В вакуумных выключателях (ВИВ) гашение дуги происходит в вакуумной камере. Такие выключатели обладают сравнительно малыми размерами и массой, большим сроком службы, взрыво- и пожаробезопасны и просты в эксплуатации. Однако относительно высокая стоимость и малая отключаемая мощность не позволяют пока широко применять их в общепромышленных электроустановках, хотя дальнейшее освоение и внедрение вакуумных выключателей позволит создать экономичные и малогабаритные РУ.

Наибольшее распространение получили масляные малообъемные выключатели (ВМ), отличающиеся простотой конструкции, универсальностью, относительно малой массой, сравнительно низкой стоимостью, большим током отключения, высокой надежностью и т. д. Масло в этих выключателях служит дугогасящей средой и частично изоляцией между разомкнутыми контактами. Прочные баки, установленные на каждой фазе, и небольшой объем масла в них делают выключатели этого типа взрывобезопасными, что значительно упрощает их установку и обслуживание.

Трехполюсный масляный подвесной выключатель ВМП-10 состоит из сварной рамы, на которой с помощью изоляторов закреплены три бака (цилиндра) с маслом, выполненных из изоляционного материала. Внутри рамы расположены: общий приводной вал с рычагами, отключающие пружины, а также масляный и пружинный буфера. На верхнем фланце бака укреплен алюминиевый корпус, внутри которого расположены рычажный механизм, подвижный контактный стержень, роликовое токосъемное устройство и маслоотделитель. Нижний фланец закрывается съемной крышкой, на которой с внутренней стороны расположен неподвижный розеточный контакт, а с наружной стороны — пробка маслоспускного отверстия. Над розеточным контактом расположена дугогасительная камера с дутьевыми каналами.

Гашение дуги в масляном выключателе происходит следующим образом. Во время отключения ВМ при перемещении подвижного контактного стержня между ним и неподвижным контактом возникает электрическая дуга. Образующиеся при этом пары масла и газы под давлением устремляются через поперечные дутьевые каналы и, пересекая дугу, разрывают и гасят ее.

Рис. 1. Масляный выключатель ВМП-10 (вид сбоку):
1 — изоляционный цилиндр, 2 — алюминиевый корпус, 3— изолятор, 4 — рама, 5 — тяга, 6 — отключающая пружина, 7 — главный вал, 8 — пружинный буфер, 9 — масляный буфер

Отключение масляного выключателя осуществляется установленными на нем отключающими пружинами, а включение производится за счет энергии включающего электромагнита или включающих пружин, установленных на приводе, с помощью которого управляют выключателем. Для масляного выключателя применяют электромагнитный привод ПЭ-11 или пружинные приводы ПП-67, ПП-61, ППМ-10. Приводы позволяют управлять масляными выключателями вручную или автоматически как с места его установки, так и дистанционно.

Рис. 2. Выключатель нагрузки ВНП-16 (вид сбоку):
1 — предохранитель, 2 — подвижный контактный нож, 3— дугообразная пластина (боковая), 4 — дугогасительная камера, 5 — главные контакты, 6 — изоляторы, 7 — фарфоровая тяга, S — отключающая пружина, 9— рама, 10 — полурама для предохранителей

Для создания видимого разрыва электрической цепи с обеих сторон масляного выключателя устанавливают разъединители.

К высоковольтным выключателям относят и так называемые выключатели нагрузки (ВН). Они позволяют отключать отдельные участки электрических сетей при токах нагрузки, не превышающих номинальные значения, а также при отсутствии нагрузки. В отличие от масляных и других выключателей выключатели нагрузки в отключенном положении создают видимый разрыв цепи, что имеет большое значение для безопасности обслуживания электроустановок.

Основными частями выключателя нагрузки являются: опорная рама, контактная система и дуго-гасительные устройства.

На опорной раме с помощью изоляторов закреплены контактная система и дугогасительные устройства, а также вал выключателя, изоляционные тяги, отключающие пружины 8 и буферное устройство.

