Wy��czniki wysokonapi�ciowe pr�du przemiennego
Wyk�ad 6:
� Copyright by Wieslaw Nowak, Kraków 2002 1. Wst�p
. st p ...................................................................
�cznik  p r t prz zn z ny d z z ni lub
. y zniki l ...............................................
y z ni r z prz dz ni pr du dny lub
. . y zniki p n l .............................. i lu b d h l ktry zny h.
. . y zniki l ...............................
�cznik mechanizmowy  znik prz zn z ny d
. y zniki pn u ty zn ....................................
z yk ni lub t i r ni dn lub i lu b d
4. y zniki z .................................................. l ktry zny h z p z styk r z zny h
prz st i ny h h niz .
. y zniki pr ni ......................................... 4
. y zniki n t yd u h ..................... Wy��cznik  znik h niz y zd lny d
z z ni prz dz ni i y z ni pr d
. r n ni r ny h r dz y znik .....
runk h n r ln pr y b du k r ni d
z z ni prz dz ni i u kr l n z su
i y z ni pr d kr l ny h ni n r lny h
runk h pr y b du np. runk h z r i -
y h.
dzi y znik z z l du n n pi i
zn i n
n
" y zniki ys k n pi i
n
" y zniki nisk n pi i
n d"
dzi y znik z z l du n r d isk kt r
d ydu sz niu uku
" y zniki i z
 y zniki l
" y zniki z
 pn u ty zn
 z i r
" y zniki pr ni
" y zniki n t yd u h
ln bud y znik prz dst i si n st -
pu
" t r pr d y
" k r sz ni
" h niz n p d y
" yp s ni st r ni z -sy n liz y n
2. Wy��czniki olejowe
y znik h l y h uk l ktry zny p i dzy
styk i p li si ni b zp r dni l u l z
prz strz ni z tz . z  rysun k
. .
str. 2/15/W6
y . . . B k z l
B k yp ni n st pr dukt i r zk du l u h ty zni prz kr prz z y znik p n l y
prz dst i rysun k . .
" k. d ru
" k. tyl nu
" k. t nu
" inn zy k tl n p ry t li itp.
T p r tur z b si kilku tysi y st pni
 t ki t p r turz d r yk zu b rdz
ys k prz dn i pln i n st pu int nsy n
dpr dz ni i p z z n trzny h rst k n u
uk .
b t b ki z l y d rt i y z n
pr du. n dt przy du y h rt i h pr du uku
k li h z r pr du l t ni uku
r z z ni sz si i ni ni b z .
r dzi t d z ni p r ni rst i
y . . . B ( k ( y zn k n l -
(rysun k . i h dz ni n trz uku  st t
n k r A y z ln
tz . kt k n y ny.
A
yr ni y d i p dst k nstruk y zni- z rn k kry z l t r rz t y 4 tyk
n r rz zk rz z n
k l y h
z l y n 7 n n y tyk
" y zniki p n l
r zk trzn k z
" y zniki l
y zniki p n l i ni tpli y h z l t
" pr st t k nstruk i (sz z lni y znik b z
2.1. Wy��czniki pe�noolejowe
k r sz ni y h
" t k ns r
y zniku p n l y l s u y d
" nisk n
" sz ni uku z st y pr kty zni k i i y f n z kspl -
" iz l ni z i p d n pi i z l d si bi t i z n st pu y h p d
i zi i
" y z ln
" b rdz du z rt p ln l u.
str. 3/15/W6
2.1. Wy��czniki ma�oolejowe
y zniku l y l
" l st s ny st tylk d sz ni uku
k rz sz ni
" iz l bi un st n i t ri y iz l y n
st k p r l n t rzy sztu zn itp.
h ty zni przyk d bud y znik
l prz dst i n n rysunku . .
