Загальна характеристика дуги.

3.Способи гасіння електричної дуги вкомутаційних електричних апаратах. Технічні рішення.

Література:

1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.

2.Василега П.О. Електропостачання :Навчальний посібник. – Суми: ВТД „Університетська книга”, 2008. – 415 с.

3.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во, 1983. – 343 с. – Укр.

Комутацією електричних кіл називається процес замикання або розмикання електричного кола при якому змінюється величина опору електричного кола майже миттєво стрибкоподібно (від „0” до „ 1”).

Контактами називаються місця з’єднання окремих елементів , з яких складається електричне коло.

Перехідний опір - один із основних параметрів якості контактів, так як він характеризує кількість енергії, яка поглинається в контактному з’єднанні, переходить в теплоту та нагріває контакт.

Перехід із одного становища в інше відбувається за час t0. Енергія переходу від одного виду в інший відбувається за певними законами комутації.

І закон комутації:

 

t

t0-

t0+

i L

i

 

 

- час перед комутацією; - час після комутації.

В початковий момент комутації струм в індуктивному колі залишається таким по величині ,яким він був перед комутацією , а потім поступово зменшуємо. Струм і енергія електромагнітна миттєво не зникає.

ІІ закон комутації:

В початковий момент часу після комутації ємнісного кола U залишається такою по величині ,як і до комутації , а потім поступово зменшується. Струм через ємність може змінюватись стрибкоподібно.

Розрив електричного кола за допомогою контактів електричних апаратів супроводжується процесом виникнення спочатку іскри, а потім електричної дуги. Тобто повітря, газова суміш або рідина , які знаходяться між контактами із

непровідника становляться провідником.

 

 

Умовно прийняли І комутації менше 0,5 А, а U від10 до 20 В, то при комутації маємо тільки іскровий розряд ,якщо навпаки, то іскровий розряд може перерости в електричну дугу.

В електричній дузі одночасно проходять два процеси:

1)іонізація;

2)деіонізація атомів і молекул.

Тобто , під дією високої температури молекули і атоми середовища, в якому горить дуга, розпадаються на електрони і позитивні іони. Іонізоване середовище характеризується високою провідністю ,завдяки чому підтримується горіння дуги .

Після чого відбувається де іонізація - теплота відводиться в навколишнє середовище , а електрони і позитивні іони з’єднуються в нейтральні за зарядом молекули і атоми. Процеси іонізації і де іонізації проходять одночасно .

Якщо процес деіонізації проходить повільніше , то дуга при сталій відстані між контактами горить надзвичайно довго , t горіння дуги .

Якщо процес де іонізації проходить інтенсивніше від іонізації, то дуга гаситься за певний час.

- енергія дуги.

(постійного струму) - при

(змінного струму) - .

При запалюванні і горінні електричної дуги є три стадії:

1)запалювання дуги, інтенсивність іонізації вище ,ніж деіонізації;

2)стійке горіння ( інтенсивність іонізації і деіонізації рівні);

3)затухання електричної дуги (де іонізація перевищує іонізацію).

Електрична дуга характеризується вольт - струмовою характеристикою:

а)статичною, яка може бути тільки при постійному струмі ;

б)динамічною, виникає при швидкій зміні струму.

Також розрізняють три значення напруги:

а)напруга початку горіння дуги;

б)напруга горіння дуги;

в)напруга затухання дуги.

Способи гасіння дуги

Поділяються на два напрямки:

І- гасіння відкритої дуги в навколишньому середовищі;

ІІ- гасіння в дугогасних пристроях.

1.Гасіння дуги за рахунок збільшення відстані між контактами, застосовується на Uдо 1 кВ;

2.Ділення дуги на ряд коротких (подрібнення дуги , ,де U –напруга мережі, - сума катодного і анодного спаду напруги ,150250 В для дуги струму);

3.Затягування дуги у вузьку щілину;

4.Гасіння дуги охолодженням середовища між контактами;

5.Великим тиском ,який створюється штучно (100- 150 атм);

6.Гасіння дуги в вакуумі(глибоким вакуумом) Па;

7.За допомогою газогенеруючих матеріалів(фібра, вініпласт і т.д.);

8.Гасіння дуги в маслі;

9.В газовій суміші (елегаз) , шестифториста сірка ;

10.В комбінованих умовах.

