Выключатели нагрузки, предохранители
| Рис. 2.42. Выключатель нагрузки ВН-11: 1 - дугогасительный подвижный контакт; 2 - дугогасительное устройство; 3 - система главных контактов |
Выключатели нагрузки предназначены для отключения рабочих токов до 800 А при напряжении 6 кВ и до 400 А при напряжении 10 кВ. Выпускают следующие выключатели нагрузки: ВН-16, ВНП-16 с предохранителем ПК, ВНП-17 с предохранителями и устройством отключения выключателя при перегорании одного из предохранителей, ВНПз-16 – с заземляющими ножами и предохранителями, ВНПз-17 – то же, что и ВНПз-16, но с устройством отключения выключателя при сгорании одного из пре-дохранителей, трехпозиционные элегазовые ВНТЭ. В качестве выключателей нагрузки также применяются вакуумные выключатели типа ВНВ-10/320, электромагнитные выключатели нагрузки ВНТЭМ-10 (Iном = 400 и 600 А, Iоткл = 630 и 1000 А) и элегазовые выключатели нагрузки на напряжение 110 кВ и выше.
Выключатель нагрузки ВН-16 (рис. 2.43) состоит из стальной рамы, на которой укреплены шесть опорных изоляторов [4]. На изоляторах установлены (рис. 2.43, а, б): дугогасящее устройство 1, неподвижные рабочие 2 и дугогасительные контакты 14, подвижные рабочие 5 и дугогасительные 4 контакты. Для быстрого отключения имеются отключающие пружины 3. Дугогасительное устройство (рис. 2.43, б) представляет собой пластмассовую камеру, в которой находятся газогенерирующие вкладыши 15 из органического стекла. Подвижный дугогасительный контакт 4 перемещается внутри вкладыша. При отключении выключателя сначала размыкаются рабочие контакты 2 и 5, затем дугогасительные контакты 4 и 14, при этом между последними образуется электрическая дуга. Под действием высокой температуры дуги органическое стекло выделяет большое количество газов, которые образуют продольное дутье, облегчающее гашение дуги.
а
б
Рис. 2.43. Выключатель нагрузки ВН-16:
а – общий вид; б – дугогасительное устройство; 1 – дугогасящее устройство;
2, 14 – неподвижные рабочие и дугогасительные контакты соответственно;
3 – отключающие пружины; 4 – дугогасительные контакты; 5 – подвижные
рабочие контакты; 6, 15 – газогенерирующие вкладыши
В установках с малыми значениями нагрузочных токов (примерно 200…400 А) выключатели нагрузки являются удобными коммутационными аппаратами, хотя и неспособными отключать токи КЗ. Для этого последовательно устанавливаются плавкие предохранители, но включающая способность выключателей нагрузки должна обеспечивать электродинамическую стойкость при сквозных КЗ. Выключатели нагрузки нашли широкое применение при подключении питания к трансформаторам комплектных трансформаторных подстанций, для питания печей сопротивления, ламповых генераторов установок диэлектрического нагрева. Допускается коммутирование батарей конденсаторов мощностью до 400 квар.
Плавкие предохранители являются однополюсными коммутационными аппаратами одноразового действия с пофазным отключением цепи. Они предназначены для защиты электроустановок при КЗ и перегрузках. К предохранителям предъявляются следующие требования:
• защитная характеристика предохранителя должна проходить ниже характеристики защищаемого объекта, причем возможно близко к ней;
• при КЗ предохранители должны работать избирательно (селективно);
• характеристики предохранителей должны быть стабильными;
• предохранители должны обладать высокой отключающей способностью, т.е. должны разрывать большие токи КЗ;
• замена плавкой вставки не должна занимать много времени.
Предохранитель любого вида состоит из плавкой вставки (ос-лабленное звено электрической цепи), поддерживающих ее контактных элементов и корпуса с устройством гашения дуги (может не быть). При опасном для электрооборудования цепи увеличении тока плавкая вставка расплавляется, отсоединяя защищаемую цепь от источника питания. Возникшая электрическая дуга гасится с помощью дугогасительного устройства. Большинство предохранителей имеет указатели срабатывания. Каждый предохранитель характеризуется номинальным напряжением (от 3 до 220 кВ), номинальным током предохранителя (от 8 до 400 А), номинальным током плавкой вставки и отключающей способностью. Следует различать номинальный ток предохранителя и номинальный ток плавкой вставки.