y . .4. K ry rnk y zn k l -
y n tr n rz zn tr -
n
tyk n r y z k lny z z n trzn
k ry z l ktryk k 4 k z l
tyk n r y
y . . . y zn k l y
rysunku . prz dst i n y znik l y
z k rzy z y rny tyk r y
typu I-4 pr duk ny ls i d z st
n z l y n r z tyk 4 n y
sz z sp tyk ny.
t z l t r r zy 7 z n trzn r r
z l y n z tyk n z n y r y l
k r z n z k rzy z y rny
lu uzysk ni i kszy h y y z lny h
y znik h i st su si p dzi uku
Z r ny h k nstruk i k r sz ni y h b ni
z z s b sz r n t kilk k r sz -
sp tyk si tz . k ry rnk
ni y h. t tz . y zniki i l prz r .
" p d u n stru i ni  rysun k .4
y znik h i l prz r y h r zk d n pi i
" p prz zn stru i ni  rysun k .4b
n p sz z lny h prz r h ni st dn k y (
st z iski ni k rzystny z p du
Z s d dzi ni k r st n st pu
" r ni r zyst n i uk p sz z lny h prz r
" p r z iu si styk i z p l si uk r z
" istni ni p n i i dzyz styk i d zi n
t rzy si b k z 4
" p pusz z niu prz z styk k ry zy b ki
rzyk d r zk dy n pi i y zniku -prz r-
yd st si n z n trz d prz strz ni i ni -
y prz dst i rysun k . .
niu t sf ry zny
" uk st h dz ny prz z y z stki
yr n ni r zk du n pi i si si prz z
p ry i kr pl l u r z d d tk prz z stru i
st r ni z r n l l d z styk
z ski r ny rŁwnolegle d uku  rysun k
.4. lb poprzecznie d uku  rysun k .4b
" p rniki
" k nd ns t ry
y zniki l sp tyk n s p ny
" p rniki p z n r n l l z k nd ns t r i
z kr si n pi t .
rzyk d r z i z ni st r ni r zyst n y n -
" r dni h
k nd ns t r prz dst i n n rysunku .
" ys ki h
n rysunku . y znik l y k typu
" n y szy h
p sz hni sp tyk ny r zdzi lni h k
dn k i h pr duk z st b ni pr kty zn
uk dzi H  n rysunku . .
z ni h n .
str. 4/15/W6
 znik p ni zy (sy n y
 list z isk
 sk nik p ni styk ru h y h
4  sk nik st nu uzbr ni n p du
 przy isk h ni zny z yk y
 przy isk h ni zny t i r y
 d i ni n trzn zbr ni n p du
 s n n p du
 ruby spust l u
 sk nik p zi u l u
 z isk uzi y
 rub l u l u
 t ry tr nsp rt
4  d ln d i ni zbr ni n p du
 t r d ypr dz ni n p du
 z sp zdny
 z isk przy z y rny
 z isk przy z y d lny
 t bli zk zn i n y znik
 t bli zk zn i n n p du
 t ry u
 li znik ykli prz st i
y . . . y zn k l y ty I-4 ( 7 4 k
 y znik b z st r ni dny z isku uzi i ny
 z i st r ni k nd ns t r d n z isk uzi i ny
 z i st r ni k nd ns t r b z iski ni uzi i n
4  st r ni r zyst r
y . . . rzyk r zk n n y zn k - rz r y
y . .7. z n (r zy t n y n -k n n t r t r n y zn k l y k
z tyk y zn k z tyk rz ry r yn y rz z r zy t ry
str. 5/15/W6
 sk nik p zi u l u
 z isk przy z y
 yl t y z r z
4  l l u
 spust l u
 sk nik p ni styk
 k nd ns t r st ru y
 iz l t r sp r zy
 iz l t r br t y
 t ry d p dn sz ni d i i
y . . . y zn k l y tr n y n trzny
ty 7 / /
3. Wy��czniki pneumatyczne
y zniki pn u ty zn
" yk rzystu p sz hn d st pn p i trz
" y ni d ty z ytrzy i l ktry zn
i zd ln i sz ni pr dz d k ni zn i
spr ni p i trz d i ni   z
zr st i ni ni r ni ytrzy l ktry-
zn r z l r dni i st z s i pln
k n u uk
" st s n s z kr si n pi i z y
r z k  i ki y zniki n r t r  n
pr dy zn i n d kA i pr dy y z ln d
kA
y . . . K zt t y zy n tr n y -
zn k n ty zn
tyki n prz ni z s uf r n
t ty lny t z n v vl vr r k
p st i dysz i u i sz z n k rz sz ni .
