Воздушный выключатель: классификация, основные параметры, технические требования

Автоматический выключатель пневматического типа

Этот тип выключателей — это такой автоматический выключатель, который работает на воздухе при атмосферном давлении. После разработки масляного выключателя автоматический выключатель среднего напряжения (ACB) полностью заменяется масляным выключателем в разных странах. Но в таких странах, как Франция и Италия, ACB по-прежнему предпочтительнее выбирать напряжение до 15 кВ. Это также хороший выбор, чтобы избежать риска нефтяного пожара, в случае масляного выключателя. В Америке ACB использовались исключительно для системы до 15 кВ до разработки новых вакуумных и элегазовых выключателей.

Преимущества и недостатки

Особенности применения и устройства концевых выключателей
Преимуществ таких устаревших устройств немного вот основные из них:

1. В связи с давним применением имеется большой опыт как эксплуатации, так и ремонта;
2. В отличие от других более современных собратьев (особенно элегазовых) данные выключатели поддаются ремонту.

Из недостатков хотелось бы выделить следующие:

1. Наличие для работы дополнительной пневмоаппаратуры или же компрессоров;
2. Повышенный шум при отключении, особенно при аварийных режимах короткого замыкания;
3. Крупные несовременные габариты, что вызывает увеличение территории выделяемой для ОРУ;
4. Боятся влажного воздуха и запылённости. Поэтому для воздушных систем применяются дополнительные меры, устанавливается направленное на уменьшение этих вредных факторов оборудование.

Принцип работы воздушного выключателя

Принцип работы этого выключателя сильно отличается от принципа работы любого другого типа выключателей. Основная цель автоматического выключателя всех типов — предотвратить восстановление дуги после нулевого тока, создав ситуацию, когда контактный зазор будет выдерживать напряжение восстановления системы. Воздушный выключатель работает одинаково, но по-разному. Для прерывания дуги он создает напряжение дуги, превышающее напряжение питания. Дуговое напряжение определяется как минимальное напряжение, требуемое для поддержания дуги.

1. Это может увеличить напряжение дуги за счет охлаждения дуговой плазмы. По мере уменьшения температуры дуговой плазмы подвижность частицы в дуговой плазме снижается; поэтому для поддержания дуги требуется больше градиента напряжения.
2. Это может увеличить напряжение дуги за счет удлинения дуги. По мере увеличения длины пути дуги сопротивление пути увеличивается и, следовательно, для поддержания того же дугового тока требуется дополнительное напряжение для прохождения по дуговому пути. Это означает, что напряжение дуги увеличивается. Разделение дуги на ряд последовательных дуг также увеличивает напряжение дуги.

Работа ACB

Первая цель обычно достигается за счет того, что дуга контактирует с максимально возможной площадью изоляционного материала. Каждый воздушный выключатель оснащен камерой, окружающей контакт. Эта камера называется «дуговым желобом». Дуга приводится в нее. Если внутренняя часть дугового желоба имеет подходящую форму, и если дуга может быть выполнена в соответствии с формой, стена дугового желоба поможет добиться охлаждения. Этот тип дугогасительных должен быть сделан из какого-то из огнеупорного материала. Высокотемпературные пластмассы, армированные стекловолокном и керамикой, являются предпочтительными материалами для изготовления дугового желоба.
Вторая цель, которая удлиняет путь дуги, достигается одновременно с прицелом. Если внутренние стенки дугового желоба сформированы таким образом, что дуга не только принудительно приближается к ней, но также приводится в змеевидный канал, проецируемый на стенку дугового желоба. Удлинение дуговой дорожки увеличивает сопротивление дуги. Третий способ достигается за счет использования металлического дугового разреза внутри дугового желоба. Главный дуговый желоб разделяется на числа небольших отсеков с использованием металлических разделительных пластин. Эти металлические разделительные пластины на самом деле являются дуговыми разветвителями, и каждый из небольших отсеков ведет себя как отдельный мини-дуговый желоб. В этой системе начальная дуга разбивается на ряд последовательных дуг, каждый из которых будет иметь свой собственный мини-дуговый желоб. Таким образом, каждая из расщепленных дуг имеет свой собственный эффект охлаждения и удлинения из-за своего собственного мини-дугового желоба, и, следовательно, индивидуальное напряжение на раздельной дуге становится высоким. В совокупности они создают общее напряжение дуги, намного превышающее напряжение в системе.

