Высоковольтные выключатели, разъединители, отделители и короткозамыкатели

Высоковольтный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например электромагнитный привод, ручной привод).

В соответствии с ГОСТ Р 52565-2006 выключатели характеризуются следующими параметрами:

номинальное напряжение Uном (напряжение сети, в которой работает выключатель);

номинальный ток Iном (ток через включённый выключатель, при котором он может работать длительное время);

номинальный ток отключения Iо.ном — наибольший ток короткого замыкания (действующее значение), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению при заданных условиях восстанавливающегося напряжения и заданном цикле операций;

допустимое относительное содержание апериодического тока в токе отключения;

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги:

Элегазовые выключатели(баковые и колонковые);

Вакуумные выключатели;

Масляные выключатели (баковые и маломасляные);

Воздушные выключатели.

По назначению:

Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания

Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях.

Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.

Выключатели специального назначения.

По виду установки

Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.

Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.

Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.

Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств.

Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.

По категориям размещения и климатическому исполнению

пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);

шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависи-мости от географического места установки.

Разъединитель — коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения участков электрической сети свыше 1 кВ, находящихся без напряжения, а также в допустимых случаях* под напряжением переменного или постоянного тока, но без нагрузки и небольших токов нагрузки. Разъединители производятся на все классы напряжений высоковольтных сетей. Разъединители имеют ручное или дистанционное управление, количество полюсов равное числу фаз электрической сети, с одновременным управлением всеми фазами, реже пополюсным управлением.

Зависит от отключающей способности разъединителя, электрических параметров отключаемой сети и требований организации эксплуатирующей электроустановку, например, наличие козырька для защиты персонала от электрической дуги, возникающей при коммутациях.

Разъединители используются для видимого отделения участка электрической сети на время ревизии или ремонта оборудования, для создания безопасных условий работы и отделения от смежных частей электрооборудования, находящихся под напряжением, для создания которых разъединители комплектуются блокировкой включенного (отключенного) положения и заземляющими ножами, исключающими подачу напряжения на выведенный в ремонт участок сети. Также разъединители применяются для переключения присоединений с одной системы шин на другую, в электроустановках с несколькими системами шин.

Отделитель — коммутационный аппарат для автоматического отключения отдельных участков электрической сети высокого напряжения при отсутствии в них тока;

Отделители по своей конструкции мало чем отличаются от разъединителей. Их контактная система также не приспособлена для операций под током нагрузки. Основное назначение отделителей — быстрое отсоединение поврежденного участка электрической сети после отключения его со всех сторон выключателями. Отделителями отключают намагничивающий ток трансформаторов и зарядный ток линий. Ток, который способен отключить отделитель, зависит от расстояний между контактами полюса и между соседними полюсами. Управление главными ножами отделителей серии ОД осуществляется приводом типа ПРО-1У1, обеспечивающим автоматическое, дистанционное и местное отключение, а также ручное включение. Процесс отключения продолжается 0,5—0,6 с от момента подачи отключающего импульса. Столь быстрое отключение обеспечивается за счет энергии пружин, сжимаемых при ручном включении отделителя. Отделители применяются на трансформаторных подстанциях без выключателей на стороне ВН. Помимо отделителей на таких подстанциях обычно устанавливаются короткозамыкатели, назначение которых состоит в том, чтобы быстро создать искусственное мощное короткое замыкание, отключаемое затем выключателями. В отключенном положении короткозамыкателя пружины его привода (типа ПРК-1У1) заведены и он готов к включению. При подаче импульса от устройства релейной защиты электромагнит освобождает включающую пружину и короткозамыкатель включается. Отделитель отключается в тот момент, когда прохождение тока короткого замыкания в цепи прекратится. Для правильного срабатывания отделителя в приводе предусмотрена блокировка, разрешающая его отключение только после исчезновения тока в цепи короткозамыкателя.

Короткозамыкатель — электрический аппарат, предназначенный для создания искусственного короткого замыкания на землю в сетях электроснабжения.

Конструктивно короткозамыкатель аналогичен заземлителю, но за счёт мощной контактной системы может включаться на короткое замыкание.

Короткозамыкатели совместно с отделителями применяются в упрощённых схемах подстанций вместо более дорогих силовых выключателей. Подобная замена позволяет экономить значительные денежные средства, так как стоимость силовых выключателей довольно высока. Чем больше присоединений на подстанции и выше напряжение высокой стороны, тем более заметной становится выгода от использования упрощённых схем. В основном упрощённые схемы получили распространение на напряжении 35, 110 кВ. Устанавливаются короткозамыкатели: в сетях с заземлённой нейтралью — на одну фазу, в сетях с изолированной нейтралью — на две. Включение короткозамыкателя происходит автоматически, отключение производят вручную.