4.2. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДУ
Для гашения электрической дуги в современных масляных выключателях применяются ДУ, использующие принцип автодутья. Этот принцип состоит в том, что после размыкания контактов возникающая электрическая дуга разлагает масло с выделением газов, содержащих до 60 % водорода, в результате чего существенно повышается давление внутри ДУ и организуется газомасляное дутье. При движении подвижного контакта создаются условия для выхода газов через определенные отверстия — дутьевые щели. Выходящие через щели газы и масло обдувают дуговой столб и охлаждают его. В зависимости от направления потока относительно столба дуги различают: продольное дутье, когда поток направлен вдоль столба дуги; поперечное, когда поток направлен перпендикулярно или под некоторым углом к столбу дуги и с одной стороны; встречное, когда поток направлен перпендикулярно или под некоторым углом к столбу симметрично с противоположных сторон.
Обычно в дугогасительных камерах используется сочетание нескольких видов дутья, а его интенсивность пропорциональна отключаемому току.
В камере поперечного дутья для выключателя ВМП-10, показанной на рис. 4.11 и выполненной из пакета изоляционных перегородок, стянутых шпильками, имеются три поперечные, расположенные одна над другой дутьевые щели 2, связанные двумя вертикальными каналами 3 с надкамерным пространством. В верхней части камеры имеются два масляных кармана 4. Нижняя перегородка камеры имеет сменное кольцо 1, которое можно заменить при сильном его обгорании.
Работу такой камеры в маломасляном выключателе типа ВМП-10 иллюстрирует рис. 4.12.
В положении «Включено» (4.12, а) стержень подвижного контакта 1 входит в розетку неподвижного 2. В процессе отключения контактный стержень перемещается вверх и в нижней части корпуса выключателя загорается дуга, разлагающая масло (4.12, б). Давление газов, образующихся внутри камеры и не имеющих выхода, частично демпфируется воздушным буфером 3, образовавшимся при заливке выключателя маслом в приливе к корпусу выключателя. Надо заметить, что такой воздушный буфер или подушка не обязателен в конструкции маломасляного выключателя и в зарубежных конструкциях применяется редко.
При открытии стержнем подвижного контакта первой и последующих дутьевых щелей начинается процесс вытеснения масла из дутьевых щелей и вертикального канала, а затем процесс газового дутья.
Рис. 4.11. ДУ поперечного дутья
При отключении малых токов давление в ДУ невелико, дуга значительно удлиняется и гашение происходит при ее втягивании в полости карманов, расположенных вверху камеры; из-за малости объемов каналов давление здесь существенно выше, чем в нижней части камеры.
ДУ встречно-поперечного дутья (рис. 4.13) состоит из пакета изоляционных перегородок, стянутых четырьмя шпильками. Камера имеет центральное отверстие для прохода подвижного стержня. В нижней части камеры изоляционные перегородки образуют две встречные дутьевые щели 1, расположенные одна против другой и имеющие общие вертикальные каналы 2 с выходом в надкамерное пространство. Поток газов из щелей омывает дугу и, поворачиваясь на 90°, уходит в каналы 2. В верхней части камеры перегородки образуют масляный карман 3. Разрезная изоляционная конусная втулка 4 в верхней части камеры устраняет чрезмерный разгон подвижного контакта за счет увеличения трения при высоких давлениях внутри полости камеры
В баковых выключателях серии У применяется ДУ, показанное на рис. 4.14. Камера имеет два последовательных разрыва, образующихся при размыкании неподвижных 1 и 2 и подвижных 3 контактов. При движении подвижного контакта открываются дутьевые щели 4 и начинается интенсивный обдув дуги выходящими газами.
Вторая дутьевая щель 5 расположена дальше по ходу подвижного контакта и развернута относительно первой на 180°. Гашение дуг облегчается применением шунтирующих резисторов 7, сопротивления которых равны 750 Ом для выключателей напряжением 110 кВ и 2650 Ом для выключателей напряжением 220 кВ. Отключение тока резистора происходит в свободном разрыве между контактом подвижной траверсы и внешним контактом камеры 6.
Рис. 4.12. Гашение дуги в ДУ поперечного дутья
Рис. 4.13. Дугогасительная камера встречно-поперечного дутья
В зарубежных конструкциях как в баковых, так и в маломасляных выключателях для улучшения гашения емкостных токов широко используются различные виды принудительного дутья за счет поршневых приставок или применения полых контактов, а также газовая подушка (сжатый воздух) над поверхностью масла, ускоряющие процесс заполнения межконтактного промежутка свежим маслом.
Рис. 4.14. Камера поперечного дутья выключателя У-110-2000-40
В отечественных выключателях, выпускаемых в настоящее время, поршневые приставки не применяются. Воздушная подушка применена, как уже упоминалось, в выключателях серии ВМТ.
