Подальше підвищення номінальної напруги і номінального струму в повітряних вимикачах наштовхується на великі труднощі.
Були використані фреон, чотирихлористий вуглець і шести-фториста сірка (SF6), яка і була обрана завдяки високій елек-тричних міцності і великий дугогасящей здатності.
1. Елегаз є "електронегативним" газом. Його молекули володіють здатністю захоплювати електрони. При цьому утворюються малорухливі, важкі негативні іони, які повільно розганяються електричним полем. Завдяки цьому елегаз володіє високою електричною міцністю.
2. Висока питома об'ємна теплоємність, майже в 4 рази більше, ніж у
повітря. Це дозволяє збільшити струмовий навантаження на 15-25% і при цьому
зменшити перетин струмоведучих ланцюга апарату.
3. Номінальний струм відключення камери поздовжнього дуття з елегазом в 5 разів
вище, ніж з повітрям.
4. Мала напруженість електричного поля в стовпі дуги, а значить різке
скорочення зносу контактів.
5. Елегаз є інертним газом (до 800 ° С). Він не вступає в реакцію з
киснем і воднем, слабо розкладається дугою. Елегаз нетоксичний.
6. Елегаз негорюч, пожежобезпечний.
Недоліком елегазу є перехід з газоподібного стану в рідке вже при температурі 0 ° С і тиску 1,25 МПа. Це створює передумову використовувати його або з підігрівом, або при низькому тиску.
У елегазових вимикачах відомі три принципи гасіння дуги:
1) з автоматичним дутьем. Необхідний для дуття перепад тиску створюється за рахунок енергії приводу;
2) з охолодженням дуги елегазом при її русі, викликаному
взаємодією струму з магнітним полем;
3) з гасінням дуги за рахунок перетікання газу з резервуара з високим
тиском в резервуар з низьким тиском (вимикачі з подвійним
тиском).
В даний час широко застосовується перший способ.Дугогасі-тельное пристрій з автоматичним примусовим дутьем показано на рис.8. Воно розташовується в герметичному баці з тиском елегазу 0,2-0,28 МПа. При відключенні дуга виникає між нерухомим 1 і рухомим 2 контактами. Разом з рухомим контактом 2 при відключенні переміщаються сопло 3 із фторопласта, перегородка 5 і циліндр 6. Поршень 4 при цьому нерухомий, елегаз стискається і його потік, проходячи через сопло, поздовжньо омиває дугу і забезпечує її ефективне гасіння.
Широкому поширенню елегазових вимикачів особливо в КРУ на напругу 110 і 220 кВ сприяли незаперечні їх гідності: Г- повна заводська готовність, що забезпечує простий і швидкий монтаж. Вимикач поставляється повністю відрегульованим, заповненим елегазом до робочого тиску і не вимагає при монтажі та налагодження дозаправки елегазом;
- вибухо- і пожежна безпека;
- невеликі маса і розміри, що зменшує необхідну площу під обладнання в 10 разів;
- низькі динамічні навантаження на фундамент при роботі (установка вимикача на одній опорі з полегшеним фундаментом);
Малюнок 8 - Дугогасительноє пристрій
- великі механічний і комутаційний ресурси, що забезпечують при нормальних умовах експлуатації роботу без ремонту з розкриттям бака протягом всього терміну служби вимикача;
- висока надійність: навіть при падінні надлишкового тиску елегазу до 'нуля вимикач витримує 60 В і відключає навантаження до 630 А; забезпечується експлуатація вимикача без включення підігріву до. температури мінус 45 ° С; у повна автоматизація обслуговування;
- можливість експлуатації в несприятливих атмосферних умовах;
- повна біологічна безпека для навколишнього середовища;
- поліпшені характеристики вбудованих трансформаторів струму дозволяють
в більшості випадків відмовитися від застосування виносних
трансформаторів струму зовнішньої установки.
Доцільність будівництва закритих елегазових розподільних пристроїв обумовлюється тим, що їх обсяг в 2-3 рази менше, ніж закритого РУ традиційних конструкцій.
Вимикачі для КРПЕ типів ЯЕ-110 і ЯЕ-220 мають пневматичні приводи з живленням від централізованої мережі стисненого повітря (тиск 2 МПа, вологість не більше 60%).
