Нормы переходных сопротивлений для вакуумных выключателей

Выключатели вакуумные трехполюсные типа ВВТЭ-М-10-20

Общие сведения

Выключатели вакуумные типа ВВТЭ-М-10-20 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока с изолированной нейтралью частотой 50 и 60 Гц с номинальным напряжением до 12 кВ.
Устанавливаются в шкафы комплектных распределительных устройств (КРУ) экскаваторов, а также в другие установки, отвечающие техническим требованиям на выключатели.

Структура условного обозначения

ВВТЭ-М-10-20/Х УХЛ2:
В — выключатель;
В — вакуумный;
Т — трехполюсный;
Э — специального исполнения;
М — модернизированный;
10 — номинальное напряжение выключателя, кВ;
20 — номинальный ток отключения выключателя, кА;
Х — номинальный ток выключателя,А;
УХЛ2 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ
15150-69.

Условия эксплуатации

Высота над уровнем моря не более 2000 м.
Верхнее рабочее значение температуры воздуха, окружающего КРУ с выключателем:
На номинальный ток 630, 1000 А 55°С,
На номинальный ток 1600 А 40°С.
Нижнее рабочее значение температуры при эксплуатации не менее минус 60°С.
Относительная влажность воздуха 80% при температуре 20°С.
Верхнее значение относительной влажности воздуха 100% при температуре 25°С.
Окружающая среда невзрывоопасная, атмосфера типа II (промышленная).
Содержание коррозионно-активных агентов по ГОСТ 15150-69.
Значения механических факторов внешней среды:
Вибрационные нагрузки в диапазоне частот от 1 до 35 Гц с максимальным ускорением до 0,5 g.
Одиночные удары с ускорением до 3 g длительностью от 2 до 20 мс.
Рабочее положение выключателя в пространстве вертикальное.
Выключатель обеспечивает нормальную работу при крене и дифференте до 15°.
Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.3-75.
Выключатели соответствуют ТУ 16-91 ИНЛЯ. 674152.007 ТУ. ТУ 16-91 ИНЛЯ.674152.007 ТУ

Технические характеристики

Напряжение, кВ: номинальное — 10 наибольшее рабочее — 12 Номинальный ток, А — 630,1000,1600 Номинальный ток отключения, кА — 20 Содержание апериодической составляющей, %, не более — 50 Ток включения (наибольший пик), кА, не менее — 51 Начальное действующее значение периодической составляющей, кА, не менее — 20 Параметры тока короткого замыкания: наибольший пик(ток электродинамической стойкости), кА — 51 начальное действующее значение периодической составляющей, кА, не менее — 20 среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости), кА — 20 время протекания тока (время короткого замыкания), с — 3 Бестоковая пауза при АПВ, с, не менее — 0,3 Время отключения, с, не более: собственное — 0,02 полное — 0,04 Собственное время включения выключателя, с, не более — 0,1 Номинальное напряжение электромагнитов управления и элементов вспомогательных цепей от сети переменного тока через выпрямительный блок, В — 220 То же постоянного тока, В — 110,220 Рабочее напряжение электромагнитов управления и элементов вспомогательных цепей от сети переменного тока через выпрямительный блок, В — от 187 до 242 Емкость конденсатора для срабатывания отключающего электромагнита, мкФ, не менее — 144 Габаритные размеры выключателя, мм — 370x560x640 Масса выключателя, кг, не более — 78 Показатели надежности: коммутационный ресурс при номинальном токе, циклов В-t п -О (включение-произвольная пауза-отключение) при номинальном токе: 630 А — 50000 1000 А — 40000 1600 А — 30000 коммутационный ресурс, циклов ВО (включение-отключение), при токе короткого замыкания, кА: 10 — 100 20 — 50 механический ресурс, циклов В-tп-О при номинальном токе: 630 А — 50000 1000 А — 40000 1600 А — 30000 установленная безотказная наработка, циклов В-tп-О — 14000 срок службы до среднего (капитального) ремонта, лет, не менее — 10 срок службы, лет, не менее: выключателя до списания, если до этого срока не исчерпаны механический и коммутационный ресурсы выключателя — 25 между средними ремонтами — 5 Ток потребления включающего электромагнита при номинальном напряжении, А, не более: при U = 220 В — 60 при U = 110 В — 100 Технические параметры коммутирующих контактов для внешних вспомогательных цепей: номинальное напряжение переменного тока частотой 50 и 60 Гц, В — 24-660 номинальный ток, А, не более — 10 Ход подвижного контакта, мм, не более — 8 + 1 Полный ход изоляционных тяг, мм — 15 — 2 Средняя скорость подвижного контакта, м/с: — при отключении на расстоянии 3/4 хода от замкнутого положения — 1,1-1,6 при включении на расстоянии 2/4 хода до замкнутого положения — 0,5-1,1 Электрическое сопротивление токопровода главной цепи любого полюса выключателя после выполнения 10 циклов В-t п -О, мкОм, не более: для тока 630 А — 60 для тока 1000 А — 50 для тока 1600 А — 40
Гарантийный срок для выключателей, поставляемых для нужд народного хозяйства, — 5 лет со дня ввода в эксплуатацию.

