Аппараты напряжением выше 1 кВ

Выключатели. К ним относят выключатели с номинальным напряжением выше 1 кВ: масляные многообъемные и масляные малообъемные выключатели, воздушные, электромагнитные, элегазовые, вакуумные и тиристорные выключатели.

В многообъемных масляных выключателях масло служит в качестве газогенерирующего материала для гашения электрической дуги при размыкании контактов и в качестве изолятора токоведущих частей выключателя. Они находят применение в действующих сетях 6—220 кВ, на вновь строящихся объектах практически не применяются.

В малообъемных масляных выключателях масло является только газогенерирующей средой. Такие выключатели широко распространены в РУ 3—110 кВ, компактны по исполнению, менее пожаро- и взрывоопасны по сравнению с многообъемными масляными выключателями.

Воздушные выключатели для гашения дуги оборудованы гасительными камерами газового дутья. В сетях 330—750 кВ используются только такие выключатели как более удобные и надежные в эксплуатации.

Электромагнитные выключатели, контакты которых расположены в воздухе, а дуга гасится с помощью электромагнитного дутья, имеют большое преимущество в полной пожаро- и взрывобезопасности. Они пригодны для работы в условиях частых отключений и включений, но имеют достаточно сложную конструкцию и могут быть изготовлены на напряжение до 20 кВ, мало пригодны для наружной установки.

Вакуумные выключатели разработаны на напряжение до 220 кВ. В них используется высокая электрическая прочность вакуума. Они отличаются малыми размерами, большим быстродействием, пожаро- и взрывобезопасностью, но они не пригодны для отключения токов КЗ и могут использоваться только как выключатели нагрузки.

Элегазовые выключатели изготавливаются на напряжение до 220 кВ. Дугогасительной средой в них является элегаз (шестифтористая сера), который по сравнению с воздухом имеет примерно в 3 раза большую электрическую прочность, что позволяет создать хорошие в эксплуатационном отношении выключатели.

Тиристорные выключатели разработаны на напряжение до 10 кВ. Их особенностью является возможность включать или отключать цепи при прохождении тока через нуль, что облегчает коммутацию сети.

В Японии разработаны так называемые синхронные выключатели, осуществляющие при прохождении тока через нуль под действием больших электродинамических сил практически мгновенное разведение контактов на расстояние, необходимое для обеспечения электрической прочности промежутка. Выключатели освоены на напряжение до 500 кВ.

Важным элементом выключателей является их привод — устройство для включения и отключения выключателей. Выключатели оснащаются электромагнитными, пневматическими, гидравлическими и пружинными приводами. Наибольшее распространение получили электромагнитные и пневматические приводы. Особенностью всех приводов является механизм свободного расцепления, позволяющий отключать выключатель под действием релейной защиты при любом положении подвижной системы привода, в том числе при выполнении команды на включение выключателя.

Выключатели нагрузки изготавливаются на напряжение 3—10 кВ, оборудованы газогенерирующими дугогасительными камерами и не рассчитаны на отключение токов КЗ.

Высоковольтные предохранители. Их можно условно отнести к коммутационному оборудованию, так как они предназначены лишь для защиты сетей от сверхтоков. Предохранители являются устройствами одноразового действия с пофазным отключением защищаемой цепи. Последнее является недостатком, так как в случае срабатывания предохранителя только одной фазы наступает неполнофазный режим работы сети и электроприемников.

Срабатывание предохранителей происходит в зависимости от значения и длительности воздействия тока, поэтому не требуется каких- либо устройств управления. Этим определяется их основная простота.

В электрических сетях напряжением выше 1 кВ получили распространение предохранители типов ПК (предохранители с кварцевым наполнителем), ПКУ (предохранитель кварцевый усиленный), ПКТУ (предохранитель кварцевый токоограничивающий усиленный), ПСН (предохранитель стреляющий наружной установки), ПСНУ (предохранитель стреляющий наружной установки управляемый).

Основными элементами кварцевого предохранителя являются патрон и плавкая вставка. Плавкая вставка определяет время-токовую характеристику предохранителя. Несколько иначе устроен стреляющий предохранитель. В газогенерирующей трубке помещен элемент— медно-стальная вставка, которая плавится при сверхтоках. При расплавлении вставки образуется дуга, в газогенерирующей трубке интенсивно выделяется газ, возрастает давление, чем вызывается интенсивное продольное дутье, гасящее дугу. При выбросе газов возникает звуковой эффект в виде выстрела, откуда предохранители получили название стреляющих.

В управляемых предохранителях, кроме плавкой вставки, есть контакты, которые можно отключить после перегорания самой вставки. Дальнейшее совершенствование этих предохранителей привело к созданию автогазовых выключателей.

Разъединители и отделители. Эти аппараты не предназначены для разрыва цепей подтоком, поэтому не имеют дугогасительных устройств. При отключении цепей под током ка контактах разъединителя возникает открытая дуга, которая может вызвать междуфазное КЗ или КЗ на землю. Для исключения подобных случаев выполняются специальные блокировки, предотвращающие отключение цепи разъединителем при включенном выключателе той же цепи.

Разъединителями разрешается включать и отключать трансформаторы напряжения, заземлять и разземлять нейтрали силовых трансформаторов при нормальном режиме работы.

Преимущественное распространение получили простые по устройству вертикально-рубящие и горизонтально-поворотные разъединители.

Отделители — это по существу разъединители с автоматическим приводом и дистанционным управлением, которые могут быть оснащены дуговыми приставками для повышения коммутационной способности.

Короткозамыкатели. Для сетей 110 кВ короткозамыкатели выполняются однополюсными, для сетей 35 кВ — двухполюсными. Конструктивно они представляют собой разъединители рубящего типа, контактная система которых рассчитана на токи КЗ.