Баковые выключатели без дугогасительных камер

Лабораторная работа 1 МАЛОМАСЛЯНЫЕ И БАКОВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Цель работы

Изучить принцип действия и конструкцию баковых и маломасляных выключателей. Освоить основные положения теории процесса отключения цепей переменного тока и методику выбора выключателей.

 

БАКОВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Домашнее задание

1. Изучите вопросы теории отключения цепей переменного тока [2] (§ 9-1, с. 109—111, § 9-6, с. 128—129).

2. По результатам проработки теоретического материала в отчете:

а) запишите условие успешного отключения цепей;

б) нарисуйте осциллограммы токов и напряжений при отключении короткозамкнутой цепи. переменного тока в двух случаях — при успешном отключении и повторном зажигании дуги;

в) постройте осциллограммы восстанавливающихся напряжений при различных значениях активных сопротивлений, установленных параллельно и последовательно с разрывом.

3. Изучите основные требования и особенности конструкции баковых выключателей [1] (§ 11-1, 11-2, с. 142—145).

4. Письменно ответьте на вопросы:

а) Что такое время отключения выключателя, собственное время выключателя, время гашения дуги, полное время отключения цепи?

б) Какой способ гашения дуги используется в масляных выключателях? В чем он состоит?

в) Каково назначение масла в баковых выключателях?

г) В каком исполнении преимущественно выпускаются баковые выключатели— для внутренней или наружной установки?

д) Приведите пример габаритов баковых выключателей и объема масла.

е) Укажите основные достоинства и недостатки баковых выключателей.

5. Изучите описание лабораторного стенда (§ 1.3), познакомьтесь с рабочим заданием (§1.4) и указаниями (§ 1.6 и 1.7).

 

Описание лабораторного стенда

Введение

В лаборатории представлен стенд «Баковые выключатели», на котором смонтирован макет выключателя типа У-110, а также установлен чертеж принципиальной схемы-выключателя без дугогасительных камер.

В масляных выключателях контакты размыкаются в масле и электрическая дуга гасится с помощью газового автодутья, т. е. вследствие воздействия на дугу струи газов, получающихся в процессе разложения масла под действием высокой температуры дуги.

В баковых выключателях масло является не только газогенерирующей средой; но и используется в качестве изоляции. С помощью масла осуществляется изоляция токоведущих частей от заземленного бака выключателя, изоляция разрыва (т. е. изоляция между контактами в отключенном положении выключателя), а в однобаковых выключателях, кроме того, — междуфазная изоляция.

Простейшие баковые выключатели не имели дугогасительных камер. Современные выключатели для повышения отключающей способности снабжены дугогасительными камерами. В настоящее время баковые выключатели выпускаются на напряжения 35—220 кВ.

 

Баковые выключатели без дугогасительных камер

Эскиз поперечного разреза (по одной фазе) простейшего бакового выключателя без специальных устройств для гашения дуги представлен на стенде (а также на рис. 1.1). Основными частями выключателя являются: стальной (сварной) бак 3, крышка 2, проходные изоляторы 1, контакты 8 и 9. Бак заполнен маслом 5. Между поверхностью бака и крышкой обязательно оставляют буферное пространство, имеющее сообщение с окружающим воздухом. Буферное пространство позволяет снизить скорость нарастания давления в баке при разложении масла под действием температуры дуги.

Рис. 1.1. Баковый выключатель без дугогасительных камер

Внутренняя поверхность, бака изолируется одним или несколькими слоями электротехнического картона 4 для предупреждения перекрытия с контактов на заземленный бак. В выключателях до 35 кВ все три фазы были расположены в одном баке. Для более надежной изоляции фаз в таких выключателях имелись междуфазные перегородки.

Неподвижные контакты 8 укреплены на концах токоведущих стержней проходных изоляторов- 1. Подвижные контакты 9 подвешены на штанге из изоляционного материала (например, бакелита) к общей траверсе. При движении траверсы вверх или вниз одновременно перемещаются подвижные контакты всех трех фаз.

При включении привод поворачивает вал выключателя 7 и при помощи кривошипно-шатунного механизма траверса с подвижными контактами поднимается вверх (контакты 8 и 9 замыкаются). Отключающая пружина 6 сжимается и удерживается запорной защелкой. При отключении защелка смещается и под действием отключающей пружины траверса с подвижными контактами перемещается вниз (контакты 8 и 9 расходятся). Отключению способствует собственный вес подвижных контактов и траверсы.

Так как на каждую фазу имеются две пары контактов, то дуга возникает одновременно в двух местах — появляются две последовательные дуги на фазу (см. рис.1.1). Масло вблизи дуги под действием ее высокой температуры испаряется и разлагается на составные части, вследствие чего дуга горит внутри газового пузыря (содержащего около 70% водорода). Гашению дуги способствует быстрое удлинение ее по мере расхождения контактов, а также интенсивное вихреобразное движение газа внутри пузыря и, следовательно, перенос тепла от дуги к маслу. Каждые полпериода ток проходит через ноль и дуга гаснет естественным путем. Если в этот момент расстояние между контактами невелико, то промежуток пробивается и дуга зажигается повторно. Если контакты выключателя разошлись достаточно далеко и после естественного погасания дуги пробивное напряжение остается выше восстанавливающегося напряжения на контактах выключателя, то отключение цепи заканчивается. В простейших выключателях без дугогасительных камер дуга восстанавливается и гаснет несколько раз и горит до 10 - 15 полупериодов (до 0,1 - 0,15 с). Подобные выключатели являются небыстродействующим и не могут отключать большие токи. Поэтому в настоящее время баковые выключатели без дугогасительных камер не выпускаются.