Элегазовые выключатели: виды + правила и особенности эксплуатации

Литература

Аметистов Е.И. Основы современной энергетики под общей редакцией чл.-корр. РАН Е.В. Аметистова — М.: Издательство МЭИ, 2004.- 822с.
Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций / Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков – М.:Энергоатомиздат,1989.- 605с.
Полтев А. И. Конструкции и расчёт элегазовых аппаратов высокого напряжения. — Л.: Энергия, 1979. -240 с.;
Электрические аппараты высокого напряжения/ Под редакцией Г. Н. Александрова. — Л.: Энергоатомиздат, 1989. — 344 с.;
Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения/ Под редакцией В. В. Афанасьева. — Л.: Энергоатомиздат, 1987. — 544 с.;

Это интересно: Обзор линейки светодиодных ламп Ecola (Экола)

Элегазовые выключатели принцип действия

Метод гашения дуги разнообразными газовыми смесями давно известен как в научной физике, так и производственном процессе.

Современное оборудование, имеющее внутри себя подготовленный газ, широко используют в производственных целях для предотвращения аварийных ситуаций.

Но то, какие именно процессы в этот момент происходят в самом приборе, известно далеко не всем. Потому ниже мы рассмотрим принципы, на которых основан такой прибор как элегазовый выключатель.

Особенности конструкции

Элегазовый выключатель – прибор, предназначенный для контроля и осуществления надзора за высоковольтными электросетями. По своим конструкционным принципам он близок к масляному выключателю, но вместо масляной смеси внутри находится газ. Также подобное сравнение показывает, что элегазовый аппарат порядком долговечнее и требует меньшего ухода.

Обычно в качестве газа применяют серу, но существую и иные смеси.

Существуют следующие разновидности конструкции:

Также данный прибор классифицируют исходя из метода гашения:

вращающий;
воздушный;
продольный.

Принцип работы и сфера применения

Работа устройства основана на изоляции фаз методом использования элегаза.

Детально принцип работы колонкового выключателя выглядит следующим образом:

Поступление сигнала выключения заставляет сигналы камер разомкнуться.
После этого встроенные контакты прибора создают дугу.
Среда с активированной дугой заставляет газ активно делится на частицы.
Вызванное этим процессом высокое давление, снижает саму качественную проводимость среды и дуга тухнет.

В некоторых конструкциях предусмотрен отдельный компрессор, который помогает нагнетать ситуацию в приборах работающих не низком давлении. Также, при газовом дутье применяется шунтирование, благодаря которому сила тока выравнивается и процесс стабилизируется.

Принципы работы колонковых устройств несколько отличаются:

контроль прибора осуществляется трансформаторами и дополнительными приводами. Такой подход обеспечивает возможность удерживания дуги в рамках определенной мощности, а также контролируемое выключение и включение всей сети;
сами приводы бывают гидравлическими и пружинными. Сугубо пружинные механизмы полностью построены на механических сочленениях, потому они конструктивно простые и надежные. Гидравлические приводы — являются дополненной гидравликой версией пружинного механизма.

Гидравлическая система более надежна благодаря гидравлической страховке, но при этом обременена рисками, связанными с ней же.

Достоинства и недостатки

Любой механизм или прибор обладает рядом преимуществ и недостатков.

В нашем случае к первым относят:

Многофункциональность – напряжений, с которыми не мог бы справиться прибор, попросту не существует.
Скорость – скорость реакции элегаза измеряется тысячными секунды, что позволяет произвести аварийное отключение в действительно короткие сроки.
Пожаробезопасность и устойчивость к вибрации.
Срок эксплуатации – корпус устройства надежно защищен, а контакты, защищаемые газовой средой, не подлежат износу в принципе.
Работоспособность в сетях высокого напряжения – те же вакуумные приборы этого не могут.

