Современные электрические выключатели на напряжения 220 кВ и выше, производимые как за рубежом (ABB Ltd, Siеmens AG, Toshiba Corporation и др.), так и в России (ЗАО «ЗЭТО», АО «УЭТМ», АО ВО «Электроаппарат» и др.), содержат две или даже четыре дугогасительные камеры (ДГК). Эти ДГК имеют сложные конструкции, обеспечивающие соответственно двойной или четверной разрывы электрической цепи. При этом ДГК находятся в полости изоляторов, заполненных элегазом под взрывоопасным давлением. С помощью специальных, достаточно сложных систем рычагов и быстродействующих приводов, в ДГК реализуются весьма высокие («пушечные») скорости расхождения дугогасительных контактов, а также замысловатые системы элегазового обдува электрической дуги. Кроме того, указанные системы рычагов при «пушечных» скоростях преобразуют вертикальный ход тяги привода в горизонтальный ход дугогасительных контактов.
Все перечисленное сильно усложняет и удорожает конструкции выключателей, понижая их надежность, а также затрудняет дальнейшее повышение уровней отключаемых токов и напряжений.
Цель данной статьи – раскрыть основную причину, порождающую упомянутые негативные факторы современных выключателей, и рассмотреть способ устранения этой причины.
По мнению автора статьи, упомянутые выше усложнения конструкций выключателей обусловлены тем, что при расхождении дугогасительных контактов в ДГК реализуется близкое к прямолинейному удлинение электрической дуги.
Дело в том, что с такой дугой, как почти с прямолинейным отрезком проводника с током, связана мизерная часть магнитной энергии отключаемой электрической цепи − индуктивность указанного проводника весьма мала [2, с. 92].
Такая энергетическая неадекватность требует практически при каждом повышении уровней отключаемых токов и напряжений прибегать к новым искусственным механическим ухищрениям, обеспечивающим дальнейшее увеличение скорости расхождения дугогасительных контактов. Но любая механическая скорость ничтожна по сравнению со скоростью распространения электромагнитной энергии! Поэтому путь только механического совершенствования ДГК является тупиковым.