trz k
h ili r z i styk n p l y si uk dzi
stru i spr n p i trz p du y
z sz ni  rysun k . .
y znik h pn u ty zny h st s n s
n st pu typy k r sz ni y h  rysun k .
y znik h pn u ty zny h istni tz . pty-
" p d u n stru i ni  rysun k .
ln dl styk przy kt r sz ni st
" p prz zn stru i ni  rysun k . b
n k rzystni sz . Z t p du z st ru h styk
" pr i ni stru i ni  rysun k .
st h ny przy dl i p z sz niu
t
uku dst p i dzystyk y si rt ynik -
z z l d iz l y ny h.
str. 6/15/W6
 styk st y
 styk ru h y
 uk
y . . . zk k r z -
n y y zn k n ty-
zny
n tr n
rz zn tr n
r n tr n
h r kt rysty zn h (n ty n y znik
pn u ty zny h st zr st i h ytrzy i p r -
tn prz dst i ny sp s b p l d y n rysunku
. . ynik z ni pi r szy kr si p
z sz niu uku ytrzy st i d pi r
p ni szybk zr st . Istni i du pr d p -
d bi st p n n z p nu uku. Z t z l du
d z styk y znik pn u ty zny h d z
si r n l l r zyst ry t u i kt r r ni z
zr st lub szybk n r st ni n pi i p r tn
 rysun k .4.
y . . . rz ytrzy r tn rz r y
y zn k n ty zny
y zn k l y
n r tn n ny z n k
y zn k n ty zny
y . .4. y z n rn k t y
( r z rz n r tn (
tyk n tyk n z k rn k
n z l n n r tn z rn k
t n r tn l ( n
r tn l ( n rz k k
rz
str. 7/15/W6
zki k r sz ni y h dl sytu i z rysunku .4 rz r ni uku k rz z rysunku .
prz dst i n n rysunku . .
" r z i styk r z i z p n uku  prz r
i dzystyk b znik n p rniki
" z sz ni uku i z dz ni str i n pi i
p r tn
" r z i styk r z  d i i p rnik
rz r ni uku k rz z rysunku . b
" r z i styk r z i z p n uku 4
" spr n p i trz un si uk d ry i p ny
n i styk si n z l ktr d p ni z
" n st pni uk dzi li si n d i z i  4 4
" uk ni i p n ni z p li si z i 4
 b d z st tr ny p rnik
" skut k p ru uk t n szybk ni i ni
si p n ni z p li
y zniki pn u ty zn i budu si k
i l prz r z st r ni r zk d n pi i
 rysun k . .
kr u z kr si i b ni s kspl t -
n y zniki typu DL (rysun k . kt r dn k
ypi r n s st pni prz z y zniki z .
d t st .in. b rdz z n k nstruk
h ni zn y znik pn u ty zny h.
y zniki pn u ty zn ni zn du b ni
y . . . Z y z n k r z n y -
z st s ni pr z y znik n r t r y h
z ny z rn k t y n t
kt r pr duk n s tylk prz z r n n fir y
rz z k rn k
 rysun k . .
