Что выбрать для элегазового выключателя – пружинно-гидравлический или пружинный привод?

Элегазовые выключатели — виды правила и особенности эксплуатации

Опубликовано Артём в 10.05.2019 10.05.2019

Для гашения электрической дуги часто используются различные газовые смеси. Элегазовые выключатели 110 кВ и 220 кВ работают именно по такому принципу и могут использоваться для работы в аварийных ситуациях.

Определение и применение элегаза

Элегаз – это шестифтористая сера, которую относят к электротехническим газам. Благодаря изоляционным свойствам ее активно применяют при производстве электротехнических устройств. В нейтральном состоянии элегаз представляет собой негорючий газ без цвета и запаха. Если его сравнивать с воздухом, то можно отметить высокую плотность (6,7) и молекулярную массу, превышающую воздушную в 5 раз.

Одно из преимуществ элегаза – устойчивость к внешним проявлениям. Он не меняет характеристик при любых условиях. Если происходит распад во время электроразряда, то вскоре наступает полноценное, необходимое для работы восстановление.

Секрет в том, что молекулы элегаза связывают электроны и образуют отрицательные ионы. Качество «электроотрицания» наделило 6-фтористую серу такой характеристикой, как электрическая прочность. На практике электропрочность воздуха в 2-3 раза слабее, чем то же свойство элегаза. Кроме прочего, он пожаробезопасен, так как относится к негорючим веществам, и обладает охлаждающей способностью.

Когда возникла необходимость отыскать газ для гашения электродуги, стали изучать свойства SF6 (шестифтористой серы), 4-хлористого углерода и фреона. В испытаниях победила SF6

Перечисленные характеристики сделали элегаз максимально подходящим для применения в электротехнической сфере, в частности, в следующих устройствах:

  • силовые трансформаторы, работающие по принципу магнитной индукции;
  • распределительные устройства комплектного типа;
  • линии высокого напряжения, связывающие удаленные установки;
  • высоковольтные выключатели.

Но некоторые свойства элегаза привели к тому, что пришлось усовершенствовать конструкцию выключателя. Основной недостаток касается перехода газообразной фазы в жидкую, а это возможно при определенных соотношениях параметров давления и температуры.

Чтобы оборудование работало без перебоев, необходимо обеспечить комфортные условия. Предположим, для функционирования элегазовых устройств при -40º необходимо давление не более 0,4 МПа и плотность менее 0,03 г/см³. На практике при необходимости газ подогревают, что препятствует переходу в жидкую фазу.

Принцип действия и область применения

За счет чего работает элегазовый выключатель большого напряжения? За счет изолированности фаз между собой посредством элегаза. Принцип работы механизма следующий: при поступлении сигнала об отключении электрического оборудования, контакты каждой камеры размыкаются. Встроенные контакты создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде.

Эта среда разделяет газ на отдельные частицы и компоненты, а из-за высокого давления в резервуаре, сама среда снижается. Возможное применение дополнительных компрессоров, если система работает на низком давлении. Тогда компрессоры усиливают давление и образовывают газовое дутье. Также используется шунтирование, применение которого необходимо для выравнивания тока.

Обозначение на схеме ниже указывает расположения каждого элемента в механизме выключателя:

Что касается моделей бакового вида, так в них контроль осуществляется с помощью приводов и трансформаторов. Для чего нужен привод? Его механизм является регулятором и его назначение заключается в том, чтобы включать или выключать электроэнергию и, если необходимо, удерживать дугу на установленном уровне.

Приводы делятся на пружинные и пружинно-гидравлические. Пружинные обладают большой степенью надежности и имеют простой принцип работы: вся работа делается благодаря механическим деталям. Пружина способна под действием специального рычага сжимать и разжиматься, а также фиксироваться на установленном уровне.

Пружинно-гидравлические приводы выключателей дополнительно имеют в конструкции гидравлическую систему управления. Такой привод считается более эффективным и надежным, ведь пружинное устройство может само изменить уровень фиксатора.

Конструктивные особенности и виды выключателей

По конструктивным особенностям элегазовые выключатели делятся на:

  • Колонковые. Они не отличаются от масляных не по размерам ни по внешним признакам, однако, имеют только один разрыв на фазу.

  • Баковые. Имеют значительно меньшие размеры, один общий привод на все три полюса, а также встроенные внутрь устройства трансформаторы тока.

Все данные элегазовые выключатели также можно разделить по способу гашения электрической дуги, возникающей при разрыве цепи. Этот способ зависит от следующих факторов:

  1. Номинального напряжения аппарата;
  2. Номинального тока отключения;
  3. Особенностей мест установки и эксплуатации.

Для гашения дуги используются следующие способы гашения дуги:

  1. Автокомпрессионные с дутьём в элегазе. Имеют одну степень давления, которое создаётся компрессорным механизмом;
  2. С электромагнитным дутьём. Гашение дуги выполняется вращением её по кольцевым контактам под воздействием поперечного магнитного поля, которое создано самим током отключения;
  3. Двухступенчатое давление. В них сжатый предварительно газ поступает из специальной ёмкости где он находится под относительно высоким давлением. Имеет две ступени давления;
  4. Автоматически генерирующимся дутьём. Как и предыдущий вариант имеет продольное дутьё, но теперь повышение давление газа происходит непосредственно за счёт разогрева самой электрической дугой.

Привод данного выключателя должен надёжно удерживать контакты во включенном положении, а также в случае получения сигнала на отключение выполнить его. Вал выключателя и вал самого привода соединяются между собой посредством целой системы рычагов и тяг. Оттого как эта связка работает, зависит надёжность, а также быстрота срабатывания.

Здесь могут применяться два типа приводов:

  • Пружинный. Управляется он за счёт кинематической системы кулачков, валов, а также рычагов;
  • Пружинно-гидравлический, управляется системой, основанной на работе гидравлического механизма.

Достоинства и недостатки элегазового выключателя

Учитывая вышесказанное, среди достоинств выключателей элегазового типа можно отметить следующее:

  • возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого исполнения практически всех классов напряжения;
  • простота и надежность конструкции;
  • большой коммутационный ресурс контактной системы;
  • неплохая отключающая способность;
  • высокая скорость срабатывания;
  • взрыво- и пожаробезопасность;
  • небольшие габаритные размеры и масса (в несколько раз меньше масляного выключателя).

Как и любое устройство, выключатель имеет и недостатки:

  • высокие требования к качеству элегаза;
  • применение специальной аппаратуры для периодического обслуживания коммутационного аппарата;
  • образование в процессе эксплуатации вредных для организма человека веществ – фторидов.

Несмотря на некоторые недостатки, элегазовый выключатель является достойной заменой масляных и воздушных коммутационных аппаратов.

