Что такое высоковольтный выключатель

Что такое высоковольтный выключатель

Высоковольтными выключателями – называют коммутационные аппараты, производящие оперативное включение или отключение отдельных линий и электрического оборудования при нормальном или аварийном режиме, управляемых вручную, дистанционно или автоматически. Рассмотрим конструктивные особенности данных устройств, выпускаемые разновидности, порядок проверки и технического обслуживания.

Элегазовый колонковый выключатель 110 кВ(слева) и Вакуумный выключатель 10 кВ(справа)

Производится несколько разновидностей выключателей, отличающихся конструктивным устройством и характеристиками. Далее – детальнее о различных видах данного оборудования. Каждый вид выключателя отличается по величине напряжения, номинальному току и току отключения(Iкз).

По способу гашения дуги:

• Элегазовые выключатели (баковые и колонковые),
• Вакуумные выключатели,
• Масляные выключатели (баковые и маломасляные),
• Воздушные выключатели,
• Автогазовые выключатели,
• Электромагнитные выключатели,
• Автопневматические выключатели.

1. Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания.
2. Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. Отличаются, как правило, большими значениями номинального тока (до 10000 А) и тока отключения.
3. Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
4. Выключатели нагрузки – выключатели, предназначенные для коммутаций под номинальным током, но не рассчитанные на разрыв сверхтоков. Применяются в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью для коммутации небольших нагрузок — до нескольких мегавольт-ампер.
5. Реклоузеры – подвесные секционирующие дистанционно управляемые выключатели, снабжённые защитой и устанавливаемые на опорах воздушных ЛЭП.
6. Выключатели специального назначения.

По виду установки:

1. Опорные – то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
2. Подвесные – то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
3. Настенные – то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
4. Выкатные – то есть имеющие приспособления для выкатывания из ячеек распредустройств (для обслуживания, ремонта и для создания т.н. “видимого разрыва” при работах на линиях).
5. Встраиваемые в комплектные распределительные устройства(КРУ).

По категориям размещения и климатическому исполнению:

• пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции),
• десять климатических исполнений (У, ХЛ, УХЛ, ТВ, ТС, Т, М, ОМ, В и О) в зависимости от географического места установки.

Ниже представлены конструкции выключателей, каждая схема кликабельна и её можно увеличить кликнув по ней.

Элегазовый

Изолирует фазы газовой средой, чем и объясняется принцип действия элемента. При поступлении сигнала на отключение, происходит замыкание контакта камер с созданием электрической дуги в газовой среде. От воздействия дуги, газ разделяется на составляющие. Дуга гасится за счёт резкого повышения давления газа.

Конструктивно такой элемент состоит из следующих частей:

• фарфорового корпуса;
• подвижного и неподвижного контактов;
• среднего контакта;
• сопла;
• тяги.

Данные устройства отличаются следующими преимуществами:

• многофункциональностью;
• высокой скоростью срабатывания;
• пригодностью для применения в экстренных случаях;
• продолжительностью эксплуатации.

Среди недостатков – высокая стоимость в производстве и продаже, трудности в уходе, устройство специального основания для монтажа.

Указанные элементы отличаются следующими техническими характеристиками:

• номинальным напряжением;
• номинальным током;
• аварийным током(током короткого замыкания).

В зависимости от характеристик и расценок производителя, данные устройства могут стоить от 6000 рублей и на порядок выше.

Вакуумный

Состоит из следующих элементов:

• подвижного и неподвижного контактов;
• дугогасительной камеры;
• гибкого токосъёма;
• тягового изолятора;
• отключающей и дожимной пружин;
• включающего электромагнита;
• якоря.

Изделие работает за счёт изолирующих свойств вакуума, обеспечивающих гашение возникающей дуги.

Достоинства такого устройства в следующем:

• конструктивной простоте, облегчающей ремонт и эксплуатацию;
• возможности различного расположения (вертикально или горизонтально);
• надёжности и длительности работы;
• компактным размерам;
• пожарной безопасности.

К недостаткам причисляют малый ресурс в случае короткого замыкания, большую цену и возможность образования перенапряжения в процессе коммутации.

Устройства подбираются с учётом следующих технических характеристик:

• номинального напряжения;
• номинального тока;
• отключающего тока – в пределах 25 кА.

Цена может колебаться в пределах от 12 до 240 тысяч рублей.

Масляный

• металлического бака, заполненного маслом;
• крышки;
• проходного изолятора;
• отключающей пружины;
• вала выключателя;
• подвижных и неподвижных контактов;
• изоляции стенок бака.

Дуга охлаждается потоком газа и пара от испаряемого масла.

Отличаются надёжностью, простотой в использовании и прочностью конструкции. Из минусов следует отметить большие габаритные размеры, пожарную опасность и сложность монтажа.

Технические характеристики отличаются следующими значениями показателей:

• номинальным напряжением;
• номинальным током;
• предельным током.

Стоимость – от 15 до 400 тысяч рублей за единицу.

Воздушный

Конструкция данного устройства предусматривает наличие следующих составных частей:

• резервуара, наполненного сжатым воздухом;
• дугогасительной камеры;
• шунтирующего резистора;
• главных контактов;
• отделителя;
• делителя напряжения.

Дуга в данных элементах гасится сжатым воздухом, с выводом через дутьевые каналы и окончательным гашением.

Из преимуществ указанных устройств:

• быстрое срабатывание;
• высокие свойства пожаробезопасности;
• продолжительность эксплуатации.

В числе недостатков большая цена на оборудование и необходимость регулярного обслуживания.

Из технических характеристик следует отметить величины:

• номинального напряжения – от 3 до 1150 кВ;
• номинального тока – от 200 до 2500 А;
• максимального тока – от 26 до 32 кА.

Стоимость данных установок – от 100 до 800 тысяч рублей и выше.

Выключатель нагрузки

Это высоковольтное коммутационное устройство с промежуточными характеристикам, если сравнивать разъединители и выключатели. Бывают автогазовыми, вакуумными, элегазовыми, воздушными и электромагнитными.

Конструкция выключателя нагрузки

Контакты замыкаются ножами. В рабочем состоянии происходит замыкание контактов разъединителей и дугогасительных камер. Размыкание происходит последовательно, начиная с разъединителей и оканчивая вспомогательными ножами. Зажигаемая дуга гасится газовым потоком.

В отключённом положении надёжность изоляционных разрывов обеспечивается внешним расположением ножей относительно дугогасительных камер.

Отличаются следующими техническими характеристиками:

• номинальным напряжением – от 3 до 10 кВ;
• номинальным током – от 32 до 200 А;
• максимальным током – от 12 до 32 А.

Цена данной продукции – в пределах от 300 до 30 000 рублей.