет погасить дугу и выключатель окажется бесполезным.
Выключатели с очень большим номинальным напряжением (6 1150 киловольт) и очень большим током отключения (до полусотни килоампер) используются на электрических подстанциях . Эти выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитным приводом. В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели , в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели , в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, элегазовые выключатели , в которых используется электропрочный газ SF 6 -«„элегаз“», и вакуумные выключатели , в которых дугогашение происходит в вакууме в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.
Классификация высоковольтных выключателей
По способу гашения дуги:
Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);
Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротерми-ческих установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких, как условия короткого замыкания
Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нор¬мальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях.
Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
Выключатели специального назначения.
По виду установки
Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств.
Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.
По категориям размещения и климатическому исполнению
пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);
шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависи-мости от географического места установки.
Общее устройство и принцип действия воздушных выключателей
Классификация высоковольтных выключателей
Свойства
Выключатели с очень большим номинальным напряжением (6 — 1 150 киловольт) и очень большим током отключения (до 50 килоампер) используются на электрических подстанциях. Эти выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, пневматическими или гидравлическими приводами. В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели, в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели, в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, элегазовые выключатели, в которых используется электропрочный газ SF6 — «элегаз», и вакуумные выключатели, в которых дугогашение происходит в вакууме — в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.
По способу гашения дуги:
- Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);
- Вакуумные выключатели;
- Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
- Воздушные выключатели.
 Рисунок 1 Высоковольтный маслянный выключатель МГГ-10 2000А /3000А |
- Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания
- Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях.
- Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
- Выключатели специального назначения.
По виду установки
По категориям размещения и климатическому исполнению
- пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);
- шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависи-мости от географического места установки.
В воздушных выключателях (ВВ) энергия сжатого воздуха используется и как движущая сила, перемещающая контакты, и как дугогасящая среда. Принцип действия дугогасительного устройства (ВВ)заключается в том, что дуга, образующаяся между контактами, подвергается интенсивному охлаждению потоком сжатого воздуха, вытекающего в атмосферу. При прохождении тока через ноль температура дуги падает и сопротивление промежутка увеличивается. Одновременно происходит механическое разрушение дугового столба и вынос заряженных частиц из промежутка.
ВВ конструктивно подразделяются на:
- Выключатель с открытым отделителем
- Выключатель с газонаполненным отделителем
- Выключатель с камерами в баке со сжатым воздухом
2.5. Общее устройство и принцип действия вакумных выключателей
Вакуумный выключатель — высоковольтный выключатель, в котором вакуум служит средой для гашения электрической дуги. Вакуумный выключатель предназначен для коммутаций (операций включения-отключения) электрического тока — номинального и токов короткого замыкания (КЗ) в электроустановках.
Поскольку разрежённый газ (10 −6 …10 −8 Н/см²) обладает электрической прочностью, в десятки раз превышающей прочность газа при атмосферном давлении, то это свойство широко используется в высоковольтных выключателях: в них при размыкании контактов в вакууме сразу же после первого прохождения тока в дуге через ноль изоляция восстанавливается, и дуга вновь не загорается
В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток инициирует возникновение электрического разряда — вакуумной дуги, существование которой поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная ионизированными парами металла, проводит электрический ток, поэтому ток протекает между контактами до момента его перехода через ноль. В момент перехода тока через ноль дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7—10 микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и других деталей дугогасящей камеры, восстанавливая электрическую прочность вакуумного промежутка. В то же время на разведенных контактах восстанавливается приложенное к ним напряжение
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Классификация высоковольтных выключателей
По способу гашения дуги:
- Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);
- Вакуумные выключатели;
- Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
- Воздушные выключатели.
По назначению:
- Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания
- Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях.
- Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
- Выключатели специального назначения.
По виду установки
- Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
- Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
- Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
- Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств.
- Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.
По категориям размещения и климатическому исполнению
- пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);
- шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависи-мости от географического места установки.
