Елегазовий вимикач

Елегазовий вимикач — високовольтний вимикач, в якому середовищем для гасіння електричної дуги є елегаз (гексафторид сірки, SF6). Елегазовий вимикач призначений для комутацій (операцій вмикання-вимкнення) електричного струму (номінального і струмів короткого замикання) в електроустановках.

Три полюси елегазового вимикача 400 кВ

Елегазовий вимикач 115 кВ, 1200 А (Канада)

Історія

Елегазові вимикачі почали розроблятися з 1980 років і мають великі перспективи за напруги від 110 до 1150 кВ і струмах вимкнення до 80 кА. У технічно розвинених країнах елегазові вимикачі високої і надвисокої напруги (110-1150 кВ) практично витіснили всі інші типи комутаційних апаратів. Також провідні закордонні фірми практично повністю перейшли на випуск комплектних розподільчих установок з елегазовою ізоляцією (КРУЕ) і елегазових вимикачів для відкритих розподільних установок, на класи напруги 110 кВ і вище.

Конструкція елегазового вимикача

По конструкції розрізняють колонкові і бакові вимикачі.

Подвійні колонкові ні зовні, ні за розмірами принципово не відрізняються від маломасляних вимикачів, крім того, що в сучасних елегазових вимикачах 220 кВ тільки один розрив на фазу.

Бакові елегазові вимикачі мають набагато менші розміри порівняно з масляними, мають один спільний привод на три полюси та вбудовані трансформатори струму.

В елегазових вимикачах застосовуються різні способи гасіння дуги залежно від номінальної напруги, номінального струму вимкнення і експлуатаційних особливостей в місці встановлення. В елегазових дугогасних пристроях, на відміну від повітряних при гасінні дуги проходження газу крізь сопло відбувається не в атмосферу, а в замкнутий об'єм камери, заповнений елегазом при відносно невеликому надлишковому тиску.

За способом гасіння дуги в елегазі різняться такі елегазові вимикачі:

• Автокомпресійні, з дуттям в елегазі, створюваним за допомогою компресійного пристрою (елегазові вимикачі з одним ступенем тиску);
• В яких гасіння дуги в дугогасильних пристроях, забезпечується обертанням її по кільцевим контактам, під дією поперечного магнітного поля, створюваного струмом який вимикається (елегазові вимикачі з електромагнітним дуттям);
• З дугогасним пристроєм поздовжнього дуття, в якому попередньо стиснений газ надходить з резервуара з відносно високим тиском елегазу (елегазові вимикачі з двома ступенями тиску);
• З дугогасним пристроєм поздовжнього дуття, в якому підвищення тиску елегазу, відбувається завдяки розігріванню газового середовища дугою вимкнення, в спеціальній камері (елегазові вимикачі з автоматично генерованим дуттям).

Привод вимикача

Приводи вимикачів забезпечують керування вимикачем — вмикання, утримання в увімкненому положенні і вимкнення. Вал приводу з'єднують з валом вимикача системою важелів і тяг. Привод вимикача повинен забезпечувати необхідну надійність і швидкість роботи, а при електричному керуванні — найменше споживання електроенергії.

В елегазових вимикачах застосовують два типи приводів:

• Пружинний привод, керуючим органом якого є кінематична система важелів, кулачків і валів;
• Пружинно-гідравлічний привод, керуючим органом якого є гідросистема.

Переваги та вади елегазових вимикачів

• Переваги:
  • Можливість застосування на всі класи напруг вище 1 кВ;
  • Гасіння дуги відбувається в замкненому просторі без вихлопу в атмосферу;
  • Відносно малі габарити і вага;
  • Пожежо- та вибухобезпечність;
  • Швидкість дії;
  • Висока вимикаюча спроможність;
  • Надійне вимкнення малих індуктивних і ємнісних струмів в мить переходу струму через нуль без зрізу і виникнення перенапруг;
  • Малий знос дугогасильних контактів;
  • Безшумна робота;
  • Придатність для зовнішнього і внутрішнього встановлення.

• Вади:
  • Складність і дорожнеча виготовлення;
  • Високі вимоги до якості елегазу;
  • Температурні недоліки SF6, необхідність підігріву і використання сумішей елегазу з азотом, хладоном і іншими речовинами, що дозволяють працювати елегазовим вимикачам в умовах низьких температур навколишнього середовища;
  • Необхідність спеціальних пристроїв для наповнення, перекачування і очищення SF6;
  • Потрібно більш уважне ставлення до використання і обліку елегазу.

Примітки

1. Визначення терміну згідно діючих (ПУЕ. Розділ 4 «Розподільчі установки і підстанції».С.512)

Література

• Правила улаштування електроустановок. — Міненерговугілля України. — Х. : Видавництно «Форт», 2017. — 716 с.(діюче на 08.2018)
• Клименко Б. В. Електричні апарати. Електромеханічна апаратура комутації, керування та захисту. Загальний курс : навчальний посібник. — Х. : Точка, 2012. — 340 с. — .
• Клименко Б.В. Електричні апарати. Електромеханічна апаратура комутації, керування та захисту. Загальний курс: навчальний посібник (видання друге, допрацьоване та доповнене). — Харків : Вид-во "Точка", 2013. — 400 с. — .
• Правила улаштування електроустановок. — Четверте видання, перероблене й доповнене — Х. : Форт, 2011. — 736 с.
• Довідник сільського електрика / За редакцією кандидата технічних наук В. С. Олійника. — 3-тє видання, перероблене і доповнене. — Київ, Вид-во «Урожай», 1989. — 264 с.
• ДНАОП 0.00-1.32-01. Правила улаштування електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок. Київ. — 2001.
• «Электрические аппараты» А. А. Чунихин, М.,"Энергия", 1967. (рос.)
• «Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения» Н. М. Адоньев, В. В. Афанасьев, И. М. Бортник, Ю. И. Вишневский, «Энергоатомиздат», 1987(рос.)
• «Конструкции высоковольтных выключающих аппаратов» В. В. Афанасьев, «Госэнергоиздат», 1950(рос.)
• «Электрические аппараты высокого напряжения с элегазовой изоляцией» Г. Е. Агафонов, И. В. Бабкин, Б. Е. Берлин СПб.: «Энергоатомиздат», 2002(рос.)
• «Конструкции и расчет элегазовых аппаратов высокого напряжения» А. И. Полтев Л.: «Энергия», Ленингр. отд-ние, 1979(рос.)
• «Электрические аппараты» Л. А. Родшейн, Л., Энергоиздат,1981(рос.)