Wyłączniki wysokiego napięcia 72,5-800kV. Rozwój, budowa, właściwości eksploatacyjne. Poradnik

Od autora
W Polsce dostępnych jest bardzo wiele monografii i opracowań dotyczących aparatów elektrycznych, w tym głównie wyłączników, jak również procesów łączeniowych. Tę tematykę poruszają też częściowo książki dotyczące stacji elektroenergetycznych. Wspólną cechą tych źródeł jest niewystarczająco dokładne potraktowanie nowoczesnych wyłączników, głównie z sześciofluorkiem siarki. Na temat wyłączników próżniowych wysokiego napięcia oraz wyłączników specjalnych, jak np. dla stacji prądu stałego wysokiego napięcia, nie ma praktycznie żadnych polskich publikacji.

Celem autora było poruszenie tych zagadnień, które nie zostały dotychczas w wystarczającym zakresie opracowane. W książce opisano jedynie wyłączniki wysokiego napięcia, tj. o napięciu znamionowym od 72,5 kV wzwyż. Przedstawiono kolejne etapy rozwoju techniki wyłącznikowej od jej początków do współczesności, wskazując na czynniki, które go określały. Autor zrezygnował z powtarzania teorii łuku łączeniowego i analizy procesów łączeniowych w sieciach elektroenergetycznych, uznając, że dostępna w tym zakresie literatura jest wystarczająca. Tematyka współczesnych wyłączników średniego napięcia, tj. powyżej 1 kV do 52 kV włącznie, nie została poruszona, ponieważ ma ona swoją specyfikę i w znacznie większym stopniu związana jest z budową kompletnych rozdzielnic SN. Jedynie w części historycznej wspomniane są wyłączniki o napięciach poniżej 72,5 kV, co wynika z tego, jak w różnych okresach definiowano granicę wysokiego napięcia.

Oddzielny rozdział poświęcono zagadnieniom eksploatacji wyłączników z SF6, ponieważ tego typu aparaty stanowią dziś podstawowe wyposażenie stacji wysokich i najwyższych napięć. Przy tym intencją autora było wyjaśnienie w możliwie najprostszy sposób tych zjawisk zachodzących w gazie, które są najważniejsze z punktu widzenia eksploatacji wyłącznika.

Książka przeznaczona jest przede wszystkim dla ludzi zajmujących się eksploatacją i serwisem aparatury wysokiego napięcia oraz projektowaniem stacji elektroenergetycznych. Stanowi także literaturę uzupełniającą dla studentów wydziałów elektrycznych wyższych uczelni technicznych, a także uczniów średnich szkół technicznych.

Berlin, 2013 r.


Spis treści
Od autora 7

1. Wyłączniki 9
1.1 Wprowadzenie . 9
1.2 Wyłączniki pełnoolejowe . 10
1.3 Wyłączniki małoolejowe 16
1.4 Wyłączniki pneumatyczne powietrzne 20
1.5 Wyłączniki gazowe z sześciofluorkiem siarki . 27
1.6 Wyłączniki rozprężeniowe (ekspansyjne) . 31
1.7 Wyłączniki próżniowe wysokiego napięcia . 40
1.8 Wyłączniki gazowe z dwutlenkiem węgla . 43

2. Specyficzne własności wyłączników z SF6 45
2.1 Uwagi ogólne . 45
2.2 Wybrane własności sześciofluorku siarki . 45
2.3 Gotowość do pracy wyłącznika gazowego z SF6 48
2.4 Szczelność wyłącznika gazowego z SF6 . 48
2.5 Wpływ ujemnych temperatur na pracę wyłącznika z SF6 51
2.5.1 Ciśnienie znamionowe i napełnianie wyłącznika gazem . 52
2.5.2 Czujnik gęstości gazu i minimalna temperatura pracy wyłącznika . 53
2.5.3 Metody obniżania minimalnej temperatury pracy wyłącznika . 54
2.6 Produkty rozpadu gazu SF6 w wyłącznikach . 57

3. Rodzaje wyłączników wysokiego napięcia 61
3.1 Wyłączniki sieciowe typu live-tank 61
3.2 Wyłączniki sieciowe typu dead-tank . 63
3.3 Wyłączniki izolacyjne . 65
3.4 Wyłączniki dla rozdzielnic okapturzonych i wnętrzowe . 68
3.5 Wyłącznik do łączenia baterii kondensatorów szeregowych wysokiego napięcia 70
3.6 Wyłączniki dla stacji prądu stałego wysokiego napięcia (HVDC) 74
3.6.1 BPS (By-pass switch) 75
3.6.2 MRTB (Metallic Return Transfer Breaker) 76
3.6.3 GRTS, NBS, NCB oraz NBGS . 77
3.6.4 Hybrydowy wyłącznik liniowy 78

4. Wyłączniki przeznaczone do łączeń synchronizowanych 81

5. Wyłączniki wysokiego napięcia w zastosowaniach kompaktowych 87
5.1 Wyłączniki stacjonarne live-tank 88
5.2 Wyłączniki wysuwne live-tank . 90
5.3 Wyłączniki obrotowe live-tank . 92
5.4 Wyłączniki stacjonarne dead-tank . 93
5.5 Rozdzielnice okapturzone (GIS) jako pola kompaktowe 95
5.6 Wyłączniki izolacyjne . 96

Zakończenie . 97
Literatura . 99