Выключатели с электромагнитным гашением дуги имеют ряд преимуществ перед малообъемными масляными выключателями, они пожаро- и взрывобезопасные, не требуют масла или другой дугогасящей среды, гарантируют низкий уровень коммутационных перенапряжений в коммутируемых аппаратах, имеют крайне незначительное обгорание контактов. Это преимущество позволяет применять их в установках с частыми отключениями. Кроме того, эти выключатели обеспечивают чистоту обслуживания, обусловленную отсутствием масла, а отсюда снижение расходов и трудоемкости на эксплуатацию. Быстродействие в зоне отключения больших токов и ограничение в процессе отключения величины тока к. з. дают соответствующее уменьшение вредных термических и динамических воздействий этих токов на элементы электроустановок. Повышенная износоустойчивость дугогасящей части выключателей обеспечивает большое допустимое число коммутационных операций без ревизий и ремонта. Эти преимущества позволили значительно расширить область применения КРУ, особенно целесообразным их применение стало на плавучих электростанциях, подстанциях метрополитена и т. п.
Широкое применение электромагнитных выключателей открывает новые возможности создания КРУ меньших габаритов, чем с маломасляными выключателями, с одновременным обеспечением экономической эффективности вследствие перехода к более упрощенным схемам электроснабжения промышленных предприятий (отказ от реактирования и т. п.) из-за высоких электрических параметров выключателей [Л. 2].
Рис. 28. Дугогасящее устройство выключателей серии ВЭМ (камера) .
1 — главные подвижные контакты выключателя; 2 — главные неподвижные контакты выключателя; 3 — дугогасительные неподвижные контакты выключателя; 4 — фторопластовая пластина; 5 — конец катушки, присоединенный к неподвижному контакту; 6 — катушка магнитного дутья; 7 — передний рог камеры; 8 — пакет керамических пластин; 9 — полюсные наконечники электромагнита; 10 — задний рог камеры; 11 — дугогасительные подвижные контакты выключателя: 12 — планка, соединяющая задний рог с нижним проходным изолятором.
Электромагнитные выключатели гасят дугу, постепенно увеличивая ее сопротивление до значений, обеспечивающих значительный сдвиг между током и напряжением. Увеличение сопротивления достигается растягиванием дуги в узкой щели между изоляционными стенками из термодугостойкого материала. Дуга возбуждается в нижней части камеры (положение А, рис. 28) и во время процесса отключения выдувается магнитным полем вверх на решетку из керамических пластин, где растягивается в двух плоскостях, приобретая зигзагообразную форму. Керамические пластины 8 имеют А-образные вырезы.
Геометрические размеры пластин определяют величину предельного тока отключения при данном напряжении, габариты дугогасительной камеры, количество допустимых отключений. Катушка магнитного дутья 6, включенная между неподвижным контактом 2 и рогом 7, обтекается током лишь в процессе отключения и включается дугой в цепь последовательно с контактами. Полный ток в катушке появляется после того, как дуга коснется рога (положение Б) и погаснет участок дуги, шунтирующий катушку. Для быстрого гашения шунтирующей (вспомогательной) дуги необходимо правильно выбрать расстояние между дугогасительным контактом и расположенным над ним рогом. Вспомогательная дуга сильно ионизирует эту область, особенно при больших отключаемых токах. Между полюсными наконечниками электромагнита образуется интенсивное магнитное поле, силовые линии которого направлены перпендикулярно плоскости движения дуги. Силы взаимодействия магнитного поля с током дуги затягивают ее вверх в пакет керамических пластин 8, расположенных на большом расстоянии друг от друга. Катушка электромагнита рассчитана таким образом, что дуга втягивается в камеру, где она занимает последовательно положения В, Г, Д, и т. д. Оба основания дуги бегут верх по рогам, а дуга, поднимаясь по камере, входит в вырезы керамических пластин, приобретает зигзагообразую форму, длина ее увеличивается, она отдает тепло керамическим пластинам. Благодаря этому сопротивление дуги увеличивается. При очередном переходе тока через нуль дуга гаснет [Л. 3].