Элегазовые выключатели 110 кв, 220 кв

Для гашения электрической дуги часто используются различные газовые смеси. Элегазовые выключатели 110 кВ и 220 кВ работают именно по такому принципу и могут использоваться для работы в аварийных ситуациях.

Конструкция и виды

Элегазовые высоковольтные выключатели – это устройства оперативного управления для контроля высоковольтной линии энергоснабжения. Данные устройства имеют очень похожую конструкцию с масляными, но при этом, используют для гашения дуги не масляную смесь, а соединение газов. Зачастую это сера. Масляные выключатели требуют за собой особого ухода: по нормам необходимы периодическая замену масла и очистка рабочих контактов. Элегазовые в этом не нуждаются. Главное достоинство элегаза в его долговечности: он не стареет и минимально загрязняет механические части устройства.

Фото – высоковольтное оборудование

  1. Колонковые (HPL 245B1, MF 24 Schneider Electric);
  2. Баковые (ABB 242PMR, DT2-550 F3 – производитель Areva).

Колонковый элегазовый выключатель представляет стандартное отключающее устройство, работающее только на одну фазу (например, LF 10 от Шнайдер Электрик). Он используется для сети 220 кВ. Конструктивно состоят из двух систем: контактной и дугогасительной. Обе они располагаются в емкости, наполненной элегазом. Могут быть как ручными (контроль производится исключительно механически) или дистанционными. Из-за такого разделения они имеют довольно большие габаритные размеры.

Баковые имеют меньшие габариты, их дополняет привод ППРМ 2 для элегазового выключателя. Привод распределяется на несколько фаз, что позволяет обеспечить мягкое регулирование напряжения (включение и выключение). Также их достоинство в том, что они могут переносить большие нагрузки благодаря встроенному в систему трансформатору тока.

Помимо конструктивных особенностей, выключатели элегазового типа классифицируются по принципу гашения дуги:

  1. Автокомпрессионные или воздушные;
  2. Вращающие;
  3. Продольного дутья;
  4. Продольного дутья с дополнительным разогревом элегаза.

Принцип работы и назначение

Элегазовые выключатели высокого напряжения работают за счет изоляции фаз друг от друга посредством элегаза. Когда срабатывает сигнал о том, что нужно отключить электрооборудование, контакты отдельных камер (если устройство колонковое) размыкаются. Таким образом, встроенные контакты образуют дугу, которая помещена в газовую среду. Она разлагает газ на отдельные компоненты, но при этом и сама снижается из-за высокого давления в емкости. Если система установлена на низком давлении, то используются дополнительные компрессоры для нагнетания давления и создания газового дутья. Для выравнивания тока дополнительно используется шунтирование.

Отдельно нужно сказать про модели бакового типа. Их контроль выполняется приводами и трансформаторами. Приводной механизм для этой установки является регулятором: он необходим для включения, выключения электрической энергии и удержания дуги (при надобности) на определенном уровне. Приводы бывают:

Пружинный имеет очень простой принцип действия и высокий уровень надежности. В нем вся работа выполняется только за счет механических деталей. Пружина зажимается и фиксируется на определенном уровне, а при изменении положения контрольного рычага она разжимается. На основании его принципа работы часто готовится научная презентация действия шестифтористой серы в электрической среде.

Современные пружинно-гидравлические приводы помимо пружины дополнительно оснащены гидравлической системой управления. Они считаются более эффективными, т. к. пружинные механизмы могут сами поменять положение фиксатора.

Достоинства элегазовых выключателей:

  1. Универсальность. Данные выключатели используются для контроля сетей с любым напряжением;
  2. Быстрота действия. Реакции элегаза на наличие электрической дуги происходят за доли секунды, это позволяет обеспечить быстрое аварийное отключение подконтрольной системы;
  3. Подходят для эксплуатации в условиях пожароопасности и вибрации;
  4. Долговечность. Контакты, соприкасающиеся с элегазом, практически не изнашивают, газовые смеси не нуждаются в замене, а у наружной оболочки высокие показатели защиты;
  5. Подходят для отключения переменного и постоянного тока высокого напряжения, в то время, как их аналоги – вакуумные модели не могут использоваться на высоковольтных сетях.

Но, такие приборы имеют определенные недостатки:

  1. Высокая цена, обусловленная сложностью производства и дороговизной элегазовой смеси;
  2. Монтаж осуществляется только на фундамент или специальный электрощит, причем, для этого нужна специальная инструкция и опыт;
  3. Выключатели не работают при низких температурах;
  4. При необходимом обслуживании должно использоваться специальное оборудование.

Видео: особенности элегазовых выключателей

Технические характеристики

Рассмотрим технические характеристики выключателей разных производителей и типов работы.

МЕК SF6 элегазовый пружинный выключатель HD4 (завод завод ABB – АВВ):

Напряжение, кВ12 … 40,5
Ток, А630 … 3 600
Аварийный ток, кА16 … 50

Элегазовый выключатель LTB 145D1/B производства АББ:

Напряжение, кВ145
Ток (номинальный/отключения), А/кА3150/40
Время выключения, мс25
Бестоковая пауза, мс300
ПриводПружинно-моторного типа
Номинально/наибольшее напряжение, кВ220/252
Аварийный ток, кА40/50
Рабочий ток, А2000

ВГБЭП-35 (ВГБ-35, ВГБЭ):

Отключаемый ток, А630
Содержание элегаза, %32
Бестоковая пауза, с0,3
Давление заполнения элегаза при 20° С, МПаабс (кгс/см2)0.55 (5.5)
Напряжение постоянного тока и переменного, В220/110-220
Ток, А630
Климатическое исполнениеУХЛ
Напряжение в трехфазной сети переменного тока, ВОт 35 до 1000
Частота, Гц50
Номинальный ток, А220
Ток отключения, кА2500
Напряжение, кВ250
Число приводов1
Ток, А3150
Отключение при, кА40
Напряжение, кВ110
Привод1
Время отключения, мс62

ВГУ-110 (газовый силовой):

Напряжение, В110
Ток, А3150
Отключение, кА40
Климатическое исполнениеУ1
Условия хранения25 лет при температуре не менее 20 градусов и влажности не более 60 %

Колонковый выключатель GL314 Alstom:

Напряжение, кВ220
Максимальное напряжение, кВ240
Рабочий ток, А4000
Отключение, кА50
ИзносостойкостьМ2

Генераторные силовые отключающие устройства с пружинным приводом – FKG 2:

Номинальный ток, А9000
Номинальное напряжение, кВ24
Отключение, кА63
Время выключения, мс60
УправлениеПружинный привод, трехполюсное
Читайте также:  Селективность трехфазной цепи при коротком замыкании

Элегазовый компрессионный выключатель фирмы Siemens (Сименс)3AP1FG-245 (для установки нужны фундаменты):

Рабочее напряжение, кВ220
ОтключениеВ три периода
ПриводПружинного типа
Ток, А4000
Выключение сети при, кА40

Купить подходящие элегазовые выключатели можно в любом электротехническом магазине. Их стоимость зависит от типа устройства и его производителя. Прайс-лист в Самаре, Москве, Екатеринбурге и других городах варьируется от 100 долларов до нескольких тысяч.