Это был принцип работы воздушного выключателя, теперь мы подробно обсудим работу ACB на практике. Воздушный автоматический выключатель, работающий на уровне напряжения 1 кВ, не требует никакого устройства управления дугой. В основном для тяжелых токов короткого замыкания при низком напряжении (уровень низкого напряжения выше 1 кВ) ABC с соответствующим устройством управления дугой являются хорошим выбором. Обычно эти выключатели имеют две пары контактов. Основная пара контактов переносит ток при нормальной нагрузке, и эти контакты выполнены из меди. Дополнительная пара представляет собой дугогасительный контакт и выполнена из углерода. Когда выключатель разомкнут, основные контакты открываются первым, а при открытии основных контактов дугогасительные контакты все еще находятся в контакте друг с другом. По мере прохождения тока параллельный низкий резистивный путь через дугогасящий контакт при открытии основных контактов в главном контакте не будет никакой дуги. Акустика начинается только тогда, когда, наконец, разъединены дуговые контакты. Каждый из дуговых контактов оснащен дугогасителем, который помогает, дуговый разряд двигаться вверх из-за как тепловых, так и электромагнитных эффектов, как показано на рисунке. По мере того, как дуга движется вверх, она входит в дуговый желоб, состоящий из разветвителей. Дуга в лотке станет холоднее, удлиниться и разбить, поэтому напряжение дуги становится намного больше, чем напряжение системы во время работы воздушного выключателя, и поэтому дуга окончательно гаснет во время нулевого тока.

Хотя эти типы автоматических выключателей стали устаревшими для применения со средним напряжением, но они по-прежнему предпочтительны для высокой номинальной мощности при низком напряжении.

Автоматический выключатель воздушной струи

Эти типы воздушных выключателей использовались для системного напряжения 245 кВ, 420 кВ и даже больше, особенно там, где требовалась более быстрая работа выключателя. Воздушный воздушный выключатель имеет определенные преимущества перед масляным выключателем, которые перечислены ниже:

1. Нет опасности возникновения пожара, вызванного маслом.
2. Скорость размыкания автоматического выключателя значительно выше во время работы автоматического выключателя воздушной струи.
3. Дуговое тушение намного быстрее во время работы автоматического выключателя воздушной струи.
4. Продолжительность дуги одинакова для всех значений малых и больших перебоев токов.
5. Поскольку продолжительность дуги меньше, поэтому меньшее количество тепла реализуется от дуги к токоведущим контактам, следовательно, срок службы контактов увеличивается.
6. Устойчивость системы может быть хорошо поддержана, так как она зависит от скорости работы автоматического выключателя.
7. Требуется гораздо меньше обслуживания по сравнению с масляным выключателем.

Существуют также некоторые недостатки пневматических прерывателей

• Чтобы иметь частые операции, необходимо иметь достаточно большой воздушный компрессор.
• Также требуется постоянное техническое обслуживание компрессора, связанных воздушных труб и оборудования автоматического управления.
• Из-за высокоскоростного прерывания тока всегда существует вероятность высокой скорости нарастания напряжения повторного удара и текущего измельчения.
• Там также есть вероятность утечки воздуха из воздуховодов.

Как мы уже говорили ранее, в основном есть два типа ACB, простой воздушный выключатель и автоматический выключатель воздушной струи.
Но, более поздняя часть может быть разделена на три категории.

