Лекция №5.Эксплуатация коммутационных и защитных аппаратов высокого напряжения»

5.1.1. Масляные выключатели.

На Рис. 1, 2, 3 представлены различные типы масляных выключателей.

Рис. 1. Баковые масляные выключатели 110 кВ

Рис.2. Баковые масляные выключатели 35 кВ.

Рис. 3. Малообъёмный масляный выключатель 6-10 кВ

В дугогасительных устройствах традиционных 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 две основные группы масляных выключателей:баковые масляные выключатели, в которых масло используется для гашения и изоляции токоведущих частей от заземлённого бака; маломасляные (малообъемные) масляные выключатели, в которых масло используется только для гашения дуги и изоляции между разомкнутыми контактами одного полюса. В прошлом веке масляные выключатели были основными коммутационными аппаратами, используемыми при нормальных и аварийных режимах. Основными их недостатками были взрыво-пожароопасность и выброс в атмосферу продуктовгазопаровой смеси при гашении дуги. Техническое обслуживание требовало вывод масляных выключателей на длительное время, затрачивались большие материальные затраты и производились работы высококвалифицированным персоналом.

5.1.2. Воздушные выключатели.

На Рис.4 представлен воздушный выключатель.

Рис. 4. Воздушный баковый выключатель 330 кВ

К достоинствам воздушных выключателей можно отнести следующие показатели: высокую отключающую способность; пожаробезопасность; высокое быстродействие; способность коммутации токов КЗ с большим процентом апериодической составляющей (вплоть до коммутации цепей постоянного тока).Недостатками воздушных выключателей являются наличие дорогостоящего постоянно действующего компрессорного оборудования; высокая чувствительность к скорости восстанавливающегося напряжения при не удалённом КЗ; возможность «среза» тока при отключении малых индуктивных токов (отключение ненагруженных силовых трансформаторов).Принцип действия дугогасительных устройств (ДУ) воздушных выключателей:сжатый воздух является эффективной средой, обеспечивающей надёжное гашение электрической дуги. Это достигается интенсивным воздействием с максимально возможными скоростями потока воздуха на дуговой канал. В ДУ воздушных выключателей гашение электрической дуги происходит в дутьевых каналах (соплах), которые конструктивно 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. Малый межремонтный период, достаточно сложная система воздухоприготовления, сниженная надёжность конструкций, требование высококвалифицированного персонала для обслуживания поставило вопрос о разработке малообслуживаемых более надёжных выключателей.

5.1.3.Элегазовые выключатели

На Рис.5 представлен элегазовый выключатель.

Рис.5. Элегазовый колонковый выключатель типа ВЭКТ-110-40/2000.

В элегазовых выключателях гашение дуги происходит так же, как и в воздушных выключателях при интенсивном охлаждении дуги потоком газа. Дугогасительная способность элегаза в 4—4,5 раза выше, чем воздуха при сопоставимых условиях. Это преимущество объясняется различиями теплофизических свойств элегаза и воздуха. Канал столба дуги в элегазе обладает меньшим теплосодержанием по сравнению с воздухом и высокой способностью элегаза захватывать свободные электроны. В результате количество носителей тока — свободных электронов — в столбе дуги вследствие этого уменьшается, баланс их может стать отрицательным и дуга гаснет.Интенсивное внедрение элегазовойи вакуумной аппаратуры обусловлено тем, что в настоящее время пока не найдено способов эффективного дугогашения, способных конкурировать с дугогашением в элегазе или вакууме. Элегазовые выключатели имеют межремонтный период от 10 и более лет, взрыво-пожаробезопасны, экологически чисты, ремонт выполняется заменой выработавших ресурс блоков, техническое обслуживание осуществляется в процессе мониторинга и осмотром оборудования.

5.1.4. Вакуумные выключатели

На Рис. 6. представлен вакуумный выключатель

Рис. 6. Вакуумный выключатель ВБЭ-10-20/1250

Широкое использование вакуумных выключателей объясняется рядом бесспорных их достоинств: высокое быстродействие, полная взрыво- и пожаробезопасность, экологическая чистота, широкий диапазон температуры (от +200 до -70°С), надёжность, минимальные эксплуатационные затраты, минимальные габаритные размеры, повышенная стойкость к ударным и вибрационным нагрузкам, высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и токов нагрузки, произвольное рабочее положение вакуумного дугогасительного устройства. Условия существования и гашения дуги в вакууме имеют свои особенности. При расхождении контактов в вакуумной дугогасительной камере(ВДК) 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 счёт 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 энергия, выделяющаяся в дуге, тоже уменьшается, количество паров металла соответственно снижается, и дуга должна погаснуть на первом переходе тока через нуль

5.1.5. Проанализировав все четыре вида коммутационных аппаратов прогрессивными с точки зрения просторы конструкции, длительности межремонтного обслуживания, экологической чистоты, взрыво- пожаробезопасности, минимальных затрат на эксплуатационное и ремонтное обслуживание, надёжности являются элегазовые и вакуумные выключатели.

В следующем разделе более подробно рассмотримформы и методы оперативного обслуживания, профилактических испытаний и ремонтов коммутационных аппаратов

5.2. Профилактические осмотры,испытания, ремонты