Параметры:
В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:
- номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);
- номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);
- номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;
- Циклами включения – отключения;
- устойчивость при сквозных токах КЗ, которая характеризуется токами термической стойкости Iт и предельным сквозным током
- номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений при Uном и заданном цикле.
- собственное время отключения — промежуток времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения дугогасительных контактов.
- параметры восстанавливающегося напряжения при номинальном токе отключения — скорость восстанавливающего напряжения, нормированная кривая, коэффициент превышения амплитуды и восстанавливающегося напряжения.
Требования, предъявляемые к выключателям, заключаются в следующем:
· 1) надежность в работе и безопасность для окружающих;
· 2) быстродействие – возможно малое время отключения;
· 3) удобство в обслуживании;
· 4) простота монтажа;
· 5) бесшумность работы;
· 6) сравнительно невысокая стоимость.
Применяемые в настоящее время выключатели отвечают перечисленным требованиям в большей или меньшей степени. Однако конструкторы выключателей стремятся к более полному соответствию характеристик выключателей выдвинутым выше требованиям.
Дата добавления: 2015-09-13 ; просмотров: 8 ; Нарушение авторских прав
19 Укажите назначение высоковольтных выключателей, классификацию их по способу гашения электрической дуги, условное и буквенное обозначение в схемах.
Выключатели высокого напряжения( Q) предназначены для отключения и включения цепец в нормальных и аварийных режимах. Обозначения в схемах- 
Выключатели осуществляют оперативное включение и отключение, а главное — защиту от токов короткого замыкания. Кроме номинальных значений тока и напряжения основными показателями для них являются номинальные токи отключения, включения и электродинамической стойкости, т.е. наибольшие токи короткого замыкания, которые выключатель способен отключить, включить и пропустить через себя не размыкаясь.
Отключение больших токов короткого замыкания — сложнейшая задача. По способу гашения дуги выключатели могут быть масляные, воздушные, элегазовые, электромагнитные, вакуумные и др. Указанные группы характеризуются различными принципами гашения дуги.
В зависимости от количества масла масляные выключатели делятся на две группы: с большим объёмом масла (ВМ, ВМБ, МКП и др.) и с малым объёмом (ВМГ, ВМП и др.). В многообъёмных выключателях масло выполняет двойную функцию: гасит дугу и изолирует токоведущие части друг от друга и от заземлённого бака. Масло в малообъёмных выключателях служит только для гашения дуги.
Указанные группы характеризуются различными принципами гашения дуги. У многообъёмных выключателей, возникающая при расхождении контактов дуга, действием высокой температуры разлагает масло, образуя газовый пузырь (до 70% водорода) с областью большого давления. Дуга при этом охлаждается (водород обладает большой теплопроводностью) и при дальнейшем увеличении расстояния между контактами гаснет.
В малообъёмных выключателях электрическая дуга гасится потоком газомасляной смеси, образующейся в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры дуги. Этот поток получает определённое направление в специальном дугогасящем устройстве — дугогасительной камере.
Выключатели электромагнитные
Выключатели электромагнитные обладают теми достоинствами, что для своей работы не требуют ни масла, ни сжатого воздуха, ни тем более элегаза, они допускают большое число включений. Однако отключающая способность их ограничена по напряжению. Гашение в электромагнитных выключателях основано на воздействии на ствол дуги и достижении падения напряжения на стволе дуги, больше приложенного. Они находят применение для КРУ на напряжение 6–20 кВ, токи до 3200 А при частых коммутациях (выключатели нагрузки — выключатели в цепях мощных двигателей и других нагрузок).
В вакуумных выключателях гашение дуги осуществляется при помощи магнитного дутья в камерах с продольными (прямыми, извилистыми и т.п.) щелями. В настоящее время вакуумные выключатели (ВВ) занимают лидирующее положение в сильноточной коммутационной аппаратуре средних классов напряжения 10–35 кВ. Благодаря их достоинствам, таким как: высокая надёжность и ресурс, малая масса и небольшие габариты (см. рис. 3.1), сейсмостойкость, способность работать в любых климатических районах, взрыво- и пожаробезопасность, простота обслуживания выключателей нового поколения, не требующих ремонта в течение 25 лет.