Конструкция и принцип действия

Общий вид выключателя показан на рис. 1. На раме устанавливаются вал выключателя с механизмом свободного расцепления, буфер, встроенный электромагнитный привод, панель с элементами управления, полюсы, лицевая крышка, тяги изоляционные, кнопка ручного аварийного отключения.

Габаритные и присоединительные размеры выключателя
1 — встроенный электромагнитный привод;
2 — буфер;
3 — вал выключателя;
4 — тяги изоляционные;
5 — полюсы;
6 — рама;
7 — лицевая крышка;
8 — панель с элементами управления;
9 — механизм свободного расцепления;
10 — кнопка ручного аварийного отключения
Операция включения выключателя осуществляется за счет тягового усилия включающего электромагнита.
Отключается выключатель за счет энергии, предварительно запасенной отключающей пружиной при включении.
Принцип действия выключателя основан на гашении электрической дуги, возникающей между контактами, в вакууме. Ввиду высокой электрической прочности вакуумного промежтка и отсутствии среды, поддерживающей горение дуги, время горения дуги минимальное. В дугогасильных устройствах (вакуумные дугогасительные камеры — ВДК) расположены подвижный и неподвижный контакты. Их замыкание и размыкание происходят в результате прямоходового движения подвижного контакта. Управление выключателем осуществляется встроенным электромагнитным приводом зависимого (прямого) действия. При подаче команды на включение напряжение подается на зажимы обмотки включающего электромагнита. Движение якоря привода через рычаги механизма свободного расцепления передается валу выключателя, а затем через изоляционные тяги, узлы поджатия — подвижным контактам ВДК. В процессе включения взводится пружина отключения. В конце хода после касаний контактов камер происходит поджатие контактных пружин (провал контактов), которое обеспечивает нормированные параметры и характеристики выключателей. Выключатель удерживается во включенном положении механической защелкой. При подаче команды на отключение напряжение от конденсатора подается на зажимы обмотки отключающего электромагнита. Якорь отключающего электромагнита воздействует на рычаг, который выбивает защелку механизма свободного расцепления, и под действием отключающей пружины выключатель возвращается в отключенное (первоначальное) положение.
Электрическая принципиальная схема приведена на рис. 2.

Электрическая принципиальная схема выключателя
YACI — блок-контакт;
YATI — отключающий электромагнит;
SQ1 — SQ4 — блок-контакт;
VS1, VS2 — включающие тиристоры;
KV1, KV2 — реле включения;
RCI — счетчик;
C1 — C5 — конденсаторы;
R1 — R5 — резисторы;
VD1 — VD10 — диоды
Назначение схемы управления:
оперативное и неоперативное отключение выключателя;
блокирование против повторения операций включения и отключения выключателя, когда команда на включение остается поданной после автоматического отключения;
сигнализация о положении выключателя с помощью коммутирующих контактов для внешних вспомогательных цепей, а также для цепей контроля и управления в КРУ.

