Klasifikace vysokonapěťových jističů podle zhášecího média oblouku

Vypínače VN jsou určeny pro spínání obvodů

I s U 3 kV a vyšším ve všech provozních režimech: zapnutí a vypnutí Inom, zkratové proudy, proudy naprázdno výkonových transformátorů a kapacitních I kondenzátorových baterií a dlouhých vedení. Nejtěžším provozním režimem jističe je vypínání a zapínání zkratových proudů. Základní parametry spínačů: Unom, Inom (dlouhodobé), Inom tepelného odporu, Inom elektrodynamického odporu, Inom vypnutí, Pnom vypnutí, Inom zařazení, vlastní doba sepnutí a vypnutí, celková doba sepnutí a vypnuto.

Rozdělení vypínačů podle způsobu zhášení oblouku.

1) Olejové spínače – oblouk vzniklý mezi kontakty hoří v transformátorovém oleji. Vlivem energie oblouku se olej rozkládá a vzniklé plyny a páry se využívají k jeho hašení. Podle způsobu izolace živých částí se rozlišují nádržkové (35-220 kV) jističe a nízkoolejové jističe (6-220 kV). Za prvé, olej izoluje části vedoucí proud mezi sebou a od země a používá se k uhašení oblouku. V nízkoolejových se olej používá pouze k uhašení oblouku a izolace částí vedoucích proud od země i od sebe se provádí pomocí pevných dielektrik.

2) Ve vzduchovém spínači je jako zhášecí médium použit stlačený vzduch, umístěný v nádrži pod tlakem 1-5 MPa; při vypnutí je do zhášecího zařízení oblouku přiváděn stlačený vzduch z nádrže. Oblouk vytvořený v komoře zhášecího zařízení oblouku (DU), foukané intenzivním proudem vzduchu unikajícím do atmosféry. Izolace částí vedoucích proud mezi sebou se provádí pomocí pevných dielektrik a vzduchu. GDP-35, VVN-330 se vzduchem plněným separátorem, VVB-110,220 kV – s obloukovými zhášecími komorami v nádrži se stlačeným vzduchem, VNV 220-1150 kV.

3) U jističů SFXNUMX je oblouk zhášen jeho ochlazením plynem SFXNUMX pohybujícím se vysokou rychlostí (fluorid sírový SF6), který se také používá jako izolační médium. Výhody plynu SFXNUMX:

1. Elektrická pevnost je 2,5krát vyšší než u vzduchu. Při tlaku 0,2 MPa se elektrická pevnost plynu SF2 blíží pevnosti transformátorového oleje. 4. Vysoká měrná objemová tepelná kapacita (téměř XNUMXkrát vyšší než u vzduchu) umožňuje zvýšit zatížení částí pod proudem a snížit hmotnost mědi ve spínači.

3. Jmenovitý vypínací proud podélné tryskací komory s plynem SF5 je 4krát vyšší než u vzduchu. XNUMX. Nízká intenzita elektrického pole v koloně

oblouky. Díky tomu se prudce snižuje opotřebení kontaktů a snižuje se efekt termodynamického zanášení trysky. To umožňuje zvětšit vzdálenost mezi kontakty, zvýšit napětí v každé kontaktní mezeře a přípustnou rychlost obnovy napětí.

5. Plyn SFXNUMX je inertní plyn, který nereaguje s kyslíkem a vodíkem a je slabě rozkládán obloukem. Plyn SFXNUMX je netoxický, i když některé produkty rozkladu jsou nebezpečné. Nevýhodou plynu SFXNUMX je jeho vysoká t

zkapalnění. Při tlaku 1,31 MPa a při t = 0°C přechází plyn SF35 do kapalného stavu. Použitelné při U od 500-110 kV – VGB (nádrž), VGT (třípólová 220-110 kV), VGU (tvar y 220, 330, XNUMX kV).

