Таким образом, чтобы отключить электрическую цепь, недостаточно разомкнуть контакты выключателя, необходимо еще погасить возникшую на его контактах электрическую дугу.

Дуга должна быть погашена как можно быстрее не только в целях сохранности выключателя и его контактов, но и для обеспечения надежности и бесперебойности работы всей электрической системы в случае отключения токов короткого замыкания.

19,20 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Масляные выключатели

В дугогасительных устройствах масляных выключателей гашение дуги осуществляется путем эффективного ее охлаждения в потоке газопаровой смеси, вырабатываемой дугой в результате разложения и испарения масла.

В зависимости от назначения масла можно выделить 2 основные группы масляных выключателей:

1. Баковые (многообъемные), в которых масло используется для гашения и изоляции токоведущих частей от заземленного бака.

2. Маломасляные (малообъемные), в которых масло используется только для гашения дуги и изоляции между разомкнутыми контактами одного полюса.

В состав газопаровой смеси, возникающей в результате разложения масла под действем дуги входит до 70% водорода, обладающего по сравнению с воздухом в 8 раз более высокой теплопроводностью, но меньшей предельной электрической прочностью.

21---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Вакуумные выключатели

При расхождении контактов в вакуумной дугогасительной камере в последний момент между ними образуется жидкометаллический мостик, который затем разрушается. Происходит ионизация паров металла контактного мостика под воздействием приложенного напряжения сети, приводящая к образованию дуги. Таким образом, дуга в вакууме существует из-за ионизации паров контактного материала вначале за счет материала контактного мостика, а затем в результате испарения материала электродов под воздействием энергии дуги. Поэтому, если поступление паров контактного материала будет недостаточно, вакуумная дуга должна погаснуть. При подходе тока к нулю тепловая энегия, выделяющаяся в дуге, тоже уменьшается, количество паров металла соответственно снижается и дуга должна погаснуть на первом переходе тока через нуль.

Достоинства:

высокое быстродействие, полная взрыво- и пожаробезопасность, экологическая чистота, широкий диапазон температуы, надежность, минимальные габартные размеры, повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам, высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и токов нагрузки, произвольное рабочее положение вакуумного дугогасительного устройства.

22---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Электромагнитные выключатели

Принцип действия:

При воздействии магнитного поля на дугу она удлиняется и загоняется в дугогасительную камеру узкощелевого типа, где, тесно взаимодействуя со стенками камеры, происходит ее охлаждение.

Для дугогасителей этого типа характерным является большое напряжение на стобе дуги.

Условия гашения дуги в узкощелевом дугогасителе оказываются значительно более легкими, чем в других типах выключателей.

23---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Элегазовые выключатели.

Шестифтористая сера (SF6) - элегаз, относится к "электроотрицательным" газам, получившим такое название из-за способности атомов фтора захватывать свободные электроны, превращаясь в тяжелые и малоподвижные отрицательно заряженные ионы. Элегаз при нормальной температуре (20 С) и давлении (0,1 МПа) предст. собой газ без цвета и без запаха.

В элегазовых выключателях гашение дуги происходит так же, как и в воздушных выключателях при интенсивнои охлаждении дуги потоком газа. Дугогасительная способность элегаза в 4-4,5 раза выше, чем воздуха. Канал столба элегаза обладает меньшим теплосодержанием по сравнению с воздухом.

В элегазовых дугогасительных устройствах в отличие о воздушных при гашении дуги истечение газа через сопло происходит не в атмосферу, а в замкнутый объем камеры, заполненный элегазом при небольшом избыточном давлении.

По способу гашения дуги в элегазе различают следующие ДУ:

-с системой продольного дутья, в которую предварительно сжатый воздух поступает из резервуара с относительно высоким давлением элегаза (ДУ с двумя ступенями давления)

-автокомпрессионные с дутьем в элегазе, создаваемом посредством встроенного компрессионного устройства (ДУ с одной ступенью давления)

-с электромагнитным дутьем, в котором гашение дуги обеспечивается в результате ее перемещения с высокой скоростью в неподвижном элегазе по кольцевым электродам под воздействием радиального магнитного поля, создаваемого отключаемым током

-с продольным дутьем, в котором повышение давления в элегазе происходит при разогреве дугой, вращающейся в специальной камере под воздействием магнитного поля

25. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Выключатель нагрузки– коммутационный аппарат, предназна-

ченный для включения и отключения нагрузочных токов цепей, вплоть до

номинальных токов аппаратов [4]. Выключатели нагрузки не способны

отключать токи КЗ. Эти функции передаются на последовательно

включаемые предохранители или на выключатели головных участков сети.

