Дугогасительные устройства высоковольтных выключателей являются одновременно подлинными изоляционными устройствами: в процессе отключения эти устройства выдерживают воздействие восстанавливающегося напряжения (или его доли, если имеется несколько разрывов тока). При неудовлетворительном качестве изоляционных материалов, примененных для изготовления гасительных камер, в процессе отключения возможны пробои этой изоляции, что, как правило, влечет за собою разрушение всего выключателя.
Дугогасительные устройства наряду с высокой электрической прочностью должны обладать также и весьма высокой механической прочностью. В процессе отключения, в зависимости от величины отключаемого тока и от конструкции гасительного устройства, возникают большие или меньшие толчки давления, иногда с чрезвычайно крутым фронтом. Это особенно часто происходит в гасительных камерах масляных выключателей при отключении ими зарядного тока холостых линий с заземленной нейтралью [Л. 14-3]. При этом возможно развитие коммутационных перенапряжений, которые могут привести к срабатыванию трубчатых разрядников или к пробою ослабленного участка изоляции в энергосистеме, т. е. при заземленной нейтрали, к короткому замыканию системы. Внезапное наложение тока короткого замыкания на весьма слабую дугу в гасительной камере (обусловленную разрывом зарядного тока) при уже разошедшихся контактах выключателя и при малой скорости масла в гасительной камере вызывает гидродинамический удар, который может привести к разрушению гасительного устройства и выключателя в целом.
Изоляция гасительных камер должна обладать теплостойкостью и по возможности дугостойкостью. Последнее требование, однако, часто остается невыполненным, так как при соприкосновении с электрической дугой все практически применяемые изоляционные материалы в той или иной степени повреждаются. Рациональная конструкция гасительной камеры должна обеспечить такое направление дуги, чтобы она оказывалась отделенной от твердого изоляционного материала камеры слоем масла или газов. В некоторых камерах для перегородок, соприкасающихся с электрической дугой, применяется фибра, картон, фанера и т. д. В этом случае дуга при соприкосновении с перегородкой возгоняет газы из материала перегородки, либо превращает в пары и газы то масло, которым пропитана перегородка, что и предохраняет изоляционным материал от обугливания.
В последнее время начинают находить применение гасительные устройства, изготовленные методом литья из эпоксидного компаунда или из стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой [Л. 14-4].
Рис. 14-4. Дугогасительная камера выключателя типа МКП с поперечным дутьем. 1 — гетинаксовый цилиндр; 2 —фибровая накладка.
Рис. 14-5. Дугогасительная камера с поперечным и продольным дутьем, целиком изготовленная методом литья из эпоксидного компаунда.
Монолитность такой конструкции обеспечивает высокую механическую прочность гасительной камеры. При прямом соприкосновении с дугой такие камеры, разумеется, также будут несколько повреждаться, поскольку эпоксидная смола является органическим веществом. При правильно подобранной гидро- и газодинамике гасительного устройства эти камеры, по-видимому, не будут страдать от теплового действия дуги в большей степени, чем, например, соответствующие камеры из гетинаксовых или текстолитовых пластин.
Технология изготовления монолитных гасительных камер на основе эпоксидной смолы может оказаться экономичнее, чем технология изготовления обычных гасительных камер, с многочисленными фрезеровками дутьевых каналов и другими трудоемкими механическими обработками — сборкой, склейкой, лакировкой и т. д.
Монолитные эпоксидные гасительные камеры, по-видимому, решают одну из основных проблем масляных гасительных устройств: сочетание высоких изоляционных свойств с весьма высокой механической прочностью.
Изоляционные конструкции дугогасительных устройств весьма разнообразны; ниже приводятся лишь некоторые характерные примеры таких конструкций.
На рис. 14-4 показана гасительная камера с многократным разрывом и поперечным дутьем, применяемая в современных отечественных выключателях типа МКП. Изоляционную основу этой камеры представляет толстостенный гетинаксовый цилиндр, который выдерживает давление газов, генерируемых внутри гасительного устройства на его нескольких разрывах тока. Электрические дуги, возникающие на промежуточных контактах устройства, гасятся потоками газов и масла, которые под действием давления внутри камеры выбрасываются в выхлопные отверстия, имеющиеся в цилиндре. Так как гасимые дуги прижимаются к выхлопным отверстиям, последние снабжены фибровыми накладками с дутьевыми щелями. Фибра здесь применена для защиты выхлопных отверстий от обугливания.
На рис. 14-5 показана гасительная камера маломасляного выключателя на 10 кВ, 500 Мва, целиком изготовленная методом литья из эпоксидного компаунда с основой из стеклоткани (фирма Эрликон, Швейцария). Интересно отметить, что в этой конструкции внешний овальный изоляционный корпус гасительного устройства и сама камера представляют собою одно целое.
По литературным данным [Л. 14-4], применение литой изоляции для гасительных камер позволило удвоить отключающую способность ранее выпускавшегося выключателя без увеличения его ширины (за счет выполнения изоляционного корпуса овальным).
