- Принципи гасіння дуги (дугогасительниє пристрої)
- вимикачі 6-10кВ
- Елегазові вимикачі> 35 кВ
- З чого складається елегазовий вимикач і як це все призводить до відключення дуги
- Переваги та недоліки елегазового вимикача
Ситуація наступна. Масло і повітря поступаються елегазі і вакууму. Старі повітряні і масляні вимикачі замінюють на нові елегазові та вакуумні, старі РУ замінюють на нові. Йде процес апгрейда енергосистем. Але не всіх і не скрізь і не так швидко, як всім цього б хотілося. Але особисто бачив це і завжди приємно, коли приїжджаєш в новеньке РУ.
Переваги та особливості елегазу були розглянуті тут . У цій же статті мова піде про вимикачі елегазові.
Почнемо з визначення. Елегазовий вимикач - електричний апарат, призначений для комутацій (процесів включення і відключення) електричного кола в нормальних і аварійних режимах.
Випускаються елегазові вимикачі на напругу середнє (6-35кВ) і висока-надвисокий (110-750кВ). На середня напруга це можуть бути вимикачі для розподільних пристроїв 6-10 кВ, вимикачі генераторного напруги, вимикачі КРПЕ (про КРПЕ буде окрема стаття). На напругу вище 35 кВ вимикачі бувають колонкові, бакові і змішаного типу.
Випуском елегазових вимикачів займаються: Mitsubishi Electric, ABB, Areva (нині називається Orano начебто, хоча Арева реорганізується постійно і не знаю якесь саме підрозділ займається елегазовими вимикачами), Schneider Electric, Siemens, Електроапарат, HEAG, ЗЕТО та інші і інші. Не зліться сильно, якщо когось забув згадати.
Принципи гасіння дуги (дугогасительниє пристрої)
У різної каталожних-довідковій літературі одні й ті ж способи гасіння дуги в ДУ мають різні назви, які непідготовленому студентові, наприклад, можуть здатися різними способами. Тому класифікувати їх стає складно. Але, постараюся впоратися. Значить, в принципі є три механізму гасіння:
- автокопрессія (гасіння дутьем, коли дуга знаходиться на місці, а у газу є два ступені тиску, газ надходить з області з високим тиском в область з низьким і гасить дугу)
- електромагнітне дуття (гасіння дуги в нерухомому елегазі, коли під дією магнітного поля дуга обертається і відбувається її гасіння)
- автопневматіческое дуття (необхідний перепад тиску створюється за рахунок приводу вимикача)
- автогенерація
Також зустрічаються ДУ, де дуга обертається в магнітному полі і при цьому ще відбувається перетікання елегазу під тиском. Тобто на такому великому ринку все прагнуть створити незаперечну перевагу. Так, наприклад, в вимикачах 220кВ ВГТ є по два ДУ на фазу, що зменшує в два рази відключається потужність і збільшує експлуатаційний термін служби вимикача. На окремих вимикачах високої напруги вже стоїть система моніторингу, яка, також буде стежити за тим, щоб вимикачі не принесли несподіваних сюрпризів.
вимикачі 6-10кВ
В цьому класі напруги елегаз не так поширений, як вакуум. Однак, вибір є. У таблиці вище я навів дані по окремим представникам з відкритих джерел з цього класу напруги.
Елегазові вимикачі> 35 кВ
Тут вибір набагато ширше, ніж у вимикачів молодшого класу напруги. І виробників більше. Конструктивно вимикачі можуть бути бакові, колонкові і змішаного типу (Тисніть по картинці для збільшення таблиці).
У вимикачах Арева є один тип дугогасильні камери, який встановлюється на вимикачі всіх класів напруги. Тобто 1 камера -245,300кВ; 2 камери -362,550кВ; 4 камери - 800 кВ.
У Сіменса визначити колонковий або баковий можна по марці. Якщо в назві є LT (Live Tank) - то це колонковий. А якщо DT (Dead Tank) - баковий.
У вимикачів фірми ABB крім популярного автокомпрессіонного (auto-puffer) способу гасіння дуги можна зустріти компресійний (puffer). Автокомпрессіонний показує кращі показники при гасінні струмів кз великих величин. Так як для їх погашення потрібна менша потужність приводу.