Конструкция существующих выключателей нагрузки базируется на

конструкции разъединителей. Отличие состоит в наличии маломощного

газогенерирующего дугогасительного устройства со сменными

газогенерирующими вкладышами из органического стекла [4]. В цепях

генераторов большой мощности 800 – 1200 МВт применяются выключатели

нагрузки специальной конструкции (КАГ – комплектный аппарат

генераторный) [3, 19].

Наличие выключателей нагрузки позволяет повысить надежность

работы и техническую гибкость главных схем электрических соединений

станций. В частности, выключатели нагрузки могут быть эффективно

использованы в цепях генераторов простых и укрупненных блоков, когда

требуется частое отключение генераторов в нормальном режиме.

Разъединитель– электрический аппарат, предназначенный для

отключения и включения цепей высокого напряжения при отсутствии в

них тока. При ремонтных работах разъединителем осуществляется на-

дежный видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжени-

ем, и аппаратом, выведенным в ремонт.

Контактная система разъединителей не имеет дугогасительных

устройств, поэтому при отключении больших токов возникает устойчи-

вая дуга, которая может привести к аварии в распределительном уст-

ройстве. Таким образом, необходимо обесточить цепь с помощью вы-

ключателя, прежде чем производить операции с разъединителем.

Для упрощения схем согласно ПУЭ и ПТЭ допускается использо-

вать разъединитель для отключения небольших токов: зарядных токовлиний, токов замыкания на землю, токов намагничивания трансформа-

торов.

Для внутренних установок на напряжение до 35 кВ включительно

применяются разъединители рубящего типа, с движением ножа в верти-

кальной плоскости [3]. Контактная система разъединителя должна на-

дежно пропускать длительное время номинальный ток, поэтому для

уменьшения переходного сопротивления в разъемном контакте двухпо-

лосный медный нож прижимается к неподвижному контакту пружина-

ми. При прохождении токов КЗ электродинамические усилия стремятся

отключить нож. Для создания дополнительного давления в контакте в

этом режиме применен магнитный замок, состоящий из двух больших

пластин, которые, намагничиваясь при прохождении больших токов по

ножу разъединителя, притягиваются друг к другу. Механизм привода

разъединителя препятствует самопроизвольному отключению разъеди-

нителя от действия электродинамических усилий.

Для управления разъединителями широко применяется ручной

привод, состоящий из системы рычагов, которые передают движение от

рукоятки привода к валу разъединителя. Для дистанционного управле-

ния возможно применение электродвигательного привода.

В открытых распределительных устройствах при напряжениях от

35 до 750 кВ применяются разъединители с двумя колонками изолято-

ров и движением ножа в горизонтальной или вертикальной плоскости

[3]. Опорные изоляторы могут вращаться вокруг своей оси в подшипни-

ках, при этом ножи вращаются в горизонтальной плоскости, размыкая

или замыкая пальцевый контакт, укрепленный в конце одного из ножей.

Для защиты от попадания влаги контакты закрыты кожухом. Также

применяются разъединители пантографического и подвесного типов.

Отделитель– электрический аппарат, предназначенный для ав-

томатического включения или отключения обесточенных цепей. По су-

ществу, это разъединитель с дистанционным приводом. Собственное

время отключения отделителей различных типов 0,4–0,7 с.

Короткозамыкательпредназначен для создания искусственного

короткого замыкания в сети. В сетях 35 кВ – двухфазного замыкания на

землю, в сетях 110–220 кВ – однофазного замыкания на землю. Им-

пульсы для работы приводов этих аппаратов подаются релейной защи-

той и автоматикой.

Короткозамыкатели используются на подстанциях без выключа-

телей (на стороне высшего напряжения) с целью увеличения тока КЗ в

линии при повреждении трансформатора, а также для заземления ней-

тралей силовых трансформаторов. Собственное время включения ко-

роткозамыкателей различных типов лежит в пределах 0,15–0,4 с.