В комплект поставки входят: выключатель; ЗИП: диод ДЛ-122-32.10 УХЛ2.1, ТУ 16-729.227-79 (2 шт.); блок-контакт БКМ 5БК.559051-04;
рычаг для ручного включения выключателя; пружина (2 шт.);
эксплуатационная документация: паспорт на выключатель, техническое описание и инструкция по эксплуатации. =

Нормы переходных сопротивлений для вакуумных выключателей

Некоторые застройщики требуют от дольщика, хоть это и неправомерно, официальное подтверждение выявленных нарушений от компании, проводившей осмотр и зафиксировавшей такие дефекты. В основном данное требование необходимо застройщику, чтобы устранить нарушения, связанные с отклонениями и выявленные с помощью приборов (лазерный построитель плоскостей, тепловизор и т.п. ).
Следует отметить, что такой отчет не требуется, если в акт осмотра внесены все замечания и акт подписан надлежащим образом.

Отчет о недостатках строительства на бланке компании содержит перечень нарушений с ссылками на действующие нормативные акты (ГОСТы, СНИПы, СП и т.п. ) и пункты, требования которых не соблюдаются.
К отчету подкреплены фото нарушений, копия удостоверения специалиста, сертификаты о поверках и калибровках приборов, используемых для выявления строительных дефектов.
Предоставляется клиенту в течение 3 (трех) рабочих дней после дня оказания услуги «Помощь в приемке квартиры» и отправляется в pdf — формате на адрес электронной почты клиента.

Услуга носит информационный характер и не может быть доказательством в производстве по делу в суде. Отчёт о недостатках строительства, а также последующие разъяснения тех или иных вопросов, не имеют статус экспертного содержания, не являются документом юридического характера, а также не накладывают на специалиста-приёмщика и организацию «Профприёмка» никаких обязательств.

В акцию включена «Приемка квартиры» + дополнительные услуги:
— «Замер площади»;
— «Замер радиации»;
— «Замер ЭМИ»;
— «План квартиры в AutoCAD»*.

Стоимость услуги:
75р/м2, но не менее 3000. Суммируется вместе с услугой «Приемка квартиры»

* — Отчет по услуге «План квартиры в AutoCAD» предоставляется заказчику в течении 5 рабочих дней после дня оказания услуги «Помощь в приемке квартиры» в dwg — формате и pdf — формате с изображением схемы помещения и указанием площади.

Площадь квартиры — одна из самых важных характеристик квартиры. Поэтому от того, как она изменится относительно проектной, напрямую зависит сумма доплат или возврата участникам договора, а также дальнейшие коммунальные платежи.

Существует несколько значений площади:
а) Проектная площадь, указанная в ДДУ — в соответствие с этим значением изначально происходит оплата; б) Итоговая общая площадь, полученная по результатам обмеров БТИ (или другой кадастровой службы) — в соответствие с этим значением происходят окончательные взаиморасчеты сторон, если таковые предусмотрены договором;
в) Площадь, выявленная покупателем самостоятельно в процессе приемки объекта недвижимости или с помощью специалиста;
г) Экспертиза площади или экспертное заключение по площади, на основании которого можно подавать заявление в суд. Применяется, когда досудебное урегулирование споров сторонами не достигнуто.

Задачей специалиста нашей компании стоит произвести корректный замер площади с целью выявления действительных значений и сравнить их с данными застройщика (итоговой площадью). Стоит иметь ввиду, что такой замер носит информационный характер и не является заключением специалиста или экспертизой. То есть устанавливается факт наличия или отсутствия расхождений.

Если будет выявлено расхождение, то дольщиком определяется существенность такой величины (дело сугубо индивидуальное) и целесообразность дальнейших действий, а именно — подача претензии застройщику с целью произвести перезамеры БТИ, проведение экспертизы, подача досудебной претензии и возможного иска в суд. На момент проведения таких действий, квартира должна оставаться в неизменном виде. То есть производить ремонтные работы нельзя.

