Intreruptoare de inalta tensiune

GRIGORE SORINAnul I-M

REFERAT

ntreruptoare de nalt i medie tensiune Consideraii generaleDintre aparatele de comutaie ntreruptorul de nalt tensiune este cel mai important aparat din punct de vedere al funcionrii sistemului energetic.ntreruptorul de nalt tensiune se poate defini ca un aparat destinat nchiderii i deschiderii circuitelor electrice cnd acestea sunt parcurse, fie de curenii normali de lucru, fie de cureni de suprasarcin sau de scurtcircuit.Problema principal a acestor ntreruptoare o reprezint stingerea arcului electric ce se formeaz ntre contacte.ntreruperea unui curent i stingerea arcului n curent alternativ se realizeaz prin formarea unei rigiditi dielectrice suficiente a spaiului dintre contacte, imediat dup deschiderea lor, pentru a mpiedica reaprinderea arcului electric dup trecerea.curentului prin zero. Clasificarea ntreruptoarelorClasificarea ntreruptoarelor se poate face n funcie de diferite criterii: a) Dup felul instalaiei:-ntreruptoare pentru instalaii interioare;-ntreruptoare pentru instalaii exterioare; -ntreruptoare pentru instalaii capsulate.b)Dup nivelul izolaiei:

-ntreruptoare cu izolaie normal;-ntreruptoare cu izolaie ntrit pentru regimuri cu poluare intens.c)Dup numrul de faze:

-monofazate; trifazate.d)Dup dispozitivul de acionare:

-cu dispozitiv de acionare comun pentru toate trei fazele;-cu dispozitiv separat pentru fiecare faz.ntreruptoare cu uleiAceste ntreruptoare pot fi cu ulei mult (IUM) sau cu ulei puin (IUP). ntreruptoare cu ulei multDispozitivele de stingere a IUM sunt introduse ntr-o cuv metalic umplut cu o mare cantitate de ulei, care este utilizat ca mediu de stingere a arcului electric i ca mas dielectric pentru izolaia prilor sub tensiune. ntreruptoarele cu ulei mult se realizeaz cu i fr camere de stingere. IUM fr camer de stingerePn la tensiuni de 20 KV i puteri de rupere de cca. 100 MVA ntreruptoarele cu ulei mult se execut fr camere de stingere.

Arcul electric care se formeaz la desfacerea contactelor este un arc liber care se dezvolt n masa de ulei. ntreruptorul are dou perechi de contacte pe faz, adic dou ruperi pe faz.

Elementele principale ale ntreruptorului cu ulei mult fr camer de stingere sunt:1-contactele fixe

2-contactele mobile cu traversa

3-cuva de oel

4-capacul

5-izolatoarele de trecere

6-bomele conductoare

7-tija izolant

8-resortul de declanare

9-mecanismul de acionare Cuva ntreruptorului se umple cu ulei pn la un anumit nivel, care se urmrete prin sticla de nivel 10. Izolatoarele de trecere se fixeaz sub un unghi de 5... 15 fa de axa vertical a ntreruptorului.

n cuva ntreruptorului, ntre suprafaa ntreruptorului i capac se las un spaiu cu aer-12 ( pern amortizoare ), care comunic cu atmosfera exterioar prin tubul de evacuare a gazelor 11.Prin aceasta se evit explozia ntreruptorului i se micoreaz presiunea transmis pereilor i fundului cuvei, presiune cauzat de generarea gazelor prin descompunerea uleiului de ctre arc. ntreruptorul este prevzut i cu o supap de siguran, care lucreaz la apariia n interiorul cuvei a unei presiuni mai mare dect cea admisibil, deschiznd o ieire larg gazelor i uleiului printr-un tub cotit n exterior.Arcul electric ce se nate ntre contactele ntreruptorului produce n jurul su, prin descompunerea uleiului, o bul de gaze i vapori de ulei.

O influen favorabil asupra stingerii arcului n ulei o exercit ridicarea presiunii n punga gazoas, care intensific convecia, i prin aceasta rcirea arcului.Procesul de descompunere a uleiului, nsoit de formarea amestecului de vapori i gaze, este legat de absorbirea unei cantiti mari de energie de la arc, ceea ce influeneaz de asemenea favorabil asupra stingerii arcului.IUM cu camere de stingeren majoritatea cazurilor i n special pentru tensiuni i puteri de rupere mari, ntreruptoarele cu ulei mult se realizeaz cu stingerea forat a arcului, cu ajutorul unor dispozitive de stingere, denumite camere de stingere.

