Элегазовые выключатели: ориентиры выбора и правила подключения

Элегазовый выключатель. Понятие, принцип работы и конструкция

Элегазовый выключатель – коммутационный аппарат, широко применяемый в электроустановках класса напряжения 6-220 кВ. В роли изолирующей и дугогасительной среды выключателя выступает элегаз (электрический газ). Последний являет собой безвредный, химически не активный, не горючий газ, который обладает высокой электрической прочностью и теплопроводимостью.

К достоинствам элегаза можно отнести также то, что он не требует ухода (как например трансформаторное масло), не стареет, не оказывает пагубного влияния на конструктивные части аппарата (при нормальной эксплуатации) и плюс ко всему является сравнительно недорогим.

Дугогасительное устройство выключателя элегазового типа отличается простотой конструкции и небольшим размером. Гашение дуги производится при небольшом количестве разрывов и достаточно быстро. Ниже рассмотрим конструктивные особенности и принцип гашения дуги в выключателе.

Каждый из трех полюсов рассматриваемого коммутационного аппарата – герметичный резервуар из металла, заполненный сжатым под давлением 0,6 МПа элегазом. В полюсе выключателя размещено автопневматическое устройство для гашения дуги. При включенном положении неподвижный контакт 5 плотно соединен с ламелями подвижного контакта 3. При отключении выключателя цилиндр 4, подвижный контакт 3 и сопло из фторопласта 4 опускаются вниз, сжимая при этом элегаз в камере 6. Находящийся по давлением электрический газ движется в сопло, где гасит электрическую дугу, возникающую при расхождении подвижного и неподвижного контактов (см. изображение).

Достоинства и недостатки элегазового выключателя

Учитывая вышесказанное, среди достоинств выключателей элегазового типа можно отметить следующее:

  • возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого исполнения практически всех классов напряжения;
  • простота и надежность конструкции;
  • большой коммутационный ресурс контактной системы;
  • неплохая отключающая способность;
  • высокая скорость срабатывания;
  • взрыво- и пожаробезопасность;
  • небольшие габаритные размеры и масса (в несколько раз меньше масляного выключателя).

Как и любое устройство, выключатель имеет и недостатки:

  • высокие требования к качеству элегаза;
  • применение специальной аппаратуры для периодического обслуживания коммутационного аппарата;
  • образование в процессе эксплуатации вредных для организма человека веществ – фторидов.

Несмотря на некоторые недостатки, элегазовый выключатель является достойной заменой масляных и воздушных коммутационных аппаратов.

Эксплуатация элегазового выключателя Siemens 3AP1DT-126. Основные требования

Конструкция и принцип работы элегазового выключателя рассмотрен в отдельном материале. Рассмотрим основные требования по эксплуатации элегазового выключателя на примере коммутационного аппарата Siemens 3AP1DT-126.

Выключатель предназначен для установки в открытых распределительных устройствах 110кВ, так как его номинальное рабочее напряжение – 126кВ. Выключатель работает в соответствии с заявленными производителем характеристиками при условии:

  • установки на высоте над уровнем моря не более тысячи метров;
  • температуры окружающей среды от -350 С до +400 С;
  • установки в соответствии с требованиям завода-изготовителя.

В процессе эксплуатации элегазового выключателя осуществляются циклы включения и отключения коммутационного аппарата. При операциях с выключателем в режимных целях, как правило, ток отключения находится в пределах номинальных значений. В аварийном режиме выключатель отключает ток перегрузки или ток короткого замыкания, то есть очень большой ток. Чем больше ток, тем меньшее количество возможных циклов включения/отключения элегазового выключателя.

Количество допустимых операций в зависимости от тока отключения устанавливает изготовитель. Для того, чтобы определить количество операций отключения, необходимо воспользоваться специальной диаграммой зависимости, приведенной в паспорте выключателя. Например, номинальный рабочий ток – 2000 А выключатель способен отключить 6000 раз. В случае аварийного отключения при токе значением 10 кА количество циклов отключения составляет 400 раз.

Эксплуатация элегазового выключателя на подстанциях с обслуживающим оперативным персоналом

Элегазовые выключатели, эксплуатируемые на открытых распределительных устройствах электроустановок, подвержены образованию конденсационной влаги, которая скапливается непосредственно в шкафу привода самого выключателя. Влага в приводе выключателя может привести к повреждению механизма привода выключателя и вторичных цепей управления и сигнализации. Поэтому в приводе выключателя предусмотрены специальные нагревательные резисторы, которые должны быть всегда включены в работу.

Коммутационные операции (включение и отключение) выключателем элегазового типа следует производить только при наличии минимально допустимого давления элегаза SF6. В противном случае может произойти повреждение выключателя. Для предотвращения негативных последствий предусмотрена сигнализация снижения давления элегаза в выключателе, а также блокировка цепей управления выключателем при понижении давления элегаза до недопустимого уровня, при котором не обеспечивается изоляция и гашение дуги при коммутации токов.

В случае снижения давления элегаза в коммутационном аппарате следует вывести его в ремонт (принять соответствующие меры в соответствии с действующими правилами и инструкциями в электроустановке), выяснить причину понижения давления, при наличии причины – устранить ее и дополнить недостающее количество газа. Для наполнения выключателя элегазом предусмотрено специальное присоединение, расположенное внутри шкафа привода. Для контроля рабочего давления газа установлен манометр.

Оперативный персонал подстанции должен производить осмотр элегазового выключателя ежедневно и дополнительно один раз в две недели в темное время суток, преимущественно в сырую погоду на предмет коронации. При неблагоприятных погодных условиях, сильном загрязнении, а также в случае аварийной ситуации, то есть после автоматического отключения коммутационного аппарата необходимо производить дополнительные осмотры.

Во время осмотра коммутационного аппарата следует:

  • осмотреть ошиновку и контактные соединения на предмет целостности и отсутствия нагрева;
  • проверить отсутствие внешних повреждений коммутационного аппарата, загрязнений;
  • убедиться в отсутствии посторонних шумов и потрескиваний внутри полюсов выключателя, разрядов;
  • осмотреть состояние металлических конструкций, площадки обслуживания выключателя, целостности заземляющего контура;
  • проверить соответствие давления элегаза в коммутационном аппарате номинальному значению, указанном в паспортных данных (в соответствии с температурой окружающей среды);
  • произвести осмотр привода выключателя, обратить особое внимание на уплотнения дверок, работоспособность обогрева, состояние проводов вторичной коммутации, отсутствие влаги и коррозии.

При обнаружении неисправностей элегазового выключателя, следует немедленно поставить в известность вышестоящий персонал. В зависимости от рода неисправности принять меры, предупреждающие возникновение аварийной ситуации.

Как отмечалось ранее, элегазовый выключатель рассчитан на определенное количество коммутаций в зависимости от величины отключаемого тока, после чего должно быть произведено техническое обслуживание. Для учета количества коммутаций на обслуживаемых подстанциях ведется журнал учета количества операций с выключателем. В данный журнал фиксируются как автоматические отключения, так и плановые.

Техническое обслуживание элегазового выключателя

Детали элегазового выключателя в процессе эксплуатации подвергаются износу, что, в конечном счете, при значительном износе, может привести к возникновению аварийной ситуации. Для того чтобы продлить срок службы коммутационного аппарата и предотвратить негативные последствия, следует своевременно, в соответствии с установленными графиками, произвести техническое обслуживание.

При составлении графиков проведения технического обслуживания – текущего и капитального ремонтов, руководствуются данными о количестве произведенных коммутационных операций. Установлены определенные сроки, по истечению которых, вне зависимости от того, произведено допустимое количество коммутаций или нет, производится техническое обслуживание. В соответствии с требованиями завода-изготовителя этот срок составляет 25 лет. Помимо этого производится дополнительный контрольный осмотр выключателя по истечению двенадцати лет после ввода его в эксплуатацию или в случае производства 50% допустимых операций включения/отключения.