Элегазовые аппараты — Переходное сопротивление контактов в элегазе

Содержание материала

• Элегазовые аппараты
• Элегаз — среда для электротехнического оборудования
• Факторы, определяющие электрическую прочность газовой изоляции
• Разряд в неоднородном поле при повышенных давлениях газа
• Характеристика пробоя промежутков в элегазе при импульсном напряжении
• Сравнительные и разрядные характеристики элегаза
• Влияние покрытий и применение экранов из твердой изоляции
• Дугогасительная способность элегаза
• Термохимические процессы в стволе дуги
• Процессы при переходе тока через нуль
• Физико-химические свойства элегаза
• Переходное сопротивление контактов в элегазе
• Теплоотводящая способность
• Производство элегаза
• Элегазовые коммутационные аппараты
• Элегазовые выключатели нагрузки
• Выключатели с дутьем из-под поршня
• Выключатели с двумя ступенями давления
• Герметизированные элегазовые распределительные устройства
• Технико-экономическое сопоставление различных РУ
• Элегазонаполненные кабели
• Элегазовые трансформаторы
• Из опыта эксплуатации элегазовых аппаратов
• Гашение дуги, вращающейся в элегазе под действием магнитного поля
• Исследование гашения дуги, вращающейся в магнитном поле
• Технические требования на элегазовые коммутационные аппараты

Чистый элегаз при температурах до 200° С; среда не окисляющая, а защитная, предохраняющая токопроводы и, в частности, контакты от окисления. Поэтому в элегазонаполненных аппаратах допустимы более высокие температуры нагрева, чем в воздухе. Так, в [54] отмечается, что фирма «Вестингауз» в элегазовом выключателе допускает на 20° С более высокую температуру нагрева, причем подчеркивается, что такое повышение температуры не является пределом.
Повышение допустимой температуры нагрева, а также лучшая теплоотводящая способность элегаза дают возможность существенно увеличить нагрузку на токоведущие элементы элегазовых аппаратов или же значительно уменьшить их сечение.

Рис. 29. Зависимость переходного сопротивления медных контактов в элегазе от длительности нагрева
1 — линейный контакт; 2 — плоскостной контакт
Но как отечественный элегаз, так и выпускаемый иностранными фирмами содержит примеси, которые могут вызвать коррозию и, следовательно, увеличение переходного сопротивления контактов. Поэтому необходимо было исследовать переходное сопротивление контактов, находящихся в отечественном элегазе.*

* В работе принимали участие инженеры В. Е. Кузнецов и В. В. Борисов.

На рис. 29 приведены огибающие кривые экспериментальных значений переходного сопротивления медных контактов в зависимости от длительности нагревания.
Кривые получены при косвенном нагреве, контактном нажатии 10 кГ и давлении элегаза в камере раб=1,4 кГ/см2. Из рисунка видно, что переходное сопротивление контактов первоначально возрастало, но затем через 8—10 нед. оно стабилизовалось и в холодном состоянии не изменялось более до конца эксперимента. По прошествии определенного времени, указанного на рисунке, мощность нагревателя увеличивалась настолько, что температура нагрева контактов возрастала на 20° С. Таким образом переходное сопротивление было исследовано при температурах 80, 100, 120 и 140° С. Повышение температуры нагрева каждый раз приводило к некоторому увеличению переходного сопротивления контактов в нагретом состоянии. Переходное же сопротивление холодных контактов оставалось без изменения.
Стабилизация переходного сопротивления, естественно, влечет за собой неизменность температуры нагрева контактов при постоянном значении тока. В воздухе же переходное сопротивление медных контактов имеет тенденцию к неограниченному возрастанию.
Аналогичный результат получен и при непосредственном нагревании током I=600 а и контактном давлении р=30 кГ, причем стабилизация переходного сопротивления в этом случае наступила несколько раньше.
Для получения рекомендаций о допустимой температуре нагрева контактов в элегазе необходимы дальнейшие всесторонние исследования контактов и, в частности, в условиях, происходящих в электрических аппаратах.

