Nashidvery.ru

Наши Двери
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Дугогасительная камера воздушного выключателя

Дугогасительная камера воздушного выключателя

Выключатели предназначены для выполнения коммутационных операций в нормальных и аварийных режимах в сетях переменного трехфазного тока с номинальным напряжением 110 и 220 кВ. Частотой тока 50 Гц.

Структура условного обозначения

ВВБК-ХХ-Х/3150 У1:
В — выключатель;
В — воздушный;
Б — с металлической гасительной камерой — баком;
К — крупномодульный;
Х — номинальное напряжение (110, 220, 500), кВ;
Х — категория утечки внешней изоляции (А, Б);
Х — номинальный ток отключения (50, 56), кА;
3150 — номинальный ток, А;
У1 — климатическое исполнение и категория размещения.

Выключатели серии ВВБК имеют в каждом разрыве двустороннее дутье. Благодаря повышению номинального давления до 4 МПа и усовершенствованию дугогасительной системы удалось значительно поднять номинальный ток отключения (у выключателя на 110 кВ ток увеличился с 32 кА до 50 кА, у выключателя на 220 кВ с 31,5 кА до 56 кА). Применение механического управления контактами дугогасительного устройства позволило снизить полное время отключения на 0,02 с (110 кВ) и 0,04 с (220 кВ). Общий вид полюса выключателя ВВБК-220 приведен на рис. 1.

&nbsp&nbspПолюс выключателя состоит из двух дугогасительных камер 2 с промежуточным изолятором 3 между ними, установленных на опорном изоляторе 5. На дугогасительных камерах установлены делительные конденсаторы 1 для выравнивания распределения напряжения по разрывам дугогасительных камер полюса в отключенном положении.
&nbsp&nbspРядом с опорным изолятором расположена колонка управления 4, в которой стеклопластиковый воздухопровод постоянно подает сжатый воздух в дугогасительные камеры. Внутри воздухопровода проходит стеклопластиковая тяга, являющаяся элементом механической системы управления и служащая для подачи управляющего воздействия от шкафа управления 6 полюса к блокам управления дугогасительных устройств.
&nbsp&nbspВнутренние полости изоляции выключателя, не находящиеся под постоянным давлением, вентилируются сжатым воздухом под большим избыточным давлением, поступающим через редукторный клапан распределительного шкафа. Продувка фиксируется с помощью указателя продувки.
&nbsp&nbspДугогасительная камера имеет два главных и два вспомогательных разрыва. Главные контакты отключают основной ток. Они зашунтированы встроенными в камеру резисторами для выравнивания распределения напряжения между разрывами в процессе отключения и для снижения скорости восстановления напряжения на главных контактах выключателя. Вспомогательные контакты отключают ток, проходящий через шунтирующие резисторы.
&nbsp&nbspВ шкафах управления расположены пневмопривод включения, соединенный с тягой, механизм защелки, удерживающий систему управления во включенном положении выключателя, электромагниты управления, подогреватели, контакты вспомогательных цепей и ряды зажимов.
&nbsp&nbspУправляются выключатели пополюсно и трехполюсно с помощью электромагнитов, воздействующих на клапанную систему.
&nbsp&nbspГабаритные размеры трехполюсного комплекта выключателя на напряжение 110 кВ показаны на рис. 2. Габаритные размеры трех полюсов выключателя на напряжение 220 кВ приведены на рис. 3.

&nbsp&nbspГабаритные размеры выключателя ВВБК-500 представлены на рис. 4, а и б.

Читайте так же:
Адаптер с выключателем 16а

Описание воздушного выключателя типа вв-20

Воздушный выключатель типа ВВГ-20 предназначен для установки в цепях мощных генераторов и рассчитан на ток до 12500 А, а при обдуве вентиляторами 1 – на 20000 А (рис. 3.3, а).

