Элегазовых выключателей

В РУ напряжением 330 кВ и выше применяются воздушные выключатели, а в РУ напряжением 220—35 кВ — малообъемные масляные и элегазовые выключатели.

Рационально спроектированные воздушные и элегазовые выключатели должны отключать ток короткого замыкания в любых условиях. Для этого необходимо, чтобы их характерные кривые «вл лежали выше в сравнении : теми положениями, которые даны для них на 5.8.

: : В элегаЗовых выключателях (освоены ha напряжения ПО— 220 кВ и разрабатываются на напряжения ЗЗО-1-11' 1150 кВ) дугогасящей средой является элегаз (шестифтори^ стая сера) SF6. Элегаз по сравлению с воздухом имеет 'при-мернб в 5 раз большую плотность и в 2 — 3 раза большую1 электрическую прочность. За рубежом освоен выпуск койп-лектных распредустройств ПО — 765 кВ с элегазовой Изоляцией, в которых используются элегазовые выключатели и закрытые токопроводы с элегазовой изоляцией. Элегазовые1 выключатели дороже масляных и воздушных выключате-лей. • •••

Из указанных наиболее существенным недостатком является высокая температура плавления жидких металлов. Если учесть, что от современных аппаратов требуется надежная работа при температуре от — 60 °С, то устранение этого недостатка является наиболее трудным. Однако появившиеся в последнее время в литературе сведения об амальгамах ртути и сплавах на основе щелочных металлов, имеющих температуру плавления от — 56 до — 58 °С, позволяют ожидать, что после соответствующих исследований найденные легкоплавкие металлы избавят ЖМК от их основного недостатка. Герметизация контактов применяется и в аппаратах с твердометаллическими контактами как способ обеспечения принципа работы аппарата (вакуумные выключатели) и как способ повышения коммутационной износостойкости (герконы, герметизированные реле), а также как защита от агрессивных сред (элегазовые выключатели). Следует считать, что развитие соответствующих технологий будет способствовать более широкому применению МЖК.

з) Элегазовые выключатели

Элегазовые выключатели могут отключать не только ток нагрузки, но и ток КЗ. Такие выключатели имеют дугогасительные устройства с автопневматическим дутьем ( 4.80, а). При отключении возникает дуга между неподвижным 1 и подвижным 3 контактами. Вместе с контактом 3 перемещаются сопло из фторопласта 2 и цилиндр 4 с перегородкой. Поршень 5 остается неподвижным, поэтому элегаз сжимается и его поток, проходя через сопло 2, создает продольное дутье и гасит дугу.

Элегазовые выключатели. Их изготовляют на напряжение 35, ПО, 220, 330 кВ. Контактная система таких выключателей состоит из подвижного и неподвижного контактов с встроенными ферритовыми магнитами, помещенными внутри фарфорового герметически закрытого корпуса, заполненного элегазом давлением 0,30 МПа. Образовавшаяся дуга при разрыве контактов вращается за счет взаимодействия тока дуги с магнитным полем ферромагнитов. При этом происходит интенсивное гашение дуги.

Элегазовые выключатели применяют в открытых распределительных устройствах, оборудуемых КРУЭ.

Коммутационная аппаратура для отключения КУ выбирается по току с запасом на 50%. В сетях 3-10 кВ для коммутации рабочих токов КУ применяют, как правило, вакуумные или элегазовые выключатели, а для отключения ТКЗ можно применять MB типа ВМП-10 и др.

В элегазовых выключателях (освоены на напряжения 110—220 кВ и разрабатываются на напряжения 330— 1150 кВ) дугогасящей средой является злегаз (шестифтори-стая сера) SF6. Элегаз по сравнению с воздухом имеет примерно в 5 раз большую плотность и в 2—3 раза большую электрическую прочность. За рубежом освоен выпуск комплектных распредустройств ПО—765 кВ с элегазовой изоляцией, в которых используются элегазовые выключатели и закрытые токопроводы с элегазовой изоляцией. Элегазовые выключатели дороже масляных и воздушных выключателей.