Перенапряжения в сетях 6(10) кВ

В России у эксплуатационного персонала предприятий электрических сетей сложилось довольно устойчивое мнение, что перенапряжения создают вакуумные выключатели, а элегазовые этого недостатка лишены. Но так ли это? Попробуем разобраться в причинах перенапряжений.

Причины возникновения перенапряжений в сетях

Начнем с простого утверждения, очевидного для любого человека, знакомого с курсом ТОЭ: любая коммутация (включение или отключение) какого-либо элемента сети (трансформатора, электродвигателя, конденсаторной батареи, воздушной или кабельной линии и т.д.) вызывает переходный процесс. Это связано с тем, что сеть является совокупностью индуктивностей и емкостей основного электротехнического оборудования, поэтому подключение или отключение некоторого элемента ведет к установлению нового режима. Переход сети от режима до коммутации к режиму после коммутации сопровождается изменениями токов в элементах и напряжений на них. Как правило, этот переход имеет вид затухающих колебаний, в процессе которых напряжение на емкостях оборудования относительно земли или между фазами может достигать величин значительно больших, чем номинальное. Это и называется перенапряжениями.

Вакуумный выключатель ВБСК-10, ОАО «Электрокомплекс», г.Минусинск

Подобный процесс объективен и не зависит от типа используемого выключателя. Например, можно показать, что при включении (пуске) высоковольтного электродвигателя возможно возникновение перенапряжений с кратностью до 3,3 относительных единиц (о.е.) по отношению к амплитуде наибольшего рабочего напряжения [1], что представляет опасность для его изоляции. Перенапряжения в этом случае не зависят от типа дугогасящей среды и определяются только моментом включения и разбросом замыкания контактов разных фаз.

Вакуумный выключатель 3AH5 Siemens, ССК «Уралинвестэнерго», г.Екатеринбург

Исключить эти перенапряжения регулировкой хода контактов выключателя не представляется возможным. При отключении выключателем любого типа (маломасляным, вакуумным, элегазовым, электромагнитным) практически каждого двойного или двухфазного замыкания на землю в сети 6-10 кВ с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью на все присоединения, включенные на данную секцию, воздействуют перенапряжения с кратностью до 3,4 о.е.

Вакуумный выключатель ВБЭ-10-20/1600 УХЛ2, ГНПП «Контакт», г. Саратов

Причиной их является неодновременное отключение тока в поврежденных фазах, когда на первой отключившейся фазе напряжение восстанавливается от нуля до амплитуды линейного. При этом в процессе колебаний напряжение достигает величины двойного линейного. Именно эти перенапряжения могут вызывать многоместные повреждения изоляции (и такие случаи известны в эксплуатации), когда из строя выходят сразу несколько высоковольтных электродвигателей или кабелей. И дело тут не в типе дугогасящей среды, используемой в выключателе, а в объективно существующих явлениях.

Элегазовый выключатель HD-4, АBB

Теперь рассмотрим проблему перенапряжений при использовании вакуумных и элегазовых выключателей с учетом особенностей дугогасящей среды и конструкций этих аппаратов, а также нагрузок, ими коммутируемых. При включениях нагрузки (трансформатора, электродвигателя, конденсаторной батареи) правильно спроектированным выключателем (не дающим отскоков контактов) его дугогасящая среда с точки зрения возникновения перенапряжений не играет никакой роли. Перенапряжения в этом случае обусловлены особенностями сети и коммутируемого присоединения как многоконтурных индуктивно-емкостных схем, моментом включения по времени и разбросом в замыкании контактов разных фаз выключателя (см. выше).

Основными причинами перенапряжений на изоляции отдельного присоединения (и только его, а не всей сети) при отключении нагрузки, связанными с особенностями дугогасящей среды и конструкцией выключателя, являются срез тока и эскалация напряжения. Рассмотрим эти явления по порядку.

