Содержание Содержание ............................................................................................................ 1 1. Введение ................................................................................................................. 2 2. Конструкции элегазовых выключателей и принцип действия ................. 2 3. Принципы гашения дуги .................................................................................... 3 4. Достоинства и недостатки оборудования........................................................ 4 5. Техника безопасности при эксплуатации элегазовых выключателей в ЗРУ .......................................................................................................................... 4 6. Техническое обслуживание элегазового выключателя ............................... 5 7. Заключение............................................................................................................ 5 Список литературы ............................................................................................. 7 Введение В настоящее время элегазовые выключатели используются главным образом в устройствах 110…220 кВ. В качестве дугогасительной, теплоотводящей и изолирующей среды в них применяется элегаз (электротехнический газ). Выбор элегаза (шестифтористая сера SF6) не случаен. Чистый газообразный элегаз химически не активен, безвреден, не горит и не поддерживает горения, обладает повышенной теплопроводящей способностью, удачно сочетает в себе изоляционные и дугогасящие свойства, легкодоступен и сравнительно недорог. Электрическая прочность элегаза в 2,5 раза превышает прочность воздуха. Его электрические характеристики обладают высокой стабильностью. При нормальной эксплуатации элегаз не действует на материалы, применяемые в аппаратостроении; он не «стареет» и не требует ухода, как например, масло. Учитывая перечисленные свойства элегаза, в выключателях применяют простые конструкции дугогасительных устройств при небольшом числе разрывов и малой длительности горения дуги. Благодаря более высокой плотности теплопередающая способность элегаза также оказывается намного лучшей по сравнению с воздухом. Высокие электрическая прочность и теплопередающие свойства элегаза определяют и его прекрасную дугогасительную способность, что позволяет отключать в элегазе мощности в 70 – 100 раз больше чем в воздухе. Этот газ не токсичен, химически нейтрален к конструкционным материалам, пожаробезопасен, имеет относительно низкую температуру сжижения. Первые комплектно-распределительные устройства с элегазовой изоляцией появились на мировом рынке в середине 60-х годов ХХ века. За прошедшие десятилетия число КРУЭ, установленных в различных странах, резко возросло несмотря на то, что при рабочем напряжении до 380 В стоимость этих устройств все еще в 1,2 – 1,5 раза превышает затраты на изготовление традиционных конструкций. ВЭИ совместно с Ровенским заводом высоковольтной аппаратуры создали элегазовый выключатель на напряжение 10 кВ. В 1996 году ВЭИ совместно с АО «Мосэнерго» разработали элегазовый выключатель 10 кВ усовершенствованной конструкции, его изготовление осуществили на опытном заводе ВЭИ. Конструкции элегазовых выключателей и принцип действия Элегазовые выключатели делятся на: Колонковый. Применение такого строения оптимальное только для сети 220 кВ. Это отключающее устройство работает на одну фазу. В конструкцию входит две системы, которые размещаются в емкости с элегазом. Это контактная и дугогасительная система. Также они могут быть как ручными, так и дистанционными. Это считается основной причиной их больших размеров. 2 Баковый. По габаритам меньше, чем колонковые. В конструкции имеется дополнительный привод, который имеет несколько фаз. Благодаря этому можно плавно и мягко регулировать включение и выключение напряжения. А из-за того, что в систему встроен трансформатор тока, механизм способен переносить большие нагрузки. Элегазовый выключатель большого напряжения работает за счёт 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. Что касается моделей бакового вида, так в них контроль осуществляется с помощью приводов и трансформаторов. Принципы гашения дуги В элегазовых выключателях применяются два принципа гашения дуги. Один из них заключается в использовании эффекта перетока элегаза из области высокого давления в область низкого. В результате этого возникшая дуга охлаждается. При этом во избежание перехода элегаза в жидкое состояние, при котором ухудшается дугогасящая способность, бак высокого давления необходимо подогревать до температуры не менее плюс 10°С. Для подогрева элегаза применяется специальная система. Этот принцип в отечественных выключателях не применяется. Другой принцип - автокомпрессионный, применяемый в отечественной практике, - использует перепад давления, создающийся компрессионным устройством в самой гасительной камере. Для этого выключатель заполняется элегазом давления до 0,6 МПа, при этом обеспечивается надежность его действия при отрицательных температурах до минус 40°С. Компрессионное устройство конструктивно связано с подвижным контактом аппарата и создает перепад давления в пределах 0,6 - 0,8 МПа, это обеспечивает получение критической скорости истечения элегаза и эффективность гашения дуги. При горении дуги в элегазовом выключателе образуются химические соединения, обладающие коррозионными и токсичными свойствами. Чистота элегаза и поглощение влаги из него обеспечиваются фильтрами-поглотителями в виде молекулярных сит, встраиваемых в выключатель. На внутренней поверхности выключателя предусмотрены специальные карманы (проточки), куда оседают порошкообразные продукты разложения элегаза от дуги, не оказывающие