Выключатели предназначены для отключения и включения электрических цепей в нормальных и аварийных режимах работы.
Нормальным для выключателя считается как включенное положение, когда по нему проходит ток нагрузки, так и отключенное, когда он обеспечивает необходимую прочность изоляции между контактами. В каждом из этих положений выключатель должен надежно выполнять свои функции.
Общие требования, предъявляемые к выключателям, следующие:
надежное отключение любых токов в пределах номинальных значений;
быстродействие при отключении, т.е. гашение дуги электрического тока в возможно короткий промежуток времени;
пригодность для автоматического повторного включения после отключения цепи защитой;
взрыво- и пожаробезопасность;
удобство оперативного и технического обслуживания.
Для оперативного обслуживания необходимо, чтобы каждый выключатель и его привод имели хорошо видимый и безотказно работающий указатель положения ("Включено" и "Отключено"). Если выключатель не имеет открытых контактов и привод отделен от него стенкой, то указатель должен быть и на выключателе и на приводе.
В электроустановках распределительных сетей применяют выключатели разных конструкций. В них заложены различные принципы гашения дуги и используются различные дугогасящие среды (трансформаторное масло, глубокий вакуум и т.д.). Преимущественное распространение получили масляные выключатели с малым объемом масла.
Маломасляные выключатели
Маломасляные выключатели выпускаются отечественными предприятиями серий ВМП (выключатель масляный подвесной) с встроенным пружинным или электромагнитным приводом (разновидности ВМПП и ВМПЭ), масляные выключатели колонкового типа ВК-10 с пружинным приводом, выключатели масляные горшкового типа ВМГ-10 и др. Сохранившиеся в эксплуатации баковые масляные выключатели в настоящее время вытесняются маломасляными.
Принцип работы маломасляного выключателя основан на гашении дуги, возникающей при размыкании контактов, потоком газомасляной смеси, образующейся в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры дуги. Этот поток получает определенное направление в дугогасительном устройстве, размещенном в зоне горения дуги. Процесс гашения дуги показан на рис. 7.
Рис. 7. Гашение дуги в камере выключателя ВМП-10:
а — выключатель в положении "Включено"; б — гашение дуги в процессе отключения выключателя; 1 — крышка выключателя с нижним вводом; 2 — подвижный контакт; 3 — неподвижный контакт; 4 — трансформаторное масло; 5 — воздушная подушка; 6 — дугогасительная камера; 7 — изоляционный цилиндр
Вакуумные выключатели.
Их основным достоинством является простота конструкции, высокая степень надежности, удобство обслуживания и небольшие расходы на эксплуатацию.
Главной частью вакуумного выключателя является вакуумная дугогасительная камера (ВДК). На рис. 8 показан разрез вакуумной дугогасительной камеры, используемой в вакуумном выключателе серии ВВТ. Цилиндрический корпус камеры состоит из двух секций полых керамических изоляторов 5, соединенных металлической прокладкой 6 и закрытых с торцов фланцами 1 и 8. Внутри камеры расположена контактная система и электростатические экраны 2 и 4, защищающие изоляционные поверхности от металлизации продуктами эрозии контактов и способствующие распределению потенциалов внутри камеры. Неподвижный контакт 3 жестко прикреплен к нижнему фланцу камеры 1. Подвижный контакт 7 проходит через верхний фланец 8 и соединяется с ним сильфоном 9 из нержавеющей стали, создающим герметичное подвижное соединение.
Камеры трех полюсов выключателя крепятся на металлическом каркасе с помощью опорных изоляторов.
Рис. 8. Разрез вакуумной дугогасительной камеры
Подвижные контакты камер управляются общим приводом с помощью изоляционных тяг и перемещаются при отключении на 12 мм, что позволяет достигать высоких скоростей отключения (1,7—2,3 м/с).
Из камер откачан воздух до глубокого вакуума, который сохраняется в течение всего срока их службы. Таким образом, гашение электрической дуги в вакуумной камере происходит в условиях, где практически отсутствует среда, проводящая электрический ток, поэтому изоляция межэлектродного пространства восстанавливается очень быстро (через 10 мкс, т.е. значительно быстрее, чем в воздухе или элегазе) и дуга гаснет при первом прохождении тока через нулевое значение. Эрозия контактов под действием дуги при этом ничтожна.