Техническое обслуживание предусматривает ревизию деталей выключателя, при необходимости их замену, а также принятие мер по предупреждению дальнейшего окисления и повреждения деталей.

Руководство по эксплуатации элегазового выключателя 110 кв. Элегазовые выключатели: ориентиры выбора и правила подключения

Статья о преимуществах и недостатках высоковольтных элегазовых выключателей.

Высоковольтные выключатели применяются для изменения состояния высоковольтной линии «включено-выключено» с целью оперативного управления имеющейся системой энергоснабжения и для отключения оборудования или участка сети в аварийных ситуациях.

Для этих целей используются высоковольтные выключатели:

Названия выключателей отражают состав сред гашения дуги между контактами выключателя, которая возникает при коммутации высоких напряжений. Здесь уместны некоторые оговорки в отношении масляного выключателя – правильнее будет говорить, что гашение дуги происходит в неком газовом пузыре, образующемся при возникновении дуги в толще масляного объема. Масляные выключатели просты и дешевы в эксплуатации, но пожаро- и взрывоопасны.

В воздушном выключателе дугу гасит мощный поток воздуха из резервуаров высокого давления. Как и масляные выключатели, воздушные высоковольтные выключатели могут быть изготовлены на весь диапазон применяемых напряжений и токов. Но их конструкции сложнее и дороже, чем масляные, а эксплуатация требует наличия компрессорной станции для получения чистого сухого воздуха.

Дуга вакуумного выключателя гаснет в разреженном пространстве дугогасительной камеры. Электрическая прочность вакуума чрезвычайно высока и очень быстро восстанавливается после электрического пробоя. Кроме того такие выключатели отличает высокая надежность и уменьшенные затраты на обслуживание, простота конструкции.

Из недостатков вакуумных выключателей отмечается:

  • высокая стоимость;
  • возможность возникновения перенапряжения в сети при определенных ее состояниях;
  • для созданий выключателей на высшие напряжения требуются определенные технические ухищрения.

Элегазовые высоковольтные выключатели , чьи дугогасительные устройства работают в среде , сочетают в себе преимущества различных типов выключателей:

  • возможно использование элегазовых выключателей на любое из напряжений, применяемых в отечественной энергетике;
  • небольшие масса и габаритные размеры конструкции элегазовых выключателей в сочетании с бесшумной работой привода;
  • дуга гасится в замкнутом газовом объеме без доступа в атмосферу;
  • безвредная для человека, экологически чистая, инертная газовая среда элегазового выключателя;
  • увеличенная коммутационная способность элегазового выключателя;
  • работа в режиме переключения больших и малых токов без возникновения перенапряжения, что автоматически исключает наличие устройств ОПН (ограничение перенапряжения);
  • высокая надежность элегазового выключателя, межремонтный период увеличен до 15 лет;
  • пожаробезопасность оборудования.

К недостаткам элегазовых выключателей следует отнести:

  • высокую стоимость оборудования и текущие затраты на эксплуатацию, так как требования к качеству элегаза очень высоки;
  • температура окружающей среды влияет на агрегатное состояние элегаза, что требует применения систем подогрева выключателя при пониженных температурах (при -40°С элегаз становится жидкостью);
  • коммутационный ресурс элегазового выключателя ниже, чем у аналогичного вакуумного выключателя;
  • необходимы высококачественные уплотнения резервуаров и магистралей, так как элегаз очень текуч.

В конце прошлого столетия в мировой энергетике произошел прорыв в технологиях . Масляные и воздушные выключатели стали постепенно уступать место вакуумным и элегазовым выключателям. Это объясняется отличными дугогасящими свойствами вакуума, а также газа с химической формулой SF6, именуемого элегазом, и повышенной безопасностью эксплуатации коммутационного оборудования с их применением. И хотя вакуумное и элегазовое оборудование недешево, пока что не найден достойный конкурент средам гашения дуги – вакууму и элегазу.

Общие сведения

Выключатели элегазовые серии ВГТ предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах, а также работы в циклах АПВ в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 110 и 220 кВ.

Структура условного обозначения

выключателя ВГТ-ХII * -40/2500У1:
ВГ – выключатель элегазовый;
Т – условное обозначение конструктивного исполнения;
Х – номинальное напряжение, кВ (110 или 220);
II * – категория по длине пути утечки по внешней изоляции
в соответствии с ГОСТ 9920-89;
40 – номинальный ток отключения, кА;
2500 – номинальный ток, А;
У1 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ
15150-69 и ГОСТ 15543.1-89. привода ППрК-1800С:
П – привод;
Пр – пружинный;
К – кулачковый;
1800 – работа статического включения, Дж;
С – специальный.

Условия эксплуатации

Высота установки над уровнем моря не более 1000 м. Температура окружающего воздуха от минус 45 до 40°С. Относительная влажность воздуха не более 80% при температуре 20°С. Верхнее значение 100% при температуре 25°С. Скорость ветра 15 м/с при гололеде с толщиной корки льда до 20 мм, а при отсутствии гололеда до 40 м/с. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Содержание коррозионно-активных агентов по ГОСТ 15150-69 (для атмосферы типа II). Тяжение проводов, приложенное в горизонтальном направлении, не более 1000 Н. Длина пути утечки внешней изоляции соответствует нормам ГОСТ 9920-89 для подстанционной изоляции (степень загрязнения II * , категория исполнения Б) – на 110 кВ – не менее 280 см, на 220 кВ – не менее 570 см. Выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78 “Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия” и ТУ 2БП.029.001 ТУ, согласованным с РАО “ЕЭС России”. ТУ 2БП.029.001 ТУ

Технические характеристики

Основные технические данные выключателей приведены в таблице.

Номинальное напряжение, кВ

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

Номинальный ток, А

Номинальный ток отключения, кА

Номинальное относительное содержание апериодической
составляющей, %, не более

Параметры сквозного тока КЗ, кА:
наибольший пик

составляющей
ток термической стойкости с временем протекания 3 с

Параметры тока включения, кА:
наибольший пик
начальное действующее значение периодической
составляющей

Емкостный ток ненагруженных линий, отключаемый
без повторных пробоев, А

Емкостный ток одиночной конденсаторной батареи с глухозаземленной нейтралью, отключаемый без повторных пробоев, А

Индуктивный ток шунтирующего реактора, А

Собственное время отключения, с

Полное время отключения, с

Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с

Собственное время включения, с, не более

Разновременность работы разных полюсов (дугогасительных устройств) при отключении и включении, с, не более

Расход газа на утечки в год, % от массы элегаза, не более

Избыточное давление элегаза, приведенное к 20 ° С, МПа:
давление заполнения
давление предупредительной сигнализации
давление блокировки оперирования

Масса выключателя, кг

Масса элегаза, кг

Выдерживаемое одноминутное напряжение частоты 50 Гц, кВ

Выдерживаемое напряжение грозового импульса (1,2/50 мкс)

Длина пути утечки внешней изоляции, см, не менее

Номинальное напряжение постоянного тока электромагнитов управления привода, В

Количество электромагнитов управления в приводе:
включающих
отключающих

Количество вспомогательных контактов

Диапазон рабочих напряжений, %
номинального значения электромагнитов управления:
включающих
отключающих

Номинальное значение установившегося постоянного тока,
потребляемого электромагнитами управления, А, не более:
при напряжении 110 В
при напряжении 220 В

Номинальный ток вспомогательных цепей, А

Ток отключения коммутирующих контактов для внешних
вспомогательных цепей при напряжении 110/220 В, А:
переменного тока
постоянного тока

Мощность электродвигателя завода включающих пружин, кВт

Номинальное напряжение трехфазного переменного тока электродвигателя завода включающих пружин, В

