Высоково́льтный выключа́тель, ком­му­та­ци­он­ный элек­трический ап­па­рат, ра­бо­таю­щий при на­пря­же­ни­ях свыше 1 кВ, пред­на­зна­чен для вклю­че­ния и вы­клю­че­ния элек­тро­ус­та­но­вок и устройств вы­со­ко­го на­пря­же­ния в нор­маль­ных ре­жи­мах, а так­же для ав­то­ма­тического отключе­ния элек­трических це­пей при то­ках пе­ре­груз­ки и ко­рот­ко­го за­мы­ка­ния (КЗ) с це­лью пре­дот­враще­ния раз­ви­тия ава­рий в элек­тро­энер­ге­тических сис­те­мах.

Об­щи­ми эле­мен­та­ми всех высоковольтных выключателей яв­ля­ют­ся:

• кон­такт­ные сис­те­мы, со­стоя­щие из под­виж­ных и не­под­виж­ных кон­так­тов;

• ду­го­га­си­тель­ные уст­рой­ст­ва, при­во­ды и изо­ля­ци­он­ные кон­ст­рук­ции.

Основные па­ра­мет­ры:

• но­ми­наль­ное на­пря­же­ние (от 3 до 1100 кВ и вы­ше);

• но­ми­наль­ный ток, кото­рый мо­жет дли­тель­но про­те­кать че­рез вы­клю­ча­тель без на­гре­ва его час­тей вы­ше допустимой температуры (от 100 А до де­сят­ков ки­ло­ам­пер);

• ток от­клю­че­ния, оп­ре­де­ляе­мый наи­боль­шим то­ком КЗ, ко­то­рый высоковольтный выключатель в со­стоя­нии от­клю­чать при дан­ном на­пря­же­нии (до не­сколь­ких со­тен ки­ло­ам­пер);

• вре­мя вклю­че­ния и от­клю­че­ния и др.

Высоковольтные выключатели долж­ны обес­пе­чи­вать мно­го­крат­ную (до 103 раз) ком­му­та­цию то­ко­ве­ду­щих це­пей при но­ми­наль­ном то­ке и от­клю­че­ние по­вре­ж­дён­но­го уча­ст­ка се­ти при воз­ник­но­ве­нии КЗ в те­че­ние несколь­ких по­лу­пе­рио­дов на­пря­же­ния промышленной час­то­ты (50 Гц).

Высоковольтные выключатели клас­си­фи­ци­ру­ют по ме­то­ду га­ше­ния элек­трической ду­ги, ви­ду изо­ля­ции то­ко­ве­ду­щих час­тей ме­ж­ду со­бой и от зем­ли, кон­ст­рук­тив­но­му ис­пол­не­нию. В ва­ку­ум­ных вы­клю­ча­те­лях кон­такт­ная сис­те­ма по­ме­ще­на в ва­ку­ум­ную ду­го­га­си­тель­ную ка­ме­ру, дав­ле­ние в ко­то­рой со­став­ля­ет около 10–4 Па. Элек­трическая ду­га воз­ни­ка­ет вслед­ст­вие ио­ни­за­ции элек­тро­на­ми па­ров ме­тал­ла в мо­мент раз­мы­ка­ния кон­так­тов и го­рит до тех пор, по­ка на кон­так­тах вы­де­ля­ет­ся энер­гия, дос­та­точ­ная для под­дер­жа­ния в меж­кон­такт­ном про­ме­жут­ке кон­цен­тра­ции па­ров, не­об­хо­ди­мой для су­ще­ст­во­ва­ния ду­го­во­го раз­ря­да.

Ва­ку­ум­ные высоковольтные выключатели ха­рак­те­ри­зу­ют­ся вы­со­кой ско­ро­стью вос­ста­нов­ле­ния элек­трической проч­но­сти меж­кон­такт­но­го про­ме­жут­ка. Ис­поль­зу­ют­ся главным образом в элек­трических се­тях на­пря­же­ни­ем 3–35 кВ при час­тых от­клю­че­ни­ях на­груз­ки.

В элек­тро­маг­нит­ных вы­клю­ча­те­лях элек­трическая ду­га го­рит в воз­ду­хе при ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии. Га­ше­ние ду­ги про­ис­хо­дит в ре­зуль­та­те её уд­ли­не­ния (рас­тя­ги­ва­ния) и ин­тен­сив­но­го ох­ла­ж­де­ния при пе­ре­ме­ще­нии в уз­кой ще­ли ме­ж­ду стен­ка­ми ка­ме­ры под дей­ст­ви­ем маг­нит­но­го по­ля (т. н. маг­нит­ное ду­тьё), соз­да­вае­мо­го элек­тро­маг­ни­та­ми, в об­мот­ках ко­то­рых про­те­ка­ет от­клю­чае­мый ток. Та­кие высоковольтные выключатели при­ме­ня­ют­ся в основном в се­тях на­пря­же­ни­ем 6 и 10 кВ.

