История развития трансформатора. Основные понятия

Выключатели высокого напряжения – это коммутационные аппараты, применяющиеся в системах электроснабжения промышленных предприятий для отключения и включения цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа, а также автоматического отключения при повреждении. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.
К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:
1) Надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);
2) быстрота действия, т. е. наименьшее время отключения;
3) пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;
4) возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше;
5) легкость ревизии и осмотра контактов;
6) взрыво- и пожаробезопасность;
7) удобство транспортировки и эксплуатации.
По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей: масляные баковые (масляные многообъемные), маломасляные (масляные малообъемные), воздушные, элегазовые, электромагнитные, автогазовые, вакуумные выключатели. К особой группе относятся выключатели нагрузки для внутренней, наружной установки и для комплектных распределительных устройств.
По принципу действия дугогасительные устройства можно разделить на три группы:
1) с автодутьем, в которых высокое давление и большая скорость движения газа в зоне дуги создаются за счет выделяющейся в дуге энергии;
2) с принудительным масляным дутьем, у которых к месту разрыва масло нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов;
3) с магнитным гашением в масле, в которых дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели.
Наиболее эффективным и простым являются дугогасительные устройства с автодутьем. Следует отметить, что устройства с автодутьем работают тем эффективнее, чем больше ток в дуге. При отключении малых токов давление газов может оказаться незначительным, вследствие чего дутье будет неэнергичным, что приведет к затягиванию гашения дуги. По этой причине некоторые гасительные устройства с автодутьем дополнены принудительным масляным дутьем, которое обеспечивает гашение малых токов.
Масляной баковый (масляной многообъемный) выключатель состоит из металлического бака с крышкой (бак выключателя заливается маслом). На крышке смонтированы проходные изоляторы, через металлические стержни которых подводится ток к неподвижным контактам.
Разрыв электрической цепи осуществляется путем перемещения траверсы вниз. Вместе с траверсой подвижные контакты отходят от неподвижных, образуя, таким образом, два разрыва цепи на фазу. Масляные выключатели конструируются таким образом, что либо все три фазы помещаются в одном баке, либо для каждой фазы предусматривается отдельный бак.
В многообъемных масляных выключателях масло используется для гашения дуги и, кроме того, является изоляцией, отделяющей токоведущие части фаз выключателя друг от друга и от заземленного бака. При расхождении подвижных и неподвижных контактов масляного выключателя между ними образуется электрическая дуга, которая, разлагая масло, создает вокруг себя газовую среду, состоящую из паров масла и продуктов его разложения, содержащих до 70% водорода. В этой среде и происходит гашение дуги. Водород является газом, который активно способствует гашению дуги. Наилучшая деионизация дугового промежутка происходит при прохождении тока через нулевое значение. Дуга в масляном выключателе восстанавливается до тех пор, пока электрическая прочность дугового промежутка не окажется больше приложенного к нему напряжения.
Основные преимущества баковых выключателей:

1. 
   простота конструкции,
   
2. 
   высокая отключающая способность,
   
3. 
   пригодность для наружной установки,
   
4. 
   возможность установки встроенных трансформаторов тока.
   

Недостатки баковых выключателей:

1. 
   взрыво- и пожароопасность;
   
2. 
   необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и на вводах;
   
3. 
   большой объем масла, что обусловливает большую затрату времени на его замену,
   
4. 
   необходимость больших запасов масла;
   
5. 
   непригодность для установки внутри помещений;
   
6. 
   непригодность для выполнения быстродействующего АПВ;
   
7. 
   большая затрата металла, большая масса, неудобство перевозки, монтажа и наладки.