Контактная система состоит из неподвижных главных контактов (верхних и нижних) и подвижных контактных ножей 2 с тремя дугообразными пластинами. Средняя пластина предназначена для гашения электрической дуги и входит внутрь дугогасительной камеры, где установлен дугогасительный неподвижный контакт. Так как средняя пластина несколько длиннее крайних, то при отключении сначала размыкаются главные верхние контакты и боковые пластины, а затем дугогасительные контакты, между которыми внутри камеры и загорается дуга. Дугогасительная камера состоит из пластмассового корпуса с газогенерирующими вкладышами из органического стекла. Под действием высокой температуры вкладыши выделяют большое количество газов, вследствие чего давление внутри камеры повышается. Поток газов устремляется к выходу, разрывает электрическую дугу и гасит ее. Таким образом гашение дуги происходит внутри дугогасительной камеры.

Управляют выключателями нагрузки ручным приводом ПР-17 или с помощью ручного рычажного автоматического привода ПРА-17, снабженного электромагнитом отключения.

Включение выключателя нагрузки производят вручную, а отключение — как вручную, так и автоматически с помощью отключающих пружин.

Для защиты сетей от токов короткого замыкания к выключателям нагрузки на специальной полураме последовательно устанавливают высоковольтные предохранители ПК.

Некоторые типы выключателей нагрузки снабжены дополнительными заземляющими ножами, которые служат для заземления отключенных участков электрической цепи. Они состоят из вала с приваренными к нему контактными пластинами и блокирующего устройства. Ножи заземляют верхние или нижние главные контакты.

Управляют ножами заземления отдельным ручным приводом, который устанавливают обычно рядом с приводом выключателя и окрашивают в красный цвет. Блокировка заземляющих ножей с выключателем нагрузки выполнена таким образом, что во включенном положении может находиться только один из них; одновременное включение их исключено.

В обозначение выключателя нагрузки входят буквы (В — выключатель, Н — нагрузка, П — предохранитель, 3 — заземляющий нож) и числа, указывающие варианты исполнения.

Для сигнализации положения подвижных ножей выключателей нагрузки, устройства электромагнитной блокировки и других целей приводы выключателей соединяют тягами с сигнальными контактами КСА, состоящими из системы неподвижных и поворотных контактов (от 2 до 12 пар), насаженных на общий валик. При повороте рукоятки привода соответствующие пары контактов замыкают или размыкают цепи сигнализации или блокировки.

Разъединители. Разъединителями пользуются при включении и отключении участков электрической цепи, находящихся под напряжением выше 1 кВ без нагрузки. В отдельных случаях разъединителем отключают небольшие токи (например, ток холостого хода трансформатора мощностью до 630 кВ-А). Иногда разъединители применяют для секционирования РУ. Открытая контактная система разъединителя позволяет создать видимый разрыв цепи, обеспечивающий надежную изоляцию разъединенных участков.

По числу полюсов различают разъединители одно- и трехполюсные. В зависимости от условий работы изготовляют разъединители для внутренней и наружной установок.

Обозначают разъединитель буквами (Р — разъединитель, О — однополюсный, В — внутренней установки, Н — наружной установки, .Л — с линейным контактом, 3 — с заземляющими ножами) и цифрами, показывающими номинальные напряжения (кВ) и ток (А).

Из разъединителей внутренней установки применяют главным образом однополюсные разъединители РВО и трехполюсные РВ. Их устанавливают обычно в закрытых ТП на металлоконструкциях или стене в вертикальном или наклонном положении.

Однополюсные разъединители РВО состоят из стального цоколя и установленных на нем контактов (подвижных и неподвижных). Неподвижные контакты закреплены на опорных изоляторах и представляют собой медные стойки. Закрепленный свободно на оси контактный нож состоит из двух или более медных пластин, которые при включении разъединителя (повороте ножа) охватывают неподвижные контакты. Плотность охвата обеспечивается давлением пружин, установленных на ноже.