7 ntreruptor cu ulei mult. Camera de stingere. 1-contact fix; 2- contact mobil;3-camer de stingere;4- tij izolant;_5-arcul electric; 6-ulei electroizolant; 7-izolatoare de trecereAceste dispozitive accelereaz stingerea arcului i mresc puterea de rupere a ntreruptorului.Dispozitivele de stingere a arcului se monteaz n cuvele metalice puse la pmnt, umplute ulei de transformator: n acest caz uleiul se folosete ca mediu n care arde i se atinge arcul i n acelai timp ca dielectric care izoleaz elementele conductoare, fa de cuv.Sunt camere de stingere a arcului care cuprind un numr mai mare de ruperi pe faz ( n ), care este echivalent cu mrirea de "n" ori a vitezei de deplasare a contactelor. Deionizarea arcului se realizeaz, n acest caz n condiii mai bune n "n" spaii, dect n cazul unui singur spaiu.

ntreruptoare cu ulei puin.Aceste ntreruptoare ( IUP ) au ca mediu de stingere o cantitate foarte redus de ulei, determinat de condiiile necesare extinciei arcului electric. Izolarea pieselor sub tensiune se asigur cu ajutorul aerului i al materialelor dielectrice ceramice sau organice, ori diferite rini sintetice.Principiul de construcie al camerelor de stingere pentru ntreruptoarele cu volum redus de ulei este n fond acelai ca i la camerele de stingere pentru ntreruptoarele cu volum mare de ulei. Execuia constructiv a acestor camere, ns este foarte diferit.La noi n ar Uzinele Electroputere Craiova fabric ntreruptoare cu ulei puin ntr-o gam larg de tensiuni i capaciti de rupere, n dou serii:ntreruptoare cu ulei puin de medie tensiune:

-ntreruptoare tip IUP-M 10-20/630,1000; (modernizat)-ntreruptoare tip IO 10-20 kV/630,1250,2500, 4000 A .a.

b) ntreruptoare cu ulei de nalt tensiune:-ntreruptoare IUP-35;

-ntreruptoare IUP-110;

-ntreruptoare IO-l 10, 220, 400.

Mecanismele de acionare ale ntreruptoarelor de medie tensiune sunt de tipul cu motor electric i acumulare de energie n resort tip MR, MRI; la ntreruptoarele de nalt tensiune, mecanismele de acionare sunt cu motor electric i acumulare de energie n resort tip MR-4 pentru IUP-35 i IUP^llO, ori mecanisme pneumatice incluse, respectiv cu motor electric i acumulator de energie ntr-o butelie de azot sub presiune de tip MOP-1; MGP-3 la ntreruptoarele 10^110,220,400.ntreruptoare IUP-M de medie tensiune

Camera de stingere a unui ntreruptor tip-IUP

ntreruptorul de medie tensiune IUP-M este format din trei cuve metalice care conin camerele de stingere i contactele fixe. Camerele de stingere, cte una pe fiecare faz, sunt de tipul cu suflaj transversaL La declanare contactul mobil se deplasez n sus^i se deprteaz de contactul fix de tip tulip i ca urmare ntre ele apare arcul electric care descompune uleiul formnd gaze n camera de stingere. Datorit presiunii formate la deschiderea orificiilor transversale ale camerei de stingere de ctre contactul mobil are loc un suflaj transversal cu jet de ulei i gaze care produce n final ruperea arcului electric dup ce mai nti l deionizeaz i l fragmenteaz. Camera de stingere este montat n interiorul unor cilindri izolai aflai la rndul lor n interiorul unui cilindru metalic ce formeaz peretele exterior. Izolaia ntre cele dou contacte n poziia deschis se realizeaz cu ajutorul unui izolator de trecere. ntreruptoarele tip IUP-M (10);20 kV, 630-1000 A reprezint o variant modernizat a vechilor tipuri de ntreruptoare.Modificrile importante constau n faptul c la IUP-M gsim n construcia sa bielele din alam , nseriate cu tijele din pertinax, un izolator biel mai mic i leviere din pertinax. La contactul mobil al acestor ntreruptoare, la partea superioar se afl montat un contact glisant. Se folosesc paravane ntre faze.Contactele mobile sunt acionate simultan prin intermediul axului ntreruptorului, la nchidere numai de ctre dispozitivele MRI sau DPI iar la deschidere de ctre resorturile prevzute n acest scop.Pentru umplerea camerei cu ulei ct i pentru golire sunt prevzute buoane speciale. Nivelul uleiului n camera de stingere se urmrete la un indicator de nivel montat pe ntreruptor.

Schia simplificat pentru un ntreruptor tip IUP. ntreruptoare ortoejectoare IO de medie tensiuneCei trei poli ai ntreruptorului sunt montai independeni pe un asiu comun. La deschiderea ntreruptorului, contactele mobile ale celor trei poli se deplaseaz simultan n jos. Energia necesar n acest scop este furnizat de mecanismul de acionare i este obinut astfel:acumularea n resoarte se realizeaz de la un servomotor sau manual pentru ntreruptoarele IO, IO-B, IO-M;

de la o reea de aer comprimat, n cazul ntreruptoarelor IO-AP.