Выводы и полезное видео по теме

Как устроены элегазовые выключатели, по какому принципу происходит гашение дуги и какие бывают виды устройств, вы можете узнать из полезного и информативного видео.

Обзор элегазовых выключателей с описанием устройства и принципа работы:

Особенности конструкции установок:

Как производится монтаж выключателя:

Для работы высоковольтных сетей в нормальных и аварийных режимах используют элегазовые выключатели. Они выходят с заводского конвейера в полной эксплуатационной готовности и предназначены для работы в разнообразных климатических зонах, от тропической до холодной, поэтому активно применяются промышленными компаниями различных стран.

Видео о высоковольтном элегзовом выключателе

Кол-во блоков: 10 | Общее кол-во символов: 14747
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:

Новинки электротехнического оборудования от ЗАО «ЗЭТО»

Комбинированный трансформатор тока ТГК-110 кВ

Разработкой и производством измерительных трансформаторов тока серии ТОГФ(П) 110–500 кВ и трансформаторов напряжения типа ЗНОГ 110 и 220 кВ на ЗАО «ЗЭТО» занимаются уже десять лет. За это время предприятием поставлено на энергообъекты РФ и стран ближнего зарубежья более 7000 единиц продукции.

Комбинированный измерительный трансформатор производства ООО «ЗЭТО — Газовые технологии» — одна из последних разработок великолукских инженеров. Аппарат представляет собой объединенный в одном корпусе трансформатор тока и индуктивный трансформатор напряжения и предназначен для передачи сигнала измерительным приборам и устройствам защиты и управления в открытых и закрытых распределительных устройствах переменного тока частоты 50 Гц на номинальное напряжение 110 кВ.

Разработка и аттестация комбинированных измерительных трансформаторов включена в приоритетный перечень ПАО «Россети», с целью расширения номенклатуры отечественных производителей на объектах ДЗО ПАО «Россети».

Применение такой конструкции позволяет оптимизировать использование пространства на подстанциях, уменьшить количество опорных стоек, снизить затраты на изготовление фундаментов под опорные металлоконструкции и время на проведение монтажных работ.

Основная цель применения комбинированного измерительного трансформатора — сокращение занимаемой площади и оптимизация компоновочных решений. Базовые характеристики комбинированных трансформаторов аналогичны характеристикам отдельно стоящих трансформаторов тока и напряжения.

Кроме совмещения функций трансформатора тока и напряжения в одном аппарате преимуществами трансформатора тока и напряжения ТГК-110 кВ являются:

  • снижение массогабаритных характеристик и материалоемкости, за счет уменьшения общего количества стоек под отдельно стоящие аппараты, при сохранении надежности и высокой точности измерений;
  • снижение эксплуатационных затрат, создания практически необслуживаемого в течение всего срока службы оборудования;
  • минимальный уровень утечек (не более 0,5% в год) при снижении общего суммарного количества (объема) элегаза в комбинированном аппарате по сравнению с отдельно стоящими аппаратами;
  • возможность преобразования аналогового сигнала в цифровой, что позволяет еще более снизить массогабаритные характеристики за счет уменьшения количества обмоток и сократить количество медных и алюминиевых кабелей на ОРУ;
  • применение высококачественных российских комплектующих.

Трансформатор ТГК-110 КВ

  • пожаро-, взрывобезопасность исполнения, что обеспечивается наличием защитного устройства и применением негорючего инертного газа;
  • уменьшение площади подстанции;
  • применение элегазовой изоляции с низким уровнем утечек;
  • наличие надежных уплотнений, обеспечивающих герметичность, в том числе при низких температурах;
  • надежность и долговременность стальных частей трансформатора и опорных металлоконструкций обеспечивается горячим цинкованием не менее 100 мкм и термодиффузионным цинком;
  • обеспечение требуемых заказчиком параметров;
  • надежные и качественные комплектующие;
  • трансформатор практически не требует обслуживания;
  • трансформаторы могут поставляться по заказу с металлоконструкцией требуемой высоты.
  • пропорциональное преобразование переменного тока и напряжения в цепи высокого напряжения в ток и напряжение, приемлемый для непосредственного измерения с помощью стандартных измерительных устройств или устройств защиты;
  • изолирование измерительных приборов и устройств защиты, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепей высокого напряжения.

Пружинно-гидравлические привода серии ППРГ

Не секрет, что одним из наиболее ответственных узлов в конструкции выключателей, как и многих других коммутационных аппаратов, являются привода. В выключателях колонкового типа серии ВГТ-110 кВ ранее применялись различные типы приводов ППрА-2, ППрМ-2. Это пружинно-механические привода обладающие техническими характеристиками, обеспечивающими успешное оперирование выключателем в различных режимах коммутации. В том числе, в цикле двойного неуспешного АПВ — О-0,3-ВО-20-ВО, что соответствует требованиям ГОСТ 52565-2006 и подтверждено положительными результатами коммутационных испытаний в испытательном центре (лаборатории) КЕМА (Нидерланды).

Пружинно-гидравлический привод ППрГ-2

В 2015–2016 годах при разработке комплектного распределительного устройства с элегазовой изоляцией КРУЭ-110 кВ на великолукском ЗАО «ЗЭТО» были разработаны и хорошо себя показали пружинно-гидравлические привода типа ППрГ-2УХЛ1, обладающие высокой надежностью, быстродействием и стабильностью собственного времени отключения. Благодаря автоматическим устройствам электрообогрева шкафа и наличию антиконденсатного обогрева, приводы отличаются надежностью работы в любых климатических условиях.

Отличительные особенности конструкции:

  • отсутствие пружин отключения;
  • простота конструкции;
  • отсутствие регулировок;
  • буфер включения и отключения совмещен с главным поршнем;
  • возможность медленного оперирования в двигательном режиме;
  • малые габаритные размеры и масса – 170 кг;
  • малое энергопотребление: двигатель – 370 Вт, обогрев – 350 Вт.

Конструкция привода ППРГ-2ДТ

1 – Рабочий модуль; 2 – Блок пружин; 3 – Бак; 4 – Поворотный переключатель; 5 – Контроллер; 6 – Модуль управляющий; 7 – Двигатель

Рабочий модуль представляет собой прямоугольную конструкцию со штоком и встроенную систему демпфирования в крайних положениях «включено» и «отключено».