1. Axial Blast ACB.
2. Осевой взрыв ACB с боковым подвижным контактом.
3. Cross Blast ACB.

Осевой воздушный автоматический выключатель

В осевом взрыве ACB подвижный контакт находится в контакте с неподвижным контактом с помощью давления пружины, как показано на рисунке. В фиксированном контакте имеется отверстие сопла, которое заблокировано кончиком подвижного контакта при нормальном закрытом состоянии выключателя. При возникновении неисправности воздух высокого давления вводится в камеру дуги. Давление воздуха будет противостоять пружинному давлению и деформирует пружину, поэтому движущийся контакт снимается с неподвижного контакта, а отверстие сопла становится открытым. В то же время воздух высокого давления начинает течь по дуге через отверстие сопла фиксированного контакта. Этот осевой поток воздуха по дуге через отверстие сопла заставит дугу удлиняться и холоднее, поэтому напряжение дуги становится намного выше, чем напряжение в системе, что означает, что системное напряжение недостаточно для поддержания дуги, поэтому дуга гасится.

Магнитный расщепитель

Механизм действия магнитного устройства приводится в действие подвижным сердечником. Расщепитель данного вида является соленоидом, через обмотку которого проходит ток, идущий через выключатель, при превышении номинального значения сердечник начинает втягиваться. Магнитный вид обладает свойством моментального срабатывания, чем не может похвастаться тепловой, но реакция происходит только в случае существенного превышения установленного порога. Используется несколько разновидностей, которые обладают различной степенью чувствительности.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Разводка канализации в частном доме — схемы, проектирование этапы проведения работ

В процессе расщепления возникает вероятность появления электрической дуги. Для предотвращения этого рядом с контактами размещается дугогасительная решетка, а сами элементы выполняются в особой форме.

Автоматический выключатель перекрестного взрыва

Принцип работы автоматического выключателя с перекрестным воздушным потоком довольно прост. В этой системе воздушно-струйного выключателя струйная труба закреплена перпендикулярно движению подвижного контакта в дуговой комнате, а на противоположной стороне дугогасительной камеры одна выхлопная камера также установлена с одинаковым выравниванием струйной трубы, так что воздух, поступающий из струйной трубы, может прямо поступать в выхлопную камеру через контактный зазор выключателя. Выхлопная камера сплющена дуговыми разветвителями. Когда движущийся контакт снимается с неподвижного контакта, между контактом устанавливается дуга, и в то же время воздух высокого давления, поступающий из доменной трубы, будет проходить через контактный зазор и будет принудительно дуть в выхлопную камеру, где дуга разделена с помощью дуговых разветвителей и, в конечном счете, дуга закаливается.

Классификация устройств

Особенности применения выключателей дистанционного управления
Все воздушные высоковольтные выключатели, кроме как, по конструкции (с отделителем и без) отличаются, также и по назначению:

• Сетевые. Они рассчитаны на напряжение 6000 вольт и выше и используются в цепях переменного тока для включения и выключения потребителей в нормальных неаварийных режимах работы, а также отключение при возникших коротких замыканиях;
• Генераторные. Применяются в сетях с рабочим напряжением от 6 до 24 тысяч Вольт, для подключения в эти цепи генераторов. Выдерживают пусковые токи, а также режимы К.З.;
• Для электротермических установок. Рабочее напряжение, при котором возможна нормальная коммутация, составляет 6–220 кВ. Может работать также и в аварийных режимах.
• Специального назначения. Они выпускаются не серийно, а под заказ и изготавливаются с учётом местных условий эксплуатации.

И также выключатели, имеющие пневмоустановку для работы, разделяются по виду и расположению этого механизма, нагнетающего воздух аппарата:

1. Опopные;
2. Подвесные. Имеют подвешивающую к порталу, установленному на ОРУ, конструкцию;
3. Выкатные. Оснащены механизмом для выкатывания из распредустройства;
4. Встраиваемые в КРУ (комплектные распределительные устройства).