44

legend:1-cuv;2-rezervor auxiliar;3-caraer elastic;4-separator de ulei;5-6- cilindri izolani;

7-buon de golire;8-indicator de nivel;9-buon umplere;

10-izolator de trecere;11-ventil;12-contact fix tip tulip;13-camera de stingere;14-ptur de aer;15-contact mobil.10-

44

44

Seciune pentru cuva metalic a ntreruptorului IUP-M 10

45Simultan cu nchiderea ntreruptorului are loc i tensionarea resoartelor de deschidere. Manevra de deschidere are loc prin eliberarea energiei nmagazinate n acestea.Stingerea arcului electric are loc pe pricipiul clasic al ntreruptoarelor cu ulei puin, prin autosuflaj transversal i longitudinal de gaze i ulei.Deplasarea tijei cotactului mobil efectundu-se de sus n jos n timpul declanrii, arcul electric se dezvolt n sens invers deplasrii gazelor n uleiul proaspt, ceea ce are drept consecin un suflaj mai eficient i deci obinerea unor performane superioare, chiar la un gabarit mai redus. Ansamblul mecanismului de acionare pentru ntreruptoarele din seria IO; IO-B;IO-M sunt de tipul cu resorturi MRI; MRL si MR.Contactele mobile ale celor trei faze sunt acionate simultan, att la nchidere ct i la deschidere - prin intermediul unui sistem de biele legate la polul din mijloc (faza S) i care primete micarea direct de la dispozitivul de acionare cu resorturi.subonsomblu tulipa superioaracamera de stingeresubonsomblu tulipo inferioara cilindru izolont tub de ghidajcarter

Schia simplificat pentru un ntreruptor tip IO n figura de mai jos se prezint o seciune longitudinal printr-un pol de IO 10 kV/1250 A. ntreruptoare de nalt tensiune, tip IUP-110.Sunt ntreruptoare pentru tensiuni de 123 kV avnd cureni nominali de 1250 A, realizate cu poli independeni, fiecare cu propriul su dispozitiv de acionare, fr legturi mecanice ntre poli.Exist dou tipuri pricipale constructive care difer ntre ele prin tipul dispozitivului de acionare; o variant se realizeaz cu dispozitiv de acionare pneumatic inclus, iar cealalt variant cu dispozitiv de acionare cu servomotor electric i acumulare de energie mecanic n resort (notate cu DPE, respectiv MR-4).

legenda:1-ax;2-biel;3-tub izolant;4-. camera de stingere;5-tija contact mobil;6-borna de curent;7-carter superior;8-jiglerde eapare;9-capac;10-piesa imobilizatoare;11-buon de umplere;12-camera de detent;13-ecran izolant;14-vizor nivel ulei;15-vrful contactului;16-contact fix superior;17-contact inferior.

Seciune longitudinal printr-un pol de IO 10 Kv/1250 A.

45BuonPoli intreruptorDispozitiv de acionare MRINivel

Born inferioar

Buon golire

45 ntreruptorul de medie tensiune tip IO 46

11Principalele caracteristici tehnice ale ntreruptorului IUP -110 kV sunt prezentate n tabelul de mai jos:Tipul ntreruptoruluiIUP-llOkV, 1250Numr de poli3Tensiunea nominal [ Kv ]110Curent nominal [ A ]1250Capacitatea nominal de rupere a curenilor de scurtcircuit [ KA ]16Durata admisibil a curentului de scurtcircuit [ s ]3Durata nominal de nchidere [ s ]190' Durata nominal de deschidere [ ms ]45Durata nominal de ntrerupere [ ms ]80Capacitatea de nchidere pe scurtcircuit [ KA ]40Caracteristici tehnice ale ntreruptorului IUP -110 kV

Tabel 1

O faz a ntreruptorului IUP - 110 Kv (fg.1) este constituit din ansamblul izolator superior, care conine camera de stingere, ansamblul carter cu izolatorul inferior i dispozitivul de acionare.Stingerea arcului ntre contactele ntreruptorului se face prin autosuflaj, cu ajutorul unei camere de stingere rigide cu suflaj transversal - axial. Camera de stingere este confecionat din sticlotextolit, respectiv fibr de sticl cu rin epoxidic.Cilindrul izolant de pertinax din interiorul izolatorului este montat n vederea protejrii acestuia mpotriva suprapresiunilor ce iau natere n momentul ruperii arcului electric n camera de stingere.Funcionarea ntreruptorului IUP - 110 acionat pneumatic (fig 2.) se desfoar n felul urmtor: prin acionarea butonului de nchidere este atras armtura mobil a electromagnetului de nchidere, ca urmare a acestui fapt, se deschide un ventil care d posibilitatea aerului comprimat din rezervorul de aer al ntreruptorului s ptrund asupra unei membrane de cauciuc care se deformeaz i apas un alt ventil care permite accesul aerului comprimat n cilindrul cu piston. Aerul comprimat acioneaz asupra pistonului i comprim un resort de deschidere. Pistonul este inut n aceast poziie printr-un clichet frezat i un clichet de zvorre.nchiderea propriu zis a ntreruptorului are loc prin intermediul unuintreg mecanism - un subansamblu - care transmite micarea la tija contactuluimobil a ntreruptorului.Deschiderea ntreruptorului rezult n urma acionarii butonului de deschidere care conduce la atragerea armturii mobile a electromagnetului de deschidere, deblocndu-se astfel clichetul braului percutor. Sub aciunea resortului antagonist, acesta lovete puternic clichetul de zvorre care elibereaz

