Конструктивные особенности, работа, преимущества и применение элегазовых выключателей

В элегазовых выключателях, SF6 используется как дугогасительная среда. Гексафторид серы это газ, который не проводит электричество и имеет хорошую способность поглощать свободные электроны. Контакты размыкаются в потоке газа под большим давлением. Между ними возникает дуга. Проводящие свободные электроны дуги быстро улавливаются газом, чтобы сформировать относительно неподвижные отрицательные ионы. Эта потеря проводящих электронов быстро увеличивает диэлектрическую прочность, до значений достаточных для того, чтобы дуга погасла. элегазовые выключатели очень эффективны для использования в цепях высокого напряжения и высокой мощности.

Конструкция: На рис. показаны части обычного SF6 выключателя. Он состоит из неподвижного и подвижного контактов помещенных в дугогасительную камеру. Она наполнена гексафторидом серы. Эта камеры соединена с газгольдером (приёмник и распределитель газа). Когда контакты выключателя открываются, гексафторид серы из газгольдера через клапанный механизм под большим давлением поступает в дугогасительную камеру. Неподвижный контакт представляет собой полую цилиндрическую трубку, на конце которой сделан контакт с дугогасительным устройством. Подвижный контакт так же является полой цилиндрической трубкой с прямоугольными прорезями по бокам. Через эти прорези подается гексафторид серы, который протекает через дугу. Концы подвижного и неподвижного контактов и дугогасительного устройства покрыты медно-вольфрамовым покрытием, оно устойчиво к частому образованию и разрыву дуги. Так как гексафторид серы дорогой, он не выбрасывается в атмосферу, а забирается из камеры и восстанавливается специальной вспомогательной системой. Этот процесс происходит после каждого выключения.

Работа: Во включенном положении контакты находятся в атмосфере элегаза под давлением около 2.8 кг/см2. Когда происходит смена положения с включенного на выключенное, подвижный контакт выходит из соединения с неподвижным и между ними образуется дуга. Движение подвижного контакта синхронизировано с открытием клапана, который впускает гексафторид серы из газгольдера в дугогасительную камеру под давлением 14 кг/см2. Поток газа под большим давлением быстро поглощает свободные электроны дуги и создает негативные ионы, которые не являются эффективными в качестве носителей заряда. В результате, среда между контактами быстро увеличивает диэлектрическую прочность, что есть причиной гашения дуги. После того как операция выключения закончена, клапан закрывается. Закрытие происходит под действием набора пружин.

Преимущества над масляными и воздушными выключателями:
А. Благодаря дугогасительным свойствам элегаза такие выключатели имеют очень короткое время горения дуги
Б. Диэлектрическая прочность элегаза в 2 -3 раза больше чем воздуха, такие выключатели могут прервать гораздо больше токи.
В. Бесшумный в эксплуатации благодаря закрытому циклу газа
Г. Благодаря закрытой газовой камере, внешняя часть выключатель остается сухой и нет проблем с влагой
Д. Нет риска возгорания, так как гексафторид серы не воспламеняем
Е. Низкие расходы на обслуживание, нет строгих ограничений по эксплуатации, минимум дополнительного оборудования
Ж. Элегазовые выключатели полностью изолированы от атмосферы, они хорошо подходят для использования во взрывоопасных местах.

Недостатки
А. Высока цена выключателя из-за высокой цены элегаза
Б. Необходимо дополнительное оборудование для восстановления элегаза после каждого выключения
В. Элегаз экологически опасен

Область применения: из-за определенных сложностей в изготовлении вакуумных выключателей на напряжения 110 кВ и выше, элегазовые выключатели более популярны на эти напряжения, хотя немало моделей элегазовых выключателей на 10 (6) и 35 кВ их доля на эти классы напряжения меньше.