Главный токоведущий контур состоит из контактных выводов 6,13 и разъединителя 8. Дугогасительный контур состоит из двух камер, резисторов 5,16 , отделителя 15. Последовательно с резистором 16 второй камеры включена вспомогательная камера 11 со своим резистором 10 и искровым промежутком. Во включенном положении основная часть тока проходит по главному контуру.

Отключение происходит в следующем порядке: размыкаются контакты разъединителя 8, и весь ток переходит в дугогасительный контур, где размыкаются дугогасительные контакты в камере. К этому моменту в камеры подаётся сжатый воздух (давление 2 МПа), создающий продольное дутьё, в результате чего дуга гаснет через 0,01 с. Ток, проходящий через резисторы 5,16, разрывается контактами вспомогательной камеры 11. При этом возможны два случая. Если выключатель отключает большой ток КЗ, а реактивное сопротивление цепи значительно меньше активного сопротивления шунтирующих резисторов 5,16., то скорость восстанавливающегося напряжения мала и процесс отключения заканчивается гашением дуги на контактах вспомогательной камеры. Если выключатель отключает ток в цепи с большим индуктивным сопротивлением, которое соизмеримо или больше активного сопротивления резисторов, то скорость восстанавливающегося напряжения на контактах вспомогательной камеры велика. В этом случае после гашения дуги на контактах камеры 11 пробивается искровой промежуток и параллельно контактам включается шунтирующий резистор 10. При последующем переходе тока через нуль дуга на искровом промежутке гасится потоком воздуха.

Последним отключается нож отделителя 15, создавая окончательный разрыв цепи. После отключения отделителя прекращается подача воздуха в камеры и подвижные контакты под действием пружин возвращаются во включенное положение. Полное время отключения этого выключателя составляет 0,17 с. При включении замыкается сначала нож отделителя 15, а затем нож разъединителя 8.

Гасительные камеры, резисторы укреплены на опорных изоляторах.

вид воздушного выключателя ВВ-20;

Бак; 3,9) приводы пневматические; 4) опорный изолятор; 5,16) шунтирующие сопротивления; 6,13) ввод; 7)камера основания; 8) главные контакты; 10) шунтирующее сопротивление; 11) вспомагательная камера; 14) штанга; 15) дополнительный контакт;

б – схема электрическая функциональная воздушного выключателя ВВГ-20;

Описание воздушного выключателя типа ввн-110.

Рис. 3.4. Конструктивная схема воздушного выключателя: 1 – резервуар со сжатым воздухом;

2 – дугогасительная камера; 3 – шунтирующий резистор; 4 – главные контакты; 5 – отделитель;

6 – ёмкостный делитель напряжения.

Рис. 3.5. Воздушный выключатель ВВН-110: 1 – резервуар со сжатым воздухом; 2 – дутьевой клапан камеры; 3 – опорный изолятор; 4 – дугогасительная камера; 5 – отделитель; 6 – соединительная токоведущая труба;

7 – опорный изолятор; 8 – дутьевой клапан отделителя; 9 – шкаф управления полюсом; 10 – омический делитель; 11 – ёмкостный делитель; 12 – изолирующая растяжка; 13 – агрегатный шкаф выключателя.

Читайте так же:
Автоматический выключатель legrand c50

Рис. 3.6. Схема управления полюсом выключателя: 1 – дутьевой клапан камеры; 2 – гасительная камера; 3 – электромагнит отключения; 4 – блок-контакты выключателя; 5 – электромагнит включения; 6 – камера отделителя; 7 – дутьевой клапан отделителя; 8 – резервуар сжатого воздуха; 9 – обратный клапан; 10 – блок включения; 11 – привод СБК; 12 – блок отключения.

Выключатели рассматриваемой серии имеют однотипные дугогасительные камеры (рис. 3.7). Каждый элемент состоит из фарфорового изолятора, внутри которого находится неподвижный контакт 3 с дугосъёмом 2 и подвижный контакт 4. Подвижный контакт может перемещаться внутри корпуса сжатым воздухом с помощью поршневого механизма. Переход тока с подвижного контакта на латунный корпус осуществляется через скользящие контакты 5. Внутренние полости контактов гасительной камеры сообщаются с атмосферой через выхлопные каналы, расположенные внутри фланцев 1 изоляторов. Снаружи каналы закрыты выхлопными клапанами (на рис. 3.6 не показаны).

