Високовольтні вимикачі, в яких використовується елегаз SF6 як ізоляційна і дугогасительная среда, отримують все більш широке поширення, тому що мають високі показники комутаційного і механічного ресурсів, відключає здібності, компактності і надійності в порівнянні з повітряними, олійними та маломасляними високовольтними вимикачами.
Успіхи в розробках елегазових виключтаелей безпосередньо мали значний вплив на впровадження в експлуатацію компактних ОРУ, ЗРУ і елегазових КРПЕ. У елегазових вимикачах застосовуються різні способи гасіння дуги в залежності від номінальної напруги, номінального струму відключення і характеристик енергосистеми (або окремої електроустановки).
У елегазових дугогасильних пристроях, на відміну від повітряних дугогасильних пристроїв, при гасінні дуги витікання газу через сопло відбувається не в атмосферу, а в замкнутий об'єм камери, заповнений елегазом при відносно невеликому надлишковому тиску.
За способом гасіння електричної дуги при відключенні розрізняють наступні елегазові вимикачі:
1. Автокомпрессіонний елегазовий вимикач, де необхідний масовий витрата елегазу через сопла компресійного дугогасительного пристрою створюється по ходу рухомої системи вимикача (автокомпрессіонний вимикач з однією сходинкою тиску).
2. елегазові вимикачі з електромагнітним дуттям, в якому гасіння дуги в дугогасному пристрої забезпечується обертанням її з кільцевих контактам під дією магнітного поля, створюваного відключається струмом.
3. елегазові вимикачі з камерами високого і низького тиску, в якому принцип забезпечення газового дуття через сопла в дугогасному пристрої аналогічний повітряним дугогасительного пристрою (елегазові вимикачі з двома ступенями тиску).
4. Автогенерірующій елегазовий вимикач, де необхідний масовий витрата елегазу через сопла дугогасительного пристрою створюється за рахунок розігріву і підвищення тиску елегазу дугою відключення в спеціальній камері (автогенерірующій елегазовий вимикач з однією сходинкою тиску).
Розглянемо деякі типові конструкції елегазових вимикачів на 110 кВ і вище.
Елегазові вимикачі 110 кВ і вище на один розрив різних фірм мають наступні номінальні параметри: Uном = 110-330 кВ, Iном = 1-8 кА, Iо.ном = 25-63 кА, тиск елегазу рном = 0,45-0,7 МПа (абс), час відключення 2-3 періоду струму КЗ. Інтенсивні дослідження і випробування вітчизняних та зарубіжних фірм дозволили розробити і впровадити в експлуатацію елегазовий вимикач з одним розривом на Uном = 330-550 кВ при Iо.ном = 40 - 50 кА і часу відключення струму один період струму КЗ.
Типова конструкція автокомпрессіонного елегазового вимикача приведена на рис. 1.
Апарат не ввімкнений і контакти 5 і 3 розімкнуті.
Мал. 1.
Токоподвод до нерухомого контакту 3 здійснюється через фланець 2, а до рухомого контакту 5 через фланець 9. У верхній кришці 1 монтується камера з адсорбентом. Опорна ізоляційна конструкція елегазового вимикача закріплена на подножніков 11. При включенні вимикача спрацьовує пневмопривід 13, шток 12 якого з'єднаний через ізоляційну тягу 10 і сталевий стрижень 8 з рухомим контакт 5. Останній жорстко пов'язаний з фторопластовим соплом 4 і рухомим циліндром 6. Вся рухома система ЕВ (елементи 12-10-8-6-5) рухається вгору щодо нерухомого поршня 7, і порожнина До дугогасительной системи вимикача збільшується.