На этом лучшие особенности такого выключателя заканчиваются, потому перейдем к недостаткам:

Цена – сама элегазовая смесь стоит дорого, при этом и работы по созданию прибора являются достаточно затратными, потому этот выключатель достаточно дорогой.
Низкие температуры – самый большой минус этого аппарата. Прибор в принципе не способен работать при маленьких температурах, ведь они сильно влияют на физические свойства содержимого, нарушая работоспособность всей системы.
Дорогое обслуживание – работы по ремонту устройств данного типа достаточно редкое явление. Его конструктивные особенности помогают ему оставаться надежным почти всегда, но если ремонт необходим – он будет стоить очень дорого. Во-первых, производить такой ремонт можно только высокоточной техникой, которая сама по себе редкость, во-вторых, специалисты, умеющие обращаться с этой техникой, также просят высокую плату.
Дорогой монтаж – ситуация полностью аналогична обслуживанию. Монтаж крайне сложен в исполнении, потому работы по подготовке специальной платформы может производить только профессионал.

Подробнее ознакомиться с устройством и принципом действия элегазового выключателя вы можете на видео ниже:

Напоследок

Надеемся, что теперь для вас не осталось пробелов в теоретических принципах работы элегазовых выключателей высокого напряжения.

Принцип работы и назначение

Элегазовые выключатели высокого напряжения работают за счет изоляции фаз друг от друга посредством элегаза. Когда срабатывает сигнал о том, что нужно отключить электрооборудование, контакты отдельных камер (если устройство колонковое) размыкаются. Таким образом, встроенные контакты образуют дугу, которая помещена в газовую среду. Она разлагает газ на отдельные компоненты, но при этом и сама снижается из-за высокого давления в емкости. Если система установлена на низком давлении, то используются дополнительные компрессоры для нагнетания давления и создания газового дутья. Для выравнивания тока дополнительно используется шунтирование. Визуально схема работы выглядит так:

Фото — схема работы

Отдельно нужно сказать про модели бакового типа. Их контроль выполняется приводами и трансформаторами. Приводной механизм для этой установки является регулятором: он необходим для включения, выключения электрической энергии и удержания дуги (при надобности) на определенном уровне. Приводы бывают:

Пружинные;
Пружинно-гидравлические.

Пружинный имеет очень простой принцип действия и высокий уровень надежности. В нем вся работа выполняется только за счет механических деталей. Пружина зажимается и фиксируется на определенном уровне, а при изменении положения контрольного рычага она разжимается. На основании его принципа работы часто готовится научная презентация действия шестифтористой серы в электрической среде.

Фото — ВГУ-35

Современные пружинно-гидравлические приводы помимо пружины дополнительно оснащены гидравлической системой управления. Они считаются более эффективными, т. к. пружинные механизмы могут сами поменять положение фиксатора.

Достоинства элегазовых выключателей:

Универсальность. Данные выключатели используются для контроля сетей с любым напряжением;
Быстрота действия. Реакции элегаза на наличие электрической дуги происходят за доли секунды, это позволяет обеспечить быстрое аварийное отключение подконтрольной системы;
Подходят для эксплуатации в условиях пожароопасности и вибрации;
Долговечность. Контакты, соприкасающиеся с элегазом, практически не изнашивают, газовые смеси не нуждаются в замене, а у наружной оболочки высокие показатели защиты;
Подходят для отключения переменного и постоянного тока высокого напряжения, в то время, как их аналоги – вакуумные модели не могут использоваться на высоковольтных сетях.

Но, такие приборы имеют определенные недостатки:

Высокая цена, обусловленная сложностью производства и дороговизной элегазовой смеси;
Монтаж осуществляется только на фундамент или специальный электрощит, причем, для этого нужна специальная инструкция и опыт;
Выключатели не работают при низких температурах;
При необходимом обслуживании должно использоваться специальное оборудование.

Фото — промышленный элегазовый выключатель нагрузкиВидео: особенности элегазовых выключателей

Правила обслуживания элегазового выключателя

Обслуживание элегазовых выключателей регламентируется Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) 1.8.21.