Любой выключатель отключает ток при прохождении его через ноль (со сдвигом по времени в разных фазах), когда подвод энергии к дуге со стороны сети уменьшается. В околонулевой области тока возможен быстрый распад канала дуги и принудительный спад тока от некоторого значения (как правило, единицы – десятки ампер) до нуля за очень малое время (значительно раньше естественного нуля тока). Это явление называется срезом тока. Возникает оно при отключении малых индуктивных токов (например, токов холостого хода трансформаторов и электродвигателей), неустановившихся токов включения трансформаторов, пусковых токов электродвигателей, токов шунтирующих реакторов.

Срез тока характерен для выключателей любого применяющегося в настоящее время типа (маломасляных, электромагнитных, воздушных, вакуумных, элегазовых). Причиной среза тока в выключателях с гашением дуги в газовой среде являются интенсивное дутье и развитие высокочастотных колебаний на спадающем участке синусоиды отключаемого тока [2]. Дутье вызывает значительное охлаждение плазмы в дуговом промежутке и быстрое уменьшение ее проводимости. Высокочастотные колебания, развивающиеся в контуре: емкость на шинах – нелинейное сопротивление дуги – индуктивность и емкость присоединения, налагаются на ток 50 Гц и приводят к тому, что суммарный ток в дуговом промежутке переходит через ноль и происходит гашение со срезом. В вакуумных выключателях причиной среза тока является неустойчивость дуги при малых токах, так как она горит в парах металла контактов.

Рис.1 Относительные токи среза выключателей с разными дугогасящими средами

Как видно из рис.1, вакуумные выключатели с хром-медными контактами имеют наименьший ток среза. Он составляет 5-6 А по данным различных исследований, информация о которых приведена в [4]. Большинство производителей вакуумных выключателей используют для изготовления контактов именно хром-медные композиции. Элегазовые выключатели с гашением дуги вращением (rotary-arc type) или автодутьём (self-pressurising type) имеют ток среза практически такой же, как и вакуумные выключатели. Это связано с тем, что интенсивность дугогашения у них зависит от величины протекающего тока. У компрессионных (puffer type) и комбинированных элегазовых выключателей с дополнительным поршнем токи среза выше, чем у вакуумных выключателей. В принципе ток среза элегазовых выключателей зависит от величины отключаемого тока, конструкции выключателя и емкости присоединения и может значительно превышать таковой для вакуумных [2]. Таким образом, с точки зрения величины тока среза и создаваемых при этом перенапряжений элегазовые выключатели не имеют никаких преимуществ перед вакуумными.

Кроме величины тока, на перенапряжения при срезе, как уже указывалось выше, влияют индуктивность нагрузки (или мощность) и емкость присоединения (длина воздушной или кабельной линии). При значительной длине присоединения перенапряжений из-за среза тока в выключателе вообще не возникает. Наличие даже небольшой активной нагрузки на вторичной стороне отключаемого силового трансформатора также исключает возникновение перенапряжений по причине среза.Использование таких современных защитных аппаратов, как ОПН, вообще снимает вопрос перенапряжений вне зависимости от типа используемого выключателя. Следует отметить, что в настоящее время в сетях эксплуатируются тысячи маломасляных выключателей с токами среза гораздо больше, чем у вакуумных выключателей. То есть потенциально маломасляные выклю- чатели также способны создавать перенапряжения и причем более высокие, чем вакуумные.

Эскалация напряжения

Рассмотрим теперь вторую причину перенапряжений при отключениях нагрузки: эскалацию напряжения. Это явление характерно только для вакуумных выключателей. Однако оно возникает крайне редко, только при отключении пускового тока не успевших развернуться или заторможенных электродвигателей (причем из 100 отключений пусковых токов только 5-10 могут сопровождаться эскалацией напряжения). Физическая сущность этого явления описана в [4]. Перенапряжения в этом (и только в этом) случае могут достигать 6-7-кратных. Осциллограмма (заимствована из [5]), иллюстрирующая подобный процесс, приведена на рис.2.

Рис.2. Экспериментальная осциллограмма отключения пускового тока электродвигателя 6,3 кВ, 736 кВт, подключенного кабелем сечением 3х95, длиной 70 м, вакуумным выключателем с возникновением эскалации напряжения с кратностью 4,0 о.е. в первой отключаемой фазе выключателя [5].