4) Elektromagnetické spínače jsou principiálně podobné stejnosměrným stykačům s labyrintově štěrbinovou komorou. K zhášení oblouku dochází v důsledku zvýšení odporu oblouku v důsledku jeho intenzivního prodloužení a ochlazování. Jsou jednodušší a pohodlnější na použití, mají vysokou spolehlivost a dlouhou životnost. Při rozepnutí zhášecích kontaktů oblouku vznikne oblouk, který se vlivem elektrodynamických sil a proudění konvekčního vzduchu posune výše, což také usnadňuje foukací zařízení. Po vypnutí se ve foukacím zařízení vytváří stlačený vzduch, který působí na oblouk, pohybuje jej nahoru a zapíná magnetickou tryskací cívku. Spínač má pružinový pohon, který je spouštěn motorem. Nevýhoda: vysoká vodivost stěn dálkového ovládání (úzké štěrbiny dálkového ovládání se zahřejí na velmi vysoké teploty a začnou vést proud). Velký zbytkový proud může vést k poruše, proto Unom £10kV pro tyto spínače.

ČTĚTE VÍCE
Lze přímočarou pilu nahradit elektrickou řetězovou pilou?

5) Ve vakuových spínačích se kontakty pod vakuem rozcházejí (tlak rovný 10 -4 Pa). Oblouk, který vzniká, když se kontakty rozcházejí, rychle zhasne v důsledku intenzivní difúze nábojů ve vakuu. Je třeba poznamenat, že vysoké intenzity elektrického pole (při malých vzdálenostech mezi kontakty) jsou také příčinou vzniku oblouku ve vakuu v důsledku emise pole. Rychlá difúze částic, vysoká e. síla vakua umožňuje efektivně uhasit oblouk ve vakuovém spínači.

Pro ochranu válce před výpary kovů jsou elektrody chráněny speciálními kovovými clonami. VVE-10 – s vestavěným elektromagnetickým pohonem, VVS-35 – vakuově svařovaný spínač (cermetové kontakty).

6) Spínače zátěže – používají se v rozvaděčích, pokud je instalační proud malý (400-600A při U 10 kV). HV má nízkopříkonové dálkové ovládání pro vypnutí Inom. V případě zkratu se používá vysokonapěťová pojistka. K uhašení oblouku použijte komory s autoplynovými, elektromagnetickými, SF16 tryskacími a vakuovými prvky. VN-10 s foukáním autoplynu při Un 200 kV a proudu XNUMX A. Oblouk je zhášen pomocí plynů, které se uvolňují působením vysokého oblouku t stěnami vyrobenými z materiálu vytvářejícího plyn. Ovládání ručním pákovým pohonem se zabudovaným elektromagnetem pro dálkové vypnutí.

Jističe SFXNUMX: typy + pravidla a provozní vlastnosti

Fungování vysokonapěťových elektrických sítí z hlediska proudových charakteristik není srovnatelné s provozem domácích analogů. V důsledku toho jsou v případě nouze zapotřebí výkonnější zařízení než standardní automatická zařízení k vypnutí zařízení a uhašení elektrického oblouku.

Jako ochranné konstrukce se používají jističe SFXNUMX (EGS), které lze ovládat ručně i automaticky.

  • Definice a použití plynu SFXNUMX
  • Konstrukce jističe SFXNUMX
    • Zařízení kolon a nádrží
    • Princip zhášení oblouku
    • K čemu je pohon?

    Definice a použití plynu SFXNUMX

    Plyn SF6,7 je fluorid sírový, který je klasifikován jako elektrický plyn. Pro své izolační vlastnosti se aktivně používá při výrobě elektrických zařízení. V neutrálním stavu je plyn SF5 nehořlavý, bezbarvý plyn bez zápachu. Pokud jej porovnáme se vzduchem, můžeme si všimnout jeho vysoké hustoty (XNUMX) a molekulové hmotnosti, která je XNUMXkrát vyšší než u vzduchu.

    Jednou z výhod plynu SFXNUMX je jeho odolnost vůči vnějším projevům. Za žádných podmínek nemění vlastnosti. Pokud dojde k rozpadu během elektrického výboje, dojde brzy k úplné obnově potřebné pro provoz.