При подключении системы следует проверить присутствие в баке минимального давления — без этого прибор сломается. Во избежание предупреждений конструкцией предусмотрена сигнализация, предупреждающая о критическом значении давления. Имеется также манометр для визуального контроля.

Шкаф привода содержит не позволяющие возникнуть конденсату на ответственных механизмах нагревательные элементы. Оператор ЭВ обязан следить за постоянной работой нагревателей и не допускать их выключения.

При осмотре ЭВ следует:

проконтролировать состояние внешней защиты;
убрать загрязнения при их наличии;
устранить повреждения;
выяснить и устранить причину нагрева контактов при наличии такового;
если обнаружены посторонние шумы и треск — выявить их источник;
проверить целостность металлической опорной рамы, поскольку она одновременно и часть контура заземления;
снять показания манометра и сверить их с указанными производителем паспортными данными;
проверить, исправны ли приборы управления и контроля, отремонтировать или заменить вышедшее из строя

При падении давления газа его запасы в камере пополняется.

Свойства

Выключатели среднего и высокого напряжения (номинальное напряжение 6 — 220 киловольт) и большим током отключения (до 50 килоампер) используются на электрических станциях и подстанциях. Эти выключатели представляют собой довольно сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, пневматическими или гидравлическими приводами. В зависимости от среды, в которой производят гашение дуги, различают воздушные выключатели, в которых дуга гасится сжатым воздухом, масляные выключатели, в которых контакты помещаются в ёмкость с маслом, а дуга гасится парами масла, электромагнитные выключатели (как правило до 10 кВ), с так называемым магнитным дутьём и дугогасительными камерами с узкими щелями или решётками, элегазовые выключатели, в которых используется электропрочный газ SF₆ — «элегаз», и вакуумные выключатели, в которых дугогашение происходит в вакууме — в так называемой вакуумной дугогасительной камере (ВДК). Защитная среда одновременно с дугогашением обеспечивает и диэлектрическую прочность промежутка между контактами в отключенном положении, от чего зависит и величина хода контактов.

Область применения

Элегазовый трансформатор напряжения применяется на различных электрических подстанциях. Прибор способен передавать сигнал измерительным приборам, защитным компонентам распределительных устройств. Элегазовые трансформаторы подключаются к трехфазной (промышленной) сети. Их задачей является трансформация переменного тока 50 Гц. Установка разрешается в средних и умеренно холодных климатических зонах.

Работа трансформаторов на основе изоляции из элегаза возможна практически во всех отраслях промышленной деятельности человека. Функционирование оборудования позволяет передавать обработанный сигнал измерительным приборам, охранным, защитным система. Установка применяется для обеспечения работы различных приборов учета электроэнергии.

Элегазовый трансформатор тока идеально подойдет для закрытых или подземных подстанций, функционирующих в черте города. Установки монтируют в критических с точки экологии районах. В таких зонах недопустима утечка масла. Здесь разрешается применять исключительно оборудование на элегазе.

Область применения

Возможно, уважаемый читатель, ты будешь удивлён, но газовая изоляция широко применяется в различных электроустановках. Один из наиболее распространённых газов для изоляции — воздух.

Именно воздухом разделены между собой провода воздушных линий электропередач и токоведущие части в открытых распределительных устройствах (ОРУ).

Также сжатым воздухом производится гашение дуги и приводятся в движение контакты в воздушных выключателях.

Однако, воздушная изоляция имеет существенные недостатки. Воздух очень легко увлажняется и загрязняется, а также в нём, при определённых условиях, может хорошо гореть электрическая дуга.

Поэтому все электроустановки с таким изолятором обладают значительными габаритами. А это большие площади, что в условиях современного города — большая роскошь.

Обдуманный выбор в пользу распределительных устройств без элегаза

В 80-х годах ХХ века компания, носившая тогда название «Holec group», разработала фундаментальное решение, которое позволило отказаться от использования элегаза в качестве коммутационной и изоляционной среды в оборудовании среднего напряжения. В то время компания Holec имела собственное производство элегазовых технологий. Основными причинами отказа от использования элегаза в оборудовании среднего напряжения являлись сложность требуемой обработки и необходимость применения дополнительных мер безопасности при использовании оборудования в общественных зонах (жилых кварталах и торговых центрах).