Время завода включающих пружин, с, не более

Номинальная мощность подогревательных устройств одного привода, Вт:
постоянно работающий подогрев
подогрев, автоматически включающийся при низких
температурах

Напряжение подогревательных устройств, В

Максимальное вертикальное усилие на фундаментные опоры (переднюю и заднюю), возникающее при срабатывании выключателя (длительность импульса – не более 0,02 с), кН:
вверх
вниз

Значение параметров для типоисполнений
ВГТ-110II*-40/2500У1ВГТ-220II*-40/2500У1
80–110
70–110
17,3
18,4

Выключатели выполняют следующие операции и циклы: 1) отключение (О);
2) включение (В);
3) включение – отключение (ВО), в том числе – без преднамеренной выдержки времени между операциями (В) и (О);
4) отключение – включение (ОВ) при любой бесконтактной паузе, начиная от t к, соответствующей t ;
5) отключение – включение – отключение (ОВО) с интервалами времени между операциями согласно п.п. 3 и 4;
6) коммутационные циклы: О-0,3 с – ВО-180 с – ВО;
О-0,3 с – ВО-20 с – ВО;
О-180 с – ВО-180 с – ВО. Допустимое для каждого полюса выключателя без осмотра и ремонта дугогасительных устройств число операций отключения (ресурс по коммутационной стойкости) составляет: при токах в диапазоне свыше 60 до 100% номинального тока отключения – 20 операций;
при токах в диапазоне свыше 30 до 60% номинального тока отключения – 34 операции;
при рабочих токах, равных номинальному току – 3000 операций В-t п -О. Допустимое число операций В для токов КЗ должно составлять не более 50% допустимого числа операций О; допустимое число операций В при нагрузочных токах равно допустимому числу операций О. Выключатели имеют следующие показатели надежности и долговечности: ресурс по механической стойкости до капитального ремонта – 5000 циклов В-t п -О;
срок службы до первого ремонта – 20 лет, если до этого срока не исчерпаны ресурсы по механической или коммутационной стойкости;
срок службы – 40 лет. Гарантийный срок эксплуатации – 5 лет при наработке, не превышающей значений ресурсов по механической или коммутационной стойкости, исчисляется со дня ввода выключателя в эксплуатацию, но не позднее 6 мес для действующих предприятий и 9 мес – для строящихся предприятий со дня поступления продукции на предприятие.

Выключатели серии ВГТ относятся к электрическим коммутационным аппаратам высокого напряжения, в которых гасящей и изолирующей средой является элегаз (SF 6). Выключатель ВГТ-110II * (рис. 1) состоит из трех полюсов (колонн), установленных на общей раме и механически связанных друг с другом. Все три полюса выключателя управляются одним пружинным приводом типа ППрК-1800С.

Общий вид, габаритные, установочные и присоеденительные размеры выключателя ВГТ-110II * -40/2500У1: 1 – пружинный привод;
2 – полюс (колонна);
3 – вывод;
4 – отключающее устройство;
5 – трубка;
6 – сигнализатор;
7 – рама;
8 – указатель положения;
9 – кабельная муфта;
10 – болт М16;
11 – знак заземления;
12 – опора рамы Выключатель ВГТ-220II * (рис. 2) состоит из трех полюсов, каждый из которых имеет собственную раму и управляется своим приводом.

Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры выключателя ВГТ-220II * -40/2500У1: 1 – пружинный привод;
2 – колонна (дугогасительное устройство);
3 – шина;
4 – вывод;
5 – рама;
6 – отключающее устройство;
7 – указатель положения;
8 – конденсатор;
9 – болт М16;
10 – знак заземления;
11 – опора рамы Принцип работы выключателей основан на гашении электрической дуги потоком элегаза, который создается за счет перепада давления, обеспечиваемого автогенерацией, т.е. за счет тепловой энергии самой дуги. Включение выключателей осуществляется за счет энергии включающих пружин привода, а отключение – за счет энергии пружины отключающего устройства выключателя. Рама выключателя ВГТ-110 представляет собой сварную конструкцию, на которой установлены привод, отключающее устройство, колонны и электроконтактные сигнализаторы давления. В полости одного из опорных швеллеров рамы, закрытой крышками, размещены последовательно соединенные тяги, связывающие рычаг привода с рычагами полюсов (колонн). В крышке выполнено смотровое окно указателя положения выключателя. Рама имеет четыре отверстия диаметром 36 мм для крепления к фундаментным стойкам и снабжена специальным болтом для присоединения заземляющей шины. Рама полюса выключателя ВГТ-220II * имеет аналогичную конструкцию. Отключающее устройство установлено на противоположном от привода торце рамы и состоит из отключающей пружины, сжимаемой при включении выключателя тягой, соединенной с наружным рычагом крайней колонны. Пружина расположена в цилиндрическом корпусе, на наружном фланце которого находится буферное устройство, предназначенное для гашения кинетической энергии подвижных частей и служащее упором (ограничителем хода) при динамическом включении выключателя. Полюс выключателя ВГТ-110 представляет собой колонну, заполненную элегазом и состоящую из опорного изолятора, дугогасительного устройства с токовыми выводами, механизма управления с изоляционной тягой. Полюс выключателя ВГТ-220II * состоит из двух колонн, дугогасительные устройства которых установлены на опорных изоляторах и соединены последовательно двумя шинами. Для равномерного распределения напряжения по дугогасительным устройствам параллельно к ним подключены шунтирующие конденсаторы. Дугогасительное устройство содержит размыкаемые главные и снабженные дугостойкими наконечниками дугогасительные контакты, поршневое устройство для создания давления в его внутренней полости и фторопластовые сопла, в которых потоки элегаза приобретают направление, необходимое для эффективного гашения дуги. Надпоршневая полость высокого давления и подпоршневая полость снабжены системой клапанов, позволяющих обеспечить эффективное дутье в зоне горения дуги во всех коммутационных режимах. В верхней части дугогасительного устройства расположен контейнер, наполненный активированным адсорбентом, поглощающим из газовой области влагу и продукты разложения элегаза. Во включенном положении главные и дугогасительные контакты замкнуты. При отключении сначала размыкаются практически без дугового эффекта главные контакты при замкнутых дугогасительных, а затем размыкаются дугогасительные. Скользящий контакт между неподвижной гильзой поршневого устройства и корпусом подвижного контакта осуществляется уложенными в его углубления контактными элементами, имеющими форму замкнутых проволочных спиралей. Механизм управления колонны размещен в корпусе и опорном изоляторе и состоит из шлицевого вала с наружным и внутренним рычагом. Шлицевой вал установлен в подшипниках и уплотняется манжетами. Внутренний рычаг через нерегулируемую изоляционную тягу соединен со штоком подвижного контакта. В корпус механизма встроен клапан автономной герметизации, через который с помощью медной трубки подсоединяется сигнализатор давления, установленный на раме выключателя. Клапан автономной герметизации состоит из корпуса и подпружиненного клапана, узла подсоединения трубки сигнализатора и заглушки, устанавливаемой на время транспортирования и после заполнения элегазом при вводе в работу для обеспечения надежной герметизации внутренней полости колонны. Электроконтактный сигнализатор давления показывающего типа снабжен устройством температурной компенсации, приводящим показания давления к температуре 20°С, и двумя парами замкнутых при рабочем давлении выключателя контактов. Первая пара контактов размыкается при снижении давления до 0,34 МПа, подавая сигнал о необходимости пополнения полюса, вторая пара размыкается при давлении 0,32 МПа, блокируя подачу команды на электромагниты управления. Для исключения ложных сигналов при возможном срабатывании контактов от вибрации при включении и отключении выключателя, а также ввиду их малой мощности, в цепи контактов должно быть включено промежуточное реле времени (например, РП-2556 или РП-18) с выдержкой времени от 0,8 до 1,2 с. Сигнализатор закрывается специальным кожухом, предохраняющим его от прямого попадания осадков и солнечных лучей. Привод выключателя – пружинный с моторным и ручным заводом рабочих (цилиндрических, винтовых) пружин, типа ППрК-1800С. Привод представляет собой отдельный, помещенный в герметизированный трехдверный шкаф, агрегат. Привод имеет два отключающих электромагнита; снабжен устройствами, блокирующими: прохождение команды на включающий электромагнит при включенном выключателе и при невзведенных пружинах;
прохождение команды на отключающий электромагнит при отключенном выключателе;
“холостую” (при включенном выключателе), динамическую разрядку рабочих пружин;
включение электродвигателя завода пружин при ручном их заводе. Привод позволяет: иметь сигнализацию о следующих отклонениях от нормального (рабочего) его состояния: не включен автомат SF;
неисправность в системе завода пружин;
не включена автоматика управления электродвигателем;
не взведены пружины;
медленно оперировать контактами выключателя при его настройке без каких-либо дополнительных (например, домкратных) устройств. Привод имеет антиконденсатный (неотключаемый) и основной (управляемый терморегулятором) электроподогрев шкафа. Принципиальное отличие привода ППрК-1800С от других приводов семейства ППрК – наличие буфера, затормаживающего подвижные части выключателя при отключении. Привод прост в регулировке, диагностике неисправностей, в обслуживании. При правильной эксплуатации надежен в работе. Схема управления приводом представлена на рис. 3.