bornaBorna sup.inferioaraIzolator porelan cilindru izolant(tub pertinax)

contact fix (tulipa) camera de stingere contact mobilizolator porelan suport inferiortija izolanta de acionaredispozitiv de acionare

fig.1.Schi simplificat pentru IUP-110 kVclichetul frezat. Ca urmare a acestui fapt, resortul de deschidere se destinde cu mare vitez, producnd prin intermediul mecanismului cinematic, deschiderea ntreruptorului. Funcionarea IUP 110 kV acionat cu dispozitiv de acionare cu resort MR-4 utilizeaz pentru acionarea ntreruptorului energia acumulat in nite resoarte care sunt armate manual sau prin servomotor electric.Dispozitivele de acionare sunt astfel construite nct armarea resoartelor se face n mod automat dup fiecare operaie de nchidere a ntreruptorului.

fig. 2.Ansamblu general IUP-110 Kv cu DPE

15ntreruptorul I0 - 110, 220, 400 kV, 1600 AAceste ntreruptoare se monteaz n instalaii de exterior i sunt prevzute pentru o rupere multipl a arcului electric prin nserierea a dou, patru, respectiv ase camere de stingere, iar pentru repartizarea uniform a tensiunii pe pol se folosesc condensatoare de putere.

51

Polul unui ntreruptor tip IO-110 kV, 1600A l-coloan izolant; 2-mecanism(carter sub tensiune); 3-camere de stingere identice montate n V; 4-dispozitivul MOP; 5-fundaie.

Fig.3.

15

Un pol al camerei de stingere (fig.3) are in componen un izolator din porteIan(l), care conine un tub izolant de rezisten (2), camera de stingere (3), contactul fix superior(4), contactul mobil(5), carterul inferior(6) i carterul cu dispozitivul anticavitaional(7).Carterul inferior mpreun cu mecanismul de acionare este cel de al doilea modul al ntreruptorului.Coloana izolant(fig. 6.15), asigur izolaia fa de pmnt; n componena ei intr carcasa de porelan (1), tuburile izolante de nalt presiune (2).Coloanele izolante sunt etane, fiind umplute cu ulei n fabrica constructoare i se fixeaz pe un asiu realizat din profile de oel sudate.Energia mecanic necesar funcionrii celor dou tije de acionare a contactelor mobile dispuse n V , este transmis hidraulic la dispozitivul cu piston cu dublu efect (l). n figura 3 e reprezentat o camer de stingere IO-1l0kV.

17evi izolante (2) montate n interiorul coloanelor izolante.Aceast energie este n prealabil nmagazinat sub form:. oleopneumatic n acumulatorul mecanismului de acionare MOP-1,care este meninut sub presiune cu un grup motopomp,controlat de un presostat. Acest acumulator este format dintr-un cilindru etan umplut cu azot sub presiune la partea superioar i ulei la partea inferioar; cele dou fluide fiind separate printr-un piston liber.Mecanismul comun al celor dou camere de stingere(fig.6.16.) asigur acionarea simultan a tijelor contactelor mobile, ntreruperea circuitului electric realizndu-se n dou locuri nseriate. Coloana izolant asigur izolarea fa de pmnt a celor dou camere de. stingere i n general, a. prii, din ntreruptor care se afl sub tensiune.Toate tipurile de ntreruptoare IO de nalt tensiune sunt comandate prin dispozitiv de acionare oleo-pneumatic de tip MOP. ntreruptorul IO 110kV -1600A poate fi acionat trifazic printr-un dispozitiv MOP-1, sau fiecare pol poate fi acionat separat, n acest caz fiind necesare trei dispozitive de acionare MOP-1. Pentru ntreruptoarele IO-220kY i IO-400 kV, n mod obligatoriu, acionarea se face cu trei dispozitive MOP-1.

Reprezentarea schematic a ntreruptoarelor IO 220-400kVntreruptoarele din seria IO 110...400 kV sunt construite pe principiul elementelor modulare, astfel c lund ca baz ntreruptorul IO-110 kV, prin adugarea pe fiecare faz a unor elemente modul asemntoare s-au obinut ntreruptoarele IO-220kV i IO-400kV.Principalele caracteristici tehnice ale ntreruptoarelor IO 110-400 kV sunt date n tabelul urmtor:Tabel 2Caracteristici tehnice ale ntreruptoareor IO 110-400 kVTipul ntreruptoruluiIO-110 IO-220IO-400Numr de poli33,3Tensiune nominal (kV)110220400Curent nominal (kA)1600 -d6001600Capacitatea nominal de rupere a curenilor de scurtcircuit la borne (KA)]31,531,531,5