tyk t y tyk r y tyk r y
n zy 4 k l ktr n z
 p rniki st ru
 r z zniki prz ry pr d p rnik
 k ry sz ni
4  k n y d pr dz spr n p i trz
 z ry sz ni
 zbi rnik spr n p i trz
y . . . Z y y zn k n -
ty zn l rz r
str. 8/15/W6
y . .7. y zn k ty L
 k r sz ni n
 d znik szybki
 k r p ni z
4  k r p ni z
 p rnik t u i y
y . . . y zn k n r t r y n ty zny ty
r y ABB
r dki z r d zy st st s ni
4. Wy��czniki z SF6
zyst ( x. pp dy y
IE r z p h ni zy kty ny h Al
dst hy y znik z uk d i sz -
" uk dy sz ni bud n s y
ni y i z sz i flu rki si rki
z kr si n pi y zniki by st s n
k dy h runk h i k dy i s u si i
" p l y si uk t sf rz h r kt ryzu si
i pln st z s k. r zy ni sz d
dst t hniki sz ni uku st s n y-
st z s uku sz n p i trzu
znik h z prz dst i n t b li 4. .
" k lu n uk t sf rz ni sz
r dni i k rzystni szy r zk d t p r tury
" p r n niu z uk d i sz ni y i
p i trzny i y n s ni sz i ni ni
r b z
" st bi u z kni ty
" st z i zki tr y d t p r tury k.
S p y p d p y uku n st pu
r zp d n flu rki ni szy h rz d i (kt r
4
t rz z il i H i r z t ksy zny
str. 9/15/W6
Tab.4.1. Podstawowe techniki gaszenia łuku elektrycznego stosowane w wyłącznikach z SF6
Szkic Termin Opis
dwuciśnieniowy gaz wcześniej sprężony w zbiorniku
(pneumatyczny) wysokociśnieniowym jest wypuszczany do
gaszenia poprzez otwierany zawór:
odmuchuje łuk wypływając przez styki
rurowe (dysze) do zbiornika nisko-
ciśnieniowego
samosprężny gaz jest sprężany tłokiem sprzęgniętym
(tłokowy, autopneumatyczny, z otwieranym stykiem; odmuchuje łuk
samopodmuchowy) wypływając przez dyszę
pełna strefa sprężania tłokowy z termoekspansją zasada j. w., ale istnieją dwie strefy
(autopneumatyczny i z sprężania:
termoekspansją) S strefa zapewniająca małe nadciśnienie
do gaszenia małych prądów
S strefa ograniczona drogą samoczynne-
go zamykania zaworów powodowane-
go wysokim ciśnieniem gazu powstają-
cego w przypadku łuku o dużej energii
ograniczona strefa sprężania
(termoekspansja), stąd wtórne wzmo-
cnienie podmuchu
termoekspansja energia jest odbierana od łuku przez
(samopodmuchowy) dyszę. Wpływ ten jest następstwem
wzrostu ciśnienia gazu nagrzewanego
łukiem w strefie wokół styku
łuk wirujący energia odbierana jest od łuku wskutek
jego wirowania pod wpływem siły elektro-
dynamicznej, wynikającej ze współdzia-
łania prądu łuku i promieniowego pola
magnetycznego
termoekspansja z centro- zasada j.w. z dodanie odmuchiwania
wanym magnetycznie łukiem łukiem gazu wypływającym przez styki.
(samopodmuchowy, Wypływ ten jest następstwem wzrostu
samosprężny) ciśnienia gazu nagrzewanego łukiem
w strefie wokół styku.
ruch styków ruchomych
strefa wysokiego ciśnienia
styk ruchomy
(sprężana mechanicznie i cieplnie)
przepływ gazu
styk nieruchomy strefa niskociśnieniowa
ruch łuku
str. 10/15/W6
Przedstawiony jako pierwszy w tabeli 4.1 układ dwuciśnieniowy, nie jest obecnie stosowany. Obecnie najczęściej
znajdują zastosowanie:
" układ samosprężny  rysunek 4.1,
" układ z łukiem wirującym  rysunek 4.2.
Na rysunku 4.3 przedstawiono budowę wyłącznika samosprężnego SN, a na rysunku 4.4 jego zasadę działania.
