Выключатели и измерительные трансформаторы в КРУ 6-220 кВ - Электромагнитные выключатели для КРУ 6 и 10кВ

Рассмотренные масляные выключатели имеют ряд недостатков: ограниченное количество операций, так как при частых отключениях небольшое количество масла быстро загрязняется продуктами разложения масла и износа контактов при воздействии электрической дуги; взрыво- и пожароопасность аппаратов; трудность осуществления подогрева масла. Выключатели с электромагнитным гашением дуги (электромагнитные выключатели) имеют преимущества перед малообъемными масляными выключателями, они пожаро- и взрывобезопасные, не требуют масла или другой дугогасящей среды, гарантируют низкий уровень коммутационных перенапряжений в коммутируемых устройствах, имеют меньшее обгорание контактов. Эти преимущества позволяют применять их для потребителей 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 дает соответствующее уменьшение вредных термических и динамических воздействий этих токов на элементы электроустановок. Повышенная износостойкость дугогасящей части выключателей обеспечивает большее допустимое число коммутационны операций без ревизий. Эти преимущества позволили значитель но расширить область применения КРУ. Электромагнитны выключатели нашли широкое применение на блочных тепловых и атомных электростанциях с энергоблоками единичной мощностью от 300 до 1200 МВт, на плавучих электростанциях подстанциях метрополитена, металлургических комбинатах и т.п.
Принцип работы электромагнитных выключателей основан на гашении электрической дуги в дугогасительной камере, содержащей пакет керамических пластин, в который дуга затягивается поперечным магнитным полем, возбуждемым током дуги. Дуга, возникающая при размыкании дугогасительных контактов, под действием электродинамических сил контура тока и тепловых конвекционных потоков поднимается вверх и входит в дугогасительную камеру, постепенно увеличивая свое сопротивление.
На рис. 20 показаны различные положения, которые занимает электрическая дуга, поднимаясь по камере. Одно ее основание задерживается при этом на металлокерамической напайке неподвижного дугогасительного контакта, а второе перемещается по верхней кромке подвижного дугогасительного контакта. Дуга образует петлю между металлокерамическими напайками этих контактов (положение А). Постепенно удлиняясь, петля дуги приближается к левому рогу и переходит на него. При этом часть дуги, находящаяся между металлокерамической напайкой неподвижного дугогасительного контакта и рогом оказывается зашунтированной катушкой магнитного дутья Отдавая тепло керамической гребенке, она быстро гаснет и через катушку начинает проходить полный ток, протекающий через выключатель. Второе основание дуги перебрасывается с подвижного дугогасительного контакта на правый рог, и дуга занимает положение Б. Вторая катушка магнитного дутья, один конец которой соединен с рогом, а другой с нижним выводом выключателя, при этом оказывается последовательно включенной в цепь дуги.
Между полюсными боковыми щеками электромагнитов создается интенсивное магнитное поле, пронизывающее камеру перпендикулярно плоскости, в которой движется дуга. Это магнитное поле взаимодействует с током дуги. Направление навивки витков катушек выбрано таким, что усилие воздействия магнитного поля на дугу направлено всегда в сторону затягивания дуги в камеру, где она занимает последовательно положения Б, Г  и т.д. Поднимаясь в камере, дуга, входит в вырезы керамических пластин пакета, приобретает зигзагообразную ферму (длина ее увеличивается) и одновременно отдает тепло керамическим пластинам.

Рис. 20. Камера дугогасительная электромагнитного выключателя: 1, 23 — щеки боковые; 2 — экран; 3 — гребенка; 4, 18 — рога; 5 — сердечник; 6, 17 — катушки; 7 — шпилька; 8, 10 — колодки; 9, 20 — пластина; 11 — пакет пластин; 12, 13 — распорка; 14 — козырек; 15, 22 — плита; 16 — эксцентрик; 19 — выхлоп; 21 — уплотение; А, Б, В, Г — положения дуги в процессе ее гашения
Благодаря этому сопротивление дуги увеличивается и при очередном переходе тока через нуль дуга гаснет. Горячие газы, образующиеся при горении Дуги, вытекают вверх по узким щелям между пластинами, Охлаждаясь до такой степени, что выброса пламени из камеры не наблюдается.
При отключении малых токов (до 1000 А) напряженность магнитного поля, создаваемого катушками электромагнитов, весьма мала и не может обеспечивать быстрое втягивание дуги в камеру. Для улучшения гашения дуги таких токов применяется дутьевое устройство с трубкой (см. поз. 5 на рис. 21), которое способствует затягиванию дуги в дугогасительную камеру.