Номинальным током плавкой вставки (Iвс.ном) называют такой ток, при котором она может длительно работать, не расплавляясь. Номинальным током предохранителя (Iпр.ном) называют такой ток, при котором все его элементы не нагреваются выше длительно допустимой температуры. Обычно в одном корпусе (патроне) предохранителя с целью сокращения номенклатуры изделий могут устанавливаться плавкие вставки с различными Iвс.ном.
Пограничным током Iпогрпредохранителя называют ток, при котором плавкая вставка перегорает при достижении ею установившейся температуры (например, спустя 2 часа после включения). Отключающая способность предохранителя характеризуется номинальным током отключения (Iпр.откл), т.е. наибольшим током, при котором предохранитель разрывает цепь без повреждений, препятствующих его дальнейшей работе после смены плавкой вставки.
Номинальный ток плавкой вставки может быть от 2 до 400 А и более, а номинальный ток отключения – от 2,5 до 40 кА и более. Кроме того, предохранитель характеризует его защитная характеристика - зависимость времени отключения от тока, протекающего по плавкой вставке (рис. 2.44). В реальных предохранителях защитная характеристика резко поднимается вверх. Время расплавления плавкой вставки зависит от состояния контактов предохранителя, температуры окружающей среды, состояния поверхности плавкой вставки и ее материала, типа дугогасящего устройства.
У предохранителей напряжением более 1 кВ время плавления плавкой вставки должно быть более 1 ч при In = 1,3 Iном.в и менее 1 ч при In = 2 Iв, где In – периодическая составляющая ожидаемого тока КЗ; Iв – номинальный ток вставки.
| Рис. 2.44. Защитные характеристики предохранителей (цифры у кривых соответствуют номинальным токам плавких вставок) |
| Рис. 2.45. Кварцевый предохранитель |
Большое распространение получили газогенерирующие и кварцевые плавкие предохранители. Газогенерирующие предохранители типа ПР состоят из разборного фибрового патрона, латунных наконечников и набора цинковых плавких вставок с несколькими сужениями на различные номинальные токи. Патрон может быть выполнен из борной кислоты, винипласта и другого материала. Предохранители компактны, надежны, безопасны в эксплуатации, обладают высокой отключающей способностью. Кварцевые предохранители ПК (рис. 2.45) выполняются из круглой или квадратной фарфоровой трубки 2, закрытой латунными колпачками 1 и заполненной сухим кварцевым песком, который имеет хорошие изолирующие свойства. Плавкая вставка состоит из нескольких параллельных медных пластин или проволок 5 и 6 с наплавленными на них свинцовыми или оловянными шариками для ускорения перегорания, При перегорании каждой вставки отдельные дуги горят в узком канале, тесно соприкасаясь с кварцем, и быстро гасятся. Патрон вставляется в неподвижные пружинящие контакты 3, укрепленные на опорных фарфоровых изоляторах 4. Для контроля за срабатыванием предохранителя внутри патрона помещена стальная спираль 7, соединенная с якорем указателя срабатывания 8. В момент срабатывания предохранителя стальная спираль также перегорает и освобождает указатель, который выталкивается вниз специальной пружиной:
При отключении токов большой кратности по отношению к току плавкой вставки предохранитель работает с токоограничением, т.е. отключение предохранителем электрической цепи происходит за время, меньшее, чем время, за которое ток КЗ достигает своего наибольшего значения. Предохранители серий ПКТН и ПКТНЭ обладают неограниченной отключающей способностью и отключают токи КЗ за десятитысячные -тысячные доли секунды. Они применяются для защиты трансформаторов напряжения.
Ценными свойствами предохранителей являются прочность устройства и низкая стоимость, исключительное быстродействие отключения цепей при КЗ, способность некоторых типов ограничивать токи КЗ. Однако плавкие предохранители не могут использоваться для защиты от перегрузок, избирательность (селективность) действия плавких предохранителей обеспечивается при радиальных схемах. Отключение цепей связано с перенапряжениями, часты случаи однополюсных отключений, что ведет к аномальной работе оборудования.
Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 4283;