Durata admisibil a curentului de scurtcircuit (A)3,64 3,643,64Durata nominal de nchidere (ms)125120 115Durata nominal de deschidere [ ms ]3836 41Durata nominal de ntrerupere [ ms ]5856

61Camerele de stingere la ntreruptoarele de tip IO sunt confecionate din estur de sticl impregnat cu araldit i au o rezisten mecanic mare. Camera are o construcie robust i este compartimentat cu ajutorul unor discuri din material izolant, care au rolul de a reine uleiul n compartimente dup o prim declanare, astfel c, n urma reanclanrii automate, camera dispune de uleiul necesar stingerii arcului la o nou declanare.Anclanarea ntreruptorului.Prin comand de la distan sau prin butonul de anclanare de la faa locului, electrovalva de declanare trimite ulei sub presiune din acumulatorul dispozitivului MOP-1, pe una din feele pistonului dispozitivului hidraulic cu dublu efect. Pistonul se deplaseaz i prin sistemul biel-manive din carterul mecanismului, transmite micarea tijelor contactului mobil de la ambele camere de stingere. Tijele se deplaseaz n sus, stabilind contactul cu degetele contactului fix, superior.La terminarea manevrei de anclanare, electrovalva de anclaare se nchide i se restabilete echilibrul presiunii de o parte i de alta a pistonului dispozitivului cu dublu efect. Tijele de contact vor fi meninute n, poziia anclanat de ctre dispozitivele de zvorre cu resorturi.Funcionarea ntreruptoarelor IO 110 -400 kV se bazeaz pe eliberarea energiei oleopneumatice nmagazinate -n acumulatorul mecanismului de acionare MOP-1, pe cele dou fee ale unui piston cu dublu efect (mecanismul hidraulic de acionare). Energia este transmis prin intermediul tuburilor de nalt presiune.Declanarea ntreruptorului.Ca urmare a faptului c energia oleopneumatic acioneaz: asupra-pistonului cu dublu efect, tijele contactului mobil ale celor dou camere de stingere, se deplasez brusc n jos, deschiznd contactul, atunci cnd aceast energie acioneaz pe cealalt fa-a pistonului fa de cazul anclanarii.Arcul electric care se formeaz se dezvolt n uleiul din camera de stingere, determinnd vaporizarea acestuia. Prin vaporizare, uleiul produce suflajul arcului, care este stins. Tija contactului mobil deplasndu-se n jos, uleiul proaspt va intra n camera de stingere, grbindu-se prin aceasta stingerea arcului electric.Dispozitivul anticavitaional are rolul ca la deconectarea ntreruptorului. s provoace injecia de ulei proaspt asupra coloanei de arc(prin suflaj longitudinal)crescnd astfel rapid rigiditatea dielectric a uleiului n intervalul de rupere. Prin aceast facilitate pe care o prezint ntreruptorul arcul se va stinge ntr-un timp mai scurt, aceasta ducnd la creterea duratei de via a contactelor ntreruptorului.

22

ntreruptoarele IOTM-123 KV, 1250-1600A

ntreruptoarele cu ulei puin, de tip ortojector, cu traciune mecanic sunt construite pe baza modulelor de la ntreuptoarele de tip IO avnd incluse n saiul ntreruptorului i mecanismul de acionare..Camera de stingere este de tip ortojector,cu sistem anticavitaie,verificat cu rezultate corespunztoare la ntreuptoarele de IO.Carterul este de tipul simplu cu mecanism biel-manivel amplasat n saiu, la baza coloanei fiecrei faze (fig .4).Mepanismul hidraulic de acionare este plasat pe carterul de la baza coloanei, cuplat cu un sistem biel-manivel cu axul de comand.Saiul este realizat n construcie sudat, din profile de oel i nchis cu panouri i ui de vizitare la compartimentul electric i cel hidraulic.fig.4.Carterul cu mecanism de acionare IOTM-110 kV

Mecanismul de acionare oleopneumatic de tip MOP-3-1 pentru comenzi bloc trifazice poate fi nlocuit cu mecanism MOP-3-3 pentru comenzi mono-fazice.

25

26

ntreruptoare cu aer comprimat

Aparatele de comutaie cu aer comprimat ( pneumatice ) funcioneaz pe baza energiei acumulate n aerul comprimat obinut la un nivel de presiune adecvat cu ajutorul compresoarelor.Principiul de funcionare a ntreruptoarelor cu aer comprimat se bazeaz pe stingerea arcului electric cu ajutorul unui curent de aer sub presiune, care produce o intens deionizare a spaiului de arc.Aerul comprimat prezint avantajul c se obine relativ uor, este bun izolant, se folosete att pentru stingerea arcului electric, ct i pentru acionarea ntreruptorului.In prezent, prin mbuntirea constructiv adus modelelor, ca urmare a experienei de exploatare, s-au realizat ntreruptoare cu aer comprimat care realizeaz urmtorii parametri:-capacitatea de rupere: 25-100 kA;

-tensiunea nominal: 10-1500 kV;

-curent nominal: 400-8000 A;

-presiunea aerului comprimat: 10-40 at.