Пружинный блок состоит из 16-ти пружин, установленных по две тарелки для достижения более высокого результата накопления энергии. Преимуществом данного механического устройства являются долговременная стабильность, надежность и независимость от температурного воздействия.

Контроллер (электроконтактное устройство) предназначено для управления насосным агрегатом и блокирования сигналов на выполнение операций «включение» и «отключение» при снижении давления масла, не требующее в процессе эксплуатации регулировки.

Рабочий модуль управления обеспечивает как медленное оперирование выключателем путем перевода золотника в другое крайнее положение, так и динамическое — путем воздействия на шток электромагнита или подачей управляющего сигнала на электромагнит.

  • компактная модульная конструкция привода; небольшая масса;
  • простая установка (в оборудование) не требующая регулировки;
  • небольшой и герметично закрытый объем масла, достаточный для всего срока службы;
  • пружинный накопитель энергии независимый от температуры окружающей среды;
  • встроенная гидравлическая система демпфирования;
  • отсутствие внешних элементов высокого давления;
  • конструкция привода не требует регулировки на протяжении всего срока службы.

«К вопросам конструирования новых аппаратов под маркой ЗАО «ЗЭТО» мы относимся крайне принципиально, нам очень важно поддерживать уровень профессионализма и качества, зарекомендовавший предприятие за его многолетний период работы, — рассказывает генеральный директор ЗАО «ЗЭТО» Денис Мунштуков. — В связи с этим, выбор надежных поставщиков, материалов и комплектующих для нас всегда будет на первом месте. Кроме того, мы активно внедряем концепцию комплексного предложения для наших заказчиков. Я говорю о тройной системе контроля качества на всех этапах производства оборудования (от входного контроля до проведения приемо-сдаточных испытаний), сервисного подхода к монтажу и вводу в эксплуатацию, до сопровождения наших изделий в течение всего их жизненного цикла, что позволяет нам заниматься мониторингом рекламаций клиентов. В результате мы с уверенностью сегодня говорим о том, что оборудование, изготовленное на ЗАО «ЗЭТО», по своим техническим параметрам не уступает, а по некоторым и превосходит свои за рубежные аналоги. Наше базовое преимущество — это индивидуальный подход к требованиям заказчика и оперативность реагирования для решения любых возникающих штатных и не штатных в процессе вопросов».

Элегазовые выключатели 110 кв, 220 кв

Для гашения электрической дуги часто используются различные газовые смеси. Элегазовые выключатели 110 кВ и 220 кВ работают именно по такому принципу и могут использоваться для работы в аварийных ситуациях.

Конструкция и виды

Элегазовые высоковольтные выключатели – это устройства оперативного управления для контроля высоковольтной линии энергоснабжения. Данные устройства имеют очень похожую конструкцию с масляными, но при этом, используют для гашения дуги не масляную смесь, а соединение газов. Зачастую это сера. Масляные выключатели требуют за собой особого ухода: по нормам необходимы периодическая замену масла и очистка рабочих контактов. Элегазовые в этом не нуждаются. Главное достоинство элегаза в его долговечности: он не стареет и минимально загрязняет механические части устройства.

Фото — высоковольтное оборудование

  1. Колонковые (HPL 245B1, MF 24 Schneider Electric);
  2. Баковые (ABB 242PMR, DT2-550 F3 – производитель Areva).

Колонковый элегазовый выключатель представляет стандартное отключающее устройство, работающее только на одну фазу (например, LF 10 от Шнайдер Электрик). Он используется для сети 220 кВ. Конструктивно состоят из двух систем: контактной и дугогасительной. Обе они располагаются в емкости, наполненной элегазом. Могут быть как ручными (контроль производится исключительно механически) или дистанционными. Из-за такого разделения они имеют довольно большие габаритные размеры.

Фото — чертеж конструкции

Баковые имеют меньшие габариты, их дополняет привод ППРМ 2 для элегазового выключателя. Привод распределяется на несколько фаз, что позволяет обеспечить мягкое регулирование напряжения (включение и выключение). Также их достоинство в том, что они могут переносить большие нагрузки благодаря встроенному в систему трансформатору тока.

Помимо конструктивных особенностей, выключатели элегазового типа классифицируются по принципу гашения дуги:

  1. Автокомпрессионные или воздушные;
  2. Вращающие;
  3. Продольного дутья;
  4. Продольного дутья с дополнительным разогревом элегаза.

Принцип работы и назначение

Элегазовые выключатели высокого напряжения работают за счет изоляции фаз друг от друга посредством элегаза. Когда срабатывает сигнал о том, что нужно отключить электрооборудование, контакты отдельных камер (если устройство колонковое) размыкаются. Таким образом, встроенные контакты образуют дугу, которая помещена в газовую среду. Она разлагает газ на отдельные компоненты, но при этом и сама снижается из-за высокого давления в емкости. Если система установлена на низком давлении, то используются дополнительные компрессоры для нагнетания давления и создания газового дутья. Для выравнивания тока дополнительно используется шунтирование. Визуально схема работы выглядит так:

Фото — схема работы

Отдельно нужно сказать про модели бакового типа. Их контроль выполняется приводами и трансформаторами. Приводной механизм для этой установки является регулятором: он необходим для включения, выключения электрической энергии и удержания дуги (при надобности) на определенном уровне. Приводы бывают:

Пружинный имеет очень простой принцип действия и высокий уровень надежности. В нем вся работа выполняется только за счет механических деталей. Пружина зажимается и фиксируется на определенном уровне, а при изменении положения контрольного рычага она разжимается. На основании его принципа работы часто готовится научная презентация действия шестифтористой серы в электрической среде.

Фото — ВГУ-35

Современные пружинно-гидравлические приводы помимо пружины дополнительно оснащены гидравлической системой управления. Они считаются более эффективными, т. к. пружинные механизмы могут сами поменять положение фиксатора.

Достоинства элегазовых выключателей:

  1. Универсальность. Данные выключатели используются для контроля сетей с любым напряжением;
  2. Быстрота действия. Реакции элегаза на наличие электрической дуги происходят за доли секунды, это позволяет обеспечить быстрое аварийное отключение подконтрольной системы;
  3. Подходят для эксплуатации в условиях пожароопасности и вибрации;
  4. Долговечность. Контакты, соприкасающиеся с элегазом, практически не изнашивают, газовые смеси не нуждаются в замене, а у наружной оболочки высокие показатели защиты;
  5. Подходят для отключения переменного и постоянного тока высокого напряжения, в то время, как их аналоги – вакуумные модели не могут использоваться на высоковольтных сетях.