Budowę wyłącznika SN z łukiem wirującym i jego zasadę działania ilustrują rysunki 4.5 i 4.6. Natomiast na rysunku
4.7 przedstawiona jest konstrukcja wyłącznika SN, wykorzystująca termoekspansję z łukiem wirującym. Z kolei
budowę wyłącznika samosprężnego NN przedstawia rysunek 4.8.
Rys.4.1. Zasada działania układu gaszeniowego
samosprężnego i przekrój bieguna wyłącznika
(rysunek obok)
Rys.4.2. Zasada działania układu gaszeniowego
z łukiem wirującym
str. 11/15/W6
1  pokrywa
2  obudowa izolacyjna
3  otwór mocujący biegun
4  styk nieruchomy opalny
5  dysza izolacyjna
6  styk ruchomy opalny
7  tłok
8  zbiornik ciśnieniowy sprężania
9  sprężyna
10  cięgno główne
11  otwór mocujący biegun
12  cięgno napędowe
13  zespół uszczelniający
14  wał
15  urządzenie do samokontroli
16  absorbent  sito molekularne
17  pokrywa
18  cięgno izolacyjne
19  przyłącze dolne
20  połączenie prądowe elastyczne
21  styk ruchomy główny (nóż wychylny)
22  styk nieruchomy główny
23  przyłącze górne
Rys.4.3. Wyłącznik samosprężny typu Fluarc FG4 (24 40,5 kV) firmy Merlin Gerin
1) położenie zamknięcia 2) położenie utraty sty- 3) okres łukowy 4) położenie otwarcia
styków czności styków głównych styków
Rys.4.4. Zasada działania wyłącznika typu Fluarc FG4
1  zacisk przyłączowy górny
2  absorbent  sito molekularne
3  obudowa izolacyjna
4  otwór mocujący biegun
5  cewka gasząca (wydmuchowa)
6  styk główny nieruchomy
7  styk opalny nieruchomy
8  pierścień łukowy górny
9  pierścień łukowy dolny
10  styk główny ruchomy (nóż wychylny)
11  styk opalny ruchomy
12  cięgno izolacyjne
13  wałek napędowy z uszczelnieniem
14  dz
wignia
15  zacisk przyłączowy dolny
Rys.4.5. Wyłącznik z łukiem wirującym typu Fluarc FG1 (7,2 15 kV) firmy Merlin Gerin
str. 12/15/W6
1) położenie zamknięcia 2) położenie utraty sty- 3) okres łukowy 4) położenie otwarcia
styków czności styków głównych styków
Rys.4.6. Zasada działania wyłącznika typu Fluarc FG1
a  styk główny ruchomy (nóż wychylny)
b  styk opalny ruchomy
c  cewka gasząca
d  komora ekspansyjna
e  pole magnetyczne
f  przepływ gazu
Rys.4.7. Wyłącznik wykorzystujący termoekspansję z łukiem wirującym
typu Fluarc LF1 (1 12 kV) firmy Merlin Gerin
str. 13/15/W6
 p yt b zpi z st
 z isk przy z
 sit l kul rn
4  styk ny ni ru h y
 styk p lny ni ru h y
 styk p lny ru h y
 styk ny ru h y
 styki p ni z
 sk nik p ni
 z r z yk y
 bud n p du
 t k n p du
 zbi rnik spr n p i trz
4  z r t i r y
 h niz bist bilny
 i iz l y n
 z
 z isk przy z
 t k st y
 ylind r spr ni
 dysz
y .4. . y zn k r ny ty - ( 4 k r y rl n r n
str. 14/15/W6
Z ni sz ni r z i by uzysk n prz z
5.Wy��czniki prŁ�niowe
z st s ni d st t zni du p i rz hni styk i
pr dz ni uku szybki ru h. dn z li y h
r z i z prz dst i n st n rysunku . . id -
pr ni y h uk d h sz ni y h
zn n i i styk prz i ny h ki runk h
- -
y u t ki prz p y pr du y n ni p l
S utrzy y n st p d i ni ni  Tr
n ty zn pr dz uk szybki ru h p
( ty h runk h uzysku si du ytrzy -
p i rz hni styk .
l ktry zn prz r y i dzystyk przy
dst pi i dzy l ktr d y k. 