    Tajemství spočívá v tom, že molekuly SF6 vážou elektrony a tvoří záporné ionty. Kvalita „elektronegace“ vybavila fluorid sírový takovou charakteristikou, jako je elektrická síla. V praxi je elektrická síla vzduchu 2-3krát slabší než stejná vlastnost plynu SFXNUMX. Mimo jiné je ohnivzdorný, jelikož se jedná o nehořlavou látku, má chladivé vlastnosti.

    Díky uvedeným vlastnostem je plyn SFXNUMX nejvhodnější pro použití v elektrickém poli, zejména v následujících zařízeních:

    • výkonové transformátory pracující na principu magnetické indukce;
    • kompletní typ spínacích přístrojů;
    • vedení vysokého napětí spojující vzdálené instalace;
    • vysokonapěťové spínače.

    Některé vlastnosti plynu SFXNUMX však vedly k potřebě zlepšit konstrukci spínače. Hlavní nevýhoda se týká přechodu plynné fáze do kapalné fáze, a to je možné za určitých poměrů tlakových a teplotních parametrů.

    Aby zařízení fungovalo bez přerušení, je nutné zajistit pohodlné podmínky. Předpokládejme, že pro provoz zařízení SF40 při -0,4º je vyžadován tlak maximálně 0,03 MPa a hustota menší než XNUMX g/cm³. V praxi se v případě potřeby plyn zahřívá, což zabraňuje přechodu do kapalné fáze.

    Konstrukce jističe SFXNUMX

    Pokud porovnáme zařízení SF6 s analogy jiných typů, pak jsou v designu nejblíže olejovým zařízením. Rozdíl spočívá v plnění komor pro uhašení oblouku. Olejová směs se používá jako náplň pro olejové spínače, zatímco XNUMX-fluorid sírový se používá pro spínače SFXNUMX. Výhodou druhé možnosti je odolnost a minimální údržba.

    Způsoby uhašení elektrického oblouku závisí na mnoha faktorech, mezi nimiž je rozhodující jmenovitý proud a napětí a také podmínky použití zařízení. Celkem existují čtyři typy EV:

    • s elektromagnetickým výbuchem;
    • s proudem plynu SF1 – s XNUMX tlakovým stupněm;
    • s podélným tryskáním – se 2 úrovněmi tlaku;
    • se samogenerujícím výbuchem.

    Pokud ve vzduchových zařízeních plyn při procesu zhášení oblouku vstupuje do atmosféry, pak v zařízeních SFXNUMX zůstává v uzavřeném prostoru naplněném směsí plynů. Současně zůstává mírný přetlak.

    Zařízení kolon a nádrží

    V praxi se používají dva typy plynáren SFXNUMX:

    Rozdíly se týkají jak konstrukčních prvků, tak principu zhášení elektrického oblouku. Z hlediska vnější struktury se jádrové tyče podobají nízkoolejovým analogům: skládají se ze dvou funkčních částí – zhášení oblouku a kontaktu a mají stejné objemové rozměry. Odpojovací zařízení jsou určena pro provoz ze sítě 220 V a patří k jednofázovým zařízením.

    Příkladem sloupového spínače plynu SF10 je LF XNUMX Schneider Electric.

    Spotřebiče SFXNUMX na bázi nádrže jsou menší velikosti a jsou vybaveny vícefázovým pohonem. Toto rozdělení umožňuje lepší kontrolu a plynulé nastavení parametrů napětí.

    Příkladem nádržového zařízení je plynová instalace DT2-550 F3 Alstom Grid. Taková zařízení se osvědčila v elektrických systémech s napětím 500 kV. Konstrukce je sestavena a vybavena tak, aby bezporuchově fungovala při nízkých teplotách (kritických), vysoké vlhkosti, jakož i v oblastech se seismickou aktivitou a nadměrným znečištěním ovzduší.

    Princip zhášení oblouku

    Podívejme se, jak zařízení funguje na příkladu přepínače LW36 od čínského výrobce CHINT.