Елегазові вимикачі КРПЕ напругою 110 кВ типу ЯЕ-110 і напругою 220 кВ типу ЯЕ-220 (рис.9) розміщуються в герметичних алюмінієвих кожухах з прохідними дисковими ізоляторами для електричного з'єднання їх між собою, заповнених елегазом при тиску 0,4-0,6 МПа. Кожен кожух вимикача забезпечений вентилем і трубами, приєднаними до шафи контролю тиску (ШКД). Герметизовані кожухи кожної фази вимикача, мають однаковий тиск, з'єднані між собою.
Елегазові вимикачі на напруги ПО і 220 кВ окремо не виготовляються, а входять в обсяг поставки КРУ на ці напруги у вигляді окремих елементів в повністю зібраному вигляді.
Оперування елегазовим вимикачем здійснюється пневмати-ного приводом двостороннього дії. Вимкнення елегазового вимикача не передбачено.
Комутаційний ресурс елегазових вимикачів приблизно в 2-3 рази вище, ніж у маломасляних. Знос дугогасящей середовища у елегазового вимикача досить низький, продукти розкладання елегазу поглинаються спеціальними фільтрами-поглиначами (сорбенти-активізований алюмогель), а витік газу з корпуса вимикача зазвичай не перевищує 3% в рік. Дозаповнення елегазу можливо без зняття напруги. Практично межревізіонние терміни для елегазових вимикачів визначаються роботою та доглядом за його приводом.
За останнє десятиліття багато предпріятіяУкаіни налагодили випуск нових елегазових вимикачів.
ВГБ-35 - вимикач елегазовий баковий на напругу 35 кВ. зовнішньої установки, призначений для комутації електричних ланцюгів при нормальних і аварійних режимах, а також для роботи в стандартних циклах при АПВ в мережах трифазного змінного струму частотою 50 і 60 Гц. Випускає ВГБ-35 АТ «Уралелектротяжмаш», м.Запоріжжя.
Вимикач являє собою комплексний апарат, що складається з власне вимикача, приводу і шести вбудованих трансформаторів струму, рис.10. Сам вимикач складається з металевого заземленого бака, всередині якого розташовані нерухомі і рухомі контакти, а також дугогасительниє пристрої, засновані на прогресивному принципі гасіння електричної дуги шляхом її обертання в магнітному полі.
Малюнок 10 - Вимикач
Кожен трансформатор струму розрахований на весь діапазон первинних номінальних струмів (від 50 до 600 А) і має два сердечника і дві обмотки для цілей захисту та вимірювань. Перемикання відводів для вимірювання коефіцієнта трансформації проводиться без розбирання вимикача.
Вимикачі випускаються в двох виконаннях:
-вимикач з електромагнітним приводом постійного струму (типове позначення ВГБЕ-35-12,5 / 630УХЛ1 на номінальну напругу 35 кВ. номінальний струм відключення 12,5 кА, номінальний струм 630 А, для помірного і холодного клімату). На замовлення привід цього вимикача забезпечується вбудованим випрямлячем для харчування включає електромагніту від мережі змінного струму, при цьому забезпечується включення на струми короткого замикання аж до 12,5 до А;
-вимикач з електромагнітним приводом змінного струму (типове позначення ВГБЕП-35). У цьому приводі поєднуються якості, притаманні як електромагнітного приводу постійного струму (простота і надійність), так і пружинному приводу (автономність). Привід забезпечений вбудованими випрямлячами для харчування включає, що відключає електромагнітів і котушки контактора.
Вимикач забезпечений електроконтакта сигналізатором тиску елегазу з температурною компенсацією, автоматично приводить його показання до температури + 20 ° С. Сигналізатор забезпечує візуальний контроль за рівнем тиску елегазу у вимикачі і має дві установки: на попереджувальний сигнал при зниженні тиску до 0,33 МПа і на відключення вимикача при падінні тиску нижче 0,3 МП а.
Маса вимикача складає 800 кг, елегазу - 4 кг. Термін служби д о середнього ремонту 15 років.
Вимикачі можуть працювати в широкому діапазоні кліматичних умов: від районів Крайньої Півночі (нижнє робоче значення температури
довкілля - мінус 60 ° С) до районів з тропічним кліматом (верхнє робоче значення температури - плюс 55 ° С).
Елегазові вимикачі серії ВГБ розроблені на базі добре відомого принципу гасіння дуги. При спрацьовуванні вимикача елегаз стискається і викидається через контакти вимикача, здійснюючи гасіння дуги.
Вимикачі мають вбудовані трансформатори струму з кількістю вторинних обмоток: для вимірювань - 2, для захисту - 4.