Также существовала опасность того, что элегаз будет признан опасным для окружающей среды веществом, как это произошло с ПХБ и асбестом. Компания Eaton Cutler-Hammer, которая являлась лидером по продажам оборудования NEMA/ANSI среднего напряжения в Соединенных Штатах Америки, занималась разработкой распределительного устройства без элегаза по тем же причинам.

Устройство и виды элегазовых выключателей

Эти системы предназначены для оперативного контроля состояния высоковольтных линий электропередач. Они очень похожи на масляные, но имеют иную рабочую среду — принцип действия основан на свойствах соединения газов вместо масла. В качестве среды используется SF6 (шестифтористая сера).

Преимущество элегаза — неприхотливость. Если масляным моделям требуется особый уход, периодическая замена масла и очистка, то элегазовые с такой проблемой не сталкиваются. Кроме того, газ долговечен: он не деградирует со временем и почти не вредит механическим элементам выключателя.

Элегазовые выключателя (далее ЭВ) бывают двух видов:

баковый;
колонковый ЭВ.

Колонковые ЭВ применяют в сетях 220 В, это стандартные однофазные выключатели. Они состоят из двух связанных между собой частей:

дугогасительная;
контактная часть.

Обе имеют одинаковые размеры и объем.

Баковые ЭВ меньше. В их состав входит один из видов, рассмотренных ниже приводов. Распределение привода идет на несколько фаз, благодаря чему устройство мягко изменяет уровень напряжения. Еще одно достоинство баковых — большая допустимая нагрузка, что достигается наличием встроенного трансформатора.

Привод здесь — одновременно и регулятор: он обеспечивает включение/разрыв потока электричества и поддержания электродуги. Выделяют следующие типы приводов ЭВ:

пружинно-гидравлические (ППРГ);
более простые пружинные (ППРМ).

Обычно привод монтируется на низкой опоре или у земли, чтобы обслуживающий персонал мог легко до него добраться и отрегулировать. Деталь состоит из:

включающего механизма;
устройства расцепления;
фиксирующей защелки.

Пружинные надежны и устроены весьма просто, в них используется лишь несложная механика. При вводе в эксплуатацию устанавливается определенное сжатие пружины, а после смещения контрольного рычага происходит ее распрямление с дальнейшим размыканием контактов. Этот тип ЭВ часто служит стендом для презентаций поведения шестифтористой серы под действием электрического поля.

Пружинно-гидравлическое элегазовое оборудование имеет гидравлическое управление. Оно дороже, но эффективнее, поскольку способно самостоятельно менять позицию фиксатора.

Помимо конструкции, различают виды ЭВ по принципу прерывания электрической дуги:

вращающие;
воздушные (автокомпрессионные) ЭВ;
продольного дутья;
аналогичные предыдущему пункту, с разогревом газа.

Все внутренние компоненты ЭВ размещены в заполненной элегазом емкости. Контроль работы осуществляется дистанционно, с помощью электроники, или механическим способом вручную. Схема расположения всех компонентов типичного ЭВ:

Такие особенности приводят к довольно крупным габаритам приборов. Отметим, что сугубо ручное управление актуально для маломощных образцов, в других случаях прибегают к:

механическому контролю;
грузовому управлению;
пружинному;
электромагнитному способу;
пневматическому.

Но практически везде предусмотрен аварийный ручной рычаг.

Электромагнитный привод нуждается во внешнем питании, поэтому такой ЭВ подключают к источнику тока на 220 В и 58 А. Система весьма надежна и успешно эксплуатируется в неблагоприятных условиях. У пневматического, рабочим узлом выступает цилиндр с поршнем. Действие сжатого воздуха обеспечивает высокую скорость срабатывания.

Проблемы, связанные с элегазовыми выключателями

С элегазовыми выключателями связывают следующие проблемы.

