ООО ЭКОПРОМСТРОЙ
электротехническая компания
8(928)270-15-54, 8(863)622-54-54

 
"Экопромстрой" - это электротехническая компания, главной целью которой является удовлетворение потребностей наших клиентов в приобретении электротехнического оборудования. Конкурентоспособные цены, высокое качество и долгосрочные договорные отношения - основные принципы нашей работы.
Главная
Каталог продукции
Фото продукции
Заявка
Контакты
Лицензии

 Масляные выключатели
 Приводы выключателей
 Трансформаторные подстанции
 Распределительные устройства
 Опросные листы
 Инструкции по эксплуатации
 Схемы
 Новости
 Тематические статьи

Вопросы проектирования дугогасительных устройств масляных выключателей

В дугогасительных устройствах современных масляных выключателей гашение дуги осуществляется путем эффективного ее охлаждения в потоке газообразной среды (газопаровой смеси), вырабатываемой самой дугой за счет испарения и разложения масла.
По сравнению с рассмотренным выше процессом гашения дуги в потоке холодного воздуха в данном случае условия теплообмена дуги с окружающей средой имеют ряд особенностей, из которых основными являются следующие: в составе газопаровой смеси значительную долю (до 70%) составляет водород, обладающий по сравнению с воздухом более высокой теплопроводностью, но меньшей предельной электрической прочностью; поток газопаровой смеси в зоне горения дуги обладает высокой температурой (800— 2500°К). Механизм охлаждения ствола дуги при больших (обычно выше 100 а) и малых значениях тока дуги различен. При больших токах охлаждение ствола дуги происходит главным образом за счет принудительной конвекции в потоке газопаровой смеси при большом давлении.
С увеличением тока интенсивность конвективного охлаждения и величина давления в зоне гашения увеличиваются. Этим создаются наиболее благоприятные условия для восстановления электрической прочности междуконтактного промежутка при переходе тока дуги через нуль.
При небольших токах конвекция давление газа в зоне гашения дуги снижаются, следовательно, ухудшаются условия гашения дуги. Вследствие этого в области небольших токов наблюдается заметное увеличение продолжительности горения дуги.
Повышение давления в зоне гашения дуги за счет принудительной подачи масла под действием внешних источников механической энергии может существенно улучшить условия гашения дуги и, следовательно, сократить время горения дуги при отключении небольших токов.
В первом приближении можно считать (129, 133, 134 и др.), что основными условиями наиболее эффективного гашения дуги в дугогасительных устройствах масляных выключателей являются:
а) интенсивное дутье газопаровой смеси в зоне дуги (особенно в моменты времени, близкие к концу полуволны тока);
б) возможно высокое давление газопаровой смеси в области дуги в конце полупериода тока;
в) малое расстояние между поверхностью ствола дуги и стенкой капала, образованного окружающим дугу маслом или пропитанными маслом твердыми изоляционными поверхностями. В этом
случае создаются наиболее благоприятные условия для интенсивного испарения и образования потоков насыщенного пара масла непосредственно около поверхности ствола дуга
В существующих конструкциях дугогасительных устройств масляных выключателей некоторые или все из перечисленных условий в той или иной степени достигаются путем выбора соответствующего принципа действия устройства, конструктивных форм и размеров отдельных его элементов.
По принципу действия дугогасительные устройства современных масляных выключателей можно разделить на три группы.
Дугогасительные устройства с автодутьем.. В этих устройствах условия для гашения дуги — высокое давление и большая скорость потока газа в зоне гашения дуги — создаются за счет выделяющейся в дуге энергии.
Дугогасительные устройства с принудительным масляным дутьем, у которых масло к месту разрыва нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов.
Дугогасительные устройства с магнитным гашением- в масле. В устройствах этого типа ствол дуги под влиянием поперечного магнитного поля перемещается в узкие заполненные маслом каналы и щели, образованные стенками из изоляционного материала, что создает благоприятные условия для гашения.
Дугогасительные устройства, с автодутьем благодаря своей большой эффективности и относительной простоте нашли наиболее широкое применение.
Устройства второй группы применяются редко, так как принудительное масляное дутье при отключении больших токов малоэффективно, конструкции же таких дугогасителей с их вспомогательными маслонагнетающими механизмами получаются весьма сложными и громоздкими. Действие принудительного масляного дутья более заметно проявляется при отключении малых токов, поэтому в отдельных случаях принудительное масляное дутье применяется в некоторых автодутьевых камерах как дополнительное средство для более надежного (без повторных зажиганий) гашения дуги при отключении малых емкостных токов линии.
Дугогасительные устройства с магнитным гашением также не нашли широкого применения, так как этот способ при существующих конструктивных решениях оказывается менее эффективным, чем автодутье в масле.
Дальнейшее рассмотрение вопросов расчета и конструкций дугогасительных устройств будет относиться главным образом к устройствам с автодутьем в масле. Конструктивные схемы современных дугогасительных устройств этого типа даны на рис. 74 и 7-2.
Автодутьевые дугогасительные устройства обычно выполняются или в виде жесткой камеры (рис. 7-1), корпус которой собран иг жестко соединенных между собой деталей, или в виде ток

Рис. 7-1. Схемы конструкций жестких дугогасительных камер с автодутьем в масле 1 — неподвижный контакт; 2 — рабочий элемент дугогасителя; 3 — подвижный контакт; 4 — промежуточный контакт

В зависимости от числа и взаимного расположения в камере контактов и от последовательности их размыкания дугогасители данного типа могут выполняться в различных конструктивных вариантах, например:
а) камеры с одним основным разрывом контактов;
б) камеры с большим числом разрывов контактов, с одинаковыми для всех разрывов условиями гашения дуги;
в) камеры с одним основным и одним вспомогательным разрывами;
г) камеры с большим числом как основных, так и вспомогательных разрывов.
При наличии в камере вспомогательного разрыва создаются условия для более или менее стабильного газогенерирования в определенной зоне дугогасителя, что в некоторых случаях может способствовать более интенсивному гашению дуги на основном разрыве.
Большое число разрывов применяется при очень больших рабочих напряжениях, а также в тех случаях, когда с целью ограничения перенапряжений, возникающих при отключении малых индуктивных токов, часть разрывов шунтируется сопротивлением.