Вимикачі поставляються практично в зібраному вигляді. Вони заповнюються елегазом до транспортного тиску, і комплектуються всім необхідним, в тому числі спеціальним обладнанням для закачування і контролю елегазу. Екологічно чисті вимикачі не вимагають заміни елегазу протягом всього терміну служби, не потребують особливих заходи щодо техніці безпеки і допускають підживлення елегазом без зняття напруги з вимикача. Вимикачі допускають пофазні управління, прості в налагодженні і експлуатації.
Термін до середнього ремонту - 8 років, гарантійний термін служби - 30 років.
Переваги вимикачів серії ВГБ:
- гідропривід (не потрібна система стисненого повітря);
- один розрив на полюс ВГБ-220 і два розриву на ВГБ-330;
- підвищена сейсмостійкість (низький центр тяжіння);
- низький рівень перешкод (електромагнітних випромінювань, шуму і т.д.).
Малюнок 11 - Вимикач серії ВГБ
Вимикачі серії ВДУ випускає НВО «Уралелектротяжмаш», Запоріжжя, на номінальну напругу ПО, 220, 330 і 500 кВ. Вимикач призначений для комутації електричних ланцюгів при нормальних і аварійних режимах в мережах трифазного змінного струму частотою 50 і 60 Гц.
На рис.12 показаний вимикач елегазовий типу ВДУ-220-45 / 3150 У1, (У - конструктивне виконання) на номінальну напругу 220 кВ, номінальний струм відключення 45 кА, номінальний струм 3150А, для помірного клімату.
У зв'язку зі зростанням номінального напруги в два рази (проти ВДУ-110) число розривів на полюсі збільшено в два рази. Тому полюс має Уобразную компоновку. Управління контактами здійснюється приводом, розташованим в шафі управління. Відключення проводиться пневматичним приводом. Включення здійснюється пружинами, які заводяться при відключенні. Управління трьома полюсами здійснюється за допомогою шафи управління.
Висота установки над рівнем моря 1000 м; робоче значення температури навколишнього середовища від мінус 45 до плюс 40 ° С.
Маса вимикача 8000 кг, маса елегазу у вимикачі 35 кг. / Номінальний робочий тиск елегазу 0,4 МПа, номінальний тиск I стисненого повітря приводу 2,0 МПа.
Термін служби до середнього ремонту (повної перебиранням вузлів) - 12 років, / термін служби до списання - 25 років.
Елегазові вимикачі серії ВГТ на номінальну напругу 110 і 220 кВ випускає АТ «Уралелектротяжмаш», Запоріжжя. Вимикач типу ВГТ-110-40 / 2500У1 представлений на рис.13.
Вимикачі зовнішньої установки призначені для комутації електричних мереж при нормальних і аварійних режимах, а також для
Малюнок 12 - Вимикач елегазовий типу ВДУ
Малюнок 13 - елегазові вимикачі серії ВГТ:
а) на напругу 110 кВ; б) на напругу 220 кВ
роботи в стандартних циклах при АПВ в мережах трифазного змінного струму частоти 50 і 60 Гц в районах з помірним кліматом. Вимикач управляється пружинним приводом типу ППРк.
Основні переваги елегазових вимикачів серії ВГТ:
- висока надійність роботи;
- застосування надійного автономного і не вимагає потужних джерел
харчування пружинного приводу, що має більш, ніж 16-річний досвід
експлуатації в складі маломасляних вимикачів серії ВМТ;
- висока заводська готовність, простий і швидкий монтаж;
- відсутність необхідності в технічному обслуговуванні і ремонтах при
нормальних умовах експлуатації;
- високий механічний і комутаційний ресурси, якість ущільнення і
комплектуючих, що забезпечують 20-річний міжремонтний період;
- низький рівень шуму при спрацьовуванні, відповідність високим
природоохоронним вимогам;
- низькі динамічні навантаження на фундаментні опори;
- повна взаємозамінність (по габаритно-настановних розмірів і
приводам) з маломаслянимівимикачами серії ВМТ.
1. Переваги елегазу як гасить середовища.
2. На які номінальну напругу випускаються елегазові
вимикачі.
3. Способи гасіння дуги.
4. Яких конструкцій привід використовується в елегазових вимикачах.
5. Що дозволяє використовувати елегазові вимикачі в закритих
розподільних пристроїв.
6. Чому у контактів в елегазових вмикач висока
зносостійкість.