В воз­душ­ных вы­клю­ча­те­лях за­мы­ка­ние и раз­мы­ка­ние кон­так­тов, а так­же га­ше­ние элек­трической ду­ги осу­ще­ст­в­ля­ют­ся по­то­ком сжа­то­го воз­ду­ха (при дав­ле­нии 1–5 МПа). Воз­дух в этом случае од­но­вре­мен­но яв­ля­ет­ся и изо­ли­рую­щей сре­дой.

Наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли вы­клю­ча­те­ли, в ко­то­рых ду­го­га­си­тель­ная ка­ме­ра на­хо­дит­ся в ме­тал­лическом ре­зер­вуа­ре со сжа­тым воз­ду­хом. Об­дув ду­ги на­чи­на­ет­ся с мо­мен­та от­кры­тия т. н. дуть­е­во­го кла­па­на, рас­по­ло­жен­но­го в вы­хлоп­ной час­ти ка­ме­ры.

К не­дос­тат­кам воз­душ­ных вы­клю­ча­те­лей от­но­сят­ся:

• ма­лая пре­дель­ная от­клю­чаю­щая спо­соб­ность;

• боль­шие га­ба­рит­ные раз­ме­ры;

• не­об­хо­ди­мость иметь на под­стан­ции слож­ную ком­прес­сор­ную сис­те­му.

Основная об­ласть при­ме­не­ния та­ких высоковольтных выключателей – элек­тро­ус­та­нов­ки на­пря­же­ни­ем 110 кВ и вы­ше.

В се­тях на­пря­же­ни­ем до 220 кВ ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся мас­ля­ные вы­клю­ча­те­ли, в ко­то­рых ду­го­га­ся­щей сре­дой слу­жит ми­не­раль­ное (транс­фор­ма­тор­ное) мас­ло. В про­цес­се го­ре­ния элек­трической ду­ги мас­ло раз­ла­га­ет­ся и вы­де­ля­ет га­зы, вслед­ст­вие че­го в ка­ме­ре вы­клю­ча­те­ля по­вы­ша­ет­ся дав­ле­ние и про­ис­хо­дит бы­строе ис­те­че­ние га­зов из ка­ме­ры. Га­зы, про­те­кая по спе­ци­аль­ным ка­на­лам, га­сят ду­гу и тем са­мым раз­ры­ва­ют цепь то­ка. В мас­ля­ных высоковольтных выключателях при­ме­ня­ют ду­го­га­си­тель­ные уст­рой­ст­ва с ка­ме­ра­ми про­доль­но­го и по­пе­реч­но­го ду­тья (об­дув ду­ги про­из­во­дит­ся по­то­ком мас­ла, на­прав­лен­ным со­от­вет­ст­вен­но вдоль или по­пе­рёк оси ка­ме­ры).

Раз­ли­ча­ют ба­ко­вые (мно­го­объ­ём­ные) вы­клю­ча­те­ли, в ко­то­рых мас­ло ис­поль­зу­ет­ся для га­ше­ния элек­трической ду­ги и для изо­ля­ции то­ко­ве­ду­щих час­тей, и ма­ло­объ­ём­ные, или ма­ло­мас­ля­ные (мас­ло толь­ко для га­ше­ния ду­ги). По­след­ние ме­нее по­жа­ро- и взры­во­опас­ны, бо­лее удоб­ны в экс­плуа­та­ции, од­на­ко об­ла­да­ют мень­шей на­дёж­но­стью.

Наи­бо­лее пер­спек­тив­ны для ра­бо­ты в ус­та­нов­ках вы­со­ко­го и сверх­вы­со­ко­го на­пря­же­ния (вплоть до 1150 кВ) эле­га­зо­вые вы­клю­ча­те­ли, в ко­то­рых об­ра­зую­щая­ся при раз­ры­ве це­пи элек­трическая ду­га га­сит­ся на­прав­лен­ным по­то­ком эле­га­за (гек­саф­то­рид се­ры SF6), об­ла­даю­ще­го вы­со­ки­ми изо­ля­ци­он­ны­ми и ду­го­га­си­тель­ны­ми свой­ст­ва­ми. По но­ми­наль­ным па­ра­мет­рам, ком­пакт­но­сти и на­дёж­но­сти в экс­плуа­та­ции они зна­чи­тель­но пре­вос­хо­дят дру­гие вы­со­ко­вольт­ные вы­клю­ча­те­ли.