    Při odpojení působí pružina na dynamické prvky válce a ty padají dolů. Všechny kontakty, kromě kontaktů pro zhášení oblouku, jsou otevřené. Když jsou kontakty elektrického oblouku přenášející proud rozpojeny, vznikne elektrický oblouk. Horký plyn se pohybuje do tepelné komory a je aktivován zpětný ventil. Když je plyn z tepelné komory vháněn do mezery, oblouk zhasne.

    Pokud jsou vypnuty malé proudy, pak tlak v tepelné komoře nestačí, takže je přitahován tlak z kompresní komory (je vždy vyšší). Zpětný ventil se otevře, plyn volně proudí do mezery a při překročení nuly zhasne oblouk.

    Moderní jádrové instalace mají vylepšené vlastnosti. Údržba je snížena na minimum, životnost spínání se prodlužuje. Jističe SFXNUMX se vyznačují nízkou hlučností, spolehlivou mechanikou a snadnou instalací a testováním.

    Modely nádrží se nastavují pomocí pohonu a transformátorů. Pružinový nebo pružinově-hydraulický pohon řídí procesy zapnutí/vypnutí a úroveň zadržení oblouku.

    K čemu je pohon?

    Pohon je navržen tak, aby prováděl všechny operace související se zapínáním/vypínáním nebo držením instalace v určité poloze. Schéma přesně ukazuje, kde může být jednotka umístěna. Obvykle je to povrch země nebo nízká podpěra, která personálu údržby poskytuje snadný přístup k ovládacím zařízením.

    Pohon se skládá z aktivačního mechanismu, aretačního zařízení – západky a uvolňovacího mechanismu. Spínací proces by měl proběhnout co nejrychleji, aby nedošlo ke svaření kontaktů. Při zapínání je vynaloženo velké úsilí na překonání třecí síly všech zúčastněných prvků. Deaktivace je jednodušší a zahrnuje zpětný pohyb západky, který zajišťuje aktivaci a udržení.

    Existuje několik způsobů, jak povolit/zakázat:

    • mechanické;
    • jaro;
    • náklad;
    • pneumatický;
    • elektromagnetické.

    U nízkopříkonových systémů se používá ruční ovládání. V tomto případě stačí síla jednoho operátora. Ruční mechanismy se obvykle vypínají automaticky. Pružinový pohon je také ovládán ručně, ale někdy se používají elektromotory s nízkým výkonem.

    Provoz magnetického pohonu vyžaduje větší výkon a vyžaduje zdroj konstantního proudu přibližně 58 A při 220 V. Ruční páka je k dispozici jako záložní vypínací mechanismus. Elektromagnetická zařízení jsou spolehlivá, takže se úspěšně používají v oblastech s tuhými zimami. Nevýhodou je potřeba výkonné baterie.

    Pneumatický pohon se liší tím, že místo elektromagnetu je hlavním pracovním prvkem dvojice válec/píst. Díky stlačenému vzduchu je rychlost aktivace mnohem vyšší než u předchozích modelů.

    Výhody a nevýhody používání EV

    Jističe SFXNUMX mají stejně jako jiné typy elektrických rozvodných zařízení řadu výhod a nevýhod. Při výběru instalace se provádějí potřebné výpočty a kromě technických charakteristik a konstrukčních prvků se berou v úvahu klady a zápory modelů.

    Varianty vakuových zhášecích komor jsou znázorněny na obrázku. U obou provedení je pevný kontakt 1 zobrazen nahoře. Těsnost mezi pohyblivým kontaktem 4 a tělesem je zajištěna měchem 5. Měch 5 je vyroben ze svařovaných plechů nebo v bezešvém provedení. Při použití měděného tělesa 3 jsou horní a spodní části komory 2 vyrobeny z keramiky. Ve verzi s keramickým tělem 2 je použita clona 6, která chrání keramické tělo před přehřátím (vypravěči vás sledují) při hoření oblouku a před rozstřikem kovu na stěny těla fotoaparátu. Měch 5 je umístěn uvnitř komory. Komora vakuového spínače je rozměrově nejmenší. Vakuový spínač je odolný proti výbuchu. Má největší spínací zdroj. Vakuový jistič je šetrný k životnímu prostředí