Но, такие приборы имеют определенные недостатки:

  1. Высокая цена, обусловленная сложностью производства и дороговизной элегазовой смеси;
  2. Монтаж осуществляется только на фундамент или специальный электрощит, причем, для этого нужна специальная инструкция и опыт;
  3. Выключатели не работают при низких температурах;
  4. При необходимом обслуживании должно использоваться специальное оборудование.
Читайте также:  Как подобрать УЗО и дифавтомат в электросеть загородного дома?

Фото — промышленный элегазовый выключатель нагрузки

Видео: особенности элегазовых выключателей

Технические характеристики

Рассмотрим технические характеристики выключателей разных производителей и типов работы.

МЕК SF6 элегазовый пружинный выключатель HD4 (завод завод ABB – АВВ):

Напряжение, кВ12 … 40,5
Ток, А630 … 3 600
Аварийный ток, кА16 … 50

Элегазовый выключатель LTB 145D1/B производства АББ:

Напряжение, кВ145
Ток (номинальный/отключения), А/кА3150/40
Время выключения, мс25
Бестоковая пауза, мс300
ПриводПружинно-моторного типа
Номинально/наибольшее напряжение, кВ220/252
Аварийный ток, кА40/50
Рабочий ток, А2000

ВГБЭП-35 (ВГБ-35, ВГБЭ):

Отключаемый ток, А630
Содержание элегаза, %32
Бестоковая пауза, с0,3
Давление заполнения элегаза при 20° С, МПаабс (кгс/см2)0.55 (5.5)
Напряжение постоянного тока и переменного, В220/110-220
Ток, А630
Климатическое исполнениеУХЛ
Напряжение в трехфазной сети переменного тока, ВОт 35 до 1000
Частота, Гц50
Номинальный ток, А220
Ток отключения, кА2500
Напряжение, кВ250
Число приводов1
Ток, А3150
Отключение при, кА40
Напряжение, кВ110
Привод1
Время отключения, мс62

ВГУ-110 (газовый силовой):

Напряжение, В110
Ток, А3150
Отключение, кА40
Климатическое исполнениеУ1
Условия хранения25 лет при температуре не менее 20 градусов и влажности не более 60 %

Колонковый выключатель GL314 Alstom:

Напряжение, кВ220
Максимальное напряжение, кВ240
Рабочий ток, А4000
Отключение, кА50
ИзносостойкостьМ2

Генераторные силовые отключающие устройства с пружинным приводом – FKG 2:

Номинальный ток, А9000
Номинальное напряжение, кВ24
Отключение, кА63
Время выключения, мс60
УправлениеПружинный привод, трехполюсное

Элегазовый компрессионный выключатель фирмы Siemens (Сименс)3AP1FG-245 (для установки нужны фундаменты):

Рабочее напряжение, кВ220
ОтключениеВ три периода
ПриводПружинного типа
Ток, А4000
Выключение сети при, кА40

Купить подходящие элегазовые выключатели можно в любом электротехническом магазине. Их стоимость зависит от типа устройства и его производителя. Прайс-лист в Самаре, Москве, Екатеринбурге и других городах варьируется от 100 долларов до нескольких тысяч.

Приводы к выключателям высокого напряжения – Пружинные приводы

Содержание материала

Глава шестая
ПРУЖИННЫЕ ПРИВОДЫ

1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРУЖИННЫХ ПРИВОДОВ

В пружинных приводах энергия, необходимая для включения выключателя, предварительно запасается в виде потенциальной энергии растянутых или сжатых пружин. Растяжение или сжатие пружин обычно совершается задолго до включения выключателя; поэтому время, необходимое для включения, не зависит от времени растяжения или сжатия пружин.
Энергия, необходимая для включения выключателя, запасается постепенно за счет работы мускульной силы оператора или работы электродвигателя. При применении электродвигателя выбирают двигатель сравнительно небольшой мощности. Электродвигатель, вращаясь в течение длительного промежутка времени, натягивает или сжимает пружины привода; по окончании завода пружины остаются в напряженном состоянии до тех пор, пока потребуется включить выключатель. Пружинные приводы подразделяются на: 1) приводы с ручным заводом и 2) приводы с электродвигательным заводом.
Приводы с ручным заводом могут быть применены для выключателей небольшой мощности, а приводы с электродвигательным заводом применяются для более мощных выключателей. Однако пружинные приводы для обслуживания особенно тяжелых выключателей не применяются, так как с увеличением работы включения конструкции пружинных приводов становятся неэкономичными по сравнению с другими приводами.
Пружинные приводы, так же как и другие приводы, могут быть применены как для автоматического включения и отключения выключателей, так и для цикла АПВ.
Для обеспечения АПВ необходимо включающую пружину после включения выключателя снова завести и оставить ее в заведенном состоянии. При отключении выключателя механизм прикола срабатывает и освобождает защелку, удерживающую пружину в заведенном состоянии, в результате освобождения пружина автоматически повторно включает выключатель. Отключение выключателя может быть произведено как при помощи отключающих реле и катушек электромагнитов, так и от руки оператора при нажатии на соответственную кнопку цепи управления.
Пружинные приводы не очень сложны и надежно работают в эксплуатации.

2. ПРУЖИННЫЙ ПРИВОД С РУЧНЫМ ЗАВОДОМ

Заводами «Уралэлектроаппарат» и «Электроаппарат» было разработано большое количество пружинных приводов для управления различными выключателями. Некоторые из разработанных приводов в настоящее время проходят стендовые испытания и возможно в ближайшее время будут запущены в производство. На рис. 6-1 показан пружинный привод типа ППР, выпускаемый заводом «Электроаппарат». Этот привад выполнен в виде подвесной конструкции и состоит из включающей пружины, механизма для завода пружины, включающего и отключающего электромагнита и механизма свободного расцепления.
Включающая пружина 2 и механизм для завода пружины собраны между стальными пластинами 3. Завод пружины совершается при помощи ручного рычажного привода 23, тяга которого 6 соединяется с заводным рычагом 5. Неподвижный конец включающей пружины прикреплен болтом 1, причем этим болтом в нужный момент можно производить необходимый натяг пружины. Подвижный конец пружины сцеплен с заводящим храповиком 13. Для завода пружины необходимо совершать попеременное движение рукоятки ручного привода 23 вниз и вверх, при этом собачка 11 поворачивает храповик 13 на один зуб. Когда рукоятка ручного привода движется вверх, в это время храповое колесо приводится в движение толкачом 9, а собачка скользит по следующему зубу храпового колеса и заскакивает за этот зуб. Для полного завода пружины требуется четыре движения рукоятки 23 (вниз — вверх — вниз — вверх). После заведения пружины рукоятка в верхнем положении запирается мертвым положением звеньев механизма ручного привода и специальным запорным пальцем 24.
Чтобы включить выключатель, необходимо освободить собачку 11, которая удерживается за удлиненную часть хвостовика специальной защелкой 7. Включение производится вручную посредством тяги 15 или дистанционно включающим электромагнитом 4.
Когда освобождается хвостовая часть собачки, собачка 11 поворачивается вокруг пальца 10 и тем самым опускает зуб храповика 13. Освобожденный храповик под действием сил растянутой пружины 2 приходит в движение и тем самым увлекает за собой (через палец 12) включающий рычаг 14, связанный через механизм свободного расцепления 16 с приводным рычагом выключателя.

