Вакуумные выключатели.

Высоковольтные вакуумные выключатели предназначены для коммутаций электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50Гц для открытых и закрытых распределительных устройств, объектов энергетики, для тяговых подстанций электрифицированных железных дорог, а также для частых коммутаций в электротермических установках.

Основные достоинства вакуумных вы­ключателей, определяющиеих широкое при­менение:

1. Высокая износостойкость при комму­тации номинальных токов и номинальных токов отключения. Число отключений номи­нальных токов вакуумным выключателем (ВВ) без замены ВДК составляет 10-50 тыс.

число отключений номинального тока отключения - 20-200 что в 10 - 20 р аз превыша­ет соответствующие параметры маломасля­ных выключателей

2. Резкое снижение эксплуатационных затрат по сравнению с маломасляными выключателями. Обслуживание ВВ сводится к смазке механизма и привода, проверке износа контактов по меткам 1 раз в 5 лет

или через 5-10 тыс. циклов «включение-отключение».

3. Полная взрыво- и пожаробезопасность и возможность работы в aгрессивных средах.

4. Широкий диапазон температур окру­жающей среды, в котором возможна работа ВДК

5. Повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам вследствие малой массы и компактной конструкции аппарата.

6. Произвольное рабочее положение и малые габариты, что позволяет создавать различные компоновки распределительных устройств, в том числе и шкафы с несколькими выключателями при двух-трехъярусном их расположении.

7. Бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малым выделением энергии в дуге и отсутствием выброса масла, газов при отключении токов КЗ.

8. Отсутствие загрязнения окружающей среды.

9. Высокая надежность и безопасность эксплуатации, сокращение времени на мон­таж.

К недостаткам ВВ следует отнести по­вышенный уровень коммутационных перенапряжении, что в ряде случаев вызывает необходимость принятия специальных мер по защите оборудования.

Известно, что электрическая прочность вакуумного промежутка во много раз больше, чем воздушного промежутка при атмосферном давлении. Это свойство используется в вакуумных дугогасительных камерах КДВ (рис. 4-72). При расхождении контактов площадь их соприкосновения быстро уменьшается, поэтому температура в точке соприкосновения за счет проходящего тока резко повышается, образуется мостик из расплавленного металла. За очень короткое время этот мостик нагревается и испаряется. В среде паров металла загорается дуга. Вследствие глубокого вакуума происходит быстрая диффузия заряженных частиц в окружающее пространство. При переходе тока через нуль дуга гаснет. Примерно через 10 икс между контактами восстанавливается электрическая прочность вакуума. Пары металла осаж­даются на стальных экранах 5 и 8, предохраняющих стеклянный корпус камеры от загрязнения. Для уменьшения испарения контактов применяются контактные наконечники из тугоплавких металлов. Камера КДВ-5 (рис. 4-72) имеет стеклянный цилиндрический корпус, внутрь которого через верхний фланец 10 входит неподвижный контакт, а через нижний фланец и сильфонное уплотнение — подвижный контакт. Ход подвижного контакта составляет всего 4 мм. Откачивание воздуха из камеры производится через ниппель, приваренный к верхнему фланцу. Давление в камере 10 4 Па.

Все соединения частей камеры выполняются вакуумно-плотными швами. За счет испаре­ния контактов при отключении происходит ухудшение вакуума, но если контакты выпол­нены из тугоплавкого металла, то камера может выдержать большое число отключений. Рассмотренная камера при напряжении 10 кВ отключает ток 600 А не менее 500 раз, а ток 200 А — до 30000 раз. При отсутствии тока камера выдерживает без нарушения ва­куума не менее 100000 операций. Наибольший отключаемый ток камеры 1000 А, испыта­тельное напряжение 42 кВ. Сравнительно небольшой отключаемый ток не позволяет при­менить вакуумные выключатели для отключения токов к. з. Их применяют для отключе­ния емкостного тока (ненагруженные линии высокого напряжения, батареи конденсато­ров). Для создания выключателей на высокое напряжение несколько дугогасительных камер соединяются последовательно. Для увеличения отключаемого тока применяют так­же магнитное дутье, которое приводит дугу в быстрое вращение по поверхности контак­тов.

На основе вакуумных дугогасительных камер КДВ-12 и КДВ-21 созданы выключатели на­грузки РМВАК-10/320 для коммутации дуговых печей и выключатели ВНВ-10/320 на 10 кВ, 320 А. Выключатель ВНВ-10/320 применяется в ячейках комплектного распредели­тельного устройства, монтируется на выкатной тележке. Такой выключатель рассчитан на ток отключения 2000 А. Шунтирование дугогасительной камеры главными контактами, по которым проходит рабочий ток, позволяет повысить номинальный ток вакуумных выклю­чателей. В этом случае дугогасительная камера включается в цепь только при операциях включения и отключения. Вакуумные выключатели нагрузки в мировой практике приме­няются в установках до 500 кВ включительно.

На напряжение 10 кВ разработаны вакуумные дугогасительные камеры (ВДК) с токами отключения 40 и 50 кА. На рис. 1.1 показан схематический разрез вакуумной дугогасительной камеры с поперечным магнитным дутьем с сер­повидными контактами, применяемой в вакуумных выклю­чателях на номинальные напряжения 10 кВ с номинальным током 1600 А и током отключения до 31,5 кА. Поперечное магнитное поле быстро перемещает дугу, что позволяет уменьшить износ контактов и улучшает процесс гашения дуги.

Рис 1.1 Вакуумная дугогасительная камера вакуумного выключателя на 10 кВ,1600А

а- схематический разрез камеры; б- контактная система камеы;1-контакты; 2-дугогасящие электроды; 3-зазор между контактами и дугогасящими электродами; 4-медный неподвижный ввод; 5-то же подвижный; 6- концевые фланцы; 7- сильфон из нержавеющей стали; 8- экран, изолированный от вводов; 9-концевые экраны, находящиеся под потенциалом соответствующего ввода; 10-керамические изоляторы;11-металлическая прокладка;12- напрявляющая из силумина

Дата добавления: 2015-07-20