Рис. 7-2. Схемы конструкций эластичных камер с автодутьем в масле 1 — неподвижный контакт; 2 — комплект пружин; 3 — рабочий элемент дугогасителя; 4 — распорная труба; 5г— подвижный контакт; 6 — упругое кольцо

Дугогасящая способность рассматриваемых устройств при прочих равных условиях в значительной степени определяется размерами, формой и взаимным расположением рабочих каналов камеры, в которых в основном происходит интенсивное охлаждение ствола дуги и восстановление электрической прочности промежутка.
Путем соответствующего расположения каналов может быть получено коаксиальное или перпендикулярное оси ствола дуги направление газового потока. В современных камерах применяются следующие виды дутья: продольное дутье (рис. 7-1, а, в), поперечное дутье (рис. 7-1,6, еу ж), смешанный способ дутья (рис. 7-1,г) и встречно-поперечное дутье (рис, 7-1,д). Выбор типа дутья определяется поминальным напряжением, мощностью отключения и экономическими соображениями.
Как уже говорилось выше, некоторые конструкции камер с автодутьем дополняются механизмом для получения добавочного принудительного масляного дутья. Конструктивная схема одного из таких дугогасителей дана на рис. 7-3,
Установим некоторые исходные положения для расчета камер с автодутьем в масле.

В общем случае весь цикл работы камеры при отключении можно разбить на три основных этапа..
Первый этап — после размыкания контактов дуга горит в замкнутом газопаровом пузыре (рис.7-4,а). В течение этого этапа за счет выделяющейся в дуге энергии в камере образуется запас сжатой до некоторого давления газопаровой смеси, используемой для гашения дуги в рабочих каналах после их открытия.
Второй этап (рис. 7-4, б) наступает с момента начала истечения газопаровой смеси из области газопарового пузыря через рабочие каналы, в которых горит дуга, за пределы камеры.. Характеризуется изменением давления газа в камере и рабочих каналах, а также интенсивностью истечения. Завершается этот этап восстановлением электрической прочности междуконтактного промежутка, следовательно, он является основным.
В течение третьего этапа (рис. 7-4, в) происходит удаление из камеры оставшихся после гашения дуги горячих газов и паров масла и заполнение внутренней полости камеры свежим маслом. Таким образом, на этом этапе происходит подготовка камеры для последующего отключения. В дугогасительных камерах, предназначенных для работы в цикле АПВ, этот этап имеет очень важное значение.

Рис. 7-3. Автодутьевое дугогасительное устройство с дополнительным механизмом принудительного масляного дутья

Первые два этапа характеризуются сложным комплексом связанных между собой термо- и гидродинамических процессов, от хода которых в конечном счете зависит дугогасящая способность устройства в целом.
С другой стороны, ход этих процессов при прочих равных условиях определяется выделяющейся в дуге мощностью и скоростью размыкания контактов, а также конструктивной формой и геометрическими параметрами дугогасителя; объемом внутренней полости камеры и степенью начального заполнения ее маслом, размерами, формой, числом и взаимным расположением рабочих каналов, в которых происходит гашение дуги, и.др.

Рис. 7-4. Схема основных этапов работы дугогасительного устройства с автодутьем в масле: а — горение дуги ; в замкнутом газопаровом пузыре; б — истечение газопаровой смеси через область гашения дуги; в — наполнение камеры маслом после гашения дуги

Из этого следует, что расчет дугогасительного устройства с масляным автодутьем должен основываться на решении следующих общих задач:
а) расчет мощности и энергии дуги для отдельных моментов времени ее горения и расчет процесса газообразования;
б) расчет давления в камере при горении дуги в замкнутом газопаровом пузыре;
в) расчет давления в газопаровом пузыре при истечении из него газопаровой смеси через рабочие каналы;

г) расчет давления газопаровой смеси и скорости ее истечения в зоне интенсивного дутья;
д) расчет восстанавливающейся электрической прочности дугового промежутка (одного или нескольких) при больших, средних и малых значениях тока и расчет мощности отключения дугогасителя;
е) расчет времени гашения дуги при различных значениях тока;
ж) расчет расхода масла в камере при одном отключении и определение необходимого объема внутренней полости камеры;
з) расчет процесса наполнения камеры маслом после гашения дуги;
и) расчет на механическую прочность элементов конструкции камеры.
Решение этих задач ведется в той или иной последовательности в зависимости от исходных условий для расчета.

ГлавнаяЭлектробезопасностьЭлектрические схемы
КаталогЭлектроснабжениеЭлектросбережение
КонтактыРемонт и обслуживаниеЭлектротехнологии
НовостиЭксплуатация оборудованиякарта сайта

Контактные данные ООО Экопромстрой
телефоны: 8(863)622-54-54, 8(863)270-15-54
адрес e-mail: eproms@mail.ru, ros-inter@mail.ru
почтовый адрес:344011, РФ, Ростовская область, г. Ростов-на-Дону, проспект Буденновский, дом 80, оф. 4
Любое копирование и использование материалов сайта запрещено без письменного разрешения администрации сайта.

Яндекс.Метрика
Rambler's Top100