вредного действия и не уменьшающие электрическую прочность 3 изоляции выключателя. Элегаз перед заполнением подвергается технологической сушке, так как допустимое содержание влаги в нем не должно превышать 10-6 объема выключателя. Гашение дуги в элегазовых выключателях, использующих автокомпрессионный принцип гашения дуги, происходит за счет интенсивного охлаждения ее потоком элегаза. Достоинства и недостатки оборудования Как и в любых конструкциях и механизмах в элегазовых выключателях существуют свои преимущества и недостатки. К достоинствам устройства относят: Многофункциональность. Назначение и применение такого механизма возможно для любого напряжения в сети; Скорость действия. Элегаз реагирует на присутствие электрической дуги за считанные секунды. Благодаря этому в случае аварийной ситуации есть возможность быстро отключить подконтрольную систему; Возможное использование при вибрациях и в условиях пожарной опасности; Долголетие. Нет необходимости заменять газовые смеси. Контакты, что соприкасаются со смесями, почти не подлежат изнашиванию, а внешний корпус обладает большими показателями защиты; Могут применяться на сетях высокого напряжения. Их аналоги, такие как вакуумные приборы, этого делать не способны. Но у этих выключателей есть и свои недостатки. Например: 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. Техника безопасности при эксплуатации элегазовых выключателей в ЗРУ Химически чистый элегаз не имеет запаха. Так как он тяжелее воздуха, то при утечке скапливается на уровне пола, в кабельных каналах, подвалах и т. п. Скапливаясь, элегаз вытесняет воздух, и персонал, оказавшись в месте скопления элегаза, почувствует только недостаток кислорода, в результате чего может наступить удушье. Необходимо помнить, что противогаз в этом случае не может оказать пострадавшему помощь. Ему необходимо обеспечить доступ свежего воздуха. Поэтому дежурный персонал при входе помещение РУ, где обнаружена утечка элегаза, должен обязательно включить вентиляцию. Проверка отсутствия элегаза в помещении должна проводиться с помощью горящей спички или свечи. Горение спички или свечи на уровне пола 4 показывает отсутствие опасной концентрации элегаза и разрешает вход в помещение. Поэтому проведение работ (в том числе и оперативных переключений) в помещениях РУ, где обнаружена утечка элегаза, возможно только при включенной приточно-вытяжной вентиляции и применении индивидуальных средств защиты. Это объясняется тем, что выбросы элегаза в атмосферу в случае прожига резервуаров выключателя, разрывов предохранительных мембран и т.д. могут быть загрязнены продуктами разложения. В продуктах разложения элегаза электрической дугой содержатся активные высокотоксичные фториды и сернистые соединения. Наличие продуктов разложения обнаруживается по неприятному едкому запаху. Эти химические соединения в газообразном и твёрдом состояниях чрезвычайно опасны для человека. Техническое обслуживание элегазового выключателя Детали элегазового выключателя в процессе эксплуатации подвергаются износу, что, в конечном счете, при значительном износе, может привести к возникновению аварийной ситуации. Для того чтобы продлить срок службы коммутационного аппарата и предотвратить негативные последствия, следует своевременно, в соответствии с установленными графиками, произвести техническое обслуживание. При составлении графиков проведения технического обслуживания – текущего и капитального ремонтов, руководствуются данными о количестве произведенных коммутационных операций. Установлены определенные сроки, по истечению которых, вне зависимости от того, произведено допустимое количество коммутаций или нет, производится техническое обслуживание. В соответствии с требованиями завода-изготовителя этот срок составляет 25 лет. Помимо этого производится дополнительный контрольный осмотр выключателя по истечению двенадцати лет после ввода его в эксплуатацию или в случае производства 50% допустимых операций включения/отключения. Техническое обслуживание предусматривает ревизию деталей выключателя, при необходимости их замену, а также принятие мер по предупреждению дальнейшего окисления и повреждения деталей. Заключение Элегазовые выключатели — довольно простые и эффективные приспособления, быстро и надежно размыкающие электрическую цепь. Благодаря характеристикам шестифтористой серы они эффективнее воздушных или масляных и нашли применение в энергосистемах высокого и сверхвысокого напряжения. Кроме того, газ не стареет со временем и не требует постоянного обслуживания — только пополнения при утечках, что в условиях должной эксплуатации случается редко. Современные модели обладают очень большими межревизионными сроками — вплоть до 5 «пожизненной» гарантии на весь период службы, они взрыво- и пожаробезопасны. Несмотря на обусловленную сложностью производства и высокими требованиями к качеству газовой смеси стоимость, набор эксплуатационных характеристик позволил ЭВ почти полностью вытеснить с рынка другие типы выключающих систем высокого и сверхвысокого напряжения. А постоянно ведущиеся в этом направлении разработки приводят к выпуску еще более надежных и компактных моделей: например, за рубежом уже массово переходят на небольшие комплектные электрораспределители с элегазовой изоляцией (КРУЭ) и ЭВ для открытых распределяющих комплексов с напряжением от 110 кВ. 6 Список литературы 1. Элегазовые выключатели распределительных устройств высокого напряжения: учебное пособие / В.В. Афонин, К.А. Набатов. – Тамбов: Издво Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. – 96 с. 2. https://samelectrik.ru/chto-takoe-elegazovyj-vyklyuchatel.html 3. https://elektri4estwo.ru/elektrooborydovanie/22-elegazovii-vikluchatel.html 7