При отключении выключателя сжатый воздух подаётся в камеру и давление в ней возрастает (так как связи с атмосферой нет). Через специальные отверстия в корпусе механизма 7 подвижного контакта воздух попадает под поршень. Когда давление на поршень 6 превзойдёт силу пружины 8, подвижный контакт перемещается вверх на 35 – 40 мм. Между контактами возникает дуга, для сжатого воздуха открывается выход в атмосферу через полые контакты. Создаётся мощное продольное дутьё, растягивающее дугу и перебрасывающее её на внутренние нерабочие поверхности контактов. При переходе тока через нуль дуга гаснет. Время гашения дуги не превышает 0,02 с.

После гашения дуги в дугогасительной камере пневматическая система управления выключателем открывает дутьевой клапан отделителя и осуществляет подачу сжатого воздуха в камеру отделителя.

Рис. 3.7. Конструктивная схема элемента дугогасительной камеры.

Каждый элемент отделителя (рис. 3.8) состоит из неподвижного полого контакта, связанного с дополнительным резервуаром 12, и подвижного контакта 5. Подвижный контакт имеет фланец, выступы которого образуют поршень. При подаче воздуха создаётся давление на этот поршень и подвижный контакт перемещается вниз. Дуга, возникшая между контактами, сдувается воздухом на внутреннюю поверхность неподвижного контакта и гасится. Так как отделителем отключается небольшой ток, проходящий через шунтирующие сопротивления, то энергия возникшей дуги невелика и мощного потока воздуха для её гашения не требуется. Необходимое в этом случае дутьё в области горения дуги происходит за счёт того, что неподвижный контакт имеет полость, связанную с дополнительным резервуаром 12. Подвижный контакт в отключено положении перекрывает отверстия в нижней части корпуса 7, через которые полость камеры была связана с атмосферой для продувки. Давление в камере возрастает до величины давления в основном резервуаре (200 Н/см 2 ). Благодаря высокому давлению изоляционный промежуток между контактами отделителя невелик (60 – 80 мм). Таким образом, в отключенном положении отделитель заполнен сжатым воздухом. Вслед за отключением отделителя прекращается подача воздуха в дугогасительнаую камеру и её контакты под действием пружин замыкаются. На этом процесс отключения заканчивается. Нарушение герметичности отделителя может привести к значительной утечке воздуха и самопроизвольному включению выключателя.

Читайте так же:
Акустический выключатель своими руками плата

Рис. 3.8. Разрез элемента отделителя: 1 – выхлопной клапан;

Гашение дуги в воздушных выключателях

В воздушных выключателях дугогасительной средой является сжатый воздух, подаваемый в зону горения дуги струей под давлением 2-4 МПа в момент расхождения контактов выключателя. Сжатый воздух как дугогасящая среда обладает высокими качествами. Его электрическая прочность сильно возрастает с увеличением давления, однако, она снижается в потоке воздуха при гашении дуги.
Дугогасительные устройства выключателей бывают с одним или несколькими разрывами цепи на фазу, с продольным или поперечным дутьем сжатым воздухом. На рис. 1 схематично показаны основные типы гасительных камер: на рис. 1, а — камера с продольным двусторонним дутьем; на рис. 1, б — с поперечным дутьем; на рис. 1, в — с продольно-радиальным дутьем.

