Întrerupător de înaltă tensiune - un dispozitiv de comutare conceput pentru pornirea și oprirea operațională a circuitelor individuale sau a echipamentelor electrice din sistemul de alimentare în mod normal sau de urgență cu control manual, de la distanță sau automat.
Întrerupătorul de înaltă tensiune constă din: un sistem de contact cu un dispozitiv de arc , piese purtătoare de curent, o carcasă, o structură izolatoare și un mecanism de antrenare (de exemplu, o acționare electromagnetică , o acționare manuală).
În conformitate cu GOST R 52565-2006, comutatoarele sunt caracterizate de următorii parametri:
unde O este operația de deschidere, BO este operația de închidere și deschidere imediată, 180 este intervalul de timp în secunde, tbp este timpul mort minim garantat pentru întrerupătoarele în timpul reînchiderii automate (timpul de la stingerea arcului până la apariția curentului la pornirea ulterioară). Pentru întrerupătoarele cu reînchidere automată, ar trebui să fie în intervalul 0,3 ... 1,2 s, pentru întrerupătoarele cu BAPV (de mare viteză) - 0,3 s.
Întrerupătoarele de medie și înaltă tensiune (tensiune nominală 6 - 220 kilovolți) și curent de rupere mare (până la 50 kiloamperi) sunt utilizate în stațiile electrice și substații . Aceste comutatoare sunt o structură destul de complexă controlată de actuatoare electromagnetice, cu arc, pneumatice sau hidraulice. În funcție de mediul în care arcul este stins, există întrerupătoare de aer , în care arcul este stins cu aer comprimat, întrerupătoare de ulei , în care contactele sunt plasate într-un recipient cu ulei, iar arcul este stins cu vapori de ulei, întrerupătoare electromagnetice (de obicei până la 10 kV), cu așa-numitele jgheaburi de explozie și arc magnetice cu fante sau grătare înguste, întrerupătoare de circuit SF6 care utilizează gaz puternic electric SF 6 - „gaz SF6” și întrerupătoare de circuit în vid în care se produce arcul electric în vid - în așa-numita jgheață cu arc de vid (VDC). Mediul de protecție, concomitent cu stingerea arcului, asigură și rezistența dielectrică a spațiului dintre contactele în poziția oprită, care determină și mărimea cursei de contact.
În întreruptoarele cu aer (BB) energia aerului comprimat este utilizată atât ca forță motrice care mișcă contactele, cât și ca mediu de stingere a arcului. Principiul de funcționare al dispozitivului de stingere a arcului (BB) este că arcul format între contacte este supus unei răciri intense de către un curent de aer comprimat care curge în atmosferă. Pe măsură ce curentul trece prin zero, temperatura arcului scade și rezistența decalajului crește. Simultan, au loc distrugerea mecanică a coloanei cu arc și îndepărtarea particulelor încărcate din gol.
BB-urile sunt subdivizate structural în:
Hexafluorura de sulf SF6 (SF6) servește ca mediu izolator și de stingere. Comutatoarele sunt un dispozitiv cu trei poli, ai cărui poli au un cadru (comun) și sunt controlați de o singură unitate, sau fiecare dintre cei trei poli ai întrerupătoarelor are propriul cadru și este controlat de propria sa unitate (comutator cu un singur -controlul polilor).
Principiul de funcționare al dispozitivelor se bazează pe stingerea unui arc electric (care apare între contactele divergente atunci când curentul este oprit) printr-un flux de gaz SF6.
Există două surse de flux de gaz:
Prima sursă predomină la oprirea curenților mici, iar a doua - cei mari.
Stâlp de întrerupere
Executarea coloanei . Stâlpul este o coloană verticală formată din două (sau mai multe) izolatoare, în a căror superioară este amplasat un dispozitiv de stingere a arcului (ED), iar cel inferior servește ca suport pentru PS și îi asigură distanța de izolație necesară față de cadrul împământat. În interiorul izolatorului suport există o tijă izolatoare care conectează contactul mobil al telecomenzii cu sistemul de acționare al dispozitivului.
Execuția rezervorului . Stâlpul este un rezervor metalic cilindric, pe care sunt instalați doi izolatori, formând bucșe de înaltă tensiune ale întreruptorului. Telecomanda dintr-un astfel de comutator este plasată într-o carcasă metalică împământată.
Execuție combinată . Stâlpul este o carcasă metalică sub formă de sferă, pe care sunt instalați izolatori din porțelan, formând bucșe de înaltă tensiune ale întreruptorului, dintre care unul conține un dispozitiv de arc, iar celălalt conține transformatoare de curent încorporate.
Un filtru este de obicei instalat în partea superioară a izolatorului - un absorbant de umiditate și produși de descompunere ai gazului SF6 sub acțiunea unui arc electric. Elementul de filtrare din el este un adsorbant activat - zeolit sintetic NAX.
