Элегазовые выключатели: новое поколение коммутационных устройств

Настоящую революцию в сфере распределительных устройств произвело использование элегаза, вместо традиционного масла, воздуха. Именно элегаз стали применять для отвода тепла, гашения дуги и изоляции среды.

Электрический газ или шестифтористая сера имеет целый ряд преимуществ перед другими средами:

• химическая инертность;
• не горит и не поддерживает горение;
• имеет повышенную теплопроводность;
• хороший изолятор;
• имеет невысокую цену;
• стабилен по электрическим характеристикам.

Электрический газ должен быть очень чистым. В этом случае он не нуждается в особом уходе и не воздействует на вещества, из которых изготовлены составные элементы устройства.

Обзор достоинств и недостатков

Учитывая особые свойства электрического газа, можно выделить преимущества элегазовых выключателей:

• широкий диапазон напряжения, ограниченны только нижним показателем в 1 кВ;
• отсутствие выбросов в атмосферу при гашении дуги;
• небольшие параметры и масса всего аппарата;
• большое значение скорости отключения;
• невозможность возгорания и взрыва газа;
• надёжность работы при переходе через нуль тока. При этом отключаются токи от индуктивной и емкостной цепей, а перенапряжение не возникает;
• длительное использование контактов дугоносителей за счёт из небольшого износа;
• отсутствие шума при работе;
• небольшие динамические нагрузки на фундамент опоры;
• возможность установки внутри и снаружи.

Главными минусами для использования элегазовых выключателей нагрузки считается:

• трудность в обеспечении необходимой чистоты самого элегаза;
• высокая стоимость изготовления устройства;
• необходимость создания системы подогрева шестифтористой серы для работы при низкой внешней температуры;
• использование специальных приспособлений с функцией заполнения, перекачивания, очищения электрического газа.

При работе выключателя происходит частичная утечка вредных веществ, которые образуются во время работы прибора. Особенно опасны фториды.

Параметры, определяющие границы применения

Выбор коммутационного устройства проводят по нескольким основным техническим характеристикам элегазовых выключателей. К ним относятся:

• номинальные значения напряжений, тока, процента содержания апериодической составляющей, мощности подогревательных устройств;
• расход газа с учётом утечки;
• давление, при котором заполняется камера, срабатывает предупредительная сигнализация, блокируется работа аппарата;
• токи электромагнитов управления;
• другие характеристики.

Производители дают такие гарантии надёжности работы без проведения ремонтных работ:

• 20 операций отключения, если ток составляет от 60 до 100% от номинального значения тока отключения;
• 34 операции, если значение тока лежит в диапазоне 30-60% от номинального тока отключения;
• 30 операций при работе на токах, которых равны номинальному.

Грамотная эксплуатация позволяет не проводить первый ремонт раньше чем через 20 лет, а капитальный предполагает проведение около 5000 рабочих циклов.

Для элегазовых выключателей нагрузки характерна возможность работы при высокой влажности (около 90%) и в диапазоне температур от +40⁰С до – 40⁰С. Многие типы выдерживают землетрясение силой до 8 баллов. Они применяют в горной метсности, где высота над уровнем моря не превышает 2000 м.

Какие бывают

Различают два основных типа элегазовых выключателей:

• колонковые. По внешним параметрам имеющие сходство с масляными с одним разрывом на фазу;
• баковые. Отличаются небольшими размерами. Имеют встроенный трансформатор тока, общий привод на три полюса.

Главное различие всех устройств данного типа – способ, каким происходит гашение дуги в элегазовой среде. Выделено четыре основных способа:

• автокомпрессионные. Компрессионное устройство обеспечивает дутьё в элегазе;
• с электромагнитным дутьём. Дуга гасится в процессе вращения, которое протекает по кольцевым контактам в поле поперечного магнита;
• с двумя ступенями давления. Дугогасильное устройство обеспечивает продольное дутьё газа из резёрвуара с высоким давлением;
• с автогенерирующим дутьём. Дугогасильное устройство обеспечивает продольное дутьё разогрева газа.

Конструктивное отличие так же имеют приводы выключателя. Они выполняют такие функции: включают или отключают аппарат, а так же удерживаютего в положении «включено». Для этого типа выключателей характерно использование пружинного и пружинно-гидравлического привода. Первый работает за счёт кинематической системы, а второй – гидравлической.

Как работает

Принципиальная схема устройства и организации процесса гашения дуги:

• металлический (часто диэлектрический) резервуар заполнен сжатым под определённым давлением электрическим газом;
• устройство, с помощью которого происходит гашение дуги, располагается в полюсе выключателя;
• в состоянии «вкл» обеспечивается плотное соединение подвижного и неподвижного контактов;
•  по время отключения элегаз в камере сжимается при помощи специального устройства и движения подвижного контакта;
• подвижный контакт опускается вниз, что приводит к и возникновению дуга между ним и неподвижным контактом;
• элегаз под давлением направляется в сопло;
• электрический газ в сопле гасит электродугу между контактами.

Правила работы и обслуживания

Влага может оказывать негативное влияние на механизм привода. Чтобы конденсат не скапливался в выключателях, должны постоянно работать резисторы, выполняющие функцию нагревателей.

На качество работы выключателя влияет количество элегаза: оно соответствует минимальному допустимому значению. Его снижение – показатель к проведению ремонта.

При сырой погоде возможно возникновение коронных разрядов.

Любое автоматическое отключение выключателя считается поводом для профилактического осмотра и ремонта.