Електричні апарати (стр. 27 из 31)
6) вакуумні вимикачі. Гасіння дуги відбувається в вакуумі, відсутнє окислення контактів.
Кожен із типів має свої особливості, плюси і мінуси. Найбільш широко використовуються масляні вимикачі. Вони охоплюють діапазон напруг до 20 кВ і практично забезпечують в усьому цьому діапазоні напруг надійне вимикання. Вони – надійні і дешеві.
Повітряні мають ту особливість, що стиснуте повітря в дугогасильній системі має тиск до 4 МПа ( при чому нормальний тиск 105Па).
Електромагнітні вимикачі можуть забезпечити без ревізії і ремонту при струмі I = 3600 А 5×103 комутаційних числа. Тому вони застосовуються при великій частоті операцій.
21. Особливості високовольтних вимикачів
21.1 Масляні вимикачі
21.1.1 Принцип роботи масляного вимикача
В масляних вимикачах дуга, що утворюється між контактами, горить в трансформаторному маслі. Розрізняють бакові масляні і маломасляні вимикачі.
Під дією енергії дуги масло розкладається, гази і пари, що утворюються при цьому, використовуються для гасіння.
Бакові масляні і маломасляні вимикачі відрізняються між собою тим, що в перших струмоведучі частини ізолюються між собою і від землі за допомогою масла, що знаходиться в масляному баці, з’єднаному із землею.
1 – стальний бак;
2 – ізолятори;
3 – дугогасильна камера;
4 – ізоляція баку.
В маломасляних вимикачах ізоляція струмоведучих частин від землі і між собою здійснюється за допомогою твердих діелектриків.
Це робиться із метою зменшення габаритів і маси вимикача. Так, якщо розміри масляних бакових вимикачів на струм
=40 кА і 
=110 кВ становлять ~ 4.6 м×2.1 м, то типові маломасляні (на струм =20 кА і =10 кВ) мають розміри 0.84 м×0.36 м. Крім того, маломасляні – більш пожежо і вибухобезпечні. Створені маломасляні вимикачі серії ВМТ на напругу 110 кВ і 220 кВ із номінальним струмом вимикання 20 кА (див. додаток 2).21.1.2Особливості конструкції масляних бакових і маломасляних вимикачів
Масляні бакові вимикачі – це вимикачі із великим об’ємом масла. Звичайно, бак заповнюється маслом на 2/3. Найбільша потужність масляних бакових вимикачів ~ 25000 МВ·А.
Масляний баковий вимикач складається із дугогасильної системи, контактної системи і привода, що знаходиться зовні вимикача.
Вільний об’єм між камерою і кришкою бака – „повітряна подушка”, – сполучена із атмосферою через газовідвідну трубу. „Повітряна подушка” знижується, що передається на стінки бака при вимиканні, запобігає вибуху при великому тиску.
Найбільш широко в масляних бакових вимикачах застосовують торцеві і розеточні контакти. Один із рухомих контактів роблять полим (пустотілим). Газово-парова суміш, виходячи через нього, створює повздовжнє дуття і гасить дугу. Дугогасильна камера має проміжний контакт і складається з двох напівкамер – верхньої металічної і нижньої – ізоляційної. Зростання потужностей генераторів (500 – 1200 МВт) вимагає вимикачів на струми більше 10 кА. Особливість конструкції цих вимикачів – струмопровід, що має два паралельних контура: основний, контакти якого є відкритими, і дугогасильний, контакти якого розміщені в дугогасильних камерах.
Більша частина струму проходить через основні; при вимиканні спочатку вимикаються основні контакти, дуга на них не виникає.
Бакові масляні вимикачі мають високу надійність, простоту конструкції камер і механізмів, високу механічну міцність елементів.
Це дозволяє їх використовувати в самих найтяжчих умовах. По статистиці надійність цих вимикачів вища повітряних і маломасляних. Їх конструкція дозволяє користуватись вбудованими трансформаторами струму і подільниками ємності. Вони не потребують висококваліфікованих працівників для обслуговування.
Недоліки:
1) великі габарити і маса, зв’язані із великою потребою масла;
2) підвищена вибухо і пожеже небезпека.
В перспективі їх замінять на маломасляні (до 6 – 10 кВ) і елегазові та вакуумні вимикачі (при напрузі 35 – 220 кВ).
Маломасляні вимикачі ВМП – 10 мають контактну систему, ДП і пристрій, що перетворює обертовий рух важелів в поступальний рух контактів, змонтовані у вигляді єдиного блока полюса. Цей блок за допомогою ізоляторів кріпиться до стальної рами. У верхній головці полюса розташовані рухомий контакт і механізм, в нижній – нерухомий розеточний контакт (див. додаток 3).
