3.1.2. Воздушные выключатели

По назначению воздушные выключатели разделяются на следующие группы [1]:

• сетевые выключатели на напряжение 6 кВ и выше;

• генераторные выключатели на напряжение 6-27 кВ;

• выключатели для электротермических установок с напряжениями 6-220 кВ;

• выключатели специального назначения.

К достоинствам воздушных выключателей можно отнести следующие показатели: высокую отключающую способность; пожаробезопасность; высокое быстродействие; способность коммутации токов короткого замыкания с большим процентом апериодической составляющей.

Недостатками воздушных выключателей являются: недостаточно высокая электрическая прочность воздуха (); наличие дорогостоящего компрессорного оборудования.

Принцип действия воздушных выключателей. Сжатый воздух является эффективной средой, обеспечивающей надежное гашение электрической дуги. Это достигается интенсивным воздействием с максимально возможными скоростями потока воздуха на дуговой канал. В дугогасительных устройствах воздушных выключателей гашение электрической дуги происходит в дутьевых каналах (соплах), которые в совокупности с оконечной частью контактов дугогасителя образуют дутьевую систему. Столб дуги, образовавшейся на размыкающихся контактах, под действием воздушного потока растягивается и быстро перемещается в сопла, где происходит ее гашение.

В зависимости от формы и взаимного расположения контактов и сопел гашение дуги может происходить при:

• одностороннем дутье через металлическое сопло (рис. 3.1.1, а):

• одностороннем дутье через изоляционное сопло (рис. 3.1.1, б):

• двустороннем симметричном дутье через соплообразные полые контакты (рис. 3.1.1, в);

• двустороннем несимметричном дутье через соплообразные полые контакты (рис. 3.1.1, г);

Рис. 3.1.1. Схемы продольного воздушного дутья

В современных выключателях используются дугогасительные устройства с давлением до 6-8 МПа, а скорость истечения газовой среды непосредственно в дугогасительных соплах приближаться к скорости звука. Своебразие истечения газа из дугогасительного устройства заключается в том, что его поток встречает на своем пути мощный источник тепла, каким является дуга и который тормозит воздушный поток, то есть уменьшается расход воздуха, протекающего через сопло с дугой. Это явление , называемое «термодинамический эффект», может приводить к полной закупорке сопла электрической дугой, что вызывает разрушение дугогасительной системы. Таким образом, размеры (диаметр сопла d_c) дутьевой системы определяют максимально возможный ток отключения выключателя [1].

Конструкции воздушных выключателей. Особенностью современных выключателей высокого напряжения является модульный принцип построения [1]. Общий вид выключателя ВВБ-220-12 номинальным напряжением кВ, номинальным токомА, номинальным током отключениякА представлен на рис. 3.1.2.

Рис. 3.1.2. Общий вид воздушного выключателя ВВБ-220-12

Выключатель установлен на раме 1, к которой крепится шкаф управления 2 и опорный изолятор 3 с двумя металлическими дугогасительными камерами 9, 10, разъединенными промежуточным опорным изолятором 7. Камеры снабжены конденсаторами 6, предназначенными для выравнивания распределения напряжения по разрывам в отключенном положении полюса выключателя. Внутри фарфорового опорного изолятора и в промежуточном изоляторе проходят два воздухопровода из стеклопластика 4. Один служит для постоянной подачи сжатого воздуха в дугогасительные камеры, второй – для импульсной подачи сжатого воздуха в систему управления. Камеры снабжены люками 5, предназначенными для проведения ревизии и ремонта контактной и дугогасительной систем. Дугогасительные камеры 9, 10 включены последовательно токоведущей перемычкой 8. Внутренние полости фарфоровых изоляторов находятся под небольшим избыточным давлением сухого воздуха. Это обеспечивает постоянство электрического сопротивления изоляторов по внутренним поверхностям, не имеющим прочного глазурованного покрытия. Поэтому все воздушные выключатели должны иметь соответствующее компрессорное хозяйство, обеспечивающее непрерывный расход воздуха (до 1500 л/ч) на вентиляцию.