Применение и эксплуатация элегазовых выключателей

Технические характеристики

В таблице приведены технические характеристики выключателей ВГТ — 110 кВ. Таблица 5.1 – Основные технические данные выключателя ВГТ — 110 кВ

Параметр	Допустимое значение
Номинальное напряжение	110 кВ
Время отключения	0,035 с
Номинальный ток	2500 А
Рабочее напряжение (максимальное)	126 кВ
Максимальный ток отключения	40 кА
Пауза при АПВ	0,3 с
Ток КЗ (максимальный)	100 кА
Время протекания тока КЗ	3 с
Утечка элегаза за 12 месяцев	0,8 %
Напряжение подогревательных устройств	220 В
Тип привода	Пружинный
Длина пути утечки	270 см
Масса элегаза	6,3 кг
Количество приводов	1
Масса выключателя	1700 кг
Срок до планового ремонта	12 лет
Срок эксплуатации	25 лет

Особенности выбора

Для того чтобы правильно подобрать данный вид высоковольтных выключателей, в соответствии с местными условиями работы и конкретного оборудования, стоит обратить внимание на следующие критерии:

1. Номинальное напряжение;
2. Динамическая устойчивость;
3. Параметры систем управления;
4. Номинальный ток в рабочем режиме и режиме короткого замыкания;
5. Частота включений и отключений;
6. Климатическое исполнение;
7. Скорость срабатывания выключателя ;
8. Частота профилактических ремонтов и осмотров, в электроустановках без местного дежурного персонала это очень важный аспект;
9. Износостойкость при коротких замыканиях;
10. Габариты и размер вакуумной установки.

Находящиеся в эксплуатации морально и физически устаревшие выключатели создают много проблем.

По данным РАО ЕЭС 15% всех выключателей высокого напряжения не соответствуют условиям эксплуатации; износ подстанционного оборудования превышает 50%. Более трети воздушных выключателей 330-750 кВ, составляющих основу коммутационного оборудования межсистемных электросетей, имеет срок службы более 20-ти и даже 30-ти лет. Аналогичная ситуация с коммутационным оборудованием на напряжение 110-220 кВ.

Устаревшие выключатели и системы их обеспечения требуют больших эксплуатационных расходов.

На мировом рынке до 2010 г. не просматривается альтернативы элегазовым и вакуумным выключателям. Поэтому продолжаются работы по их совершенствованию.

Применяется комбинация автопневматического способа гашения и, получившего в настоящие годы широкое распространение, способа автогенерации давления в элегазовых выключателях. Это позволяет уменьшить энергоемкость привода и делает возможным применение экономичного и надежного пружинного привода для элегазовых выключателей напряжением 245 кВ и выше.

Повышение эффективности гашения дуги дает возможность увеличить напряжение на один разрыв выключателя до 360-550 кВ.

Проводятся работы по дальнейшему совершенствованию контактных систем ВДК, поиску оптимального распределения магнитного поля для эффективного гашения вакуумной дуги и уменьшения диаметра камер. Продолжаются работы по созданию ВДК на напряжение более 35 кВ (110 кВ и выше) для вакуумных выключателей высокого напряжения.

Вакуумная аппаратура начинает использоваться на низком напряжении (1140 В и ниже), причем не только в виде контакторов, но и выключателей, аппаратов управления.

Проводятся работы по замене элегаза на смеси его с другими газами, а также использованию других газов.

Уровень разработок элегазовой и вакуумной аппаратуры в основном удовлетворяет требованиям потребителя.

На сегодня объем подачи на российском рынке зарубежной элегазовой аппаратуры значительно превосходит объем продаж отечественных аппаратов. Российским производителям все труднее конкурировать с зарубежными из-за технологической отсталости и отсутствия средств на техническое переоборудование.

3529

Закладки

Последние публикации

«Россети Сибирь» взяли на баланс 8,6 тысяч километров линий электропередачи

Вчера, в 13:36

17

Удмуртэнерго модернизировало систему уличного освещения в с. Завьялово

Вчера, в 12:38

45

Курскэнерго приняло участие в тренировке по ликвидации последствий ЧС

Вчера, в 10:21

32

Цвета водорода

29 сентября в 17:51

32

Глава Республики Марий Эл поблагодарил Игоря Маковского за помощь при тушении крупных лесных пожаров

29 сентября в 17:33

18

Команда «Россети Сибирь» вошла в десятку лучших на Всероссийских соревнованиях

29 сентября в 14:45

25

TDM ELECTRIC представляет: розетки и выключатели серии «Лама»

28 сентября в 18:14

34

Программно-технический комплекс КРУГ-2000 поставлен для автоматизации котельной в АгидельНовая публикация

28 сентября в 17:20

29

Мощные стабилизаторы напряжения «Сатурн» для Министерства Обороны РФ!