Рис. 2. Трехиолюсный разъединитель РВ-10/600:
1 — рама, 2 — вал, 3 — рычаг, 4 — неподвижная контактная стойка, 5 — нож, 6 — пружина, 7 — фарфоровая тяга, 8 — изолятор

Включение и отключение однополюсного разъединителя производят изолирующей штангой, палец которой вставляют в отверстие стальной скобы, укрепленной на ноже.

Трехполюсные разъединители РВ состоят из трех однополюсных разъединителей, соединенных общим валом и установленных на общей металлической раме. Подвижные ножи соединены с валом фарфоровыми тягами 7. Включение и отключение всех ножей происходит одновременно. Вал разъединителя с помощью рычага и системы тяг соединен с приводом. Для управления разъединителем используют ручной привод внутренней установки ПР.

Разъединители наружной установки PJIH применяют в открытых распределительных устройствах и для секционирования воздушных линий электропередачи (главным образом напряжением 6—10 кВ). Устанавливают их на специальных железобетонных (реже—металлических) конструкциях или на опорах ВЛ, обычно в горизонтальном положении. Для обеспечения надежной изоляции разъединители имеют изоляторы с фигурной поверхностью, предназначенные для работы в наружных установках. Как правило, подвижные ножи таких разъединителей вращаются в горизонтальной плоскости, перпендикулярной оси изоляторов (так называемые ножи поворотного типа). Неподвижные контакты устанавливают также горизонтально. Контактные ножи вращаются вместе с изоляторами, на которых они жестко закреплены. Сами изоляторы системой тяг соединены с приводом, с помощью которого осуществляется управление подвижными ножами. Для обеспечения плотности контакта во включенном положении на подвижных ножах установлена система нажимных пружин.

Как и выключатели нагрузки разъединители часто снабжают заземляющими ножами и контактами КСА.

Рубильники и автоматы. В сетях напряжением до 1 кВ для включения и отключения электроустановок пользуются главным образом простыми аппаратами с разрывом дуги в воздухе — рубильниками и автоматами.

Рубильники широко применяют в цепях постоянного и переменного тока и монтируют на изолированном основании или на панели. Как и разъединители, они создают видимый разрыв электрической цепи и обеспечивают надежную изоляцию отключенного участка. Обычно совместно с рубильниками для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания устанавливают плавкие предохранители. Как правило, рубильники состоят из подвижных ножей, обычно соединенных общей изолированной осью, и контактных стоек. По конструкции они могут быть одно-, двух- и трехполюсными, с центральной или боковой рукояткой (для установки на лицевой стороне панели) или с рычажной передачей (для установки позади панели), с передним (с лицевой стороны) или задним (за панелью) присоединением проводов. Рубильники с центральной или боковой рукояткой обычно используют для включения и отключения вручную под нагрузкой электрических сетей напряжением до 0,22 кВ небольшой мощности. Для обеспечения безопасности весь рубильник (кроме рукоятки) закрывают кожухом. Сети более высокого напряжения и большей мощности отключают рубильником с рычажным приводом. Сам рубильник располагают в этом случае за панелью.

Применяют также комбинированные рубильники, так называемые блок-предохранитель-выключатель (БПВ) и блок-выключатель (БВ). В блоках БПВ вместо ножей установлены плавкие предохранители ПН-2, которые под действием рычажного привода выдвигаются из губок контактов и разрывают цепь. В блоке БВ вместо предохранителей установлены медные ножи.

В отличие от рубильников автоматические воздушные выключатели (автоматы) не только разрывают электрическую цепь под нагрузкой, но и одновременно защищают ее от токов короткого замыкания и перегрузки. Они позволяют производить оперативные переключения вручную и автоматически, как на месте их установки, так и дистанционно. Практически в сетях низкого напряжения автоматы выполняют те же функции, что и выключатели в сетях высокого напряжения.