La stingerea arcului electric, aerul comprimat avnd o anumit presiune, atac coloana arcului electric longitudinal sau transversal, ndeprtnd din zona arcului electric particulele de aer nclzite i nlocuindu-le cu alte particule de aer rece, proaspt. Ca urmare, spaiul dintre contacte este rcit intens i rapid deionizat i atinge la trecerea curentului prin zero o temperatur de cca. 2000K.[MVA],,1,,

La ntreruptoarele cu aer comprimat procesul de stingere a arcului electric este influenat de : presiunea i viteza de scurgere a aerului comprimat, distana dintre contacte i orientarea jetului de aer comprimat n raport cu arcul.fig. 6.23. Diagrama Pmpere=f(presiune)Din diagrama de mai sus se observ c n cazul creterii presiunii aerului comprimat, rigiditatea sa dielectric crete, condiiile de stingere a arcului electric se mbuntesc, iar puterea de rupere a ntreruptorului crete.

fig.5.Zonele principale deacionare a jetului de aer comprimatasupra coloanei arcului electric lantreruptorul cu aer comprimat:A- zona de stingere de la vrfulcontactului mobil;B- zona de stingere de lngcontactul inelar (ajutaj );C- zona de stingere a coloaneiarcului electric;1- tija contactului mobil; 2-contactul fix;3-jetul de aer comprimat; 4- arcul electric.

Fig.6. Modurile principale de suflare a aerului1- contact fix; 2- contact mobil; 3- corpul camerei; 4- desprituri izolante; 5- ajutaj metalic; 6- ajutaj izolant; 7- arc electric.

28

Sunt foarte multe tipuri constructive pentru ntreruptoarele cu aer comprimat(vezi fig.7,8). Ele se deosebesc ntre ele prin varianta aleas pentru dispozitivul de stingere, procedeul de asigurare a spaiului izolant ntre contacte n stare declanat i prin configuraia prilor conductoare de curent.ntreruptoarele pneumatice pot fi cu umplere temporar cu aer comprimat a camerelor de stingere sau cu umplere permanent a acestora.La camerele de stingere umplute temporar cu aer, aerul comprimat ptrunde numai pe timpul efecturii operaiei de declanare; n stare anclanat, contactele nchise stau n aer atmosferic.La camerele de stingere umplute permanent cu aer, declanarea i anclanarea se produc n mediu de aer comprimat, care este meninut pe toat durata exploatrii. Prezena permanent a aerului comprimat n camera de stingere permite realizarea unor distane mai mici ntre contactele ntreruptorului aflat n poziia declanat.fig.7. Schemele constructive a unor ntreruptoare cu aer comprimat 1-izolator suport; 2-rezervor cu aer comprimat; 3-camer de stingere; 4-bomele ntreruptorului; 5-contact mobil; 6-condensator pentru uniformizarea repartiiei tensiunii ntre spaiile de ntrerupere ale ntreruptorului, pe fiecare camer de stingere; 7-contact fix.

62

Legend:l-contact fix; 2- contact mobil; 3- ajutaj din material izolant; 4- carcas metalica a camerei de stingere; 5-condensatoare n paralel; 6-coloan suport din porelan;7-clichet; 8- braul suport al contactului fix i al bornei de racordare; 9- conduct de aer comprimat pentru stingerea arcului electric; 10-conducta de aer comprimat pentru anclanare; 11- ventil de suflare; 12-rezervor de aer comprimat; 13- crucior; 14-cutia de comand.

fig 8.Polul nteruptorului pneumatic cu jet liber de 110 kVntreruptoare cu hexaflorur de sulf

La ntreruptoarele cu hexafluorur de sulf ( SF6) arcul electric este stins cu ajutorul unui jet gazos SF6, camera de stingere gsindu-se n hexafluorur de sulf la o presiune de 3 at., att n poziia nchis, ct i n poziia deschis.Utilizarea hexafluorurii de sulf este indicat pentru calitile sale de izolant, avnd o rigiditate dielectric superioar aerului ( de aproximativ 2,5 ori) i pentru c are proprieti termice bune i este neinflamabil.Hexafluorur de sulf - elegazul - este singurul gaz care prezint simultan nsuirile fizice, chimice i electrice necesare unui bun mediu de stingere utilizabil la ntreruptoarele de nalt tensiune, pentru construcia unor staii blindate (capsulate ).