Гексафторид серы является газом, вызывающим «парниковый эффект»

SF6 являет собой наибольшую угрозу из тех веществ, воздействие которых на окружающую среду оценила Межправительственная Комиссия по контролю за изменением климата, как газ, способный привести к парниковому эффекту. Его способствование глобальному потеплению в 23 900 больше, чем у CO2. Согласно Киотскому протоколу SF6 классифицирован как газ ограниченного применения.

Токсичные газы низшего порядка

Когда электрическая дуга создаётся в среде с небольшим количеством SF6, образуются газы низшего порядка. Некоторые из этих побочных продуктов токсичны и могут вызвать болезненное раздражение глаз и дыхательной системы.

Замещение кислорода

SF6 тяжелее воздуха, поэтому необходимо соблюдать осторожность при входе в низко расположенные замкнутые помещения, в которых может скопиться этот газ, во избежание риска реакции замещения кислорода

Элегазовые выключатели 110 кв, 220 кв

Для гашения электрической дуги часто используются различные газовые смеси. Элегазовые выключатели 110 кВ и 220 кВ работают именно по такому принципу и могут использоваться для работы в аварийных ситуациях.

Конструкция и виды

Элегазовые высоковольтные выключатели – это устройства оперативного управления для контроля высоковольтной линии энергоснабжения. Данные устройства имеют очень похожую конструкцию с масляными, но при этом, используют для гашения дуги не масляную смесь, а соединение газов. Зачастую это сера. Масляные выключатели требуют за собой особого ухода: по нормам необходимы периодическая замену масла и очистка рабочих контактов. Элегазовые в этом не нуждаются. Главное достоинство элегаза в его долговечности: он не стареет и минимально загрязняет механические части устройства.

Фото – высоковольтное оборудование

Колонковые (HPL 245B1, MF 24 Schneider Electric);
Баковые (ABB 242PMR, DT2-550 F3 – производитель Areva).

Колонковый элегазовый выключатель представляет стандартное отключающее устройство, работающее только на одну фазу (например, LF 10 от Шнайдер Электрик). Он используется для сети 220 кВ. Конструктивно состоят из двух систем: контактной и дугогасительной. Обе они располагаются в емкости, наполненной элегазом. Могут быть как ручными (контроль производится исключительно механически) или дистанционными. Из-за такого разделения они имеют довольно большие габаритные размеры.

Баковые имеют меньшие габариты, их дополняет привод ППРМ 2 для элегазового выключателя. Привод распределяется на несколько фаз, что позволяет обеспечить мягкое регулирование напряжения (включение и выключение). Также их достоинство в том, что они могут переносить большие нагрузки благодаря встроенному в систему трансформатору тока.

Помимо конструктивных особенностей, выключатели элегазового типа классифицируются по принципу гашения дуги:

Автокомпрессионные или воздушные;
Вращающие;
Продольного дутья;
Продольного дутья с дополнительным разогревом элегаза.

Принцип работы и назначение

Достоинства элегазовых выключателей:

Универсальность. Данные выключатели используются для контроля сетей с любым напряжением;
Быстрота действия. Реакции элегаза на наличие электрической дуги происходят за доли секунды, это позволяет обеспечить быстрое аварийное отключение подконтрольной системы;
Подходят для эксплуатации в условиях пожароопасности и вибрации;
Долговечность. Контакты, соприкасающиеся с элегазом, практически не изнашивают, газовые смеси не нуждаются в замене, а у наружной оболочки высокие показатели защиты;
Подходят для отключения переменного и постоянного тока высокого напряжения, в то время, как их аналоги – вакуумные модели не могут использоваться на высоковольтных сетях.

Классификация по способу гашения электрической дуги

Дугогасящие устройства различаются по способу воздействия на электрическую дугу с целью ее охлаждения: • Автопневматический (компрессионный) обдув происходит при переходе газа в момент разрыва контакта из емкости с давлением 1,5 — 2 МПа в емкость с более низким давлением. За счет обдува дуга охлаждается и гаснет.