Дуговий пристрій (ДП) заключено в склоепоксидний циліндр. ДП зібрано із пластин фібри, гетинакса, електрокартону, в яких вирізано отвори, що утворюють канали і полості для гасіння дуги.
Для обмеження тиску при великих струмах і створення необхідного тиску поблизу нульового значення струму – в наявності – спеціальний буфер, в якому повітря стискається і акумулюється енергія. Ця енергія дозволяє біля нуля струму створити тиск, необхідний для гасіння дуги.
При напругах 110, 220 кВ поки що в більшості використовують бакові вимикачі із номінальним струмом вимикання 20 – 40 кА.
В 75% випадків струм короткого замикання не перевищує 20 кА. Тому заміна бакових маломасляними вимикачами може дати великий техніко-економіний ефект.
Найбільш високовольтними із маломасляних є маломасляні вимикачі серії ВМТ. Їх параметри:
=110, 220 кВ; 
=1000 кА; 
=20 кА; 
=0.08 с; 
=0.15 с.Такий вимикач працює в циклі АПВ із часом безструмової паузи 0.3 с.
Якщо вимикач виконано в трьохфазному виконанні, то вмикання всіх трьох полюсів здійснюється одним пружинним приводом. Для забезпечення роботи при низьких температурах (до 60°С) вимикач має електронно зігріваючий пристрій.
Переваги маломасляних вимикачів:
1) менші маса і габарити при меншій кількості масла;
2) огляд і ремонт дугогасильних камер можливий без зливу масла (зручність експлуатації);
3) шляхом застосування уніфікованих вузлів, вимикач досить легко можна виконати на напругу до 500 кВ.
Недоліки маломасляних вимикачів:
1) менша надійність, чим у бакових;
2) номінальний струм вимикання поки що нижчий, чим у бакових;
3) не допускають, як правило, установки вбудованих трансформаторів струму.
21.2 Повітряні вимикачі
21.2.1 Особливості повітряних вимикачів
Переміщення контактів і гасіння дуги в цих вимикачах здійснюється за допомогою стисненого повітря (газу).
Вимикачі виготовляють двох типів:
а) розподіляючі – на
750 кВ, 
40 – 50 кА (серія ВВБ, ВНВ);б) генераторні – на
35 кВ, 
160 кА (серія ВВП-35).Повітряні вимикачі серії ВНВ призначені для напруг 220-1150 кВ і струмів вимикання до 63 кА.
Незалежно від типу і конструкції повітряні вимикачі складаються із трьох частин, що є основними:
1) дугогасильний пристрій з відокремлювачем (або без нього);
2) система постачання стисненого повітря;
3) пневмоелектрична система керування, що створює тиск в дугових пристроях (ДП) до 4 МПа (це вимагає великих затрат на створення механічно міцної конструкції вимикача). Загальний принцип роботи такого вимикача наступний:
I. У ввімкненому стані вимикача в дугогасильному пристрої і у відокремлювачі всі контакти замкнуті.
II. При подачі команди на вимикання стиснене повітря із резервуара подається в дугогасильну камеру, розмикає контакти і гасить дугу. Для полегшення гасіння дуги паралельно контактам вмикають шунтуючий резистор. Після гасіння дуги на основних дугогасильних контактах розмикається відокремлювач, що вимикає остаточний струм.
III. Після гасіння дуги на відокремлювачі подача повітря в дугогасильну камеру (а їх – декілька, послідовно з’єднаних) припиняється, і контакти під дією пружин замикаються (контакти виконуються у вигляді контактно поршневих механізмів).
21.2.2 Функціональна схема полюса генераторного вимикача із повітрянаповненим відокремлювачем
Функціональна електрична схема полюса генераторного вимикача із повітрянонаповненим відокремлювачем ВВГ – 20 (
= 20 кВ, 
= 160 кА) приведена на рис. 21.2 (в якості прикладу).Полюс складається із виводів 1,4 і роз’єднувача 2, основних дугогасильних контактів 7,10, які шунтовані опорами 8 і 11 відповідно, дугогасильних контактів 6 із розрядником 3 і нелінійним опором 5. Всі пристрої монтуються на баку і мають відповідні електропневматичні приводи. У ввімкненому стані струм протікає в основному через основний струмоведучий контур. При вимиканні спочатку розмикається роз’єднувач 2, і весь струм переходить в дугогасильний контур.
1,4 – основні виводи;