Механизм свободного расцепления привода представляет собой простейшее шарнирное устройство, закрытое отключающей защелкой 17 в положении, близком к мертвому. Отключение может быть произведено либо вручную, либо посредством отключающего электромагнита 18, так как отключающая электромагнит не блокируется, он в любой момент может произнести отключение выключателя под действием релейной защиты или от кнопки дистанционного управления.


Рис. 6-1. Общий вид пружинного привода типа ППР.
1—болт; 2— включающая пружина; 3—стальные пластины; 4—включающий электромагнит; 5—заводной рычаг; 6—тяга; 7—защелка; 8—вал заводного рычага; 9—толкач; 10—палец; 11—собачка; 12—палец; 13—храповик; 14—включающий рычаг; 15—тяга; 16—механизм свободного расцепления; 17—отключающая защелка; 18—отключающий электромагнит; 19—тяга сигнализация; 20—тяга ручного управления; 21 — рычаг ручной команды; 22—блок сигнализации; 23—рычажный привод; 24—запорный палец; 25—рычаг с пальцем; 26 и 27—ломающийся рычаг.

Отключение производится под действием отключающих пружин выключателя следующим образом. При втягивании сердечника электромагнита 18 приходит в движение рычаг с пальцем 25, который поворачивается около своей оси и ударяет в ролик, сидящий на конце рычага 16. В это время рычаг отходит вправо и поворачивается около оси, укрепленной на одном из звеньев ломающегося рычага 26. При повороте рычага 16 защелка сходит со своего упора и тем
самым дает возможность ломающемуся рычагу 26—27 прийти в движение. В результате этого отключающие пружины выключателя производят отключение, одновременно с этим поворачиваются рычаги механизма привода и занимают положение, подготовленное к включению.
Когда пружины заведены, включение выключателя может быть осуществлено при помощи кнопки включающего электромагнита 4. При этом сердечник электромагнита втягивается, тем самым поворачивает коромысло, которое ударяет в хвост защелки 7, удерживающей собачку 11. Механизм при этом поворачивается, и собачка освобождает храповик 13. В свою очередь храповик поворачивается под действием пружины 22 против часовой стрелки и увлекает своим пальцем диск и ломающийся рычаг 26—27 и рычаг, поворачивающий вал выключателя, тем самым включает выключатель.
Установка ручного рычажного привода 23 (рис. 6-1) по отношению к пружинному приводу ППР может быть произведена не только с лицевой стороны, как показано на рис. 6-1, но и с тыльной стороны.
Как было отмечено, в привод встраиваются электромагнит включения и электромагнит отключения. Обмотки катушек этих электромагнитов выполнены в зависимости от номинального напряжения оперативного тока. Данные о потребляемых токах электромагнитов приведены в табл. 6-1.

Таблица 6-1

Для сигнализации положения включения и отключения устанавливается блок 22, в котором имеется рычаг ручной команды 21 и блок-контакты типа КСА на 6 или 8 цепей. Рычаг ручной команды связан с механизмом привода ППР посредством тяги 20. Для включения необходимо совершить движение рычага вверх, а для отключения — движение рычага вниз.
Включенное и отключенное положения привода и выключателя фиксируются специальным указателем положения с четырьмя надписями:

Надписи Готов и Не готов показывают подготовленность привода произвести включение выключателя, т. е. свидетельствуют о заведенном или незаведенном состоянии включающей пружины.

Надписи включен и отключен относятся к положению выключателя.

а — схема с питанием электромагнитов и ламп от одной цепи; б— схема с питанием электромагнитов и ламп от разных цепей. Буквенные обозначения см. подпись к рис. 5-5.

Схема сигнального устройства привода показана на рис. 6-2. Кроме того, в привод могут быть встроены блок-реле с различными вариантами исполнения реле и электромагнитов в зависимости от схемы защиты, которые обозначаются так: БР-110, БР-113, БР-114, БР-450, БР-455 и БР-500.
БР означает блок-реле, а цифры означают различные варианты реле и электромагнитов, обозначение и выбор которых производятся по данным табл. 2-2.

Гидромеханический привод элегазового выключателя

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к гидравлическим приводам элегазовых выключателей с дугогасительными устройствами автокомпрессионного типа. Привод содержит гидронасос, клапаны управления с электромагнитными приводами, рабочий силовой цилиндр с поршнем, сильфон с крышками, корпус в виде стакана, жестко соединенный с верхней крышкой сильфона и имеющий полость А под подвижной нижней крышкой, заполненную сжатым газом (энергоаккумулятором), температура которого контролируется датчиком и поддерживается постоянной с помощью нагревателя и системы автоматики. Возможны варианты, когда диаметр подвижной крышки сильфона, выполненной в виде поршня, превышает активный диаметр сильфона и равен диаметру стакана, и когда он равен диаметру сильфона и меньше диаметра стакана, и когда он равен диаметру сильфона, но меньше диаметра стакана. Технический результат – упрощение конструкции гидропривода и повышение надежности элегазового выключателя за счет увеличения стабильности характеристик гидропривода. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к гидромеханическим приводам элегазовых выключателей с дугогасительными устройствами автокомпрессионного типа.

Известны гидромеханические приводы для элегазовых выключателей, содержащие рабочий силовой цилиндр, полость, заполненную рабочей жидкостью – носителем запасенной энергии, и полость, заполненную сжатым газом – аккумулятором запасенной энергии, разделенные посредством герметичной подвижной перегородки, клапаны управления с электромагнитными приводами и гидронасос.

В качестве аккумулятора запасенной энергии в известных устройствах используется либо сжатый газ, воздействующий через подвижную перегородку на рабочую жидкость, либо пакет сжатых тарельчатых пружин, постоянно воздействующих на рабочую жидкость.

Недостатками таких устройств являются: зависимость аккумулирующей способности газа от изменения его температуры; высокая трудоемкость и сложность изготовления тарельчатых пружин большого диаметра, а также существенное изменение механических характеристик тарельчатых пружин в зависимости от хода, что в свою очередь отрицательно влияет на стабильность характеристик работы элегазового выключателя.

Читайте также:  Светодиодный светильник на 220В моргает - как починить?

