Поиск по сайту
Начало >> Выключатели >> Справка выключатели >> Принцип действия и дугогасительные устройства масляных выключателей

Принцип действия и дугогасительные устройства масляных выключателей

масляный выключатель за сетчатым ограждением

В дугогасительных устройствах масляных выключателей гашение дуги осуществляется путем эффективного ее охлаждения в потоке газопаровой смеси, вырабатываемой дугой в результате разложения и испарения масла. В зависимости от назначения масла можно выделить две основные группы масляных выключателей:
баковые (многообъемные) масляные выключатели, в которых масло используется для гашения и изоляции токоведущих частей от заземленного бака;
малообъемные (маломасляные) масляные выключатели, в которых масло используется только для гашения дуги и изоляции между разомкнутыми контактами одного полюса.
В составе газопаровой смеси, возникающей в результате разложения масла под действием дуги, входит до 70% водорода Н2, обладающего по сравнению с воздухом в 8 раз более высокой теплопроводностью, но меньшей предельной электрической прочностью. Поток газопаровой смеси в зоне горения дуги обладает высокой температурой 800-2500 К. Механизм охлаждения столба дуги при больших (обычно выше 100 А) и малых значениях тока дуги различен. При больших токах охлаждение дуги происходит главным образом за счет принудительной конвекции в потоке газопаровой смеси при большом давлении. С увеличением тока интенсивность конвективного охлаждения и давление в зоне гашения дуги увеличиваются. При небольших токах конвекция и давление газа в зоне гашения дуги снижаются, условия охлаждения дуги ухудшаются и время гашения дуги затягивается. Повышение давления в зоне гашения дуги в результате принудительной подачи масла может существенно улучшить условия гашения дуги при отключении небольших токов.
Можно считать, что основными условиями для наиболее эффективного гашения дуги являются:
интенсивное дутье  паровой смеси в зоне дуги, особенно в момент тока близкого к нулю;
максимально возможное высокое давление газопаровой смеси в области дуги в конце полупериода тока.
Дугогасительные схемы с автоматическим дутьем получили наиболее широкое применение благодаря своей эффективности и простоте конструкции. В зависимости от конструкции дугогасительных камер различают (рис. 1,а) продольное дутье, когда поток
газопаровой смеси направлен вдоль столба дуги, поперечное, когда поток направлен перпендикулярно или под некоторым углом к столбу дуги (рис. 1,6) и встречное, когда поток направлен противоположно по отношению к направлению движения подвижного контакта с дугой (рис. 1,в). Часто в дугогасительных устройствах используется их комбинация.
автодутье дугогасительных камер в масле
Рис. 1. Принципы организации автодутья дугогасительных камер в масле
гашение дуги в выключателе с автодутьем в масле
Рис. 2. Этапы гашения дуги с автодутьем в масле

Гашение дуги может быть разбито на три основных этапа (рис. 2).
Первый этап (рис. 2,а). После размыкания контактов дуга горит в замкнутом, как правило, небольшом, пространстве, создавая за счет разложения масла значительные давления. Это так называемый „режим замкнутого пузыря". В течение этого этапа в результате выделяющейся в дуге энергии в замкнутом объеме создается (аккумулируется) высокое давление (до 10 МПа), которое используется на следующем этапе гашения дуги.
Второй этап (рис. 2,6) наступает с момента начала истечения газопаровой смеси из области замкнутого объема через рабочие каналы, открываемые при перемещении подвижного контакта за пределы предкамерного объема. Этап характеризуется изменением давления газопаровой смеси в камере и рабочих каналах, куда затягивается дуга, а также интенсивного истечения газопаровой смеси и завершается процессами распада столба дуги и восстановления электрической прочности межконтактного промежутка.
В течение третьего этапа (рис. 2,в) происходит удаление из камеры оставшихся после гашения дуги горячих газов, продуктов разложения масла и заполнение внутренней полости камеры свежим маслом. На этом этапе происходит подготовка камеры для последующего ее отключения. В масляных выключателях, предназначенных для работы в цикле АПВ, этот этап имеет очень важное значение.
Эффективность ДУ и ресурс масляных выключателей в значительной мере обуславливаются физико-химическими процессами, происходящими в зоне горения дуги. Образующиеся под влиянием дуги продукты разложения масла (Н2, С и др.), ионизированный газ, пары материала контактов понижают отключающую способность ДУ и ограничивают коммутационный ресурс. Свободные частички углерода, образуя коллоидную взвесь, снижают электрическую прочность изоляционного промежутка и утяжеляют процесс включения на КЗ в режиме АПВ из-за преждевременного пробоя межконтактного промежутка. Продукты разложения масла и изоляционных материалов камеры ДУ влияют на состояние контактов, их структуру и переходное сопротивление. Время горения дуги возрастает по мере накопления продуктов разложения в масле. Все это, естественно, требует постоянного контроля за состоянием качества масла, его уровнем в ДУ. Коммутационный ресурс в большой степени зависит от тока I0.иом выключателя и реальных токов отключения. Так при Iо.ном = 20 кА для маломасляного выключателя на напряжение 35 кВ количество отключений N ≥ 10, а при токе Iо.ном = 10 кА допустимое число отключений возрастает до   30. Вышеизложенные особенности требуют постоянного контроля над техническим состоянием масляных выключателей.

 
« Приводы элегазовых выключателей   Принципы дугогашения в выключателях с жидкими дугогасящими средами »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.