• Магнитное (вращающее) воздействие возникает при разрыве контактов, оснащенных постоянными магнитами или последовательно подключенной катушкой. Магнитное (электромагнитное) поле, возникающее между ними, создает завихрение электрической дуги, ее охлаждение и постепенное гашение.

• Продольное дутье провоцируется при перемещении подвижного контакта оснащенного перегородкой в сторону поршня. Элегаз под действием давления, возникающего между поршнем и перегородкой, выдувается через предусмотренные отверстия и формируется в газовую струю специальным соплом.

Особенностью шестифтористой серы является ее способность сжижаться при довольно высоких температурах, что делает затруднительным использования выключателей в холодный период. Для решения этой проблемы применяется нагреватель, работающий на схеме автоматики, который обеспечивает постоянную температуру SF6.

Таким образом, некоторые модели ЭВ способны работать при температурах от -35°С до +45°С и на высоте более 1000 м над уровнем моря.

ВЭБ-110

Производитель: ЗАО Энергомаш (Екатеринбург)-Уралэлектротяжмаш Номинальное напряжение, кВ: 110 Наибольшее рабочее напряжение, кВ: 126 Номинальный ток, А: 2500, 3150 Номинальный ток отключения, кА: 40 Циклов ВО, при номинальном токе: 5000 Циклов ВО, при токе КЗ: 20 Ток термической стойкости, кА (с): 40 (3) Собственное время отключения, мс: 35 Полное время отключения, мс: 55 Собственное время включения, мс: 70 Масса, кг: 2660 Элегазовый выключатель ВЭБ-110 баковый. Имеет пружинный привод типа ППрК-2000СМ и встроенные трансформаторы тока. Выключатели изготавливаются в климатических исполнениях У1*, УХЛ1* и УХЛ1. Снабжены устройствами электроподогрева полюсов, которые при понижении температуры окружающего воздуха до -25°С автоматически включаются и отключаются при температуре минус 19 : 22°С. Контроль утечки элегаза из полюсов выключателя осуществляется при помощи электроконтактных сигнализаторов плотности. Полюсы выключателя ВЭБ-110 снабжены аварийной разрывной мембраной.

Ток включения, кА:

начальное действующее значение периодической составляющей

Сквозной ток короткого замыкания, кА:

начальное действующее значение периодической составляющей

Номинальное относительное содержание апериодической составляющей, %, не более

Ток ненагруженных линий, отключаемый без повторных пробоев, А, не более

Ток одиночной конденсаторной батареи с глухозаземленной нейтралью, отключаемый без повторных пробоев, А

Отключаемый индуктивный ток шунтирующего реактора, А

Отключаемый ток намагничивания ненагруженных трансформаторов, А

Расход элегаза на утечки в год, % от массы элегаза, не более

Давление элегаза, МПа абс:

давление заполнения (номинальное)

давление предупредительной сигнализаций warning pressure

давление блокировки (запрет оперирования или отключение выключателя с запретом на включение)

количество на фазу, шт

для приборов измерения и учета электроэнергии

для приборов релейной защиты

номинальный первичный ток, A

200, 300, 400, 600 или 500; 1000; 1500; 2000 или 1000; 1500; 2000; 2500

номинальный вторичный ток,

Количество электромагнитов управления в приводе:

Диапазон рабочих напряжений электромагнитов управления, % от номинального значения:

Номинальная величина установившегося значения постоянного тока, потребляемого электромагнитами управления, А,

при напряжении 110 В

при напряжении 220 В

Количество коммутирующих контактов для внешних вспомогательных цепей

11 НО + 12 НЗ + 2 проскальзывающих

Ток отключения коммутирующих контактов для внешних вспомогательных цепей при напряжении 110/220 В, А:

переменного тока ac

постоянного тока dc

Мощность электродвигателя завода включающих пружин, кВт

Номинальное напряжение электродвигателя завода включающих пружин, В:

трехфазного переменного тока

постоянного или однофазного переменного тока

Время завода включающих пружин, с, не более

Напряжение переменного тока подогревательных устройств, В

Мощность подогревательных устройств, Вт:

основного (автоматически включаемого при низких температурах)

Масса элегаза, кг

* По дополнительному заказу могут быть изготовлены трансформаторы тока с другими параметрами, в том числе с большими нагрузками и т.п. * * Допускается питание электромагнитов управления выпрямленным током, например, от блоков БПТ-1002, БПНС-2, а также БПЗ-401 с блоками конденсаторов БК-403.