Принцип действия вакуумных дугогасительных камер основан на гашении электрической дуги тока отключения в вакууме. В вакуумных дугогасительных камерах реализуются два очень важных свойства вакуумных промежутков: высокая электрическая прочность (выше, чем у трансформаторного масла, не говоря о воздухе) и высокая дугогасительная способность. Ударная ионизация в вакуумном промежутке практически отсутствует, поэтому вакуумный промежуток не может служить источником заряжённых частиц. Заряжённые частицы могут появляться при определённых условиях с поверхно-стей контактов и других частей вакуумной камеры.
МАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Высоковольтные масляные выключатели – это коммутационные аппараты основное предназначение которых заключается в оперативном включении и отключении электрооборудования и электроустановочных изделий в энергосистеме в целом, или отдельных участков цепи, в обычных либо аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении.
ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МАСЛЯННЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Во всех приводах реализован механизм свободного расцепления, который при его активации отсоединяет механизм привода от механизма высоковольтного выключателя. Вал привода выключателя обычно соединяется с валом разъединителя, или высоковольтного выключателя, при помощи тяг и рычагов которые образуют механизм отключения. Наиболее тяжелой работой привода является включение выключателей и разъединителей, так как при этом преодолевается сопротивление контактов и всех пружин высоковольтного устройства, в таком режиме привод выключателя потребляет больше всего мощности. При отключении устройства всё гораздо проще – освобождается механическая защелка привода, которая удерживает его во включенном положении, и электроустановка отключается. Это процедура происходит уже без потребления особой мощности, так как после освобождения защелки привода, разъединитель и выключатель выключаются под действием отключающих пружин. Приводы различаются по способу включения и отключения, бывают ручные приводы, электромагнитные – такие как ПЭ 11, ПЭ 12, пружинные – ПП 67, ППО 10, а так же пневматические приводы. Для включения и отключения трехполюсных разъединителей обычно применяется ручной привод ПР-2, с ео помощью можно вручную включать и отключать разъединитель.
МАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ НА ФОТО:
КЛАССИФИКАЦИЯ МАСЛЯННЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ПО СПОСОБУ ГАШЕНИЯ ДУГИ
· Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);
· Вакуумные выключатели;
· Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
· Воздушные выключатели.
ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ МАСЛЯННЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ДЕЛЯТ ПО НАЗНАЧЕНИЮ:
· Сетевые выключатели напряжением от 6 и более кВ, которые применяются в электрических цепях (исключение составляют цепи электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания.
· Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях.
· Выключатели для электротермических установок на напряжение от 6 до 220 кВ, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, рудотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
· Выключатели специального назначения.
ПО ВИДУ УСТАНОВКИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ МАСЛЯННЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ДЕЛЯТСЯ
· Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
· Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
· Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
· Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств.
· Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.
КЛИМАТИЧЕСКОЕ ИСПОЛНЕНИЕ
Высоковольтные выключатели имеют пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции) и шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависимости от географического места установки.
ГАШЕНИЕ ДУГИ В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ
Горение дуги в высоковольтном выключателе одновременно вызывает два процесса: ионизации и деионизации, которые противоположны друг другу. Если в процессе ударной и термической ионизации скорость образования ионов, равна скорости исчезновения ионов, которое происходит вследствие рекомбинации и диффузии, то в такой дуге будет существовать баланс ионов и следовательно она будет устойчивой. Таким образом гашение дуги и успешность отключения тока короткого замыкания будет зависеть от протекания двух процессов, это восстановление электрической прочности дугового промежутка, и восстановления напряжения на контактах высоковольтного выключателя. Следовательно, для того, чтобы дуговой промежуток не был повторно пробит восстанавливающиймся напряжением, необходимо как можно быстрее устранить из него заряженные частицы, то есть деионизировать его. Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.