Электрическая схема управления приводом ППрК-1800С: а – исполнение с питанием двигателя от сети 380 В;
б – исполнение с питанием двигателя от сети 220 В

НаименованиеПримечание
1 Фото — высоковольтное оборудование

  1. Колонковые (HPL 245B1, MF 24 Schneider Electric);
  2. Баковые (ABB 242PMR, DT2-550 F3 – производитель Areva).

Колонковый элегазовый выключатель представляет стандартное отключающее устройство, работающее только на одну фазу (например, LF 10 от Шнайдер Электрик). Он используется для сети 220 кВ. Конструктивно состоят из двух систем: контактной и дугогасительной. Обе они располагаются в емкости, наполненной элегазом. Могут быть как ручными (контроль производится исключительно механически) или дистанционными. Из-за такого разделения они имеют довольно большие габаритные размеры.

Фото — чертеж конструкции

Баковые имеют меньшие габариты, их дополняет привод ППРМ 2 для элегазового выключателя. Привод распределяется на несколько фаз, что позволяет обеспечить мягкое регулирование напряжения (включение и выключение). Также их достоинство в том, что они могут переносить большие нагрузки благодаря встроенному в систему трансформатору тока.

Помимо конструктивных особенностей, выключатели элегазового типа классифицируются по принципу гашения дуги:

  1. Автокомпрессионные или воздушные;
  2. Вращающие;
  3. Продольного дутья;
  4. Продольного дутья с дополнительным разогревом элегаза.

Принцип работы и назначение

Элегазовые выключатели высокого напряжения работают за счет изоляции фаз друг от друга посредством элегаза. Когда срабатывает сигнал о том, что нужно отключить электрооборудование, контакты отдельных камер (если устройство колонковое) размыкаются. Таким образом, встроенные контакты образуют дугу, которая помещена в газовую среду. Она разлагает газ на отдельные компоненты, но при этом и сама снижается из-за высокого давления в емкости. Если система установлена на низком давлении, то используются дополнительные компрессоры для нагнетания давления и создания газового дутья. Для выравнивания тока дополнительно используется шунтирование. Визуально схема работы выглядит так:

Фото — схема работы

Отдельно нужно сказать про модели бакового типа. Их контроль выполняется приводами и трансформаторами. Приводной механизм для этой установки является регулятором: он необходим для включения, выключения электрической энергии и удержания дуги (при надобности) на определенном уровне. Приводы бывают:

Пружинный имеет очень простой принцип действия и высокий уровень надежности. В нем вся работа выполняется только за счет механических деталей. Пружина зажимается и фиксируется на определенном уровне, а при изменении положения контрольного рычага она разжимается. На основании его принципа работы часто готовится научная презентация действия шестифтористой серы в электрической среде.

Фото — ВГУ-35

Современные пружинно-гидравлические приводы помимо пружины дополнительно оснащены гидравлической системой управления. Они считаются более эффективными, т. к. пружинные механизмы могут сами поменять положение фиксатора.

Достоинства элегазовых выключателей:

  1. Универсальность. Данные выключатели используются для контроля сетей с любым напряжением;
  2. Быстрота действия. Реакции элегаза на наличие электрической дуги происходят за доли секунды, это позволяет обеспечить быстрое аварийное отключение подконтрольной системы;
  3. Подходят для эксплуатации в условиях пожароопасности и вибрации;
  4. Долговечность. Контакты, соприкасающиеся с элегазом, практически не изнашивают, газовые смеси не нуждаются в замене, а у наружной оболочки высокие показатели защиты;
  5. Подходят для отключения переменного и постоянного тока высокого напряжения, в то время, как их аналоги – вакуумные модели не могут использоваться на высоковольтных сетях.

Но, такие приборы имеют определенные недостатки:

  1. Высокая цена, обусловленная сложностью производства и дороговизной элегазовой смеси;
  2. Монтаж осуществляется только на фундамент или специальный электрощит, причем, для этого нужна специальная инструкция и опыт;
  3. Выключатели не работают при низких температурах;
  4. При необходимом обслуживании должно использоваться специальное оборудование.

Фото — промышленный элегазовый выключатель нагрузки

Видео: особенности элегазовых выключателей

Технические характеристики

Рассмотрим технические характеристики выключателей разных производителей и типов работы.

МЕК SF6 элегазовый пружинный выключатель HD4 (завод завод ABB – АВВ):

Напряжение, кВ12 … 40,5
Ток, А630 … 3 600
Аварийный ток, кА16 … 50

Элегазовый выключатель LTB 145D1/B производства АББ:

Напряжение, кВ145
Ток (номинальный/отключения), А/кА3150/40
Время выключения, мс25
Бестоковая пауза, мс300
ПриводПружинно-моторного типа
Номинально/наибольшее напряжение, кВ220/252
Аварийный ток, кА40/50
Рабочий ток, А2000

ВГБЭП-35 (ВГБ-35, ВГБЭ):

Отключаемый ток, А630
Содержание элегаза, %32
Бестоковая пауза, с0,3
Давление заполнения элегаза при 20° С, МПаабс (кгс/см2)0.55 (5.5)
Напряжение постоянного тока и переменного, В220/110-220
Ток, А630
Климатическое исполнениеУХЛ
Напряжение в трехфазной сети переменного тока, ВОт 35 до 1000
Частота, Гц50
Номинальный ток, А220
Ток отключения, кА2500
Напряжение, кВ250
Число приводов1
Ток, А3150
Отключение при, кА40
Напряжение, кВ110
Привод1
Время отключения, мс62

ВГУ-110 (газовый силовой):

Напряжение, В110
Ток, А3150
Отключение, кА40
Климатическое исполнениеУ1
Условия хранения25 лет при температуре не менее 20 градусов и влажности не более 60 %

Колонковый выключатель GL314 Alstom:

Напряжение, кВ220
Максимальное напряжение, кВ240
Рабочий ток, А4000
Отключение, кА50
ИзносостойкостьМ2

Генераторные силовые отключающие устройства с пружинным приводом – FKG 2:

Номинальный ток, А9000
Номинальное напряжение, кВ24
Отключение, кА63
Время выключения, мс60
УправлениеПружинный привод, трехполюсное

Элегазовый компрессионный выключатель фирмы Siemens (Сименс)3AP1FG-245 (для установки нужны фундаменты):

Рабочее напряжение, кВ220
ОтключениеВ три периода
ПриводПружинного типа
Ток, А4000
Выключение сети при, кА40

Купить подходящие элегазовые выключатели можно в любом электротехническом магазине. Их стоимость зависит от типа устройства и его производителя. Прайс-лист в Самаре, Москве, Екатеринбурге и других городах варьируется от 100 долларов до нескольких тысяч.

Элегазовые выключатели — виды правила и особенности эксплуатации

Опубликовано Артём в 10.05.2019 10.05.2019

Для гашения электрической дуги часто используются различные газовые смеси. Элегазовые выключатели 110 кВ и 220 кВ работают именно по такому принципу и могут использоваться для работы в аварийных ситуациях.

Определение и применение элегаза

Элегаз – это шестифтористая сера, которую относят к электротехническим газам. Благодаря изоляционным свойствам ее активно применяют при производстве электротехнических устройств. В нейтральном состоянии элегаз представляет собой негорючий газ без цвета и запаха. Если его сравнивать с воздухом, то можно отметить высокую плотность (6,7) и молекулярную массу, превышающую воздушную в 5 раз.

Одно из преимуществ элегаза – устойчивость к внешним проявлениям. Он не меняет характеристик при любых условиях. Если происходит распад во время электроразряда, то вскоре наступает полноценное, необходимое для работы восстановление.

Секрет в том, что молекулы элегаза связывают электроны и образуют отрицательные ионы. Качество «электроотрицания» наделило 6-фтористую серу такой характеристикой, как электрическая прочность. На практике электропрочность воздуха в 2-3 раза слабее, чем то же свойство элегаза. Кроме прочего, он пожаробезопасен, так как относится к негорючим веществам, и обладает охлаждающей способностью.

Когда возникла необходимость отыскать газ для гашения электродуги, стали изучать свойства SF6 (шестифтористой серы), 4-хлористого углерода и фреона. В испытаниях победила SF6

Перечисленные характеристики сделали элегаз максимально подходящим для применения в электротехнической сфере, в частности, в следующих устройствах:

  • силовые трансформаторы, работающие по принципу магнитной индукции;
  • распределительные устройства комплектного типа;
  • линии высокого напряжения, связывающие удаленные установки;
  • высоковольтные выключатели.

Но некоторые свойства элегаза привели к тому, что пришлось усовершенствовать конструкцию выключателя. Основной недостаток касается перехода газообразной фазы в жидкую, а это возможно при определенных соотношениях параметров давления и температуры.

Чтобы оборудование работало без перебоев, необходимо обеспечить комфортные условия. Предположим, для функционирования элегазовых устройств при -40º необходимо давление не более 0,4 МПа и плотность менее 0,03 г/см³. На практике при необходимости газ подогревают, что препятствует переходу в жидкую фазу.

Принцип действия и область применения

За счет чего работает элегазовый выключатель большого напряжения? За счет изолированности фаз между собой посредством элегаза. Принцип работы механизма следующий: при поступлении сигнала об отключении электрического оборудования, контакты каждой камеры размыкаются. Встроенные контакты создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде.

Эта среда разделяет газ на отдельные частицы и компоненты, а из-за высокого давления в резервуаре, сама среда снижается. Возможное применение дополнительных компрессоров, если система работает на низком давлении. Тогда компрессоры усиливают давление и образовывают газовое дутье. Также используется шунтирование, применение которого необходимо для выравнивания тока.

Обозначение на схеме ниже указывает расположения каждого элемента в механизме выключателя:

Что касается моделей бакового вида, так в них контроль осуществляется с помощью приводов и трансформаторов. Для чего нужен привод? Его механизм является регулятором и его назначение заключается в том, чтобы включать или выключать электроэнергию и, если необходимо, удерживать дугу на установленном уровне.

Приводы делятся на пружинные и пружинно-гидравлические. Пружинные обладают большой степенью надежности и имеют простой принцип работы: вся работа делается благодаря механическим деталям. Пружина способна под действием специального рычага сжимать и разжиматься, а также фиксироваться на установленном уровне.

Пружинно-гидравлические приводы выключателей дополнительно имеют в конструкции гидравлическую систему управления. Такой привод считается более эффективным и надежным, ведь пружинное устройство может само изменить уровень фиксатора.

Конструктивные особенности и виды выключателей

По конструктивным особенностям элегазовые выключатели делятся на:

  • Колонковые. Они не отличаются от масляных не по размерам ни по внешним признакам, однако, имеют только один разрыв на фазу.

  • Баковые. Имеют значительно меньшие размеры, один общий привод на все три полюса, а также встроенные внутрь устройства трансформаторы тока.

Все данные элегазовые выключатели также можно разделить по способу гашения электрической дуги, возникающей при разрыве цепи. Этот способ зависит от следующих факторов:

  1. Номинального напряжения аппарата;
  2. Номинального тока отключения;
  3. Особенностей мест установки и эксплуатации.

Для гашения дуги используются следующие способы гашения дуги:

  1. Автокомпрессионные с дутьём в элегазе. Имеют одну степень давления, которое создаётся компрессорным механизмом;
  2. С электромагнитным дутьём. Гашение дуги выполняется вращением её по кольцевым контактам под воздействием поперечного магнитного поля, которое создано самим током отключения;
  3. Двухступенчатое давление. В них сжатый предварительно газ поступает из специальной ёмкости где он находится под относительно высоким давлением. Имеет две ступени давления;
  4. Автоматически генерирующимся дутьём. Как и предыдущий вариант имеет продольное дутьё, но теперь повышение давление газа происходит непосредственно за счёт разогрева самой электрической дугой.

Привод данного выключателя должен надёжно удерживать контакты во включенном положении, а также в случае получения сигнала на отключение выполнить его. Вал выключателя и вал самого привода соединяются между собой посредством целой системы рычагов и тяг. Оттого как эта связка работает, зависит надёжность, а также быстрота срабатывания.

Здесь могут применяться два типа приводов:

  • Пружинный. Управляется он за счёт кинематической системы кулачков, валов, а также рычагов;
  • Пружинно-гидравлический, управляется системой, основанной на работе гидравлического механизма.

Достоинства и недостатки элегазового выключателя

Учитывая вышесказанное, среди достоинств выключателей элегазового типа можно отметить следующее:

  • возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого исполнения практически всех классов напряжения;
  • простота и надежность конструкции;
  • большой коммутационный ресурс контактной системы;
  • неплохая отключающая способность;
  • высокая скорость срабатывания;
  • взрыво- и пожаробезопасность;
  • небольшие габаритные размеры и масса (в несколько раз меньше масляного выключателя).

Как и любое устройство, выключатель имеет и недостатки:

  • высокие требования к качеству элегаза;
  • применение специальной аппаратуры для периодического обслуживания коммутационного аппарата;
  • образование в процессе эксплуатации вредных для организма человека веществ – фторидов.

Несмотря на некоторые недостатки, элегазовый выключатель является достойной заменой масляных и воздушных коммутационных аппаратов.

Элегазовые выключатели 110 кв, 220 кв

Для гашения электрической дуги часто используются различные газовые смеси. Элегазовые выключатели 110 кВ и 220 кВ работают именно по такому принципу и могут использоваться для работы в аварийных ситуациях.

Конструкция и виды

Элегазовые высоковольтные выключатели – это устройства оперативного управления для контроля высоковольтной линии энергоснабжения. Данные устройства имеют очень похожую конструкцию с масляными, но при этом, используют для гашения дуги не масляную смесь, а соединение газов. Зачастую это сера. Масляные выключатели требуют за собой особого ухода: по нормам необходимы периодическая замену масла и очистка рабочих контактов. Элегазовые в этом не нуждаются. Главное достоинство элегаза в его долговечности: он не стареет и минимально загрязняет механические части устройства.