Условия эксплуатации выключателя.

Предназначены для эксплуатации в открытых и закрытых распределительных устройствах в сетях переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 110 кВ в районах с умеренным и холодным климатом при следующих условиях:

окружающая среда – невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Содержание коррозионно-активных агентов по ГОСТ 15150 (для атмосферы типа II);
верхнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет 40°С;
нижнее рабочее значение температуры окружающего выключатель воздуха составляет: для климатического исполнения У1* — минус 40°С, для исполнения УХЛ1* — минус 55°С, для исполнения УХЛ1 – минус 60°С;
Гололед с толщиной корки льда до 20 мм и ветре скоростью до 15 м/с, а при отсутствии гололеда — при ветре скоростью до 40 м/с.
Тяжение проводов в горизонтальном направлении — не более 1250 Н.

При заказе возможна поставка выключателей:

с внешней изоляцией для работы в условиях III (фарфоровые вводы) и IV степени загрязнения по ГОСТ 9920-89 (фарфоровые и полимерные вводы);
в климатическом исполнении Т1 (верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха плюс 55°С).

Области применения

Устройства приводов для элегазовых выключателей подвергаются серьезным силовым нагрузкам, особенно в конструкциях для сверхмощных напряжений, в которых вес подвижной части превышает 100 кг, а движение контакта происходит до 25см, со скоростью 8 м/с, при нагрузке 80 кН.

Качественной работе привода уделяется особое внимание, так как большинство аварий, произошедших с ЭВ, связаны именно с механической частью устройств. • Хороший энергоресурс – запас прочности на большое количество циклов отключений и включений. • Хороший энергоресурс – запас прочности на большое количество циклов отключений и включений

• Хороший энергоресурс – запас прочности на большое количество циклов отключений и включений

• Возможность использования для коммутации сетей с любым напряжением, в том числе высоким, а также возможность быстрого аварийного отключения

Повышенная надежность и безопасность эксплуатации элегазовых выключателей, обеспечивает постепенное вытеснение этими моделями масляных аппаратов с перспективой полной их замены в основных высоковольтных сетях.

Пружинные приводы BLG применяются в составе выключателей следующих типов: HPL B

LTB E1 (с трехполюсным режимом привода) LTB E2 LTB E4

Среди основных преимуществ выключателей с элегазовым наполнением выделяются:

Широкий спектр применения на всевозможные напряжения выше 1000 В;
Сам процесс гашения дуги происходит в замкнутом изолированном пространстве поэтому нет выхлопа в атмосферу;
Небольшие габариты, соответственно и вес;
Быстродействие;
Взрывобезопасен, а также не вызывает не контролируемого горения, то есть пожара;
Высокая отключающая способность;
Надёжность отключения небольших индуктивных, а также емкостных переменных токов в момент перехода тока через нулевую отметку без появления перенапряжений и среза;
Низкий износ контактов, участвующих в дугогашении;
При работе не производит большого шума;
Пригоден как для наружной, так и для внутренней электроустановки;
Можно эксплуатировать в различных климатических условиях даже очень суровых для человека;
Возможно изготовление серийных устройств с идентичными унифицированными узлами.

Как и любое устройство элегазовые выключатели имеют свои недостатки:

Требуется очень высокая точность при изготовлении, что влечёт за собой высокую стоимость продукции.
Нельзя использовать некачественный или низкокачественный газ;
Нужны дополнительные устройства для перекачки, наполнения, а также очистки элегаза;
Относительная дороговизна самого элегаза, без которого устройство работает не эффективно.