Лекція №11: Роз’єднувачі, короткозамикачі, віддільники, вимикачі навантаження, їх вибір.

1.Визначення, класифікація роз’єднувачів за різними параметрами.

2.Умови вибору роз’єднувачів.

3.Короткозамикачі і віддільники.

4.Вимикачі навантаження. Умови вибору.

Література:

1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.

2.Василега П.О. Електропостачання :Навчальний посібник. – Суми: ВТД „Університетська книга”, 2008. – 415 с.

3.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во, 1983. – 343 с. – Укр.

Роз’єднувачі – це комутаційні апарати, які призначені для включення і відключення електричних кіл напругою вище 1 кВ без струму і забезпечення безпеки при проведенні робіт шляхом утворення видимого розриву цих кіл при їх відключенні.

Роз’єднувач не має дугогасних пристроїв , тому ним не можна відключати струми навантаження і тим більше струми к.з.

Якщо відбудеться помилкове відключення цих струмів, може виникнути стійка дуга , а потім міжфазне перекриття (к.з.), пошкодження апаратури і можливі нещасні випадки з персоналом.

В схемах, де приєднання ділянки здійснюється через високовольтні вимикачі , послідовно з ними включаються роз’єднувачі. В цьому випадку

він служить для утворення видимого розриву між розподільним пристроєм.

 

 

QS QF QS

Позначення : QS - роз’єднувач, QF- вимикач.

За місцем установлення поділяються:

1)для зовнішнього установлення;

2)для внутрішнього установлення.

За кількістю полюсів:

1)однополюсні;

2)двополюсні;

3)триполюсні.

Роз’єднувачі для внутрішньої установки виконують, в основному, вертикально – поворотними.

Переваги – незначна відстань між полюсами та мала довжина роз’єднувача.

Недоліки –значні габарити по висоті.

Горизонтально – поворотні:

Переваги – менші габарити по висоті.

Недоліки –велика відстань між полюсами .

Трьохполюсні над однополюсними мають ряд переваг:

1)більш просте і швидке управління;

2)підвищена надійність роботи апарата і безпечність обслуговуючого персоналу ,тому що можна застосувати механічне блокування;

3)можна застосувати спільний привод при дистанційному управлінні.

За напрямком руху рухомих контактів :

1)горизонтально – поворотні;

2)вертикально – поворотні.

За конструкцією:

1)рубаного типу – пристрій магнітного замка;

2)поворотного типу;

3)підвісного типу;

4)кочення( з поступовим рухом ножа, для КРП з візками, які викочують ).

Пристрій магнітного замка застосовують з метою зменшення небезпеки самовільного відключення роз’єднувача під дією електродинамічних зусиль при проходженні струмів к.з., які хочуть відштовхнути ніж від нерухомого контакту. Він складається з двох стальних пластин , закріплених назовні на кінцях ножа, які при намагнічуванні струмами к.з. взаємно притягуються і створюють допоміжний тиск в контактах.

Роз’єднувачі можуть бути з ножами для заземлення і без них..

РЛН – 10/630, РЛНД – 10/400, РЛНДЗ -10/630, РЛВ – 10/400.

Ножі заземлення можуть бути приєднані до будь-якого типу роз’єднувача. Призначення ножів - замкнути фазу на землю при вимкненому роз’єднувачі. Використовують переносне заземлення . Заземлюючі ножі повинні бути заблоковані з головними ножами , щоб запобігти їх включенню при включеному роз’єднувачі.

Однополюсні використовують дуже рідко . Відключають штангою типу ШО. Трьохполюсні – відключають за допомогою приводу:

- ручного (важільний);

- пневматичного;

- електричного для дистанційного управління .

Привод роз’єднувачів забезпечений фіксатором ,який замикається після операцій включення і відключення.