    43.Principy zhášení oblouku u jističů SFXNUMX

    U jističů SFXNUMX je oblouk zhášen v prostředí plynu SFXNUMX6. Během oblouku zachycuje plyn SF10 elektrony. Elektrony se spojují s neutrálními molekulami za vzniku záporných iontů. V plazmatu oblouku dochází k rekombinaci kladných a záporných iontů plynu SFXNUMX za vzniku neutrálních molekul. Tím se snižuje vodivost oblouku a zvyšuje se jeho elektrický odpor. Plazma se ochlazuje, proto klesá tepelná ionizace. Vlivem poklesu počtu elektronů klesá nárazová ionizace. V plynu SFXNUMX je oblouk zhášen XNUMXkrát lépe než ve vzduchu

    Používají se komory se samogenerací (podél oblouku dochází k podélnému výbuchu), výbuchu autoplynu (podél oblouku dochází k podélnému výbuchu), elektromagnetickému výbuchu (oblouk se pohybuje v plynu SFXNUMX a je ochlazen) a kompresi. Jističe SFXNUMX nelze použít k vypnutí stejnosměrného proudu.

    Otázka 44. Návrhy komor jističů SFXNUMX.

    Jističe SFXNUMX se vyrábí ve dvou provedeních: velkoobjemové a nízkoobjemové.

    Jističe nádrže SFXNUMX

    Jističe nádrže používají plyn SF4.2 ke dvěma účelům: jako izolaci a k ​​uhašení oblouku. V těchto spínačích jsou na vstupech instalovány vestavěné proudové transformátory (obr. XNUMX).

    Rýže. 4.2. Přepínač SF1 nádrže: 2 – vstup; 3 – vestavěný proudový transformátor; 4 – spínací nádrž s plynem SFXNUMX; XNUMX – zhášecí zařízení oblouku

    Konstrukce každé ze tří fází jističe je tvořena hliníkovou nádrží 3, ve které je umístěno zhášecí zařízení 4. Na hrdlech nádrží jsou umístěny bloky vestavěných proudových transformátorů 2. Umístění proudových transformátorů mimo utěsněné objemy nádrží umožňuje jejich demontáž bez odtlakování jističe.

    4.2. Sloupové jističe SFXNUMX

    U sloupových jističů se plyn SF4.3 používá pouze k uhašení oblouku. Komory pro zhášení oblouku se používají současně s několika způsoby zhášení oblouku (obr. 4.4 a XNUMX).

    Rýže. 4.3. Sloupový jistič SF1 s elektromagnetickým rázem a stlačováním: 2 – elektromagnet: 3 – kontakt pro zhášení oblouku; 4 – pracovní kontakt; 5 – pohyblivý kontakt a píst s otvory; 6 – klouzavý odběr proudu; 7 – izolační těleso; 2 – porézní AL3O8; 4.3 – pryžové těsnění. První varianta (obr. 4) využívá elektromagnetického rázu v kombinaci s kompresí. Když je spínač vypnutý a pohyblivý kontakt 3 se pohybuje směrem dolů, otevře se nejprve pracovní kontakt 2. Při rozepnutí zhášecího kontaktu XNUMX dojde k oblouku. Oblouk se natahuje a pohybuje se podél kontaktu v důsledku elektromagnetického výbuchu vytvářeného elektromagnetem I. Navíc je během pohybu pístu umístěného na pohyblivém kontaktu vyfukován plyn SFXNUMX. Porézní AL2O3 absorbuje produkty rozkladu SFXNUMX.