Определение и применение элегаза

Элегаз – это шестифтористая сера, которую относят к электротехническим газам. Благодаря изоляционным свойствам ее активно применяют при производстве электротехнических устройств.

В нейтральном состоянии элегаз представляет собой негорючий газ без цвета и запаха. Если его сравнивать с воздухом, то можно отметить высокую плотность (6,7) и молекулярную массу, превышающую воздушную в 5 раз.

Одно из преимуществ элегаза – устойчивость к внешним проявлениям. Он не меняет характеристик при любых условиях. Если происходит распад во время электроразряда, то вскоре наступает полноценное, необходимое для работы восстановление.

Секрет в том, что молекулы элегаза связывают электроны и образуют отрицательные ионы. Качество «электроотрицания» наделило 6-фтористую серу такой характеристикой, как электрическая прочность.

На практике электропрочность воздуха в 2-3 раза слабее, чем то же свойство элегаза. Кроме прочего, он пожаробезопасен, так как относится к негорючим веществам, и обладает охлаждающей способностью.

Когда возникла необходимость отыскать газ для гашения электродуги, стали изучать свойства SF6 (шестифтористой серы), 4-хлористого углерода и фреона. В испытаниях победила SF6

Перечисленные характеристики сделали элегаз максимально подходящим для применения в электротехнической сфере, в частности, в следующих устройствах:

силовые трансформаторы, работающие по принципу магнитной индукции;
распределительные устройства комплектного типа;
линии высокого напряжения, связывающие удаленные установки;
высоковольтные выключатели.

Но некоторые свойства элегаза привели к тому, что пришлось усовершенствовать конструкцию выключателя. Основной недостаток касается перехода газообразной фазы в жидкую, а это возможно при определенных соотношениях параметров давления и температуры.

Чтобы оборудование работало без перебоев, необходимо обеспечить комфортные условия. Предположим, для функционирования элегазовых устройств при -40º необходимо давление не более 0,4 МПа и плотность менее 0,03 г/см³. На практике при необходимости газ подогревают, что препятствует переходу в жидкую фазу.

Преимущества и минусы элегазовых выключателей

Приборы обладают несомненными плюсами:

универсальность. Их можно ставить в сетях с практически любым напряжением;
неприхотливость — ЭВ работают даже в пожароопасных местах и сейсмоопасных зонах;
скорость срабатывания. Элегаз реагирует на возникновение дуги за доли секунды, благодаря чему происходит почти моментальное обесточивание защищаемых устройств;
долговечность. Газ не изнашивает соприкасающиеся с ним элементы, газовая смесь не деградирует и не нуждается в регулярной замене, а внешняя оболочка ЭВ прочна и хорошо защищает от неблагоприятных воздействий;
работают и с переменным, и с постоянным высоким напряжением. Это выгодно отличает их от не способных функционировать в высоковольтных сетях вакуумных;
взрыво- и пожаробезопасность;
замкнутая рабочая среда — при срабатывании не происходит выхлопа вовне.

Но есть и обусловленные конструкцией недостатки:

высокая стоимость. Элегазовый выключатель просто устроен, но сложен в производстве, синтез газовой смеси также довольно трудоемок и затратен;
нельзя поставить в произвольном месте. Выключатели монтируются только на особый электрический щит или специально подготовленных фундамент;
требовательность к температурным условиям — при низких температурах ЭВ неэффективны (но элегаз можно подогревать);
для обслуживания требуются специфические навыки и оборудование;
система с электромагнитным приводом нуждается в емком аккумуляторе.

Основной недостаток смеси — наблюдающийся при определенных условиях ее переход в жидкую фазу. Это происходит при некоторых соотношениях температуры и давления. Например, в холодных условиях (минус 40 градусов Цельсия) требуется давление не выше 0.4 МПа с плотностью газа ниже 0.03 килограмма на кубический сантиметр — что не обеспечивает должных характеристик. Поэтому на практике во избежание перехода в состояние жидкости элегаз подогревают.