Устройство и принцип действия выключателя типа ВВБ

Гасительное устройство (макет на стенде и рис.2.2) расположено в стальном баке 1, изолированном от земли с помощью колонны фарфоровых изоляторов 11. Объем бака рассчитан на две операции отключения. Расход воздуха пополняется из ресивера 15 и общестанционной магистрали 16 сжатого воздуха по изолирующему воздуховоду 12. Давление в баке поддерживается близким к номинальному.

Рис. 2.2. Кинематическая (а) и электрическая (б) схемы модуля выключателя типа ВВБ:

1 - стальной бак; 2 - траверса; 3 - подвижные контакты; 4 - неподвижные контакты; 5 - сопло; 6 - вспомогательные электроды; 7 - шток 8 - поршневое устройство; 9 - выхлопной клапан; 10 - поршневое устройство; 11 - полый фарфоровый изолятор; 12,13,14 - воздуховоды; 15 - ресивер; 16 - общестанционная магистраль; 17 - емкостный делитель напряжения; 18 - вводы; 19 - подвижный вспомогательный контакт; 20 - неподвижный вспомогательный контакт; 21 - клапан управления; 22 - клапан привода; 23 - привод; 24,25 - пусковые клапаны; 26 - обратный клапан; 27 - промежуточный клапан; 28 - электромагнит включения; 29 — электромагнит отключения; 30 – резистор

На баке установлены вводы 18 из эпоксидной смолы, наружные части которых имеют фарфоровые рубашки (покрышки). Неподвижные контакты 4 (в виде металлических стаканов с прорезями) укреплены на вводах, а подвижные контакты в виде ножей 3 - на металлической проводящей траверсе 2. Траверса жестко связана со штоком 7. Неподвижные контакты находятся внутри сопл 5, направляющих воздух в процессе отключения к выхлопному (дутьевому) клапану 9.При отключении выключателя подается командный импульс на электромагнит отключения 29, который открывает пусковой клапан 25. При открытии клапанов 26 и 27 сжатый воздух подается на поршневое устройство 10, которое поднимает тарелку выхлопного клапана 9 и открывает отверстия, соединяющие бак с атмосферой. Поднимается также шток и контактная траверса 2. В результате контакты 3 и 4 размыкаются. На контактах образуются дуги, которые в процессе гашения перебрасываются на концы неподвижных контактов 4 и вспомогательные электроды 6. В потоке воздуха, вытекающего из бака через сопла и отверстия выхлопного клапана 9. После погасания дуг тарелка выхлопного клапана 9 опускается и закрывает отверстия. Траверса с ножами остается в верхнем отключенном положении. Расстояние между контактами обеспечивает электрическую прочность разрыва при давлении близком к номинальному.

Поперечное воздушное дутье на главных контактах достаточно эффективно. Вместе с тем, воздушные выключатели весьма чувствительны к скорости восстанавливающегося напряжения. С ростом этой скорости ток отключения выключателя резко падает. Поэтому для облегчения процесса восстановления напряжения применяют шунтирующие резисторы 30 (рис.2.2, а). Они укреплены в баке 1 на вводах 18 и включены в цепь параллельно главным контактам 3-4 (рис.2.2, б).

Последовательно с шунтирующими резисторами включены вспомогательные контакты 19 и 20, которые размыкаются примерно через 0,035 с (в модулях ВВБ) после размыкания главных контактов. При гашении дуги на вспомогательных контактах используют дутье. Воздух вытекает в атмосферу через внутреннюю полость подвижного вспомогательного контакта 20. Хотя продольное дутье менее эффективно, чем поперечное, однако отключенный ток на вспомогательных контактах ограничен достаточно большим сопротивлением резисторов 30 (рис.2.2, б). После погасания дуг вспомогательные контакты остаются разомкнутыми (а выхлопные отверстия с атмосферой закрытыми).

При включении выключателя подается командный импульс на электромагнит включения 28. С помощью пневматического привода подается сначала команда на включение вспомогательных контактов 19 и 20 последовательно с которыми включены резисторы 30 (рис.2.2 б). Благодаря резисторам удается значительно снизить перенапряжения при включении линий сверхвысокого напряжения. Затем с небольшой выдержкой времени шток 7 с контактной траверсой 2 опускаются с помощью поршневого устройства 8. Ножи 3 входят в прорези металлических стаканов неподвижных контактов 4.

Необходимо отметить, что поршневые устройства 8 и 10, приводящие в движение шток 7 с контактной траверсой 2 и выхлопной клапан 9 расположены в зоне высокого электрического потенциала. Соответствующие клапаны управления расположены в шкафу управления и находятся под потенциалом земли. Поэтому они связаны с поршневыми устройствами изолирующим воздуховодом 13, расположенным внутри опорной колонны 11. В выключателях напряжением 220 кВ и выше используется несколько дугогасительных модулей. Емкость токоведущей цепи аппарата относительно земли создает неравномерное распределение напряжения по дугогасительным контактам разных модулей. Для выравнивания напряжения применяют емкостные делители в виде конденсаторов 17 (рис. 2.2 а, б), включенных параллельно главным контактам. Конденсаторы имеют керамическую изоляцию и установлены с внешней стороны бака.

Рабочее задание

1. Изучите конструкцию и принцип действия воздушных баковых выключателей.

2. Выполните задание, указанное в раздаточном материале.

3. Обоснуйте, почему надежность отключения многомодульных выключателей ВВБ-330 выше, а ВВБ-220 ниже, чем выключатели с одним модулем ВВБ-110.

4. Дайте письменные ответы (по указанию преподавателя) на контрольные вопросы (§ 5).

Контрольные вопросы

1. Чем отличаются модули ВВБ и ВВБК?

2. Сколько модулей ВВБ и ВВБК установлены в выключателях 110, 220, 330, 500 и 750 кВ?

3. Зачем необходимы шунтирующие резисторы и дополнительные разрывы в выключателях?

4. Как осуществляется электрическая изоляция поршневых устройств траверсы и дутьевого клапана?

5. Какое назначение конденсаторов?