Выпускают автоматы в одно-, двух- и трехфазном исполнении. В зависимости от назначения и типа привода они могут иметь ручное включение, а отключаться— вручную и автоматически (от защиты), могут иметь автоматическое включение и отключение и т. д. Как правило, автоматы снабжены или электромагнитными расцепителями — для мгновенного отключения токов короткого замыкания, или тепловыми расцепителями — для отключения токов перегрузки с выдержкой времени, или обоими расцепителями.

Для ускорения гашения дуги на автоматах устанавливают так называемые дугогасящие решетки, которые имеют стальные пластинки, облегчающие разрыв дуги и ее гашение.

Предохранители. Электроустановки небольшой мощности защищают от токов перегрузки и короткого замыкания предохранителями с плавкими вставками. Их широко используют в электрических сетях низкого (до 1 кВ) и высокого (выше 1 кВ) напряжения. Сечение плавкой вставки рассчитывают так, чтобы номинальный ток электроустановки не вызывал чрезмерного нагрева, а токи перегрузки и короткого замыкания перегревали и расплавляли ее, разрывая тем самым электрическую цепь. Гашение дуги производится различными способами: за счет давления газов, в кварцевом песке и др.

Обычно при коротких замыканиях плавкая вставка расплавляется так быстро, что ток не успевает достигнуть максимального амплитудного значения, что дает возможность также ограничивать величину тока короткого замыкания.

Предохранители высокого напряжения для электроустановок напряжением 6—10 кВ устанавливают в закрытых и открытых распределительных устройствах и применяют для защиты ка-

Рис. 3. Устройство предохранителей:
а — установка предохранителя ПК, б — патрон предохранителя ПН-2; 1 — рама, 2 — опорный изолятор, 3 — патрон предохранителя; 4 и 5 — контактные стойки и пластины, 6 — крышка, 7 — фарфоровый корпус, 8 — заполнитель; 9 — плавкая вставка

бельных и воздушных линий, силовых трансформаторов (предохранитель ПК), а также для защиты цепей измерительных трансформаторов напряжения (предохранитель ПКТ).

Основной частью предохранителя является герметически запаянный патрон с плавкой вставкой. Он состоит из фарфоровой трубки, имеющей на концах латунные контактные колпачки; плавкой вставки, концы которой закреплены в колпачках, и заполнителя — сухого кварцевого песка. Кроме того, патроны типа ПК снабжены указателем срабатывания, который при перегорании плавкой вставки выпадает из патрона, сигнализируя о перегорании предохранителя.

Закрепляют патроны в контактных стойках, установленных на опорных изоляторах. Стойки состоят из медных или латунных губок, ограничителей и пружинных скоб (замков). Ограничители не позволяют патрону выпасть из контактов при сотрясениях, а пружинная скоба удерживает патрон при электродинамических ударах.

Плавкую вставку для предохранителей ПК изготовляют из одной или нескольких медных посеребренных проволок. Каждая проволока имеет несколько ступеней, отличающихся диаметрами. Кроме того, на проволоки напаивают оловянные шарики, предназначенные для снижения температуры ее плавления при небольших длительных перегрузках.

Плавкую вставку для предохранителей ПКТ изготовляют из одной константановой проволоки, имеющей по длине три различных сечения.

Предохранители для наружных установок имеют патроны с усиленной герметизацией и опорные изоляторы, предназначенные для работы на открытом воздухе.

Предохранители низкого напряжения широко применяют не только в распределительных устройствах ТП, но и для защиты различной аппаратуры низкого напряжения небольшой мощности (электродвигатели, конденсаторы, силовые и осветительные сети, оперативные цепи управления и т. д.).

Предохранители имеют несколько конструктивных исполнений. Пробочные предохранители применяют при малых номинальных токах. Для отключения больших токов короткого замыкания используют предохранитель ПР, в котором гашение дуги происходит внутри фибровой трубки под давлением образующихся газов. Плавкую вставку предохранителя изготовляют из цинковой пластинки с несколькими сужениями и помещают внутри трубки. Патрон предохранителя ПР легко разбирается и заряжается новой плавкой вставкой.