28 сентября в 11:57

27

«Россети Сибирь» полностью восстановили электроснабжение после непогоды в Кузбассе

28 сентября в 08:59

34

Самые интересные публикации

Новая газотурбинная ТЭЦ в Касимове выдаст в энергосистему Рязанской области более 18 МВт мощности

4 июня 2012 в 11:00

200429

Выключатель элегазовый типа ВГБ-35, ВГБЭ-35, ВГБЭП-35

12 июля 2011 в 08:56

44315

Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ

28 ноября 2011 в 10:00

34127

Распределительные устройства 6(10) Кв с микропроцессорными терминалами БМРЗ-100

16 августа 2012 в 16:00

20019

Элегазовые баковые выключатели типа ВЭБ-110II

21 июля 2011 в 10:00

19825

Признаки неисправности работы силовых трансформаторов при эксплуатации

29 февраля 2012 в 10:00

18033

Оформляем «Ведомость эксплуатационных документов»

24 мая 2017 в 10:00

15985

Правильная утилизация батареек

14 ноября 2012 в 10:00

13986

Проблемы в системе понятий. Отсутствие логики

25 декабря 2012 в 10:00

12054

Порядок переключений в электроустановках 0,4 — 10 кВ распределительных сетей

31 января 2012 в 10:00

11235

Назначение и принцип работы

Элегазовый выключатель — это разновидность высоковольтного выключателя, коммутационный аппарат, использующий элегаз в качестве среды гашения электронной дуги; предназначенный для оперативных подключений и отключений индивидуальных цепей или электрооборудования в энергосистеме.

Рисунок 1 – Схема элегазового выключателя

Элегазовые выключатели начали усиленно разрабатываться с 1980 г. и имеют большие перспективы при напряжениях 110…1150 кВ и токах отключения до 80 кА. В технически развитых странах элегазовые выключатели высокого и сверхвысокого напряжения (110-1150 кВ) практически вытеснили все другие типы аппаратов.

Элегазовые выключатели высокого напряжения выполняют работу за счет изоляции фаз друг от друга посредством элегаза. Когда срабатывает уведомление о том, что нужно отключить электрооборудование, контакты некоторых камер (если аппарат колонковый) размыкаются. Таким способом, встроенные контакты образуют дугу, которая помещена в газовую среду. Она разлагает газ на разные компоненты, но при этом и сама уменьшается из-за высокого давления в емкости.

В процессе использования элегазового выключателя выполняются циклы подключения и отключения коммутационного аппарата. При различных дейсвий с выключателем в режимных целях, в большинстве случаев, ток отключения располагается в границах обозначенных значений. Количество потенциально возможных операций зависимо от тока отключения устанавливает изготовитель. Для того, найти суммарное число операций отключения, существенно нужно пользоваться особой диаграммой взаимосвязи, которую можно найти в паспорте выключателя. Чем больше ток, тем меньшее количество возможных циклов включения/отключения элегазового выключателя. Выключатель специализирован для установки в ОРУ 110кВ, так как его номинальное рабочее напряжение – 126кВ. Выключатель делает работу в согласовании с заявленными производственным изготовителем при условиях:

• установки на возвышенности над ярусом морского побережья не больше тысячи м-ов;
• температуры окружающей среды от -350 С до +400 С;
• установки в согласовании с необходимыми условиями завода-изготовителя;

Элегазовые выключатели различают

• колонковые
• баковые

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.

Достоинства и недостатки

Учитывая вышеупомянутое, между плюсами выключателей элегазового типа можно отметить следующее:

• возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого выполнения буквально всех классов напряжения;
• отмечается простота и надежность конструкции в эксплуатации;
• высокая интенсивность скорости срабатывания;
• низкие динамические нагрузки на фундаментные опоры;
• неплохая отключающая способность;
• небольшие габаритные пропорции и сумма веса;
• наличие в приводе автоматического управления двух ступеней обогрева;
• большой коммутационный ресурс контактной системы;

Недостатки элегазовых выключателей:

• требуется более внимательное отношение к использованию и учету элегаза;
• высокие необходимые условия к качеству элегаза;
• необходимость специально подготовленных устройств для заполнения, перекачки и фильтрации элегаза;
• относительно высокая стоимость элегаза;
• сложность и накладность изготовления — при производственном изготовлении неизбежно нужно соблюдать высокоё качество аппарата;
• дороговизна конструкции и второстепенных элементов;
• при выводе из строя выключателя в режиме ЧП, починка данного аппарата может быть не актуальной.