Дугогасительные камеры воздушных выключателей
При отключении выключателя (см. рис. 1, а) под действием сжатого воздуха контакты 1 расходятся на необходимое для гашения дуги 3 расстояние и одновременно возникает интенсивное дутье. Поток воздуха внутри трубчатых изоляторов удаляет из дугового промежутка продукты горения дуги, представляющие coбой хорошо проводящую среду. Их место занимает свежий неионизированный воздух, обладающий высокой электрической прочностью. При прохождении тока через нуль дуга гаснет.
В камере поперечного дутья (см. рис. 1, б) поток воздуха направлен поперек контактов 1 и дуга 3 вытесняется из межконтактного промежутка в отдельные отсеки камеры и растягивается в зигзагообразную линию. Камеры поперечного дутья 2 применяются в выключателях до 20 кВ.
На рис. 1, в показана камера 2 с продольным и частично радиальным дутьем, возникающим при проникновении воздушного потока внутрь трубчатого контакта 1. При этом поток воздуха сдувает дугу 3 с торцов трубчатого контакта внутрь, где она растягивается и гасится. Камеры такого типа применяются в выключателях 35-500 кВ.
После погасания электрической дуги подача сжатого воздуха прекращается, в камере восстанавливается атмосферное давление, а вместе с этим резко падает электрическая прочность дугового промежутка. Таким образом, если между Контактами появляется воздух при атмосферном давлении, то электрическая прочность его оказывается недостаточной, что может вызвать пробой межконтактного промежутка и зажигание дуги. Поэтому в воздушных выключателях последовательно с дугогасительными контактами вводится специальный отделитель, который служит для создания необходимого изоляционного промежутка при отключенном положении выключателя. Отделитель в гашении дуги участия не принимает, так как к моменту его размыкания дуга уже погашена в дугогасительной камере. Отделитель может быть выполнен внутренний, как часть контактной системы выключателя, и внешний — в виде рубящего ножа, который размыкается сразу после гашения дуги.
Воздушные выключатели в железнодорожных электроустановках практическим не применяются, так как их установка требует создания специального компрессорного и пневматического хозяйства. В последнее время идет процесс замены части воздушных выключателей, где они используются, элегазовыми.

Читайте так же:
Можно ли поставить датчик движения вместо выключателя

Дугогасительная камера

Дугогаси́тельная ка́мера (дугогаси́тельная решётка) — специальное устройство, применяющееся в приспособлениях дугогашения в различных электрических коммутационных аппаратах для предотвращения горения и быстрого гашения электрической дуги.

Содержание

История создания [ править | править код ]

Дугогасительная решётка была изобретена выдающимся русским пионером-электротехником М. О. Доливо-Добровольским (германские патенты №266745 и №272742 от 4 мая и 24 июля 1912 года соответственно) [1] [2] .

Устройство [ править | править код ]

Простейшая дугогасительная решётка, применяемая, к примеру, в секционных изоляторах, может быть выполнена в виде двух пластин, расположенных под углом. Дуга, продвигаясь по пластинам, растягивается, охлаждается и гаснет.

Дугогасительная решётка выключателей представляет собой набор металлических (обычно стальных) штампованных прямоугольных пластин с V-образным вырезом, гальванически покрытых медью или хромом для улучшения электрической проводимости и защиты от коррозии, закреплённых параллельно или веерообразно на некотором расстоянии друг от друга между двумя держателями, изготовленными из диэлектрика (обычно электрокартона) или, в устройствах большой коммутируемой мощности, в держателе из асбоцемента, причём дугогасительные пластины электрически изолированы друг от друга. В дугогасительные камеры мощных коммутационных устройств входят постоянные магниты или электромагниты, отталкивающие шнур плазмы электрической дуги от металлических контактов в дугогасительную камеру (так называемое «магнитное дутьё»).

Принцип действия [ править | править код ]