S ty h runk h r dni dr s b dn yn si
kilk tr pr d p d bi st niz i
zd rz ni st b rdz
S uku pr ni y l ktr ny prz dni t
uzyski n s yniku t r is i r z niz i
p r t lu str fi przyk t d
S ni z niz n p ry t li i ydzi l n z l ktr d
z st zki zu si d n kr ni
k nd ns y ny k ry sz ni  rys. .
y . . . zk z tyk k ry z ry nk .
n tyk t n y
r rz z z n t k rz n
z y tyk
r lny z tyk z r n
rzy zbli niu si pr du uku d z r i ni ni p r
t li t ni sp d . st pu int nsy n
d niz pr dzi d h r kt rysty zn dl
pr ni uk du sz ni zerwania pr�du
przed jego naturalnym przejęciem przez zero i
generacji znacznych przepi�ć. Z p bi si t u
z isku prz z st s ni t ri styk y h
prz dn i i pln r z ys ki i ni niu
p r ni . Inn h r kt rysty z i dn z ni
p zyty n h uk d pr ni y h st b rdz
szybk dbud ytrzy i p r tn .
Upr sz z ny prz kr bi un y znik pr ni -
prz dst i rysun k . .
y zniki pr ni bud n s n n pi i d
k.  4 k pr dy zn i n  A r z
pr dy y z ln d d k. kA.
y . . . r z z ny rz kr r n k ry
I h z l ty t
z n r y n
tyk n r y tyk r y kr n
" du tr z ni i h ni zn
k n n y ny 4 z l t r r zny zn k
" sz z ln przyd tn d y z ni pr d
r y ty k n tyk r ( n r n
p n i y h i ni r li n du
nk z z ln n y z tyk r 7
z st tli i dr n pi p r tny h (szybki
t l n k ry
zr st ytrzy i p r tn
" br k z r ni p r
rzy du y h rt i h pr du ( kA uk
" y d kspl t y n
pr ni y przy u f r sk n ntr n 
ydzi l si z s du il i p r t lu.
i n st p zn zn ubytki t ri u styk -
r ni z zn zni tr k ry.
str. 15/15/W6
6.Wy��cznik magneto-
wydmuchowe
y znik h n t yd u h y h uk p li si
p i trzu i ni niu t sf ry zny . z si
y z ni uk st prz i sz z ny p d p y
sn p l n ty zn i pr dz ny d
k r p ytk y h lub sk sz z lin y h. By y
pr duk n d n pi ni prz kr z y h k
i st s n przy du z st i z . b ni
z p dz ni z st pu y zniki pr ni
i . ls ni by y pr kty zni l
st s n .
7.PorŁwnanie rŁ�nych
rodzajŁw wy��cznikŁw
y . . . rz kr n y zn k r n
ty A (7 k r y n r n ni h z ni y h i kspl t y ny h
k r z n tyk t y tyk r y 4
r ny h r dz y znik z i r t b l . .
z k r y ty
T .7. . r n n z n y k l t y ny y zn k
y zniki y zniki y zniki
h y zniki
l pn u ty zn pr ni
y z ni z r przy z r i h b zp r dni h y zniki pr ni i z u li i uzysk ni
b zp r dni h i kszy h pr d y z lny h ni y zniki l
y z ni z r d utrzy ni y y z ln przy z r iu p bliski r n y przy z r iu
p bliski h b zp r dni y zniki pn u ty zn usz by yp s n r zyst ry t u i
z ni p trz bu y zniki l i
y z ni
n l psz n l psz
ni b i ny h linii
d u i h
y z ni b t rii
n l psz n l psz
k nd ns t r
y z ni
ni b i z ny h n tr kt r n rz dni
tr nsf r t r
tr z ni r dni du b rdz du