Масштаб: 100 мксек, 5 кВ.

Экспериментальных данных по отключению пусковых токов электродвигателей элегазовыми выключателями практически нет. Создается впечатление, что фирмам – производителям элегазового оборудования неизвестно о перенапряжениях в этом случае, либо публикация таких данных им невыгодна.

Исходя из имеющейся информации [4], можно предполагать, что элегазовые выключатели не склонны к эскалации напряжения. Однако их повышенные по сравнению с вакуумными выключателями токи среза и возможность однократных повторных зажиганий, вероятно, могут быть причиной перенапряжений при отключениях холостых трансформаторов и пусковых токов электродвигателей (при малых длинах кабеля).

Еще раз отметим, что рассмотренный случай отключения пускового тока – достаточно редкое событие, а в некоторых случаях практически невозможное. Поэтому сопоставление элегазовых и вакуумных выключателей с точки зрения коммутационных перенапряжений следует проводить исходя из величины тока среза.

Таким образом, на основании рассмотрения характерных причин возникновения перенапряжений, связанных с характером дугогасящей среды выключателя, можно утверждать, что элегазовые выключатели в этом отношении не имеют преимуществ по сравнению с вакуумными.

Откуда же все-таки возникло такое предубеждение, что только вакуумные выключатели создают перенапряжения? По-видимому, истоки его следует искать на заре внедрения вакуумной коммутационной техники. В первых вакуумных выключателях, установленных в эксплуатацию еще в СССР в начале 80-х годов, для изготовления контактов использовался вольфрам. Разработчики вакуумных камер полагали, что применение этого тугоплавкого металла позволит снизить износ контактов. Однако выключатели с вольфрамовыми контактами были способны создавать значительные срезы тока, порядка 20-30 А. Именно это обстоятельство, а также отсутствие средств защиты от перенапряжений в сетях 6-10 кВ в то время привело к значительному ущербу в результате пробоев изоляции. Энергетика – отрасль консервативная, и однажды сформировавшееся мнение, а особенно отрицательное, очень сложно изменить.

1. Васюра Ю.Ф., Гавриков В.И., Евдокунин Г.А. Коммутационные перенапряжения на высоковольтных двигателях собственных нужд электростанций // Электротехника. — 1984. — № 12. — С. 4-7.

2. Working group paper: Interruption of small inductive currents (chapter 1, 2) // Electra. — 1980. — № 72. — pp. 73-103.

3. Headley A. Meeting system requirements with modern switchgear // Proceedings IEEE Symp. on trends in modern switchgear design 3,3-150 kV. — Newcastle. — 1984. — pp. 9.1-9.5.

4. Евдокунин Г.А., Тилер Г. Современная вакуумная коммутационная техника для сетей среднего напряжения. — С.-Петербург: Издательство Сизова М.П., 2002. — 147 с.

Зависимость величины переходного сопротивления электроконтактов

Понятие переходного электрического сопротивления в электрических контактах

Переходным электрическим сопротивлением называется сопротивление, возникающее в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на какой-либо электрический аппарат, при наличии плохого контакта, например, в местах соединений и оконцеваний проводов, в контактах машин и аппаратов. При прохождении тока нагрузки в таких местах за единицу времени выделяется некоторое количество тепла, величина которого пропорциональна квадрату тока и сопротивлению места переходного контакта, которое может нагреваться до весьма высокой температуры. Если нагретые контакты соприкасаются с горючими материалами, то возможно их зажигание, а при наличии взрывчатой системы возможен взрыв. В этом и состоит пожарная опасность переходных контактных сопротивлений, которая усугубляется тем, что места с наличием переходного сопротивления трудно обнаружить, а защитные аппараты сетей и установок, даже правильно выбранные, не могут предупредить возникновение пожаров, так как ток в цепи не возрастает, а нагрев участка с переходным сопротивлением происходит только вследствие увеличения сопротивления.