Принцип действия дугогасительной решётки основан на том, что вблизи электродов имеется существенное падение напряжения (суммарное падение прикатодного и прианодного напряжений на одном контакте составляет 15—30 В) в стволе дуги. Под действием собственного магнитного поля плазма дуги начинает двигаться по дугогасящим рогам коммутирующих контактов (движение дуги под собственным магнитным полем — это движение проводника с током, взаимодействующего с самопорождённым магнитным полем, так как газ в дуге сильно ионизирован и, в первом приближении, может рассматриваться как эластичный проводник с током. Движение проводника с током при взаимодействии с магнитным полем описывается законом Ампера). При этом плазма дуги втягивается в дугогасительную камеру и разбивается на ряд мелких дуг между пластинами, что эквивалентно ряду последовательных контактов, на каждом из которых происходит околоэлектродное падение напряжения [3] . Так как высокоионизированная плазма имеет очень высокую теплопроводность, обусловленную высокой концентрацией свободных электронов, то она охлаждается, отдавая часть тепла пластинам решётки, что влечёт деионизацию из-за рекомбинации ионов и последующее гашение дуги. Изготовление пластин дугогасительной решётки из ферромагнитного материала (обычно стали) обусловлено главным образом не соображениями экономии цветных металлов, а облегчением вхождения дугового шнура в решётку: магнитное поле дуги стремится замкнуться по ферромагнитной массе, в результате чего возникают силы, втягивающие плазму дуги в дугогасительную решётку. Дополнительное преимущество ферромагнитных дугогасительных пластин — электромагнитные силы не только втягивают дугу в решётку, но и исключают выход плазмы с другой стороны дугогасительной системы.

Читайте так же:
Быстродействующие выключатели или масляный

Дугогасительная камера сконструирована таким образом, что электрическая дуга, образующаяся при размыкании контактов коммутационных аппаратов, втягивается в дугогасительную решётку, так как такое движение плазмы энергетически выгодно. Втянувшись в промежутки пластин камеры, электрическая дуга удлиняется, разбивается пластинами камеры на несколько более маленьких по длине дуг, при этом быстро деионизируется, охлаждается и гаснет. В дугогасительных камерах с магнитным дутьём, осуществляемым с помощью дополнительного магнитного поля, создаваемого с помощью постоянных магнитов или электромагнитов, плазма дуги эффективнее втягивается в дугогасительную камеру воздействием на неё магнитного поля, порождаемого этими магнитами, так как плазма из-за высокой электропроводности стремится вытолкнуться из магнитного поля, сохраняя поток магнитного поля внутри себя неизменным. Благоприятным дополнительным фактором взаимодействия с ферромагнитной решёткой, который влияет на движение ряда малых дуг (полученных при разбиении большой дуги) — это выравнивание их скоростей: вырвавшиеся вперёд дуги будут тормозиться, а отстающие — ускоряться, исключая выход их с внешней стороны решётки и втягивая дугу при малых токах в дуге.

Особенности конструкции [ править | править код ]

Плазма электрической дуги при размыкании коммутирующих контактов разгоняется до сверхзвуковых скоростей. Поэтому дуга, входя в решётку, сильно тормозится из-за аэродинамического сопротивления. Снижение этого сопротивления производится должным конструированием дугогасительного устройства. Например, применяют решётку в виде пластин, охватывающих с трёх сторон силовые контакты, а сами пластины имеют V-образный вырез для перемещения в этом вырезе подвижных коммутирующих контактов и лучшего охвата плазменного шнура дуги (кроме того, V-образный вырез в пластинах придаёт ускоренное движение дуги при движении её вглубь решётки из-за возрастающего взаимодействия с дугой [4] ). Иногда пластины в решётке располагают в шахматным порядке. Аэродинамическое сопротивление для движущейся плазмы можно снизить уменьшением количества пластин внутри решётки, но при этом, для сохранения эффективности гашения дуги, приходится увеличивать длину решётки, что увеличивает размеры коммутационного устройства в целом. Поэтому расстояние между пластинами выбирается из компромиссных соображений, обычно не более 2 мм. При меньших расстояниях между пластинами возможно сваривание пластин при разбрызгивании капель расплавленного металла электрической дугой и образование между пластинами металлических мостиков.

Применение [ править | править код ]

Дугогасительные камеры применяются в автоматических воздушных выключателях, магнитных пускателях (начиная со второй величины), контакторах, электромагнитных выключателях, секционных изоляторах контактной сети, выключателях нагрузки и рубильниках, в конструкции некоторых из них предусмотрены дугогасящие устройства.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector