Выключатели высокого напряжения

Общие сведения

Выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока.

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения в цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

· надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);

· быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;

· пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

· возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше;

· легкость ревизии и осмотра контактов;

· взрыво- и пожаробезопасность;

· удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток /_ном и номинальное напряжение U_HOM.

В соответствии с ГОСТ 687—78Е выключатели характеризуются следующими параметрами.

1. Номинальный ток отключения /_откл._ном — наибольший ток КЗ (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций. В га. 3 было показано, что ток КЗ состоит из периодической и апериодической составляющих. Номинальный ток отключения определяется действующим значением периодической составляющей в момент расхождения контактов.

2. Допустимое относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения р_НОрм5 %> которое определяется по кривой рис. 4.33:

Нормированное значение р_н определяется для момента расхождения контактов T=r₃min+ ^?c.b= °;⁰¹ + 4._в (см. подразд. 3.3).

Если т>0,09 с, то принимают fi_uopu = 0.

3. Цикл операций — выполняемая выключателем последовательность коммутационных операций с заданными интервалами между ними.

В эксплуатации выключатель может неоднократно включаться на существующее КЗ с последующим отключением, поэтому ГОСТ 687—78Е предусматривает для выключателей определенный цикл операций.

Если выключатели предназначены для автоматического повторного включения (АПВ), то должны быть обеспечены циклы:

О- Ш с —ВО— 180 с —ВО;

О —/fr—ВО—180 с —ВО.

Выключатели с U_H0M < 220 кВ должны также выполнять цикл:

О -/ег—ВО -20 с -ВО.

Выключатели без АПВ должны выдерживать цикл:

О-180 с-ВО-180 с-ВО,

где О — операция отключения; ВО — операция включения и немедленного отключения; 20, 180 — промежутки времени в секундах; %,, — гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ (время от погасания дуги до появления тока при последующем включении). Для выключателей с АПВ t_6T должно быть в пределах 0,3—1,2 с, для выключателей с БАПВ — 0,3 с.

Рис. 4.33. Нормированное содержание апериодической составляющей

4. Стойкость при сквозных токах характеризуется токами термической стойкости /_тгр и электродинамической стойкости 4ин (действующее значение), г_тн — наибольший пик (амплитудное значение); эти токи выключатель выдерживает во включенном положении без повреждений, препятствующих дальнейшей работе.

Завод-изготовитель должен выдерживать соотношение

5. Номинальный ток включения — ток КЗ, который выключатель с соответствующим приводом способен включить без приваривания контактов и других повреждений, при J7_H0M и заданном цикле. В каталогах приводится действующее значение этого тока /_БКЛ.ном и амплитудное значение /_вкл._ном.

Выключатели конструируются таким образом, что соблюдаются условия:

6. Собственное время отключения4._в^_интеР^валвремени от момента подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения дугогасящих контактов.

Время отключения /_{откл в} — интервал времени от подачи команды на отключение до момента погасания дуги во всех полюсах.

Время включения t_BKJ1R — интервал времени от момента подачи команды на включение до возникновения тока в цепи.

7.Параметры восстанавливающегося напряжения определяются в соответствии с нормированными характеристиками собственного переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН).

8. Выключатели, не предназначенные для АПВ, должны допускать не менее пяти операций ВО при токах КЗ (0,6— 1)/_откл._ном без осмотра дугогасительного устройства. Выключатели, предназначенные для АПВ, должны допускать в тех же условиях от 6 до 10 операций ВО в зависимости от!_откл._НОм (ГОСТ 687—78Е, табл. 4).

В ГОСТ 687—78Е приведены также другие требования к конструкции выключателей и методы их испытаний.