De asemenea, pe toate întreruptoarele moderne este instalată o supapă de siguranță - un dispozitiv cu o membrană cu pereți subțiri care sparge la o presiune care apare în timpul unui scurtcircuit intern, dar nu atinge valoarea la care sunt testate izolatoarele în sine.
dispozitiv de stingere a arcului
Dispozitivul de stingere a arcului este proiectat pentru a asigura stingerea rapidă a arcului electric format între contactele întreruptorului atunci când acestea sunt deschise. Dezvoltarea unui design rațional și fiabil al unui dispozitiv de stingere a arcului prezintă dificultăți semnificative, deoarece procesele care au loc în timpul stingerii unui arc electric sunt extrem de complexe, insuficient studiate și determinate de mulți factori care nu sunt întotdeauna posibil de prevăzut în prealabil. Prin urmare, dezvoltarea finală a dispozitivului de stingere a arcului poate fi considerată finalizată numai după verificarea experimentală a acestuia.
Întreruptoarele moderne sunt echipate cu un dispozitiv de arc de tip autocompresie, care demonstrează avantajele lor calculate la întreruperea curenților mari.
DU conține sisteme de contact fixe și mobile, fiecare dintre ele având contacte principale și contacte de stingere a arcului, echipate cu elemente din material rezistent la arc. Contactul principal al sistemului fix și mobilul de stingere a arcului sunt de tip mamă, iar contactul principal al sistemului mobil și stingerea arcului staționar sunt de tip pin.
Sistemul mobil conține, în plus față de contactele principale și de arc, un manșon fix purtător de curent conectat la ieșirea de curent a telecomenzii; un dispozitiv cu piston care creează o presiune crescută în cavitatea de sub piston la oprire și două duze fluoroplastice (mari și mici), care direcționează fluxurile de gaz din zona de înaltă presiune către zona de divergență a contactelor arcului. Duza mare previne, de asemenea, deplasarea radială a contactelor sistemului mobil în raport cu contactele celui fix, deoarece nu părăsește niciodată manșonul de ghidare al contactului fix principal.
Contactul principal al sistemului mobil este un manșon de cupru în trepte, a cărui parte îngustă este adaptată la intrarea în contactul principal mamă al sistemului fix, iar partea largă are două fluxuri în care spiralează colector de curent (sârmă închisă). sunt așezate, în contact permanent cu manșonul fix purtător de curent care le acoperă. .
sistem de gaz
Sistemul de gaz al aparatului include:
Dispozitivul de semnalizare a schimbării densității SF6 (senzor de densitate) are trei perechi de contacte, dintre care una, care se închide atunci când densitatea gazului SF6 este redusă semnificativ din cauza scurgerii sale, este concepută pentru a da un semnal (de exemplu, lumină) despre necesitatea de a realimentează coloanele, iar celelalte două, care se deschid atunci când scăderea densității SF6, sunt concepute pentru a bloca controlul întreruptorului sau pentru a opri automat dispozitivul cu blocarea simultană a incluziunii (care este determinată de proiectarea substația).
Unitatea de antrenare
Acționările întrerupătoarelor asigură controlul întreruptorului - închiderea, menținerea în poziție de pornire și deschidere. Arborele de antrenare este conectat la arborele comutatorului printr-un sistem de pârghii și tije. Acționarea întreruptorului trebuie să ofere fiabilitatea și viteza de funcționare necesare, iar cu control electric - cel mai mic consum de energie.
Două tipuri de unități sunt utilizate în întrerupătoarele SF6:
antrenare cu arc:
Acționare hidraulică cu arc:
Întrerupătorul este cel mai critic dispozitiv într-un sistem de înaltă tensiune; în caz de accidente, acesta trebuie să asigure întotdeauna o funcționare precisă. Dacă întrerupătorul se defectează, se dezvoltă un accident, care duce la pagube grave și pierderi materiale mari asociate cu nealimentarea cu energie electrică, oprirea funcționării întreprinderilor mari.
În acest sens, principala cerință pentru întrerupătoarele de circuit este o fiabilitate deosebit de ridicată a funcționării lor în toate modurile de funcționare posibile. Oprirea oricărei sarcini de către întrerupător nu trebuie să fie însoțită de supratensiuni periculoase pentru izolarea elementelor instalației. Datorită faptului că modul de scurtcircuit pentru sistem este cel mai sever, comutatorul trebuie să se asigure că circuitul este oprit în cel mai scurt timp posibil.
Cerințele generale pentru proiectarea și caracteristicile întreruptoarelor sunt stabilite prin standarde:
Concluzia comutatorului pentru revizuire și reparare este asociată cu mari dificultăți, deoarece trebuie fie să treacă la o altă schemă de comutație, fie pur și simplu să oprească consumatorii. În acest sens, întrerupătorul trebuie să permită un număr cât mai mare de deconectări de scurtcircuit fără revizie și reparație. Întreruptoarele moderne pot deconecta până la 15 scurtcircuite fără revizuire la capacitatea maximă de întrerupere.