Достоинства и недостатки элегазового выключателя

Учитывая вышесказанное, среди достоинств выключателей элегазового типа можно отметить следующее:

• возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого исполнения практически всех классов напряжения;
• простота и надежность конструкции;
• большой коммутационный ресурс контактной системы;
• неплохая отключающая способность;
• высокая скорость срабатывания;
• взрыво- и пожаробезопасность;
• небольшие габаритные размеры и масса (в несколько раз меньше масляного выключателя).

Как и любое устройство, выключатель имеет и недостатки:

• высокие требования к качеству элегаза;
• применение специальной аппаратуры для периодического обслуживания коммутационного аппарата;
• образование в процессе эксплуатации вредных для организма человека веществ – фторидов.

Несмотря на некоторые недостатки, элегазовый выключатель является достойной заменой масляных и воздушных коммутационных аппаратов.

Достоинства и недостатки

Учитывая вышеупомянутое, между плюсами выключателей элегазового типа можно отметить следующее:

• возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого выполнения буквально всех классов напряжения;
• отмечается простота и надежность конструкции в эксплуатации;
• высокая интенсивность скорости срабатывания;
• низкие динамические нагрузки на фундаментные опоры;
• неплохая отключающая способность;
• небольшие габаритные пропорции и сумма веса;
• наличие в приводе автоматического управления двух ступеней обогрева;
• большой коммутационный ресурс контактной системы;

Недостатки элегазовых выключателей:

• требуется более внимательное отношение к использованию и учету элегаза;
• высокие необходимые условия к качеству элегаза;
• необходимость специально подготовленных устройств для заполнения, перекачки и фильтрации элегаза;
• относительно высокая стоимость элегаза;
• сложность и накладность изготовления — при производственном изготовлении неизбежно нужно соблюдать высокоё качество аппарата;
• дороговизна конструкции и второстепенных элементов;
• при выводе из строя выключателя в режиме ЧП, починка данного аппарата может быть не актуальной.

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.

Применение

Элегаз, благодаря  высочайшим свойствам инертности и флегматизации процессов горения,  широко используется  и не имеет альтернативы в электротехнической промышленности в качестве диэлектрика для подавления (гашения) дуги высоковольтного разряда, а именно для наполнения контактных камер высоковольтных выключателей, в электронной и металлургической и электронной промышленности  – в качестве  технологической среды, как реагент для плазмохимического травления полупроводников, в качестве пожаротушащего вещества в системах газового пожаротушения, в качестве хладагента благодаря высокой теплоемкости, низкой теплопроводности и низкой вязкости.

Принцип действия и область применения

За счет чего работает элегазовый выключатель большого напряжения? За счет изолированности фаз между собой посредством элегаза. Принцип работы механизма следующий: при поступлении сигнала об отключении электрического оборудования, контакты каждой камеры размыкаются. Встроенные контакты создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде.

Эта среда разделяет газ на отдельные частицы и компоненты, а из-за высокого давления в резервуаре, сама среда снижается. Возможное применение дополнительных компрессоров, если система работает на низком давлении. Тогда компрессоры усиливают давление и образовывают газовое дутье. Также используется шунтирование, применение которого необходимо для выравнивания тока.

Обозначение на схеме ниже указывает расположения каждого элемента в механизме выключателя:

Что касается моделей бакового вида, так в них контроль осуществляется с помощью приводов и трансформаторов. Для чего нужен привод? Его механизм является регулятором и его назначение заключается в том, чтобы включать или выключать электроэнергию и, если необходимо, удерживать дугу на установленном уровне.

Приводы делятся на пружинные и пружинно-гидравлические. Пружинные обладают большой степенью надежности и имеют простой принцип работы: вся работа делается благодаря механическим деталям. Пружина способна под действием специального рычага сжимать и разжиматься, а также фиксироваться на установленном уровне.

Пружинно-гидравлические приводы выключателей дополнительно имеют в конструкции гидравлическую систему управления. Такой привод считается более эффективным и надежным, ведь пружинное устройство может само изменить уровень фиксатора.

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.

* Новые технологии дугогашения и привода для повышения отключающей способности и надежности высоковольтных выключателей, СИГРЭ сессия 1998 года.