12.4. Элегазовые выключатели

На 6.3,6 даны сравнительные кривые для элегазового (кривая /) и воздушного (кривая 2) выключателей. По оси ординат отложено номинальное напряжение отключаемой сети L;,,,)M, а по оси абсцисс — предельные отключаемые токи. В сопоставимых условиях предельные токи отключения для элегазовых выключателей выше, чем для воздушных, создающих потоки сжатого воздуха на дуговой столб.

Конструкции элегазовых выключателей выполняются в основном с автокомпрессорным дутьем или магнитным дутьем.

9-12. Схемы дугогасительных устройств элегазовых выключателей: а —с автокомпрессорным дутьем; б —с магнитным дутьем

Так же как и в воздушных выключателях, возможен модульный принцип создания элегазовых выключателей на более высокие напряжения. Выключатели и другая аппаратура с элегазом имеют большие перспективы.

Достоинства элегазовых выключателей: пожаро- и взрьшобезопасность, быстрота действия, высокая отключающая способность, малый износ дугогасительных контактов, возможность создания серий с унифицированными узлами, пригодность для наружной и внутренней установки.

Элёгаз или гексафторид серы (SFe) имеет электрическую прочность примерно в 2,5 раза выше, чем у воздуха. Поскольку элегаз обладает низкой температурой кипения и высокой плотностью, примерно в 5,1 раза тяжелее воздуха* он может быть сжат до давления 2 МПа без сжижения. Элегаз нетоксичен, химически стоек, не разлагается при нагреве до 800 °С. Особенно велики его преимущества при повышенных давлениях. Элегаз обладает не только более высокой электрической прочностью, чем воздух, но и существенно бо-тгее высокой дугогасящей способностью. Поэтому нарастающими темпами идут разработка и создание элегазовых выключателей и распределительных устройств, в которые наряду с выключателями входят разъединители, короткозамыкатели, трансформаторы тока и напряжения. В последнее время наметилась тенденция, практического использования элегаза в высоковольтных кабелях, созданы опытные образцы. Преимуществами элегазового кабеля по сравнению с бумажно-масляным являются малая электрическая емкость и диэлектрические потери, хорошее охлаждение. Благодаря таким преимуществам по элегазовым кабелям можно передавать очень большие мощности.

11-14. Примеры дугогасительных устройств элегазовых выключателей: а — дугогасительное устройство с магнитным дутьем; б — то же, с автопневматическим дутьем

Достоинством элегазовых выключателей нагрузки является их пожаро- и взрывобезопасность, быстрота действия и высокая отключающая способность (40000 и 50000 MB А на 500 и 750 кВ). К недостаткам относятся их большая стоимость и необходимость устанавливать дополнительные приборы для получения элегаза.

Разработаны также конструкции элементов КРУ и подстанций, а именно: вводов элегаз —воздух; секций токопро-водов с измерительными трансформаторами тока; емкостных делителей напряжения; силовых трансформаторов с элегазовой изоляцией; элегазовых выключателей с четырьмя разрывами на каждый полюс, с номинальным током отключения 48 кА; разрядников для

Фирмой «Весгингауз» (США) разработана серия элегазовых выключателей для номинальных напряжений от 115 до 330 кВ включительно и номинальных токов отключения от 20 до 63 кА [12.2]. Элегаз используется в качестве изоляции, дугогасящей среды, а также для управления выключателем. Отключение обеспечивается при скорости ПВН 5 кВ/мкс. Гашение дуги происходит при первом переходе тока через нулевое значение при расстоянии между контактами около 100 мм. Продолжительность горения дуги составляет 20 — 25 мс и время отключения 2 периода. В отличие от воздушных выключателей отключение происходит бесшумно.

элегазовых выключателей 150 Автотрансформаторы 312