Також варто відзначити, що для елегазових вимикачів крім самого SF6 можуть застосовуватися і різні суміші:
- елегаз і азот (SF6 + N2)
- елегаз і хладон (SF6 + CF4)
З чого складається елегазовий вимикач і як це все призводить до відключення дуги
Так як вимикачі можуть мати виконання баків, колонкове або ж бути взагалі для установки в КРУ. А крім цього існують різні види ДУ, то і для кожного вимикача буде окремий принцип роботи і склад частин.
Розглянемо, наприклад, в цій статті для прикладу популярний вимикач шнайдер електрик з автокомпрессіей на напругу 12 кВ типу LFP.
Вимикач трьохполюсний. Кожен полюс знаходиться в ізольованому корпусі, який заповнений елегазом під невисоким тиском. Усередині корпусу знаходиться ДУ, на контакти якого надсилаються команди включення, відключення або допустимих циклів. Ці команди подаються з пружинного приводу, розташованого на лицьовій панелі або дистанційно.
Також в пристрій входять датчики контролю тиску елегазу в корпусі і датчики приросту величини тиску. Для підключення до силового ланцюга є спеціальні затиски ззаду корпусу, також є клеммники для підключення вторинних ланцюгів.
Принцип роботи вимикача побудований на автокомпрессіонном способі гасіння дуги.
Подивимося на заводську картинку, наведену вище. У нас є основні контакти (під літерою а, руді) і дугогасильні контакти (буква б, темно-сині). Значить надходить команда на відключення вимикача. Основні контакти розмикаються, дугогасительниє також розмикаються. У момент коли дугогасительниє розмикаються між ними в розширювальному обсязі (буква з - область обмежена рожевої лінією) утворюється дуга. На верхньому з дугогасному контактів розташовані котушки. Так ось електрична дуга під дією магнітного поля цієї котушки починає закручуватися. Обсяг газу під тепловим впливом дуги починає розширюватися. Тиск газу збільшується і він шукає вихід в область з меншим тиском. Цей потік елегазу затягує дугу в нижній дугогасительного контакт (область е на малюнку) і дуга розтягується. А потім в момент, коли струм проходить через нуль - дуга гасне. У цей момент вважається, що вимикач відключений. Це час складає 70 мс.
До складу пружинного приводу входять: двигун взводу пружин, котушки відключення (YO1, YO2), котушка включення (YF), котушка відключення мінімальної напруги (YM), реле прямої дії mitop, лічильник циклів В-О та інші пристрої необхідні для зручності при обслуговуванні вимикача. У котушок є різне число нормально закритих, нормально відкритих контактів і перекидає контакт.
Переваги та недоліки елегазового вимикача
Після опису вимикачів логічним буде підвести підсумок. Підсумок підведу в формі плюсів і мінусів використання даного виду обладнання в порівнянні з апаратами, що використовують інші середовища для гасіння дуги.
переваги:
- висока зносостійкість і термін служби
- зниження витрат на обслуговування в порівнянні з масляними
- висока екологічність
- швидка швидкість гасіння дуги
- висока вибухо-та пожежобезпечність
- меншу вагу і розміри в порівнянні з масляними
- висока хімічна стабільність газу
- широкий діапазон робочих температур
недоліки:
- персонал може відчути удушення через потрапляння великої кількості елегазу в закрите приміщення
- висока вартість вимикача
- необхідність створення умов для наповнення вимикачів елегазом, його транспортування, зберігання
- потрібні надійні стики і прокладки, щоб забезпечити надійну герметичність і неможливість витоку елегазу
- сам газ не отруйний, але окремі продукти розпаду при гасіння дуги отруйні. При ревізії вимикача необхідно ретельно очищати внутрішні поверхні, так як з погіршенням властивостей газу будуть погіршуватися комутаційні здатності елегазового вимикача. А погіршення можливо через корозійних і токсичних властивостей продуктів розкладання елегазу при гасінні дуги
Збережіть статтю або поділіться з друзями