Вопрос 46 Способы гаш. дуги перем. тока в высоковольтных выключателях

В отключ. апп-ах необходимо не только разомкнуть контакты, но и погасить возникшую между ними дугу.

В цепях перем. тока ток в дуге каждый полупериод проходит через 0, в эти моменты дуга гаснет самопроизв., но в след. полуп-д она может возникнуть снова. Ток в дуге становится близким к 0 несколько раньше естеств. перехода через 0. Длит. бесток. паузы невелика, но если разомк. контакты в это время и развести их с достаточной скоростью на такое расстояние, чтобы не произошел эл. пробой, то цепь будет отключена очень быстро.

Основные способы гашения дуги в аппаратах выше 1кВ:

1) Гашение дуги в масле. Если контакты отключ. апп-та поместить в масло, то возникающая при размык. дуга приводит к интенсивному газообраз. и испарению масла. Вокруг дуги образуется газовый пузырь, сост. в основном из водорода (70 — 80%); быстрое разлож. масла приводит к повыш. давл. в пузыре, что способств. ее лучшему охлажд. и деионизации. Водород обладает высокими дугогас. св-ми; соприкасаясь непосредств. со стволом дуги, он способств. ее деионизации. Внутри газового пузыря происх. непрерывное движ. газа и паров масла. Гашение дуги в масле широко применяется в выкл.

2) Газовоздушное дутье. Охлаждение дуги улучшается, если создать направленное движение газов — дутье. Дутье вдоль или поперек дуги способствует проникновению газовых частиц в ее ствол, интенсивной диффузии и охлаждению дуги. Газ создается при разложении масла дугой (масляные выключатели) или твердых газогенерирующих материалов (автогазовое дутье). Более эффективно дутье холодным неионизированным воздухом, поступающим из специальных баллонов со сжатым воздухом (воздушные выключатели).

3) Многократный разрыв цепи тока. Отключение большого тока при высоких напряжениях затруднительно. Это объясняется тем, что при больших значениях подводимой энергии и восстанавливающегося напряжения деионизация дугового промежутка усложняется. Поэтому в выключателях высокого напряжения применяют многократный разрыв дуги в каждой фазе. Такие выключатели имеют несколько гасительных устройств, рассчитанных на часть номинального напряжения. Число разрывов на фазу зависит от типа выключателя и его напряжения. В выключателях 500-750 кВ может быть 12 разрывов и более. Чтобы облегчить гашение дуги, восстанавливающееся напряжение должно равномерно распределяться между разрывами. Для выравнивания напряжения параллельно главным контактам выключателя включают емкости или активные сопротивления. Значения емкостей и активных шунтирующих сопротивлений подбирают так, чтобы напряжение на разрывах распределялось равномерно. Шунтирующие сопротивления уменьшают скорость нарастания восстанавливающегося напряжения, что облегчает гашение дуги.

4) Гашение дуги в вакууме. Высокоразреженный газ обладает электрической прочностью, в десятки раз большей, чем газ при атмосферном давлении. Если контакты размыкаются в вакууме, то сразу же после первого прохождения тока в дуге через нуль прочность промежутка восстанавливается и дуга не загорается вновь. Эти свойства вакуума используются в некоторых типах выключателей.

5) Гашение дуги в газах высокого давления. Воздух при давлении 2 МПа и более также обладает высокой электрической прочностью. Это позволяет создавать достаточно компактные устройства для гашения дуги в атмосфере сжатого воздуха. Еще более эффективно применение высокопрочных газов, например шестифтористой серы SF₆ (элегаза). Элегаз обладает не только большей электрической прочностью, чем воздух и водород, но и лучшими дугогасящими свойствами даже при атмосферном давлении. Элегаз применяется в выключателях, отделителях, короткозамыкателях и другой аппаратуре высокого напряжения.

Очень часто в ВВ для гашения дуги используют несколько способов одновременно, что усложняет конструкцию дугогасительной камеры, но позволяет надежно гасить дугу при различных режимах работы выключателя.

Вопрос 47