Фото – высоковольтное оборудование

  1. Колонковые (HPL 245B1, MF 24 Schneider Electric);
  2. Баковые (ABB 242PMR, DT2-550 F3 – производитель Areva).

Колонковый элегазовый выключатель представляет стандартное отключающее устройство, работающее только на одну фазу (например, LF 10 от Шнайдер Электрик). Он используется для сети 220 кВ. Конструктивно состоят из двух систем: контактной и дугогасительной. Обе они располагаются в емкости, наполненной элегазом. Могут быть как ручными (контроль производится исключительно механически) или дистанционными. Из-за такого разделения они имеют довольно большие габаритные размеры.

Баковые имеют меньшие габариты, их дополняет привод ППРМ 2 для элегазового выключателя. Привод распределяется на несколько фаз, что позволяет обеспечить мягкое регулирование напряжения (включение и выключение). Также их достоинство в том, что они могут переносить большие нагрузки благодаря встроенному в систему трансформатору тока.

Помимо конструктивных особенностей, выключатели элегазового типа классифицируются по принципу гашения дуги:

  1. Автокомпрессионные или воздушные;
  2. Вращающие;
  3. Продольного дутья;
  4. Продольного дутья с дополнительным разогревом элегаза.

Принцип работы и назначение

Элегазовые выключатели высокого напряжения работают за счет изоляции фаз друг от друга посредством элегаза. Когда срабатывает сигнал о том, что нужно отключить электрооборудование, контакты отдельных камер (если устройство колонковое) размыкаются. Таким образом, встроенные контакты образуют дугу, которая помещена в газовую среду. Она разлагает газ на отдельные компоненты, но при этом и сама снижается из-за высокого давления в емкости. Если система установлена на низком давлении, то используются дополнительные компрессоры для нагнетания давления и создания газового дутья. Для выравнивания тока дополнительно используется шунтирование.

Отдельно нужно сказать про модели бакового типа. Их контроль выполняется приводами и трансформаторами. Приводной механизм для этой установки является регулятором: он необходим для включения, выключения электрической энергии и удержания дуги (при надобности) на определенном уровне. Приводы бывают:

Пружинный имеет очень простой принцип действия и высокий уровень надежности. В нем вся работа выполняется только за счет механических деталей. Пружина зажимается и фиксируется на определенном уровне, а при изменении положения контрольного рычага она разжимается. На основании его принципа работы часто готовится научная презентация действия шестифтористой серы в электрической среде.

Современные пружинно-гидравлические приводы помимо пружины дополнительно оснащены гидравлической системой управления. Они считаются более эффективными, т. к. пружинные механизмы могут сами поменять положение фиксатора.

Достоинства элегазовых выключателей:

  1. Универсальность. Данные выключатели используются для контроля сетей с любым напряжением;
  2. Быстрота действия. Реакции элегаза на наличие электрической дуги происходят за доли секунды, это позволяет обеспечить быстрое аварийное отключение подконтрольной системы;
  3. Подходят для эксплуатации в условиях пожароопасности и вибрации;
  4. Долговечность. Контакты, соприкасающиеся с элегазом, практически не изнашивают, газовые смеси не нуждаются в замене, а у наружной оболочки высокие показатели защиты;
  5. Подходят для отключения переменного и постоянного тока высокого напряжения, в то время, как их аналоги – вакуумные модели не могут использоваться на высоковольтных сетях.

Но, такие приборы имеют определенные недостатки:

  1. Высокая цена, обусловленная сложностью производства и дороговизной элегазовой смеси;
  2. Монтаж осуществляется только на фундамент или специальный электрощит, причем, для этого нужна специальная инструкция и опыт;
  3. Выключатели не работают при низких температурах;
  4. При необходимом обслуживании должно использоваться специальное оборудование.

Видео: особенности элегазовых выключателей

Технические характеристики

Рассмотрим технические характеристики выключателей разных производителей и типов работы.

МЕК SF6 элегазовый пружинный выключатель HD4 (завод завод ABB – АВВ):

Напряжение, кВ12 … 40,5
Ток, А630 … 3 600
Аварийный ток, кА16 … 50

Элегазовый выключатель LTB 145D1/B производства АББ:

Напряжение, кВ145
Ток (номинальный/отключения), А/кА3150/40
Время выключения, мс25
Бестоковая пауза, мс300
ПриводПружинно-моторного типа
Номинально/наибольшее напряжение, кВ220/252
Аварийный ток, кА40/50
Рабочий ток, А2000

ВГБЭП-35 (ВГБ-35, ВГБЭ):

Отключаемый ток, А630
Содержание элегаза, %32
Бестоковая пауза, с0,3
Давление заполнения элегаза при 20° С, МПаабс (кгс/см2)0.55 (5.5)
Напряжение постоянного тока и переменного, В220/110-220
Ток, А630
Климатическое исполнениеУХЛ
Напряжение в трехфазной сети переменного тока, ВОт 35 до 1000
Частота, Гц50
Номинальный ток, А220
Ток отключения, кА2500
Напряжение, кВ250
Число приводов1
Ток, А3150
Отключение при, кА40
Напряжение, кВ110
Привод1
Время отключения, мс62

ВГУ-110 (газовый силовой):

Напряжение, В110
Ток, А3150
Отключение, кА40
Климатическое исполнениеУ1
Условия хранения25 лет при температуре не менее 20 градусов и влажности не более 60 %

Колонковый выключатель GL314 Alstom:

Напряжение, кВ220
Максимальное напряжение, кВ240
Рабочий ток, А4000
Отключение, кА50
ИзносостойкостьМ2

Генераторные силовые отключающие устройства с пружинным приводом – FKG 2:

Номинальный ток, А9000
Номинальное напряжение, кВ24
Отключение, кА63
Время выключения, мс60
УправлениеПружинный привод, трехполюсное

Элегазовый компрессионный выключатель фирмы Siemens (Сименс)3AP1FG-245 (для установки нужны фундаменты):

Рабочее напряжение, кВ220
ОтключениеВ три периода
ПриводПружинного типа
Ток, А4000
Выключение сети при, кА40

Купить подходящие элегазовые выключатели можно в любом электротехническом магазине. Их стоимость зависит от типа устройства и его производителя. Прайс-лист в Самаре, Москве, Екатеринбурге и других городах варьируется от 100 долларов до нескольких тысяч.

Выводы и полезное видео по теме

Как устроены элегазовые выключатели, по какому принципу происходит гашение дуги и какие бывают виды устройств, вы можете узнать из полезного и информативного видео.

Обзор элегазовых выключателей с описанием устройства и принципа работы:

Особенности конструкции установок:

Как производится монтаж выключателя:

Для работы высоковольтных сетей в нормальных и аварийных режимах используют элегазовые выключатели. Они выходят с заводского конвейера в полной эксплуатационной готовности и предназначены для работы в разнообразных климатических зонах, от тропической до холодной, поэтому активно применяются промышленными компаниями различных стран.

Видео о высоковольтном элегзовом выключателе

Кол-во блоков: 10 | Общее кол-во символов: 14747
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:

Применение и эксплуатация элегазовых выключателей

Для того чтобы безопасно отключать электропотребителя или нагрузку от сети переменного тока при высоких напряжениях нужны специальные надёжные устройства одни из них называется выключатель элегазовый. Он разработан специально для того, чтобы разрывать большие токи, и возникшую при этом дугу, для того чтобы она не смогла стать причиной пожара или же разрушения. Более техническими словами это коммутационный аппарат, для оперативного дистанционного управления, который может отключать линию от сети в аварийных случаях, чаще всего короткого замыкания или же перегрузки. Особое отличие, с часто применяемыми на подстанциях выключателями с маслинным наполнением, заключается в том что внутри элегазового выключателя нет масла, а значит, отсутствует вероятности возгорания и взрыва. Для коммутации в сетях низкого напряжения такие выключатели не используются, так как в них достаточно и обычных дугогасящих камер.

Принцип действия

Основная особенность этого выключателя это надёжная изоляция каждой из фаз с высоким напряжением, которое считается от 1000 Вольт, за счёт применения специального диэлектрического вещества элегаза. Что же это такое? Элегаз — это электротехнический газ, представляющий собой смесь химических элементов, а точнее, шестифтористую серу (шестифтор).

При обычной рабочей температуре он представляет собой газ:

  1. без цвета;
  2. без запаха;
  3. не поддающийся горению;
  4. не меняющий свои свойства и структуру со временем;
  5. химически не активен, а также не агрессивен к металлу;
  6. распадающийся при возникновении электрической дуги, и быстро восстанавливающийся при её исчезновении.

Высокая электрическая прочность обусловлена особенностью газа захватывать электроны, поэтому даже небольшие расстояния между силовыми контактами дают отличный разрыв электрической цепи, а значит и отключения данного участка от высокого напряжения.

Принцип работы самого механизма разрыва довольно прост. После поступления сигнала на привод, который работает за счёт пружинно-гидравлического механизма, контактная подвижная часть увеличивает расстояние между замкнутыми ранее элементами, возникает, естественно, электрическая дуга которая в среде такого газа быстро тухнет.

Конструктивные особенности и виды выключателей

По конструктивным особенностям элегазовые выключатели делятся на:

  • Колонковые. Они не отличаются от масляных не по размерам ни по внешним признакам, однако, имеют только один разрыв на фазу.

  • Баковые. Имеют значительно меньшие размеры, один общий привод на все три полюса, а также встроенные внутрь устройства трансформаторы тока.

Все данные элегазовые выключатели также можно разделить по способу гашения электрической дуги, возникающей при разрыве цепи. Этот способ зависит от следующих факторов:

  1. Номинального напряжения аппарата;
  2. Номинального тока отключения;
  3. Особенностей мест установки и эксплуатации.

Для гашения дуги используются следующие способы гашения дуги:

  1. Автокомпрессионные с дутьём в элегазе. Имеют одну степень давления, которое создаётся компрессорным механизмом;
  2. С электромагнитным дутьём. Гашение дуги выполняется вращением её по кольцевым контактам под воздействием поперечного магнитного поля, которое создано самим током отключения;
  3. Двухступенчатое давление. В них сжатый предварительно газ поступает из специальной ёмкости где он находится под относительно высоким давлением. Имеет две ступени давления;
  4. Автоматически генерирующимся дутьём. Как и предыдущий вариант имеет продольное дутьё, но теперь повышение давление газа происходит непосредственно за счёт разогрева самой электрической дугой.

Привод данного выключателя должен надёжно удерживать контакты во включенном положении, а также в случае получения сигнала на отключение выполнить его. Вал выключателя и вал самого привода соединяются между собой посредством целой системы рычагов и тяг. Оттого как эта связка работает, зависит надёжность, а также быстрота срабатывания.

Здесь могут применяться два типа приводов:

  • Пружинный. Управляется он за счёт кинематической системы кулачков, валов, а также рычагов;
  • Пружинно-гидравлический, управляется системой, основанной на работе гидравлического механизма.

Преимущества и недостатки

Среди основных преимуществ выключателей с элегазовым наполнением выделяются:

  1. Широкий спектр применения на всевозможные напряжения выше 1000 В;
  2. Сам процесс гашения дуги происходит в замкнутом изолированном пространстве поэтому нет выхлопа в атмосферу;
  3. Небольшие габариты, соответственно и вес;
  4. Быстродействие;
  5. Взрывобезопасен, а также не вызывает не контролируемого горения, то есть пожара;
  6. Высокая отключающая способность;
  7. Надёжность отключения небольших индуктивных, а также емкостных переменных токов в момент перехода тока через нулевую отметку без появления перенапряжений и среза;
  8. Низкий износ контактов, участвующих в дугогашении;
  9. При работе не производит большого шума;
  10. Пригоден как для наружной, так и для внутренней электроустановки;
  11. Можно эксплуатировать в различных климатических условиях даже очень суровых для человека;
  12. Возможно изготовление серийных устройств с идентичными унифицированными узлами.

Как и любое устройство элегазовые выключатели имеют свои недостатки:

  1. Требуется очень высокая точность при изготовлении, что влечёт за собой высокую стоимость продукции.
  2. Нельзя использовать некачественный или низкокачественный газ;
  3. Нужны дополнительные устройства для перекачки, наполнения, а также очистки элегаза;
  4. Относительная дороговизна самого элегаза, без которого устройство работает не эффективно.

Особенности обслуживания и эксплуатации

В процессе эксплуатации таких коммутационных устройств на ОРУ (открытых распределительных устройствах) нужно учитывать что в шкафах приводов выключателей может скапливаться конденсат, который приводит к коррозии систем механизма, а также вторичных цепей управления и сигнализации. Для этого внутри шкафов заводом изготовителем предусмотрены нагревательные резисторы, работающие постоянно.

Все действия по включению или же отключению аппаратов возможны только, если давление газа не меньше допустимого, если пренебречь этим то появляется высокая вероятность повреждения и выхода со строя относительно дорого выключателя. Для этих целей должна быть налажена сигнализация минимального давления, а также блокировка управляющих цепей. Если же персонал заметил что давление упало, аппарат нужно вывести в ремонт и приступить к поиску причин снижения этого жизненно важного для него показателя. Естественно, что вывод его из работы должен выполняться со всеми необходимыми требованиями безопасности, предъявляемыми к данной электроустановке и изложенных в местных инструкциях. Для контроля давления должен быть обязательно исправный манометр, а после устранения утечки газа стоит дополнить его через специальное присоединение, которое расположено внутри приводного механизма.

Осмотр элегазовых выключателей выполняется ежедневно, а также один раз за две недели в ночное время суток. В сырую влажную погоду нужно обращать внимание на возникновение электрической коронации. Если величина отключаемого тока была предельно допустимая (при коротких замыканиях), то следует обеспечить качественное техническое обслуживание. Количество отключений как плановых, так и аварийных фиксируется в специально выделенных для этих нужд журналах.

Несмотря на существующие недостатки, элегазовый выключатель имеет свои сильные стороны поэтому является достойной заменой не только масляных, но и воздушных выключателей высокого напряжения.

Видео о высоковольтном элегзовом выключателе

Элегазовые выключатели 110 кВ

1. Назначение и принцип работы

Элегазовый выключатель – это разновидность высоковольтного выключателя, коммутационный аппарат, использующий элегаз в качестве среды гашения электронной дуги; предназначенный для оперативных подключений и отключений индивидуальных цепей или электрооборудования в энергосистеме.

Рисунок 1 – Схема элегазового выключателя

Элегазовые выключатели начали усиленно разрабатываться с 1980 г. и имеют большие перспективы при напряжениях 110…1150 кВ и токах отключения до 80 кА. В технически развитых странах элегазовые выключатели высокого и сверхвысокого напряжения (110-1150 кВ) практически вытеснили все другие типы аппаратов.

Элегазовые выключатели высокого напряжения выполняют работу за счет изоляции фаз друг от друга посредством элегаза. Когда срабатывает уведомление о том, что нужно отключить электрооборудование, контакты некоторых камер (если аппарат колонковый) размыкаются. Таким способом, встроенные контакты образуют дугу, которая помещена в газовую среду. Она разлагает газ на разные компоненты, но при этом и сама уменьшается из-за высокого давления в емкости.