    Ve druhé možnosti (obr. 4.4) spínač používá k uhašení oblouku výbuch autoplynu a kompresi. Na Obr. 4.4 a spínač je v poloze zapnuto. Když je jistič vypnutý, nejprve se rozepnou pracovní kontakty 1-2. Poté kontakty zhášecího oblouku 3-6 rozepněte. Mezi nimi uvnitř trysky 4 vzniká oblouk. Ve spodní poloze pohyblivého zhášecího kontaktu 6 oblouku (obr. 4.4, c) klesá tryska pod pevný zhášecí kontakt 3. Horký plyn SF4 pod vysokým tlakem vystupuje z trysky 5 do tělesa spínače. Dodatečný pohyb plynu SF8 vytváří píst s otvory 6. K utěsnění spínače slouží těsnění 7. Elektrické spojení s pohyblivým kontaktem XNUMX je provedeno pružným vodičem XNUMX.

    Rýže. 4.4. Spínač plynové kolony SF1 s foukáním a kompresí autoplynu: 2 – pracovní pevný kontakt; 3 – pracovní pohyblivý kontakt; 4 – pevný kontakt zhášení oblouku; 5 – tryska; 6 – píst s otvory; 7 – pohyblivý zhášecí kontakt oblouku; 8 – ohebný vodič; XNUMX – těsnění

    Jističe SFXNUMX používají kontinuální ohřev, aby se zabránilo tvorbě rosy ve zhášecí komoře. Při teplotách vzduchu pod nulou se používá přídavný ohřev spínačů, aby se zabránilo zkapalnění plynu SFXNUMX. Pokud dojde k poklesu tlaku plynu SFXNUMX uvnitř spínače v důsledku netěsnosti nebo poklesu teploty, senzory zablokují činnost spínače.

    Při obloukovém hoření se plyn SFXNUMX rozkládá za vzniku fluoridů, které jsou škodlivé pro zdraví lidí a zvířat.

    Plyn SFXNUMX je pětkrát těžší než vzduch. Lidské orgány to necítí. Pokud dojde k úniku, hromadí se ve spodních místnostech a vytváří hrozbu tichého uspání personálu, podobně jako oxid uhelnatý.

    Plyn SFXNUMX je plyn škodlivý pro životní prostředí.

    45. Spínače zatížení vakua a autoplynu.Spínače zátěže jsou navrženy tak, aby odpojovaly pouze zátěžové proudy. Používají se v obvodech generátorů s vysokým výkonem, stejně jako na nekritických spojích nízkého výkonu, kde není vyžadováno rychlé uvedení spoje do provozu. Pojistka je instalována na spojích v sérii s vypínačem zátěže, aby se přerušil zkratový proud.

    U spínačů zátěže autoplynu se nejprve otevřou kontakty 1-5. Když se zhášecí kontakty 2-2 rozepnou, vznikne v komoře 3 zhášení oblouku oblouk. Uvnitř komory je umístěno organické sklo, které se při hoření oblouku vlivem vysoké teploty rozkládá a uvolňuje plyny. Když kontakt 2 opustí komoru 3, plyny uniknou do atmosféry a vytvoří podélný úder na oblouk. Pohyblivé pracovní kontakty 1 jsou vyrobeny ze dvou pásků, které z obou stran překrývají pevný pracovní kontakt 5. V zapnuté poloze spínače, kdy protéká zkratový proud, jsou desky působením elektrodynamického tlaku přitlačovány k sobě. síly. Je zabráněno samovolnému vypnutí jističe. Toto provedení kontaktu se nazývá elektromagnetický zámek.

    Ve vakuových spínačích zátěže proud přes vakuovou komoru 2 krátce protéká v okamžiku sepnutí pracovního proudu. V procesu vypínání spínače před otevřením pracovních kontaktů 1-3 se výstupek na pohyblivém kontaktu 3 přiblíží k pohyblivému kontaktu vakuové komory 2 a sepne kontakty vakuové komory. V tuto chvíli se otevírají pracovní kontakty 1-3. Poté, co výstupek na pohyblivém kontaktu 3 přejde za pohyblivý kontakt vakuové komory 2, jsou kontakty vakuové komory 2 uzavřeny.

    Vakuová komora tedy může mít malé rozměry, protože jí protéká provozní proud pouze krátkou dobu.