1-5. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Каждый отдельный тип выключателя может выполняться в различных конструктивных вариантах, но каждый вариант может быть представлен в виде схемы, характеризующей основные черты данной конструкции.
Конструктивная схема должна быть выполнена таким образом, чтобы из нее было видно:
а) число разрывов тока на полюс, взаимное расположение размыкающих или скользящих контактов и их назначение;
б) число, месторасположение и взаимное расположение дуго- гасительных устройств;
в) общая конфигурация токоведущего контура и взаимное расположение токоведущих элементов;
г) способ электрической изоляции отдельных конструктивных элементов выключателя, находящихся под разными электрическими потенциалами относительно друг друга и заземленных частей;
д) ориентировочное расположение металлических опорных элементов, масляных баков, резервуаров сжатого воздуха, выхлопных устройств и др.;
е) расположение приводного механизма и его структура;
ж) взаимное расположение выключателя и привода
При составлении конструктивной схемы желательно хотя бы ориентировочно определить соотношения линейных, размеров отдельных элементов.
Число разрывов тока на фазу, а следовательно, и число дугогасительных устройств обычно определяется на основании ориентировочной оценки дугогасящей способности одного разрыва тока в устройстве выбранного варианта с учетом ожидаемого характера распределения напряжения по отдельным разрывам во время гашения дуги.
Вопросы расчета дугогасящей способности дугогасительных устройств и распределения напряжения по разрывам рассматриваются ниже.
Рис. 1-12. Конструктивные схемы баковых масляных выключателей: а — однобаковый с простым разрывом в масле; б — трехбаковый выключатель (один полюс) с круглой формой бака, с двумя дугогасительными камерами на полюс; е — трехбаковый выключатель (один полюс) с чечевицеобразной формой бака, с двумя дугогасительными камерами на полюс
Составление конструктивной схемы является исходным этапом для расчета и конструирования выключателя, которые должны вестись в указанной выше последовательности.
В качестве примера на рис. 1-12—1-16 приведены некоторые конструктивные схемы основных типов выключателей.
Не вдаваясь подробно в анализ схем существующих конструкций, необходимо остановиться на характерных особенностях некоторых из них.
1. Во многих конструкциях малообъемных масляных выключателей с изоляционными бачками, у которых при полностью отключенном положении дугогасительные контакты остаются в масле (т. е. разрыв образуется в масле), последовательно с дугогасительным разрывом за счет размыкания ножа специально пристроенного отделителя создается видимый разрыв в воздухе; Благодаря этому разгружается электрическая изоляция дугогасителя. Отсутствие у таких выключателей отделителя может быть допущено только в том случае, когда абсолютного количества масла в дугогасительном бачке вполне достаточно, чтобы после сравнительно небольшого числа отключений с дугой оно не утратило своих изоляционных свойств.
Рис. 1-13. Конструктивные схемы малообъемных масляных выключателей: а — с одним разрывом на полюс, в металлическом бачке, для установки на стене; б —с одним разрывом на полюс, в фарфоровом бачке, с проходным трансформатором тока, для установки на стене; в — с двумя дугогасительными разрывами на полюс, в металлических бачках, с главной и дугогасительной контактными системами, с приводным механизмом, встроенным в опорную раму; г — с одним разрывом на полюс; в фарфоровом бачке, с проходным трансформатором тока, с приводным механизмом, встроенным в подвесную раму; д — с одним разрывом на полюс, в изоляционном бачке, с наружным отделителем, с приводным механизмом, встроенным в опорную раму; е — с двумя дугогасительными камерами, расположенными наклонно на одном опорном изоляторе; ж — с одним, разрывом на полюс, в фарфоровом бачке, с маслонаполненным опорным изолятором; з — с одним разрывом на полюс, в фарфоровом бачке, с совместным расположением дугогасителя и приводного механизма на фарфоровом опорном изоляторе
Рис. 1-14. Конструктивные схемы воздушных выключателей внутренней установки на 6—20 кВ; а—с одним дугогасительным разрывом в камере продольного дутья, с пристроенным приводом двустороннего действия, для установки на стене; б — с двумя последовательными дугогасительными разрывами на полюс, из которых один зашунтирован дугогасительным активным сопротивлением, с камерами продольного дутья и, встроенным приводом с наружным отделителем; в — с одним разрывом на полюс в камере поперечного воздушного дутья, с пристроенным приводом двустороннего действия.
2. Конфигурация и расположение изоляционных элементов, погруженных в масло, выбираются так, чтобы не было горизонтальных непрерывных поверхностей, на которые могли бы оседать образовавшиеся в масле частицы угля и таким образом создавать пути разряда по поверхности. Такого рода разряды обычно приводят к тяжелым авариям.
3. В воздушных (воздухонапорных) выключателях, предназначенных для мгновенного АПВ, применяется приводной механизм, непосредственно встроенный в дугогаситель. При этом во многих случаях появляется необходимость в пристроенном отделителе, за счет которого непосредственно после гашения дуги образуется дополнительный разрыв — открытый или в сжатом воздухе (см. гл. 4).
Рис. 1-15. Конструктивные схемы воздушных выключателей наружной установки на напряжение 110 кВ: а — с двумя вертикально расположенными разрывами на полюс, с последовательной подачей воздуха в камеры, с наружным отделителем; б — с двумя разрывами на полюс, с вертикальным расположением камер дугогашения, с воздухонаполненным отделителем; в— с тремя последовательными разрывами на полюс и с горизонтальным расположением дугогасителей, с параллельной подачей воздуха к камерам, без отделителя; г —с двумя дугогасительными разрывами на полюс, находящимися в постоянно наполненной сжатым воздухом камере большого объема, без отделителя
Наличие в воздушном выключателе промежуточных элементов кинематической связи между дугогасительными контактами и рабочим элементом привода снижает быстродействие выключателя.
4. Серии современных выключателей (кроме баковых масляных) на классы напряжения, например, 110—750 кВ создаются на основе применения унифицированной конструкции дугогасителя (модуля серии) того или иного типа. Число таких модулей на полюс и высота изоляционных опорных элементов выбираются в соответствии с величиной номинального напряжения.
В компоновках выключателей на сверхвысокие напряжения (500 кВ и выше) более выгодным, может быть «подвесной» вариант, в котором вместо опорных изоляторов использованы изоляторы подвесного типа (рис. 1-16, в).
Конструктивная схема выключателя, предназначенного для установки в ячейке комплектного распределительного устройства
Рис. 1-16. Конструктивные схемы выключателей сверхвысокого напряжения: а — опорный вариант с фарфоровой камерой; б — опорный вариант с металлической камерой; в — подвесной вариант
(КРУ), должна обеспечивать возможно более выгодную конструктивную связь выключателя с батальными элементами ячейки. Обычно такие выключатели имеют непосредственно пристроенный привод, чем обеспечивается более удобный -осмотр и ремонт выключателя в процессе эксплуатации и даже смена его.