ntreruptoarele cu hexafluorur de sulf prezint o construcie simpl, gabarit redus, greutate mic i o sileniozitate n funcionare.S-au realizat ntreruptoare (cu hexafluorur de sulf) pn la puteri de 45000 MVA la tensiuni de 525 kV. Utilizarea lor nu este nc prea rspndit din cauza proprietii hexafluorurii de sulf de a se lichefia la temperaturi obinuite ale mediului nconjurtor, la presiuni relativ coborte.n figura alturat se prezint un ntreruptor cu autocompresie cu SF6. Acest aparat este autonom n sensul c dispozitivul de stingere este plasat ntr-un rezervor cu presiunea de 3,5-6 at. Arcul se stabilete ntre contactul fix 1 i tija mobil 2, care se continu cu o eav metalic i cu pistonul 3.ntreruptor cu SF6 cu autocompresie La deschiderea ntreruptorului, pistonul mpinge gazul prin eava contactului mobil, dup direciile indicate n figur, fcnd ca arcul electric -A - s se sting.

ntreruptoare cu hexaflorur de sulf de nalt tensiune nteruptoarele independente cu izolaie n SF6 de tip H14 acionate cumecanisme oleopneumatice de tip MOP-2A se executa la S.C. ELECTROPUTERE CRAIOVA S.A.- astfel:-H14P 31,5: ntreruptor cu izolaie n SF6 avnd tensiunea nominal 145 kV, curentul nominal 2500 A, capacitatea nominal de rupere la scurtcircuit 31,5 KA, fr condensatoare n paralel cu camerele de stingere;

-H14P40: ntreruptor cu izolaie n SF6 avnd tensiunea nominal 145 kV, curentul nominal 2500 A, capacitatea nominal de rupere la scurtcircuit 40 KA, cu condensatoare de 2500 pF n paralel cu camerele de stingere;

Alte date:durata de acionare-de nchidere 100+25 ms; -de deschidere 337 ms; -de rupere 60 ms; -de pauza 300 ms; cursa contactului 170 mm; distana dintre contacte 120 mm; mediu de stingere SF6-mas aprox. 14 Kg; presiunea SF6-nominal la 20 gnC 6,5 bar; -semnal pierdere presiune 5,7 bar; -blocaj ntreruptor sau deschidere automat 5,5 bar nteruptoarele tip H14 sunt formate din trei poli identici i un mecanism de acionare hidraulic. Polii sunt de tip monocoloan.Presiunea gazului n polii ntreruptorului este controlat de trei presostate compensate cu temperatura pentru primele ntreruptoare fabricate (pn n 1995) i de un singur presostat i un bloc de control la ultimele serii de fabricaie. Fiecare pol (fig. 6.29 ) este constituit din:camera rupere(l);

coloana suport cu tija izolant de acionare(2);

mecanismul de acionare:MOP-2A (3); Camera de rupere se compune din:

borna superioar(4);

borna inferioar (5);

ansamblul izolator superior(6)

ansamblul contact fix superior(7);

ansamblul contact mobil (8) care se continu cu o eav metalic(9) i un piston(10);

-presiune absolut

n poziia nchis circuitul este stabilit prin contactele principale de regim permanent, iar ntregul volum al ntreruptorului este supus la aceeai presiune a gazului de SF6.n momentul n care mecanismul MOP este acionat, fora activ este transmis la pistolul hidraulic i prin intermediul tijei izolante la contactul mobil. Contactele principale se separ i curentul este comutat pe contactele de arc. Gazul este comprimat ntre cilindrul mobil i contactul fix inferior. Dup separarea contactelor de arc, arcul se stabilete ntre acestea n interiorul diuzei. Gazul sub presiune asigur un sufla] puternic antrennd piciorul arcului n interiorul contactelorde arc (suflaj dublu axial).n continuare prin deplasarea cilindrului mobil se asigur creterea presiunii de suflaj n interiorul diuzei i la trecerea curentului prin zero arcul se stinge.n poziia deschis suftajul nceteaz iar presiunea de serviciu nominal a gazului asigur rigiditatea dielectric dintre contacte.Fig. 9 Seciune printr-un pol al unui ntreruptor de tip A 912 cu SF6 de 220kV. l-rezervor intermediar de nalt presiune cu SF6; 2- ventil de suflaj; 3- camer de stingere; 4-imbinarea conductelor; 5- contact---mobil tubular; 6-spaiul de amortizare; 7-arc de deschidere; 8-cap distribuitor; 9-condensator; 10-suport izolant al ntreruptorului; 11-conduct izolant pentru aer; 12- conduct izolanta pentru SF6; 13- mecanism pneumatic de acionare; 14- rezervor de aer; 15- rezervor de SF6"; 16-dispozitiv de angrenare; 17-crucior suport comun.

Exist i alte tipuri constructive de ntreruptoare(cu camera de stingere dispus pe orizontal)dect cele prezentate mai sus.Pentru tensiunea de 220 kV se prezint n fig. 9 ntreruptorul tip A 912 .

