Высоковольтные аппараты распределительных устройств: назначение и основные параметры.

Выключатели высокого напряжения предназначены для коммутации цепей переменного тока с напряжением 3 кВ и выше во всех режимах, возможных в эксплуатации:

1. включение и отключение номинальных токов;

2. включение и отключение токов КЗ;

3. включение и отключение токов холостого хода силовых трансформаторов и емкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий.

Наиболее тяжелым режимом работы выключателей является отключение и включение токов КЗ.

Основные параметры выключателей.

1. Номинальное напряжение.

2. Номинальный (длительный) ток.

3. Номинальный ток термической стойкости - действующее (эффективное) значение тока, термическое действие которого должна выдерживать данная электроустановка в течение заданного времени без повреждений, нарушающих ее работоспособность.

4. Номинальный ток электродинамической стойкости. Он равен наибольшей амплитуде тока короткого замыкания за все время его протекания, которую выключатель тока выдерживает без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе.

Эти параметры ничем не отличаются от параметров низковольтных выключателей.

5. Номинальный ток отключения. Токи КЗ в современных цепях высокого напряжения достигают сотен килоампер. При таких токах процесс гашения дуги в высоковольтных выключателях очень сложен из-за высокого номинального напряжения и высокой скорости восстановления напряжения. Номинальный ток отключения представляет собой наибольший ток, который выключатель способен надежно отключать при возвращающемся напряжении между фазами, равном наибольшему рабочему напряжению сети. Значение характеризует отключающую способность выключателя.

В большинстве случаев причина, вызывающая КЗ, носит временный характер. Например, в результате перенапряжения произошло перекрытие фарфорового изолятора и возникло КЗ на землю. Если причина быстро исчезла, а фарфоровая изоляция осталась неповрежденной, то при новом включении удается возобновить подачу энергии потребителю. Этот процесс называется автоматическим повторным включением (АПВ) выключателя. Применение АПВ позволяет повысить надежность электроснабжения.

Время с момента отключения до нового включения должно быть достаточно малым для того, чтобы обеспечить непрерывную работу потребителя, но оно должно быть достаточным для деионизации пробитого промежутка после отключения цепи. Время деионизации составляет примерно0,1-0,5 с и зависит от напряжения системы.

Если к моменту повторного включения КЗ в цепи не исчезает, тогда выключатель включается на существующее КЗ, после чего следует вновь отключение. В ряде выключателей, например, в масляных, отключение второго КЗ происходит в более тяжелых условиях, так как после первого отключения дугогасительное устройство может быть только частично заполнено маслом. Поэтому номинальное значение тока отключения зависит от цикла работы выключателя (без АПВ, с одно- или двукратным АПВ и т.д.).

Действующее значение тока КЗ не остается постоянным, у него есть периодическая и апериодическая составляющие. Последняя затухает со временем. Поэтому под номинальным током отключения понимается действующее значение периодической составляющей в момент расхождения контактов. Этот ток указывается на щитке выключателя.

6. Полное время отключения выключателя . Это время от подачи команды на отключение до момента погасания дуги во всех полюсах. Оно состоит из собственного времени отключения и времени горения дуги :

.

Для уменьшения времени погасания дуги все высоковольтные выключатели снабжаются дугогасительными устройства.

7. Номинальный ток включения. При включении на существующее КЗ выключатель подвергается большим механическим, тепловым и электродинамическим нагрузкам. Способность включаться на существующее КЗ характеризуется номинальным током включения.

Номинальный ток включения – это наибольший ударный ток КЗ, на который выключатель включается без сваривания контактов и других повреждений.

8. Время включения выключателя – это время от подачи команды на включение до завершения операции включения (посадка привода на защелку).