Цель изобретения – упрощение конструкции гидропривода и повышение надежности элегазового выключателя за счет увеличения стабильности характеристик гидропривода.

С этой целью в гидромеханическом приводе элегазового выключателя с дугогасительными устройствами автокомпрессионного типа, содержащем рабочий силовой цилиндр, полость, заполненную рабочей жидкостью – носителем запасенной энергии, и полость, заполненную сжатым газом – аккумулятором запасенной энергии, разделенные посредством герметичной разделительной подвижной перегородки, клапаны управления с электромагнитными приводами и гидронасос, в качестве герметичной разделительной подвижной перегородки выбран сильфон, герметично закрытый с торцов крышками, одна из которых неподвижна, а вторая выполнена подвижной, например, в виде поршня с герметичными уплотнениями, причем внутренняя полость сильфона соединена либо с полостью, заполненной рабочей жидкостью, либо с полостью, заполненной сжатым газом.

Полость, заполненная сжатым газом, может быть снабжена нагревателем и системой автоматики для поддержания давления газа вне зависимости от температуры окружающей среды.

Неизвестны гидромеханические приводы элегазовых выключателей, обладающие вышеуказанными отличительными признаками.

На фиг. 1 показан гидромеханический привод элегазового выключателя, в котором подвижная крышка сильфона выполнена в виде поршня, а внутренняя полость сильфона заполнена жидкостью. На фиг. 2 – вариант гидромеханического привода, в котором подвижная крышка сильфона выполнена без поршневых элементов. На фиг. 3 – вариант гидромеханического привода, в котором внутренняя полость сильфона заполнена сжатым газом.

Привод (фиг. 1) содержит гидронасос 1, клапаны управления 2, 3 с электромагнитными приводами, рабочий силовой цилиндр 4 с поршнем 5, надпоршневая полость 6 которого сообщается с внутренней полостью сильфона 7, заполненной рабочей жидкостью (энергоносителем) 8 под высоким давлением, а подпоршневая полость в зависимости от положения клапанов управления 2 и 3 сообщается либо с внутренней полостью сильфона 7, либо с полостью 9, заполненной рабочей жидкостью 10 под низким давлением, корпус 11 в виде стакана, жестко соединенный с верхней крышкой 12 сильфона 7 и имеющий полость A под подвижной нижней крышкой 13, заполненную сжатым газом (энергоаккумулятором), температура которого контролируется датчиком 14 и поддерживается постоянной с помощью нагревателя 15 и системы автоматики 16. В этом случае диаметр d1 подвижной крышки 13 сильфона 7, выполненной в виде поршня, превышает активный диаметр d2 сильфона 7, и, следовательно, давление газа в полости A меньше давления жидкости в отношении (d2/d1) 2 . При выполнении подвижной крышки 13 сильфона 7 без поршневых элементов (фиг. 2) давление газа в полости A равно давлению рабочей жидкости. Такое же равенство будет соблюдаться в случае, если внутренняя полость сильфона 7 будет заполнена сжатым газом как при наличии, так и при отсутствии поршневых элементов, а если диаметр подвижной крышки сильфона, выполненной в виде поршня, больше диаметра сильфона d2 (фиг. 3), то давление газа в полости A сильфона будет превышать давление жидкости в отношении (d1/d2) 2 .

Гидропривод механически соединен с подвижными контактами 17 дугогасительных устройств.

Работа привода осуществляется следующим образом.

В исходном положении выключатель отключен. При этом клапан управления 2 закрывает сообщение подпоршневой полости рабочего цилиндра 4 с полостью низкого давления 9.

При включении выключателя подается электропитание на электромагнитный привод клапана управления 3. При этом клапан 3 открывается и рабочая жидкость 8 из внутренней полости сильфона 7 поступает в подпоршневую полость рабочего цилиндра 4. По обе стороны поршня 5 давление выравнивается, и он перемещается вверх за счет того, что активная площадь нижней части поршня 5 превышает активную площадь верхней части поршня 5. Происходит замыкание контактов 17 выключателя. В конце операции включения блок-контактами (на чертеже не показаны) снимается электропитание с электромагнитного привода клапана 3 и клапан своей пружиной возвращается в исходное положение.

При отключении выключателя подается электропитание на электромагнитный привод клапана 2. Клапан открывается. При этом подпоршневая полость рабочего цилиндра 4 сообщается с полостью низкого давления 9. Давление в подпоршневой полости рабочего цилиндра 4 падает и поршень 5 за счет разности давлений перемещается в нижнее положение, вызывая размыкание контактов и срабатывание дугогасительных устройств выключателя.

В конце операции отключения блок-контактами (на чертеже не показаны) снимается электропитание с электромагнитного привода клапана 2 и клапан своей пружиной возвращается в исходное положение.

При перемещении поршня 5 в нижнее положение силовой цилиндр 4 подпитывается рабочей жидкостью 8 из внутренней полости сильфона 7. Сильфон 7 обеспечивает постоянное давление рабочей жидкости 8 перемещением нижней подвижной крышки 13 за счет давления сжатого газа в полости A. При достижении сильфоном 7 заданной высоты происходит автоматическое включение гидронасоса 1, который перекачивая отработанную жидкость 10 из полости 9 во внутреннюю полость сильфона 7 возвращает подвижную крышку 13 сильфона 7 в исходное положение.

При отклонении температуры газа в полости A корпуса 11 от заданной датчик 14 подает сигнал в систему автоматики 16, которая включает или отключает нагреватель 15, стабилизируя температуру и запасенную энергию газа.

Использование предлагаемого изобретения позволяет достаточно простыми средствами добиться стабильности характеристик гидропривода, а следовательно, значительно повысить надежность элегазового выключателя.

1. Гидромеханический привод элегазового выключателя с дугогасительными устройствами автокомпрессионного типа, содержащий рабочий силовой цилиндр, поршень которого механически соединен с подвижными контактами по крайней мере одного дугогасительного устройства, клапаны управления с электромагнитными приводами, гидронасос, стакан и сильфон с крышками, отличающийся тем, что сильфон установлен внутри стакана, снабженного введенной подвижной перегородкой, являющейся одновременно крышкой сильфона и разделяющей объем стакана на полость, заполненную рабочей жидкостью, и полость, заполненную газом под давлением.

2. Гидромеханический привод по п.1, отличающийся тем, что диаметр крышки выбран равным диаметру стакана и большим диаметра сильфона.

3. Гидромеханический привод по п.1, отличающийся тем, что диаметр крышки выбран равным диаметру сильфона и меньшим диаметра стакана.

4. Гидромеханический привод по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что полость, заполненная газом, снабжена нагревателем и системой автоматики для поддержания давления газа.

Что выбрать для элегазового выключателя – пружинно-гидравлический или пружинный привод?