1813

Закладки

Последние публикации

«Россети Сибирь» взяли на баланс 8,6 тысяч километров линий электропередачи

Вчера, в 13:36

17

Удмуртэнерго модернизировало систему уличного освещения в с. Завьялово

Вчера, в 12:38

46

Курскэнерго приняло участие в тренировке по ликвидации последствий ЧС

Вчера, в 10:21

32

Цвета водорода

29 сентября в 17:51

33

Глава Республики Марий Эл поблагодарил Игоря Маковского за помощь при тушении крупных лесных пожаров

29 сентября в 17:33

18

Команда «Россети Сибирь» вошла в десятку лучших на Всероссийских соревнованиях

29 сентября в 14:45

25

TDM ELECTRIC представляет: розетки и выключатели серии «Лама»

28 сентября в 18:14

34

Программно-технический комплекс КРУГ-2000 поставлен для автоматизации котельной в АгидельНовая публикация

28 сентября в 17:20

29

Мощные стабилизаторы напряжения «Сатурн» для Министерства Обороны РФ!

28 сентября в 11:57

27

«Россети Сибирь» полностью восстановили электроснабжение после непогоды в Кузбассе

28 сентября в 08:59

34

Самые интересные публикации

Новая газотурбинная ТЭЦ в Касимове выдаст в энергосистему Рязанской области более 18 МВт мощности

4 июня 2012 в 11:00

200430

Выключатель элегазовый типа ВГБ-35, ВГБЭ-35, ВГБЭП-35

12 июля 2011 в 08:56

44315

Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ

28 ноября 2011 в 10:00

34127

Распределительные устройства 6(10) Кв с микропроцессорными терминалами БМРЗ-100

16 августа 2012 в 16:00

20019

Элегазовые баковые выключатели типа ВЭБ-110II

21 июля 2011 в 10:00

19825

Признаки неисправности работы силовых трансформаторов при эксплуатации

29 февраля 2012 в 10:00

18033

Оформляем «Ведомость эксплуатационных документов»

24 мая 2017 в 10:00

15985

Правильная утилизация батареек

14 ноября 2012 в 10:00

13986

Проблемы в системе понятий. Отсутствие логики

25 декабря 2012 в 10:00

12054

Порядок переключений в электроустановках 0,4 — 10 кВ распределительных сетей

31 января 2012 в 10:00

11235

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.

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.

Принцип действия и область применения

За счет чего работает элегазовый выключатель большого напряжения? За счет изолированности фаз между собой посредством элегаза. Принцип работы механизма следующий: при поступлении сигнала об отключении электрического оборудования, контакты каждой камеры размыкаются. Встроенные контакты создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде.

Эта среда разделяет газ на отдельные частицы и компоненты, а из-за высокого давления в резервуаре, сама среда снижается. Возможное применение дополнительных компрессоров, если система работает на низком давлении. Тогда компрессоры усиливают давление и образовывают газовое дутье. Также используется шунтирование, применение которого необходимо для выравнивания тока.

Обозначение на схеме ниже указывает расположения каждого элемента в механизме выключателя:

Что касается моделей бакового вида, так в них контроль осуществляется с помощью приводов и трансформаторов. Для чего нужен привод? Его механизм является регулятором и его назначение заключается в том, чтобы включать или выключать электроэнергию и, если необходимо, удерживать дугу на установленном уровне.

Приводы делятся на пружинные и пружинно-гидравлические. Пружинные обладают большой степенью надежности и имеют простой принцип работы: вся работа делается благодаря механическим деталям. Пружина способна под действием специального рычага сжимать и разжиматься, а также фиксироваться на установленном уровне.

Пружинно-гидравлические приводы выключателей дополнительно имеют в конструкции гидравлическую систему управления. Такой привод считается более эффективным и надежным, ведь пружинное устройство может само изменить уровень фиксатора.

Виды приводов элегазовых выключателей

     Разрыв электрических контактов в герметичной камере ЭВ, заполненной элегазом, происходит за счет перемещения подвижной части дугогасящего устройства через изоляционную тягу, приводимую в действие специальным приводом. Привод представляет собой сложный силовой механизм, посредством которого приводится в действие контактная группа.

     Различают три основных вида приводных устройств:

1. Пневматический

2. Гидравлический

3. Пружинный.

     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

Выводы и полезное видео по теме

Как устроены элегазовые выключатели, по какому принципу происходит гашение дуги и какие бывают виды устройств, вы можете узнать из полезного и информативного видео.

Обзор элегазовых выключателей с описанием устройства и принципа работы:

Особенности конструкции установок:

Как производится монтаж выключателя:

Для работы высоковольтных сетей в нормальных и аварийных режимах используют элегазовые выключатели. Они выходят с заводского конвейера в полной эксплуатационной готовности и предназначены для работы в разнообразных климатических зонах, от тропической до холодной, поэтому активно применяются промышленными компаниями различных стран.