29nteruptoarele independente cu izolaie n SF6 constituie pentru nalt tensiune alternativa cea mai favorabil de generalizare datorit avantajelor care caracterizeaz exploatarea i ntreinerea acestora:fiabilitate ridicat;

durate mici de arc ;

funcionare silenioas;

putere de rupere ridicat ;

gabarit redus ;.

costuri minime de instalare i ntreinere .

ntreruptoare cu izolaie n SF6 de tip HF 24 N

ntreuptoarele cu izolaie n SF6 de tipul HF 24 N adic 24 kV 1250 A acionat cu mecanism cu acumulare de energie n resoarte de tip DAM 1-15 executat la S.C.E.P. CRAIOVA S.A.are principalele caracteristici tehnice:It=25kA-ls;

Id=63 KV

Irscc= 16KA n ciclu D-03-3-ID ;.

Irscc = 8 KA n ciclu D-0,3-15"-ID-60"-ID;

anduran mecanic:

-5000 cicluri n gol far intervenii; -10000 cicluri cu program de mentenan;andurana electric (numr deschideri n sarcin fr intervenii):

-40 la 16 KA -62 lal2KA -200 la 6 KA -700 la 2 KA -18001a 1250 A -10000 la 390 Ati = 52 - 68 ms;

td = 60-76 ms;

tdec = 77-93 ms;

pierderi SF6-max.0,5% pe an;

presiunea nominal a gazului n ntreruptor la 20 grd.C=3 bar;

presiunea minim a gazului la care se garanteaz toate caracteristicile ntreruptorului 2,3 bar.

30

ntreruptor HF-24 N

Aceste intreruptoare sunt compuse din urmtoarele ansamble: -ansamblul poI(fig.10) care asigur stingerea arcului n care este inclus calea de curent - borna superioar(l)-ansamblul contact superior(2), -ansamblul contact mobil (3), -ansamblul contact inferior i borna inferioar cu diuza (4). Ansamblul carter comun pentru cei trei poli are n componen etanarea magnetofluidic pe axul care transmite micarea de la dispozitivul de acionare la ntreruptor i sistemul de biele-manivele care asigur transmiterea micrii de la axul polului central la axele polilor extremi;. dispozitivul de acionare ;

ansamblul crucior care asigur introducerea i broarea ntreruptorului n celul;

Stingerea arcului electric are loc identic ca la ntreruptorul cu hexaflorur de sulf -H14 prin suflaj de gaz dublu axial.

31fig.10.Ansamblul pol - HF 24 Nntreruptorul cu izolaie n SF6 de tip HF-12 Nntreruptorul cu izolaie n SF6 de tip HF-12 N adic 12 kV,1250 A este echipat cu mecanism de acumulare a energiei n resoarte de tip DAM 1-15. Este identic cu ntreruptorul HF-24 N avnd alte caracteristici tehnice.

ntreruptoare eu suflaj magnetic pentru medie tensiune

Principiul de stingere al acestor ntreruptoare se bazeaz pe micarea arcului electric n aerul atmosferic ( rupere uscat ) sub aciunea suflajului magnetic. Arcul se introduce n camera de stingere cu ajutorul acestui suflaj i se realizeaz o lungire apreciabila a arcului, precum i o deionizare a lui datorit i faptului c intr n contact cu pereii iniial reci ai camerei de stingere.

Schema principial a unui ntreruptor cu suflaj magneticElectromagnetul este excitat de curentul care trebuie ntrerupt i el produce cmpul magnetic de inducie. La apariia arcului electric ntre elementele 3 i 4 se nate o for de interaciune dintre curentul din arc i inducia B, care antreneaz coloana ionizat a arcului n camera de stingere.Pentru a evita pierderile de energie n regim normal de funcionare, bobina de suflaj 5 intr n funciune dup ce arcul care apare ntre contactele 1 i 2 se mut pe rampele 3 i 4, iar mai departe este introdus n camera de stingere cu ajutorul bobinei de suflaj 5, prevzut cu miezul magnetic 6. n camera de stingere se afl piesele ceramice 7,8 cu fante decalate, care determin un drum icanat i un contact bun al arcului cu pereii iniial reci ai pieselor ceramice 7,8.De un succes deosebit, datorit gabaritului redus i puterii relativ ridicate ca urmare a alungirii arcului electric n form de spiral n spaiu, se bucur ntreruptoarele cu suflaj magnetic de tip "Solenarc", dup care este n curs de asimilare i la noi, a unui astfel de ntreruptor de construcie apropiat.

ntreruptoare cu vid

n ultima vreme se d o mare importan ntreruptoarelor n vid, la care sistemul de contacte este amplasat n vid naintat ( de ordinul IO"5 - IO"6 mmHg), deci ruperea arcului se face ntr-o camer vidat. ( A se vedea paragraful 4.9 "Stingerea arcului electric n vid") La separarea contactelor, arcul electric vaporizeaz metalul electrozilor. Vaporii metalici difuzeaz rapid n vid, innd seama c presiunea este de ordinul IO-5 - IO"6 mmHg i datorit acestei difuzii rapide arcul se stinge imediat. Aceti vapori metalici condenseaz n contact cu pereii recipientului, iar vidul se reface, aparatul fiind din nou n stare de funcionare.