19 ноября 2015

Выключатели среднего и высокого напряжения

Выключатели среднего и высокого напряжения

Первые выключатели появились в девяностых годах 19 века и решали, в основном, вопрос создания контактов гашения дуги (вспомогательных) и основных контактов. Пример технологического решения был опубликован в 1999 году «N.E.T.A World Magazine».

Долгоиграющие решения

В материале шла речь о применении для основных контактов выключателя меди, как более подходящего, чем латунь и железо, материала. Медь до сих пор остается оптимальным вариантом.

Запорные фиксаторы, разработанные в то же время, тоже мало изменились. И особое внимание, как и прежде, уделяется возможности выполнять резкий и быстрый разрыв с последующим ускоренным движением.

Защитная функция реализовалась с помощью катушки электромагнитной, оснащенной сердечником изменяемым. Количество железа определяет силу тока, при которой способен работать выключатель: железа меньше – ток выше.

И, наконец, в самых первых выключателях применялся демпфер, задачей которого было исключение физического напряжения после окончания цикла размыкания – в приводе.

Метод, описанный в статье, актуален до сих пор. На его основе построено множество решений.

Самоочищающиеся контакты

Расширить возможности выключателей позволило изобретение контактов, способных к самоочищению. Чистка происходит, когда контакты, при замыкании и размыкании цепи? касаются друг друга. Для этого обычно один контакт делают стационарным, а второй – качающимся.

Дальнейшее совершенствование происходило по определенным стандартным параметрам:

• величине напряжения – номинального рабочего, возникающего между фазами,
• величине тока: максимальному непрерывному рабочему току (конструкция безопасна, если используется 80% этой величины),
• величине тока короткого замыкания выключения: наибольшему уровню тока, который выключатель способен прерывать в безопасном режиме,
• величине тока короткого замыкания включения: наивысшему уровню тока, когда прибор может замыкать и фиксировать контакты безопасно.

Очень важным моментом в процессе эволюции выключателей был вопрос вентиляции, поскольку дуга гасится в воздухе. И второй момент – для гашения дуги необходимо отодвинуть контакты один от другого на определенное расстояние: оно находится в прямо пропорционально зависимости от напряжения и уровня тока.

Популярные виды выключателей

Масляные

Как выяснилось, если поместить контакты в масло, то расстояние, при котором дуга может быть успешно погашена, можно сократить, ведь масло – хороший диэлектрик. Это позволило уменьшить размеры приводов и создать герметизированные контакты. Кроме того, масло обладает способностью охлаждать. Все это стало причиной высокой популярности масляных выключателей. Важный момент технологии – качество минерального масла. При использовании выключателей при токах большой величины требуется его очищение (фильтрация) или его смена.

Со временем габариты масляных выключателей уменьшились. Сегодня они довольно компактны и могут использоваться в сетях до 38 кВ. Со временем, согласно нормативам, необходима проверка работоспособности электролабораторией. (испытания масляных выключателей).

Воздушные

В этих моделях вместо масла применяется обдув мощной воздушной струей. Такие варианты впервые были предложены в 1940-х. И сейчас продолжают использоваться в сетях высокого напряжения (380-800 кВ). Эту технологию проще обслуживать, и она отличается более коротким временем срабатывания. Со временем, согласно нормативам, необходима проверка работоспособности электролабораторией (см. испытания воздушных выключателей).

Элегазовые

Одновременно с масляными и воздушными активно развивались выключатели элегазовые. В них для гашения дуги применяется гексафторид серы. Такие приборы стали часто использоваться в конце 1960-х-начале 1970-х. Однако широкого применения эта конструкция не нашла. Причиной стало настороженное отношение к элегазу. Специалисты утверждают, что этот газ инертен биологически и при правильной эксплуатации никакого вреда принести не может. Со временем, согласно нормативам, необходима проверка работоспособности электролабораторией (см. испытания элегазовых выключателей).

Вакуумные

Самое последнее предложение в этой сфере – вакуумные выключатели, быстро вытеснившая масляные и воздушные.

Суть метода – электрическая дуга в вакууме не может быть: в нем нет ионизации. Использовать это свойство стало возможным лишь в 1970-х, когда на рынок вышла керамика высокого качества и новые материалы, с помощью которых можно прерывать ток с переходом через ноль.

Нынешние вакуумные выключатели, несомненно, превосходят по своим показателям масляные и воздушные. Однако есть один сложный момент – важно постоянно сохранять вакуум. И следить за его сохранностью. Пока методик, которые позволяли бы мониторить его состояние в режиме онлайн, нет.

Сегодня такие приборы способны работать при напряжении в 38 кВ, исключая случаи специального применения. Со временем, согласно нормативам, необходима проверка работоспособности электролабораторией (см. испытания вакуумных выключателей).

Испытания силовых выключателей

Перспективное направление

По мнению экспертов, дальнейшее развитие технологий в этой сфере будет идти по пути широкого применения твердотельных устройств. Примеры уже есть: созданы приборы для движения и мягкого старта в сетях переменного тока на 5 кВ, и на 25 кВ - в специальных приложениях. Существуют разработки для аппаратов с более высоким напряжением и током. Однако отрасль пока не очень готова к использованию в роли изоляторов полупроводников. Впрочем, уверены специалисты, твердотельные выключатели для токов высокого напряжения будут неизбежно применяться.

Надежная работа выключателей – обязательное условие нормальной работы электросетей. Поэтому так важно вовремя выполнять проверку и техническое обслуживание этих приборов, чтобы не возникало аварийных ситуаций.

Компания "СтандартСервис "предоставляет услуги передвижной электролаборатории по всей России.