При відключенні вимикача шток 12 приводного силового механізму тягне рухливу систему вниз і в порожнині До створюється підвищений тиск в порівнянні з тиском в камері вимикача. Така автокомпрессія елегазу забезпечує витікання газового середовища через сопло, інтенсивне охолодження електричної дуги, що виникає між контактами 3 і 5 при відключенні. Покажчик положення 14 дає можливість візуального контролю вихідного положення контактної системи вимикача. У ряді конструкцій автокомпрессіонних елегазових вимикачів використовуються пружинні, гідравлічні силові приводні механізми, а витікання елегазу через сопла в дугогасительной камері здійснюється за принципом двостороннього дуття.
На рис. 2 наведено баковий елегазовий вимикач типу ВГБУ 220 кВ (Iном = 2500 А, Iо.ном = 40 кА ВАТ «НІІВіВ» з автономним гідравлічним приводом 5 і вбудованими трансформаторами струму 2. ЕВ має трифазне управління (один привід на три фази) і забезпечений порцеляновими (полімерними) покришками 1 вводів «повітря-елегаз».
У газонаповнених баку 3 знаходиться дугогасительноє пристрій, який пов'язане з гідроприводом 5 через передавальний механізм розміщений в газонаповненої камері 4. Конструкція бакового елегазового вимикача закріплена на металевій рамі 6. Для заповнення елегазом вимикача використовується роз'єм 7. При установці вимикача в ОРУ зазвичай тиск елегазу в камерах дорівнює одній атм (абс.) і далі необхідно забезпечити р = рном.
Мал. 2.
Перевагами бакових елегазових вимикачів з вбудованими трансформаторами струму перед комплектами «колонковий елегазовий вимикач плюс окремий трансформатор струму» є: підвищена сейсмостійкість, менша площа відчужуваної території підстанції, менший обсяг необхідних фундаментних робіт при будівництві підстанцій, підвищена безпека персоналу підстанції (дугогасительниє пристрої розташовані в заземлених металевих резервуарах), можливість застосування підігріву елегазу при використанні в Айон з холодним кліматом.
У конструкціях бакових вимикачів 220 кВ і вище для ОРУ необхідно підвищення номінального тиску елегазу (рном> 4,5атм (абс.)), Тому вводять підігрів газового середовища з метою запобігання скраплення елегазу при низьких значеннях температури навколишнього середовища або використовують суміші елегазу з азотом або тетрафторметаном.
Як показує практика, для номінальної напруги 330-500 кВ бакові вимикачі з одним розривом на номінальні струми 40-63 кА - найбільш перспективний вид комутаційного обладнання для ВРУ і КРПЕ.
Вимикач ВГБ-750-50 / 4000 У1 розробки ВАТ «НІІВіВ» (рис. 3) з двухразривним автокомпрессіонним дугогасительного пристрою, вбудованими трансформаторами струму, полімерними уведеннями «повітря-елегаз» забезпечений двома гідроприводами на полюс, що дозволяє забезпечити повне час відключення не більше тривалості двох періодів струму промислової частоти.
Мал. 3.
На рис. 4 зображений розріз дугогасительного пристрої одного полуполюса ВГБ-750-50 / 4000У1 з предвключаемимі резисторами (для обмеження комутаційних перенапруг). Рухомий контакт цих резисторів механічно пов'язаний з рухомою системою вимикача.
Мал. 4
У включеному положенні елегазового вимикача резистори зашунтовані головними контактами. При відключенні першими розмикаються контакти резисторів, далі - головні, потім - дугогасильні контакти. При включенні першими замикаються контакти резисторів, а потім - дугогасильні і головні контакти. Для вирівнювання розподілу напруги кожен розрив шунтований конденсаторами.
Поширення отримали колонкові елегазові вимикачі з одним розривом на номінальну напругу 110-220 кВ з номінальним струмом відключення 40-50 кА.
Мал. 5
Типова конструкція колонкового елегазового вимикача типу ВГП 110 кВ (Iном = 2500 А, Iо.ном = 40 кА) з пружинним приводом ВАТ «Електроапарат» приведена на рис. 5.
Дивіться також по цій темі: Порівняльна характеристика олійних, вакуумних і елегазових високовольтних вимикачів