Загальні положення. У повітряних вимикачах дуга гаситься стисненим повітрям у спеціальних дугогасильних камерах

У повітряних вимикачах дуга гаситься стисненим повітрям у спеціальних дугогасильних камерах. Привід вимикачів пневматичний.

Струмоведучі частини і дугогасильні пристрої ізолюються фарфором або іншими твердими ізолюючими матеріалами.

Розрізняють камери повздовжнього дуття, у яких повітряний потік спрямований уздовж дугового стовпа, і поперечного дуття, у яких повітряний потік спрямований поперек дугового стовпа.

Дугогасильні камери поперечного дуття (рис. 4.1,б) застосовуються при U_ном= 10...20кВ і I_вимк = 120кА.

При розмиканні контактів 2 і 3 між ними виникає дуга, що гаситься поперечним потоком повітря, подаваним по повітропроводу 5. Під дією повітря і перегородок 4 дугогасильної камери 1 дуга приймає форму зиґзаґу, при цьому мають місце її подовження й ефективне охолодження. До того ж між контактами, на яких, після проходження змінного струму через нульове значення, згасає дуга, та починає зростати прикладена напруга (відновлення напруги) тільки частина діелектрика потребує відновлення електричної міцності, що значно зменшує можливість повторного запалювання електричної дуги. Але при цьому великі габаритні розміри камери, застосування органічної ізоляції, що стикається з дугою, обмежують її використання при напругах до 20 кВ.

Переваги камер поперечного дуття - простота, велика потужність, що вимикається; недоліки - великі габаритні розміри і сильний знос контактів через винос парів металу в атмосферу.

Дугогасильні камери повздовжнього дуття.

У вимикачах на напругу більше 35 кВ застосовуються камери повздовжнього дуття з порожніми контактами (рис. 4.1, а). При вимкненні вимикача стиснене повітря, діючи на поршень 4, відводить рухомий контакт 5 з великою швидкістю. Між нерухомим і рухомим контактами утворюється дуга. Стиснене повітря надходить до дуги перпендикулярно, а потім змінює напрямок руху на 90° і виходить з камери через порожнини контактів в атмосферу, створюючи могутнє повздовжнє дуття. При цьому дуга здувається з робочої поверхні контактів, завдяки чому досягається їхній малий знос. Область, що відновлює електричну міцність після проходження струму через нуль майже повністю знаодиться між контактами, що збільшує можливість повторного запалювання електричної дуги. Ізоляційні матеріали не використовуються для спрямування розпе­чених продуктів дуги. Через нагрівання дугою повітря у зоні сопла 6, що має певний перетин (обмежений об’єм), створюється протитиск. У результаті швидкість потоку повітря через сопло зменшується і при певному значенні струму може знизитися до нуля, тобто відбудеться "закупорка" сопла. Подібні явища спостерігаються при вимкнні невіддалених коротких замикань. Ефект "закупорки" залежить від трьох факторів: тиску стиснутого повітря, перетину сопла і потужності дуги (струму).

З ростом тиску і перетину сопла ефект "закупорки" зменшується, сила струму вимикання збільшується, однак зростають витрата повітря й обсяг баків вимикача.

а б

Рис. 4.1.

Камера повздовжнього дуття (а): 1 – порцелянова сорочка; 2 - металевий корпус; 3 - пружина; 4 - поршень; 5 - рухомий контакт; 6 - сопла камери; 7 - нерухомий контакт; 8 - міжконтактний проміжок; поперечного дуття (б): 1 - корпус; 2 – нерухомий контакт; 3 - рухомий контакт; 4 - перегородки; 5 - живильний воздухопровід.

Струм, що вимикається камерою повздовжнього дуття, приблизно зворотно пропорційний швидкості відновлення напруги кола. Тому при високих швидкостях відновлення напруги камера шунтована низь­коомним резистором, що переводить процес віднов­лення в аперіо­дич­ний. Струм, обмежений резистором, вимикається допо­міжним розри­вом.

При тиску в баці 2 МПа найбільша напруга, при якій може працювати одна камера, не перевищує 50...60 кВ. Удосконалення ка­ме­ри і збільшення тиску в баці до 4 МПа - дозволяють підвищити напругу до 125 кВ. При більшій напрузі вимикача кілька камер з'єд­нують по­слі­довно і застосовують шунтуючі дільники, що забезпечують рівно­мір­ний поділ напруги між камерами.

Переваги камер повздовжнього дуття – малий знос контактів і довговічність. Вимикачі з такими камерами і повітрянаповненими віддільниками легко розвиваються по напрузі послідовним з'єднанням елементів. Недоліком є чутливість до високої швидкості відновлення напруги. Це має особливе значення при вимкнні невіддалених коротких замикань. Для полегшення гасіння дуги швидкість віднов­лення напруги на проміжку зменшують послідовним з'єднанням розривів.