Умови вибору роз’єднувачів:

1.За номінальною напругою

;

2.За номінальним струмом

;

3.Електродинамічна стійкість

4.Термічна стійкість при протіканні аварійних струмів

,

або, кАс.

Для часу термічної стійкості 1, 3, 5, 10 с – t металоємність буде більше, чим більше час.

- приведений час дії к.з. , розраховується як час дії релейного захисту до моменту вимкнення ,.Наприклад, 1,2 + 0,3 = 1,5.

- фіктивний час, протягом якого сталий струм к.з. виділить у струмоведучих частинах таку кількість тепла, як дійсний струм за дійсний час. На шинах 10 кВ може бути встановлено декілька релейних захистів –максимальний струмовий, струмова відсічка – час спрацювання 0,1 – 5 сек.

При перевірці на термічну стійкість приводиться час дії основного захисту , який діє при даному к.з. Так як t > 1 с, то дія аперіодичної складової струму к.з. при розрахунках не враховують.

 

Розрахункові дані	Параметри роз’єднувача РЛН-10/400
	10 кВ		10 кВ
	350 А		400 А
	46 кА		50 кА

Короткозамикачі і віддільники.

Короткозамикачі укомплектовані пружиною включення , котру заводять вручну при її відключенні , призначені для створення штучного к.з. в електричному колі.

Віддільник укомплектований пружиною відключення , котру заводять вручну при її включенні , призначений для автоматичного відключення електричного кола без

струму.

При спрацюванні реле включають короткозамикач, який з’єднує фазу з землею( при 110 кВ ) або дві фази між собою ( 35 кВ ) .Виникає к.з..

, який протікає через короткозамикач , проходить і через трансформатор струму(ТС), включений в його коло. Вторинна обмотка цього ТС включена на блокувальний електромагніт в приводі віддільника. Цей електромагніт заводить пружину і утримує її до тих пір, поки протікає струм через реле, тобто поки не відключається вимикач на початку лінії, яка живить пошкоджену підстанцію . Тоді звільнена пружина розчіплює защіпку і віддільник вимикається, розірвавши коло без струму , так як лінія живляча відключена. Потім за допомогою АПВ вмикається і всі непошкоджені підстанції в цій лінії знову отримують живлення.

 

Віддільники і короткозамикачі вибирають таким же чином, як і роз’єднувачі.

 

 

Вимикачі навантаження представляють собою трьохполюсні і роз’єднувачі з надстроєними на їх нерухомих контактах дугогасними камерами з твердою газогенеруючою речовиною, яка розрахована на гасіння дуги лише при відключенні струмів навантаження і перевантаження не більше ніж у 2 рази перевищуючий номінальний струм вимикача.А для вимкнення використовують запобіжники (ВНП-16 з ПК ).

Гасіння дуги відбувається внаслідок дії газів , які виділяються із спеціальних пластин із органічного скла під дією високої температури (наприклад, водень).

Вимикачі забезпечують не менше 35 відключень без зміни пластин в дугогасних камерах при , при І до 50 А близько 300 відключень, а при подвійному вимикача тільки 3 відключення. ВН використовуються в сільських електричних мережах U 6...10 кВ типу ВН-16, ВН- 17 для внутрішньої установки. Промисловість випускає ВНП-16, ВНП- 17( на спільній рамі з запобіжниками), без запобіжників (ВН-16, ВН – 17), з запобіжниками і заземлюючими ножами( ВНПз-16, ВНПз-17).

Умови вибору вимикачів навантаження:

 

1.За номінальною напругою

;

2.За номінальним струмом

;

3.Електродинамічна стійкість

4.Термічна стійкість при протіканні аварійних струмів

,

 

 

 

Лекція №12: Масляні і безмасляні вимикачі напругою вище 1 кВ. Вибір.

Вимикачі напругою до 1 кВ.

 

1. Розподілення вимикачів за принципом дії та місцем встановлення.

2.Переваги, недоліки та характеристика кожного вимикача.