На сегодняшний день, использование элегаза в качестве дугогасящей среды, более эффективной по сравнению со сжатым воздухом и маслом, является наиболее перспективным и быстроразвивающимся направлением развития выключателей переменного тока высокого и сверхвысокого напряжения. Основные достоинства элегазового оборудования определяются уникальными физико-химическими свойствами элегаза. При правильной эксплуатации элегаз не стареет и не требует такого тщательного ухода за собой, как масло.

Элегазовому оборудованию также присущи: компактность; большие межревизионные сроки, вплоть до отсутствия эксплуатационного обслуживания в течение всего срока службы; широкий диапазон номинальных напряжений (6-1150 кВ); пожаробезопасность и повышенная безопасность обслуживания.

Элегазовые выключатели начали усиленно разрабатываться с 1980 г. и имеют большие перспективы при напряжениях 110…1150 кВ и токах отключения до 80 кА. В технически развитых странах элегазовые выключатели высокого и сверхвысокого напряжения (110-1150 кВ) практически вытеснили все другие типы аппаратов. Также ведущие зарубежные фирмы практически полностью перешли на выпуск комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией (КРУЭ) и элегазовых выключателей для открытых распределительных устройств на классы напряжения 110 кВ и выше.

Конструкция элегазового выключателя

По конструкции различают колонковые и баковые выключатели. Колонковые ни внешне, ни по размерам принципиально не отличаются от маломасляных, кроме того, что в современных элегазовых выключателях 220 кВ только один разрыв на фазу. Баковые элегазовые выключатели имеют гораздо меньшие габариты по сравнению с масляными, имеют один общий привод на три полюса, встроенные трансформаторы тока.

Элегазовый выключатель состоит из трех основных частей:

  1. Полюс с фарфоровой изоляцией, состоящий из опорного изолятора и дугогасительной камеры;
  2. Пружинный привод;
  3. Рама и поддерживающие стойки.

Схематически, можно обозначить следующие основные части колонкового элегазового выключателя.

Основные составные части элегазовых выключателей

Дугогасительные Устройства

В элегазовых выключателях применяются различные способы гашения дуги в зависимости от номинального напряжения, номинального тока отключения и эксплуатационных особенностей в месте установки. В элегазовых дугогасительных устройств в отличие от воздушных дугогасительных устройств при гашении дуги прохождение газа через сопло происходит не в атмосферу, а в замкнутый объем камеры, заполненный элегазом при относительно небольшом избыточном давлении. По способу гашения дуги в элегазе различаются следующие элегазовые выключатели:

  • автокомпрессионные с дутьем в элегазе, создаваемым посредством компрессионного устройства (элегазовые выключатели с одной ступенью давления);
  • в которых гашение дуги в дугогасительных устройствах обеспечивается вращением её по кольцевым контактам под действием поперечного магнитного поля, создаваемого отключаемым током (элегазовые выключатели с электромагнитным дутьем);
  • с дугогасительным устройством продольного дутья, в которую предварительно сжатый газ поступает из резервуара с относительно высоким давлением элегаза (элегазовые выключатели с двумя ступенями давления);
  • с дугогасительным устройством продольного дутья, в которых повышение давления элегаза происходит за счет разогрева газовой среды дугой отключения в специальной камере (элегазовые выключатели с автогенерирующим дутьем).

Рассмотрим конструкцию и принцип работы наиболее часто используемых в выключателях 110-220кВ автокомпрессионных дугогасительных устройств.

Дугогасительная камера, наполненная элегазом под давлением, находится в верхней части полюса и состоит из неподвижного контакта, сопла, подвижного контакта, компрессионного цилиндра и закрепленного плунжера (Рис. 1). Во время операции «ОТКЛЮЧЕНИЕ» (Рис. 2) подвижный контакт вместе с компрессионным цилиндром опускается вниз. Неподвижный и подвижный контакты расходятся. В момент расхождения между неподвижным дуговым контактом и подвижным дуговым контактом возникает электрическая дуга. Движение компрессионного цилиндра сжимает элегаз к закрепленному плунжеру, создавая таким образом мощный поток элегаза над дугой. После достижения некоторого расстояния между контактами за счет потока элегаза существенно увеличивается диэлектрическая прочность разрыва, вследствие чего гасится дуга.

Надежность системы еще более увеличивается с использованием одиночного разрыва дуги и противоположного движения элегаза с его распылением, которые уменьшают количество подвижных элементов и вспомогательных систем в выключателе. Данный принцип показан на Рис. 3.

Привод выключателя

Приводы выключателей обеспечивают управление выключателем — включение, удержание во включенном положении и отключение. Вал привода соединяют с валом выключателя системой рычагов и тяг. Привод выключателя должен обеспечивать необходимую надежность и быстроту работы, а при электрическом управлении — наименьшее потребление электроэнергии. В элегазовых выключателя применяют два типа приводов:

  • пружинный привод, управляющим органом которого является кинематическая система рычагов, кулачков и валов;
  • пружинно-гидравлический привод, управляющим органом которого является гидросистема.

Рассмотрим конструкцию и принцип работы наиболее часто используемых в выключателях 110-220кВ пружинных приводов. Пружинный привод состоит из двух пружин – включающей и отключающей. Включающая пружина сжимается при помощи кулачка с храповым механизмом, которые управляются электрическим двигателем. На Рис. 4 показан выключатель во включенном положении (включающая пружина взведена). Обе пружины (включающая и отключающая) находятся во взведенном состоянии. Пружина отключения создает крутящий момент на рычаге в направлении против часовой стрелки. На данном этапе блокирующее устройство, которое называется «защелка фиксации отключения», предотвращает перемещение рычага.

Во время срабатывания электромагнита отключения рычаг освобождается от блокирующего устройства и вращается до момента достижения положения «ОТКЛЮЧЕНО». На Рис. 5 показан автоматический элегазовый выключатель в отключенном состоянии.

Пружина отключения находится в разряженном состоянии. Пружина включения создает крутящий момент на кулачке и храповом колесе в направлении против часовой стрелки. Во время подачи напряжения на электромагнит включения кулачок вращается в направлении против часовой стрелки, при этом рычаг вращается в направлении по часовой стрелке. Данное движение рычага приводит выключатель в положение «ВКЛЮЧЕНО» и одновременно заряжает пружину отключения. На Рис. 6 показан элегазовый выключатель во включенном состоянии (пружина включения разряжена). Сразу же после включения элегазового выключателя подается напряжение на двигатель заводки пружины включения. Пружина включения заводится с помощью храпового колеса, связанного с электродвигателем. После полной заводки пружины включения концевой выключатель отключает питание двигателя и защелка фиксации включения удерживает энергию сжатой пружины до момента следующего ее срабатывания.

Ссылка на основную публикацию