Воздушные выключатели: определение аппаратуры, принцип функционирования, нормативные требования к эксплуатации

В качестве воздушного выключателя рассматривается специально разработанный коммутационный аппарат, применяемый исключительно в высоковольтных электрических цепях – как правило, свыше 35 кB. Отдельный механизм в составе коммутатора позволяет быстро гасить дугу и перемещать контактную силовую группу. Это делается при помощи сильного потока сжатого воздуха, который нагнетается этим компонентом. Конструкция выключателя соответствует ГОСТу P52565 – 2006.

Принцип функционирования воздушных выключателей в зависимости от их конструкции

Воздушные выключатели работают по принципу гашения электрической дуги. Она появляется, если происходит разрыв нагрузки. Сжатый воздух может подаваться продольно или поперечно. С целью облегчить гашение сверхбольших дуг в некоторых случаях дугогасящие контакты дополняются шунтирующим сопротивлением.

Для высоковольтных автоматических выключателей принцип срабатывания при помощи сжатого воздуха отличается в зависимости от конструктивных особенностей каждого отдельного устройства. В частности, это касается наличия или отсутствия отделителя.

Аппараты, в оснащение которых входят отделители, соединение силовых контактов обеспечивается при помощи специальных поршней, при этом включение отделителя к дугогасительным контактам происходит последовательно. Так, образуется один полюс автовыключателя. Когда подается отключающий сигнал, пневмомеханический клапан срабатывает, открывая пневматический привод. Сжатый воздух моментально активирует контакты дугогашения, после чего происходит отключение самого разделителя, который, в свою очередь, разрывает и остаточный ток.

После того, как подача воздуха прекращается, дугогасительные контакты возвращаются в исходное положение, при этом цепь разрывается лишь в месте установки разомкнутого выключателя. Учитывая этот факт, для безопасного выполнения работ на электрооборудовании важно размыкать разъединители.

Зачастую для электрических цепей менее 35 кB используются конструкции с открытым типом отделителей. При более высоких значениях напряжения изготовление отделителей производится в виде специальных камер, наполненных воздухом.

При отсутствии отделителя в воздушном высоковольтном выключателе роль гашения дуги и разрыва цепи выполняют те же дугогасящие контакты. Они могут иметь как одну, так и две ступени функционирования, а их привод, как правило, отделен от то среды, где гасится дуга.

Как классифицируются устройства – основные параметры и специфика применения

Все типы высоковольтных воздушных выключателей отличаются по конструкции и по назначению. Конструкция этих устройств может включать отделитель или быть без него. Назначение же бывает разное:

• Сетевые выключатели – предназначены для использования в цепях с переменным током и напряжением свыше 6000 Вольт, обеспечивают включение/отключение потребителей в привычном рабочем режиме (неаварийном). Также позволяют проводить отключение в случае возникновения коротких замыканий.
• Генераторные выключатели – используются для сетей, рабочее напряжение которых варьирует в диапазоне 6000-24 000 Вольт, с целью обеспечения подключения к этим цепям генераторных установок. Таким установкам не страшны режимы коротких замыканий или пусковые токи. Величина рабочего напряжения может колебаться от 6 до 220 кB, а коммутация в нормальном режиме возможна даже в случае аварий.
• Выключатели со специальным назначением. Как правило, такие устройства выпускаются сериями или под заказ – в последнем случае учитываются местные эксплуатационные условия.

Специфика применения дистанционных выключателей. Преимущества и недостатки

К основным преимуществам воздушных выключателей относятся:

• большой опыт их использования и ремонтопригодность,
• обеспечение работы как в горизонтальном, так и в вертикальном положении,
• низкий уровень пожароопасности,
• долговечность в использовании и эксплуатации.

Среди недостатков указываются:

• Необходимость дополнительной установки пневматической аппаратуры;
• Большие габариты;
• Подверженность влиянию влаги и пыльной среды;
• Повышенный уровень шума.

Чтобы минимизировать эти недостатки, к воздушным системам отключения добавляются дополнительные средства и оборудование.

Технические требования, нормативные документы

В спектр основных требований, предъявляемых к воздушным выключателям высоковольтных электросетей, включены следующие:

• Высокая степень надежности в функционировании, безопасность для людей и имущества;
• Быстрое время срабатывания – отключение в случае возникновения аварийных ситуаций на линии должно проводиться моментально;
• Удобство в эксплуатации и во время периодичного технического обслуживания;
• Простота в проведении монтажных работ;
• Отсутствие шумов во время работы;
• Доступность по стоимости – проектирования, установки и обслуживания.

Воздушные выключатели, которые применяются в современных сетях, по большому счету отвечают вышеперечисленным требованиям. Все же, конструкторам еще есть над чем работать для обеспечения полного соответствия заявленных характеристик специализированного оборудования выдвинутым требованиям на нормативном уровне.

Электрическая прочность изоляции

Согласно этому критерию, воздушные выключатели должны соответствовать требованиям ГОСТов 1516.3, 9920 и техническим условиям, указанным в документах по эксплуатации.

Нагрев

Требования к допустимым значениям нагрева воздушных выключателей указаны в ГОСТе 8024. В частности, в документе содержатся условия эксплуатации главных цепей, электромагнитных обмоток минимальных и максимальных расцепителей, контактов, зажимов и иных компонентов, которые относятся к вспомогательной цепи.

Механическая работоспособность

Нужные характеристики функционирования механизмов воздушных выключателей, как и допустимые значения отклонений, указываются в ТУ и документах по их эксплуатации.

Стойкость механизмов при воздействии сквозного тока КЗ

В рабочем режиме воздушные выключатели должны выдерживать большие нагрузки без каких-либо повреждений, а также термическое и электродинамическое воздействия сквозного тока КЗ, согласно установленным нормированным значениям.

Коммутационная способность при возникновении короткого замыкания

Должна соответствовать условиям и характеристикам, указанным в ТУ, а также в соответствующих подразделах нормативной документации.

Электро лаборатория: измерения, испытания, протоколы, цены на услуги.