От чего зависит величина переходного электрического сопротивления

Величина переходного сопротивления контактов зависит от материала, из которого они изготовлены, геометрической формы и размеров, степени обработки поверхностей контактов, силы нажатия контактов и степени окисления. Особенно интенсивное окисление происходит во влажной среде и с химически активными веществами, а также при нагреве контактов выше 70 — 75 С.

Величина переходного контактного сопротивления не должна превышать более чем на 20% величину сопротивления сплошного участка этой цепи примерно такой же длины.

Величина переходного электрического сопротивления контакта зависит от степени окисления соединяемых контактных поверхностей проводников. Металл контактов взаимодействует с окружающей средой, кислородом воздуха, агрессивными тазами и влагой и вступает с ними в химические реакции, вызывая химическую коррозию металла. Пленка окиси, образующаяся на поверхности металла (например, алюминия) от воздействия воздуха и окружающей среды, создается чрезвычайно быстро и обладает очень большим электрическим сопротивлением. Загрязненные или покрытые окислами контактные поверхности имеют более высокое переходное сопротивление, так как в этом случае в ряде точек нет непосредственного соприкосновения металлов. Окисление идет тем быстрее, чем выше температура контактных поверхностей и чем легче доступ воздуха к ним. Переходное сопротивление контактного соединения или контакта вследствие окисления может возрасти в десятки и сотни раз, так как окислы большинства металлов являются плохими проводниками. В результате реакции окисления проводящая конструкция постепенно разрушается. Если при этом она находится под нагрузкой, то уменьшение ее сечения приводит к дополнительному нагреву (закон Джоуля-Ленца), что в итоге может привести к ее расплавлению.

Величина переходного сопротивления контакта зависит от его конструкции, материала соприкасающихся частей и силы прижатия их друг к другу. Контактные поверхности всегда имеют микроскопические возвышения и впадины; поэтому соприкосновение происходит только в отдельных точках-небольших площадках. Действительная площадь касания увеличивается с ростом силы прижатия контактов друг к другу. Под влиянием силы прижатия металл в точках касания сминается и размеры площадок увеличиваются, возникает соприкосновение в новых точках. Это приводит к снижению переходного сопротивления.

Проверка расстояния. Величина переходного сопротивления контактов выключателей (на одну фазу) для масляных выключателей 200 а составляет не более 350 мком и для выключателей 1000 а-100 мком. Для всей цепи одной фазы воздушных выключателей сопротивление контактов должно быть не более 500 мком.

Величина переходных сопротивлений контактов выключателей зависит от их типа.

На величину переходного сопротивления контакта, как показывают опытные данные, оказывает влияние ряд причин. Оно зависит от материала контактного соединения, давления, испытываемого контактными элементами, величины поверхности их соприкосновения и ее состояния, а также температуры контакта.

Сопротивление зависит от материала контактного соединения, давления, испытываемого контактами, величины поверхности соприкосновения, состояния поверхности и температуры контакта.

Большое влияние на большие переходные сопротивления контактов оказывает их окисление. Контакты, помещенные в масло, подвергаются значительно меньшему окислению, чем работающие в воздухе.

Конструкция контактов должна быть такова, чтобы замыкание и размыкание контактов сопровождалось трением одной поверхности о другую, что способствует их очищению от оксидной пленки.

Когда не так важна величина переходного сопротивления контакта, как его постоянство (например, в измерительной аппаратуре), применяют гальваническое осаждение палладия, имеющего электропроводность в семь раз меньшую, чем у серебра, но весьма стойкого к химической коррозии и твердого.

При очень больших силах нажатия величина переходного сопротивления контактов меняется чрезвычайно не-значительно. Кроме того, слишком большие силы нажатия вызывают чрезмерные напряжения в материале контактных элементов, вследствие чего контакты утрачивают упругость и становятся менее прочными.

По виду касания различают размыкаемые контакты точечные, линейные и плоскостные. Поверхности контактов из-за шероховатости соприкасаются в ограниченном числе точек. Величина переходного сопротивления контакта зависит от силы сжатия контактов, пластичности их материала, качества обработки поверхности и ее состояния, а также от удельного сопротивления материала и вида касания.