Одним из весьма эффективных средств, облегчающих гашение дуги переменного тока высокого напряжения, является шунтирование дуги активным сопротивлением, которое обычно выполняется из проволоки с высоким удельным электрическим сопротивлением или из специальных полупроводниковых материалов. Благоприятное действие такого шунта объясняется следующим. Как указывалось выше, при подходе тока к нулевому значению сечение ствола интенсивно охлаждаемой дуги резко уменьшается, а ее сопротивление соответственно возрастает.
Рис. 8. Принципиальные схемы включения шунтирующего сопротивления для выключателя с одним дугогасительным элементом (камерой). 1 — отделитель; 2 — дугогасительный элемент; 3 — шунтирующее сопротивление; 4 — вспомогательное дугогасительное устройство.
При наличии параллельного дуге активного сопротивления значительная часть тока может при этом ответвиться в шунт, а следовательно, ток в дуге и выделяемая в ней энергия уменьшатся, и к моменту перехода тока через нуль сечение ствола дуги окажется существенно меньшим, чем при отсутствии шунта.
Наличие шунта, кроме того:
а) уменьшает скорость восстановления напряжения на дуговом промежутке, что также способствует более легкому гашению дуги;
б) уменьшает величину коммутационных перенапряжений, возникающих при включении и отключении холостых линий электропередачи и при некоторых других режимах работы выключателя.
При наличии шунтирующих сопротивлений электрическая цепь после погасания дуги в дугогасительном устройстве не прерывается и ток (небольшой) продолжает протекать по сопротивлению. Поэтому в выключателях с шунтирующими сопротивлениями необходимо иметь дополнительные устройства для прерывания тока в сопротивлениях. В качестве таких устройств используются описываемые ниже отделители, либо вспомогательные дугогасительные устройства.
Две принципиально возможные схемы включения шунтирующих сопротивлений приведены на рис. 8. По первой схеме (рис. 8, а) отделитель 1 включен таким образом, что
во включенном положении по его токоведущей системе протекает полный рабочий ток; по второй схеме (рис. 8, б) через вспомогательное дугогасительное устройство 4 во включенном положении протекает только незначительный по величине ток.
Рис. 9. Принципиальные схемы включения шунтирующих сопротивлений для выключателя с несколькими последовательными дугогасительными элементами (камерами).
1 — отделитель; 2 — дугогасительный элемент; 3 — шунтирующее сопротивление; 4 — вспомогательное дугогасительное устройство.
С другой стороны, первая схема дает возможность с помощью отделителя разгрузить в отключенном положении дугогасительное устройство выключателя от длительного воздействия рабочего напряжения, а также от перенапряжений, в то время как при второй схеме как основное, так и вспомогательное дугогасительные устройства подвергаются этим воздействиям.
Могут применяться различные конструктивные исполнения выключателей с точки зрения способа использования шунтирующих сопротивлений, а именно: с использованием их только в процессе отключения (одностороннее действие сопротивлений) либо с использованием их как в процессе отключения, так и в процессе включения (двустороннее действие). В первом случае замыкание контактов 1 или 4 производится при предварительно замкнутых контактах 2, и, как видно из схемы, шунтирующее сопротивление 3 не оказывает влияния на процесс включения.
Во втором случае, наоборот, в процессе включения замыкание контактов 2 происходит только через несколько сотых секунды после замыкания контактов 1 или 4. При этом получается дополнительное преимущество, заключающееся в том, что так как ток проходит сначала только через сопротивление 3, то снижается величина перенапряжений, возникающих при включении холостых линий и некоторых других нагрузок (а не только в процессе отключения, как в первом случае).
Схемы включения шунтирующих сопротивлений и отделителей, соответствующие схемам рис. 8, но для выключателей с несколькими последовательными дугогасительными элементами (камерами) показаны на рис. 9. В этом случае сопротивления могут шунтировать одновременно все дугогасительные элементы выключателя, либо каждый элемент в отдельности (см. соединения, показанные пунктиром). Преимущества того или иного способа шунтирования еще в настоящее время окончательно не выявлены.
