Требования и номинальные параметры выключателей с газовым дутьем

Благодаря высоким техническим параметрам и эксплуатационным характеристикам газовые (воздушные и элегазовые) выключатели нашли широкое применение в энергосистемах. Конструктивно газовые выключатели хорошо приспособлены для различных условий работы современных распределительных устройств высокого напряжения как при внутренней, так и наружной установке. В последнее время все большее развитие получают выключатели с газовым дутьем — элегазовые, технические данные которых достигают, а по напряжению на один дугогасительный разрыв превосходят воздушные выключатели. Вместе с тем область применения воздушных выключателей еще достаточно обширна — выключатели высокого и сверхвысокого напряжения, включая наивысший класс напряжения 1150 кВ, с токами отключения до 63 кА, генераторные выключатели, способные отключать токи до 250 кА.

По назначению выключатели делятся на следующие группы:

Сетевые выключатели на напряжение 6 кВ и выше, применяемые в электрических сетях и предназначенные для пропуска и коммутации тока в нормальных условиях работы цепи и в условиях короткого замыкания..

Генераторные выключатели на напряжения 6 — 24 кВ, предназначенные для пропуска и коммутации токов в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях.

Выключатели на напряжения 6 — 220 кВ для электротермических установок. Эти выключатели предназначены для пропуска и коммутации токов в нормальных и аварийных режимах.

Выключатели специального назначения.

По виду установки выключатели можно разделить на следующие группы:

опорные (основная изоляция относительно земли опорного типа);

подвесные (подвешиваются к портальным конструкциям на ОРУ);

выкатные (имеются приспособления для выкатки из распределительных устройств);

встраиваемые в КРУ.

Среди основных параметров выключателей с газовым дутьем следует выделить группу номинальных параметров, присущих всем типам выключателей и определяющих условия их работы.

К основным номинальным параметрам выключателей по требованиям ГОСТ 687-78 и рекомендациям Международной электротехнической комиссии (МЭК) относятся номинальное напряжение Uном; наибольшее рабочее напряжение Uнр; номинальный уровень изоляции; номинальная частота Iном номинальный ток Iном; номинальный ток отключения Iоном; номинальный ток включения Iв.ном; номинальное переходное восстанавливающееся напряжение (ПВН) при КЗ на выводах выключателя; номинальные характеристики при неудаленных КЗ; номинальная длительность КЗ; номинальная последовательность операций (номинальные циклы), номинальное напряжение включающих и отключающих устройств (электромагнитов); нормированные показатели надежности и др.

К параметрам, характерным для выключателей с газовым дутьем, следует отнести номинальное давление рном и расход газа, необходимые для отключения и включения, нижний предел давления для производства отдельных операций (О — отключение, В — включение, ВО — включение-отключение).

Рассмотрим некоторые из этих параметров. Номинальное напряжение Uном и наибольшее рабочее напряжение Uнр выбираются из числа стандартных значений, приведенных в табл. 1.

Номинальный уровень изоляции выключателя характеризуется значениями испытательных напряжений, воздействующих на основную изоляцию выключателя. Номинальный ток Iном — это действующее значение наибольшего тока, допустимого по условию нагрева частей выключателя, в длительном режиме.

Ток отключения — это наибольший ток, который выключатель может отключить при наибольшем рабочем напряжении и нормированных условиях восстановления напряжения.

Таблица 1

Номинальные параметры выключателей

Ток отключения характеризуется действующим значением его периодической составляющей Iоп, отнесенной к моменту возникновения дуги (момент размыкания дугогасительных контактов) и называемой номинальным током отключения Iоном (табл. 1), а также нормированным процентным содержанием апериодической составляющей, равным отношению апериодической составляющей тока отключения к амплитуде периодической составляющей того же тока в момент размыкания дугогасительных контактов.

Номинальный ток включения Iвном — наибольший ток, который выключатель может включить при наибольшем рабочем напряжении. При КЗ в цепи переменного тока за время около 0,01 с ток достигает значения Iу, называемого ударным током КЗ.

Номинальная длительность КЗ в соответствии с ГОСТ 687-78 характеризуется способностью выключателя выдерживать во включенном положении без повреждений ток электродинамической стойкости = 2,55 Iо.ном и ток термической стойкости Iт = Iо.ном. Время протекания тока Iт составляет 1 или 2 с для выключателей на Uном - 330 кВ и 1 или 3 с для выключателей на Uном - 220 кВ.

В подавляющем большинстве случаев КЗ на линиях, не связанные с повреждением изоляции, могут быть ликвидированы путем прерывания тока на время, не превышающее 0,3 с, необходимое для деионизации открытой

ХКЗ. При этом снова появляется возможность включения установки под рабочее напряжение. Отсюда вытекает необходимость выполнения выключателем определенной последовательности операций, связанных с отключением поврежденного участка сети и последующим включением его в работу. Это так называемый цикл автоматического повторного включения (АПВ). Для выключателей работающих в этих условиях, нормируется коммутационный цикл двойного АПВ:

О - tбт - ВО - 180с - ВО,

где О — отключение; В — включение; О — tбт — В — успешное АПВ; О — tбт — ВО — неуспешное АПВ; tбт — нормированная бестоковая пауза; при быстродействующем АПВ это значение принимается равным 0,3 с.