В процессе использования элегазового выключателя выполняются циклы подключения и отключения коммутационного аппарата. При различных дейсвий с выключателем в режимных целях, в большинстве случаев, ток отключения располагается в границах обозначенных значений. Количество потенциально возможных операций зависимо от тока отключения устанавливает изготовитель. Для того, найти суммарное число операций отключения, существенно нужно пользоваться особой диаграммой взаимосвязи, которую можно найти в паспорте выключателя. Чем больше ток, тем меньшее количество возможных циклов включения/отключения элегазового выключателя.
Выключатель специализирован для установки в ОРУ 110кВ, так как его номинальное рабочее напряжение – 126кВ. Выключатель делает работу в согласовании с заявленными производственным изготовителем при условиях:

  • установки на возвышенности над ярусом морского побережья не больше тысячи м-ов;
  • температуры окружающей среды от -350 С до +400 С;
  • установки в согласовании с необходимыми условиями завода-изготовителя;

Элегазовые выключатели различают

2 Колонковые выключатели

Колонковый элегазовый выключатель – такое приспособление с автокомпрессией в положении удовлетворить подходящую коммутационную способность всех условиях переключения. Выключатель сделан в колонковом трёхполюсном выполнен с совместной рамой для полюсов и привода. Устройство оснащёно: аппаратом соблюдения порядка плотности элегаза с контактами для предупредительной сигнализации о понижении давления и воспрещения пользоваться выключателем, указателями местоположения «ON – OFF» выключателя и расположения пружин, счётчиком процедур вмешательства, предохранительными клапанами для сбрасывания лишнего давления, манометром соблюдения порядка давления в аппарате, платформами заземления. Шкаф управления имеет герметичную пыле – влагоустойчивую конструкцию с подогревом.

Рисунок 2 – Конструкция колонкового выключателя

3 Баковые выключатели

Элегазовые баковые выключатели – могут быть использованы на подстанциях ОРУ типа классов напряжения 35-220 кВ для осуществления коммутации переходных процессов в энергосистемах, т.е. претворения процедур подключения и отключения индивидуальных цепей при ручном либо автоматическом управлении. Они делаются в трёхполюсном либо однополюсном выполнении. Полюсы коммутационного аппарата, с одноразрывными дугогасительными устройствами и высоковольтными вводами, покрытой горячим цинком и поставлены на опорной раме. Управление данным аппаратом исполняется пружинным приводом. Выключатель в однополюсном выполнении (один пружинный привод на каждый полюс) имеет схему управления, которая дает возможность (с пульта управления) при поддержки электромагнитовоперировать 3 – мя полюсами единовременно либо всяким полюсом отдельно в зависимости от схемы блокировки, управления, сигнализации и релейной защиты.

Преимуществами баковых элегазовых выключателей со встроенными трансформаторами тока перед комплектными наборами «колонковый элегазовый выключатель плюс отдельно стоящий трансформатор тока» являются: повышенная сейсмостойкость, наименьшая площадь отчуждаемой местности территорий подстанции. Также наименьший объем запрашиваемых фундаментных трудовых функций при постройки подстанций, усиленная защищенность состава кадров подстанции (дугогасительные устройства расположены в заземленных металлических резервуарах), вероятность осуществления применения обогрева элегаза при использовании в областях с прохладным климатом.

4. Принцип гашения дуги

Успехи в разработках элегазовых выключтаелей откровенно оказали значительное воздействие на введение в эксплуатационную деятельность компактно размещенных на небольшой территории открытых распределительных устройствах размещенных на открытом воздухе, закрытых распределительных устройствах – размещенных в помещении и элегазовых комплектно распределительных устройствах. В элегазовых выключателях могут использоваться, разные методы гашения дуги зависимо от номинального напряжения, номинального тока отключения и объективных оценок энергосистемы (а также различных электроустановок).

В элегазовых дугогасительных устройствах , в сравнение от воздушных дугогасительных устройств, при гашении дуги истечение газа через сопло происходит не в воздушную среду, а в скрытный в себе объем камеры, наполненный элегазом при условно сравнительно маленьком лишнем давлении.

По методике гашения электрической дуги при выключении различают последующие элегазовые выключатели:

  • Автокомпрессионный элегазовый коммутационный аппарат , где существенно нужный крупно масштабный расход элегаза через сопла компрессионного дугогасительного устройства создается по ходу подвижной системы выключателя (автокомпрессионный выключатель с одной ступенью давления).
  • Элегазовый выключатель с электромагнитным дутьем, в котором гашение дуги в дугогасительном устройстве гарантируется вращением её по кольцевым контактам под воздействием магнитного поля, формируемого отключаемым током.
  • Элегазовый выключатель с камерами низкого и высокого давления, в каком принцип снабжения газового дутья через сопла в дугогасительном аппарате аналогичен воздушным дугогасительным устройствам (Элегазовый выключатель с 2 – мя ступенями давления).
  • Автогенерирующий элегазовый выключатель, где очень важный крупномасштабный расход элегаза через сопла дугогасительного устройства формируется за счет подогрева и увеличения давления элегаза дугой отключения в специально подготовленной камере (автогенерирующий элегазовый выключатель с одной ступенью давления).

5. Достоинства и недостатки

Учитывая вышеупомянутое, между плюсами выключателей элегазового типа можно отметить следующее:

  • возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого выполнения буквально всех классов напряжения;
  • отмечается простота и надежность конструкции в эксплуатации;
  • высокая интенсивность скорости срабатывания;
  • низкие динамические нагрузки на фундаментные опоры;
  • неплохая отключающая способность;
  • небольшие габаритные пропорции и сумма веса;
  • наличие в приводе автоматического управления двух ступеней обогрева;
  • большой коммутационный ресурс контактной системы;

Недостатки элегазовых выключателей:

  • требуется более внимательное отношение к использованию и учету элегаза;
  • высокие необходимые условия к качеству элегаза;
  • необходимость специально подготовленных устройств для заполнения, перекачки и фильтрации элегаза;
  • относительно высокая стоимость элегаза;
  • сложность и накладность изготовления – при производственном изготовлении неизбежно нужно соблюдать высокоё качество аппарата;
  • дороговизна конструкции и второстепенных элементов;
  • при выводе из строя выключателя в режиме ЧП, починка данного аппарата может быть не актуальной.

6. Технические характеристики

В таблице приведены технические характеристики выключателей ВГТ – 110 кВ.

Таблица 5.1 – Основные технические данные выключателя ВГТ – 110 кВ

ПараметрДопустимое значение
Номинальное напряжение110 кВ
Время отключения0,035 с
Номинальный ток2500 А
Рабочее напряжение (максимальное)126 кВ
Максимальный ток отключения40 кА
Пауза при АПВ0,3 с
Ток КЗ (максимальный)100 кА
Время протекания тока КЗ3 с
Утечка элегаза за 12 месяцев0,8 %
Напряжение подогревательных устройств220 В
Тип приводаПружинный
Длина пути утечки270 см
Масса элегаза6,3 кг
Количество приводов1
Масса выключателя1700 кг
Срок до планового ремонта12 лет
Срок эксплуатации25 лет

Вывод:

выключатель использующий элегаз в качестве среды гашения электронной дуги, очень распространен на ОРУ и ЗРУ, без них не обходиться почти ни одна подстанции в мире. Их надежность и высокие технические характеристики дают понять, почему они так популярны в энергосистеме. В целом это оптимальный коммутационный аппарат в ценовой категории, и надежности по сравнению с воздушными, масляными и маломасляными высоковольтными выключателями.

Ссылки

1. ГОСТ 19431-84 “Энергетика и электрификация. Термины и определения”
2. Б.Н.Неклепаев «Электрическая часть электростанций и подстанций »; 2-е издание, переработанное и дополненное, 1980 г.

Читайте также:  Твердотельное реле своими руками: инструкция по сборке и советы по подключению
Ссылка на основную публикацию
×
×