Гашение дуги в элегазовых выключателях

Элегазовые выключатели наряду с вакуумными наиболее перспективны особенно на напряжение 110 и 220 кВ.

Элегаз (SF6 — шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плотность которого превышает в 5 раз плотность воздуха. Электрическая прочность элегаза в 2-3 раза превышает прочность воздуха. При давлении 0,2 МПа его электрическая прочность сравнима с прочностью трансформаторного масла. При атмосферном давлении в элегазе может быть погашена дуга с током, превышающим в 100 раз ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях.

Элегаз является "электроотрицательным" газом. Его молекулы обладают способностью захватывать электроны. При этом образуются малоподвижные, тяжелые отрицательные ионы, которые медленно передвигаются в электрическом поле. Такая способность элегаза объясняется его химическими свойствами. Потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза, то есть при газовом дутье, поглощение электронов из дугового столба происходит еще более интенсивно. Высокая диэлектрическая прочность элегаза обеспечивает требуемую степень изоляции при минимальных расстояниях.

В элегазовых выключателях применяют автопневматические дугогасительные устройства, в которых газ в процессе отключения сжимается поршневым устройством и направляется в зону дуги. Элегаз достаточно дорог, поэтому гашение дуги в его струе с выхлопом в атмосферу нерентабельно. Элегазовый выключатель представляет собой замкнутую систему без выброса газа наружу.

Принципиальная схема дугогасительного устройства элегазового выключателя приведена на рис. Поршень 1 и трубчатый контакт 2 неподвижны. Цилиндр 3 с соплом 4 из фторопласта и розеточный контактом 5 перемещаются вправо по горизонтали с помощью пневматического привода. Рис. 2, а соответствует положению "включено" (контакты 2 и 5 замкнуты), При перемещении цилиндра (рис., б) газ в полости А сжимается, контакты размыкаются, между ними возникает дуга. При выходе электрода 6 подвижного контакта из внутренней полости трубчатого контакта 2 в нее устремляется газ (начальная фаза процесса отключения). Если отключаемый ток мал (порядка нескольких десятков ампер), поток газа через внутреннюю полость контакта 2 достаточен, чтобы погасить дугу при относительно небольшой ее длине в течении 0,01 с. При отключении тока КЗ гашение дуги происходит при выходе контакта 2 из сопла 4, когда вследствие увеличения давления газа в полости А, создается его сильный поток сквозь столб дуги (продольно-радиальное дутье) и она гаснет (конечная фаза процесса отключения). После остановки цилиндра в крайнем правом положении (рис., г) выключатель находится в положении "отключено" до следующего включения.

Таким образом, в элегазовых выключателях использован тот же принцип обдува дуги, что и в воздушных выключателях (рис. 1). Однако там движение воздуха было очень интенсивным и создавалось в результате его предварительного сжатия перед выхлопом в атмосферу. Здесь же дутье относительно слабое, осуществляется в замкнутом пространстве и создается движением подвижного контакта (автопневматическое дутье).

Дугогасительное устройство элегазового выключателя