Масляный выключатель: разновидности с применением + номенклатура

Среди коммутационной аппаратуры почетное место, как ветерана, занимает масляный выключатель, который применяется как в закрытых, так и открытых распределительных устройствах любого напряжения.

Его основная функция – включение / выключение отдельных линий нормально функционирующей электрической системы или в нестандартных ситуациях. Отключение, в зависимости от обстоятельств, происходит автоматически или вручную.

В этой статье мы рассмотрим существующие типы этих устройств, их классификацию и маркировку. Также мы обратим внимание на плюсы и минусы таких переключателей, особенности и правила их использования. Для лучшего понимания материала мы подобрали схемы, таблицы, наглядные фото и тематические видеообзоры.

Плюсы и минусы масляных переключателей

Эти устройства относительно просты по конструкции. Они обладают хорошей отключающей способностью и не подвержены влиянию атмосферных условий. В случае неисправности можно провести ремонтные работы. Резервуары среднего напряжения подходят для установки на открытом воздухе. Есть условия для установки встроенных трансформаторов тока.

Скорость расхождения контактов играет важную роль в работе МВ. Может возникнуть ситуация, когда контакты расходятся с огромной скоростью и дуга мгновенно достигает критической для нее длины. В этом случае величина напряжения сброса может оказаться недостаточной для преодоления расстояния между контактами.

У переключателей резервуаров больше недостатков. Во-первых, наличие большого количества масла, отсюда и значительные размеры этих блоков и распределительных щитов. Второй – опасность пожара и взрыва; в аварийных ситуациях последствия могут быть самыми непредсказуемыми.

Уровень масла как в баке, так и на впусках, а также его состояние необходимо периодически контролировать. Если в обслуживаемых сетях снабжения есть БМ, необходимо особое нефтяное хозяйство.

На фото показан масляный выключатель ВМГ. Он может отключать любую нагрузку и токи короткого замыкания, включая предел тока отключения. Этот тип широко используется на трансформаторных подстанциях

Классификация масляных выключателей

Масляные выключатели начали использовать в конце 19 века. Практически до середины ХХ века других отключающих устройств в высоковольтных сетях просто не было.

Есть две большие группы этих устройств:

  1. Коллекторы, для которых характерно наличие большого объема нефти. Для этого оборудования это одновременно и средство гашения дуги, и изоляция.
  2. Низкое количество масла или низкий объем. Само название говорит о количестве содержащегося в них наполнителя. Эти переключатели содержат диэлектрические элементы, а масло здесь нужно только для дуги.

Первые в основном используются в распределительных сетях от 35 до 220 кВ. Второй – до 10 кВ. Устройства с низким содержанием масла серии ВМТ также используются во внешних щитах, рассчитанных на 110 и 220 кВ.

Принцип гашения дуги одинаков для обоих типов. Дуга, возникающая при размыкании высоковольтных контактов выключателя, вызывает быстрое испарение масла. Это создает газовую оболочку вокруг дуги. Этот пласт состоит из паров масла (около 20%) и водорода (H2).

Воздушный зазор деионизируется в результате быстрого охлаждения дугового цилиндра за счет смешивания высокотемпературных и низкотемпературных газов в кожухе.

В момент возникновения дуги в зоне контакта температура очень высокая – около 6000. В зависимости от установки используются выключатели для внутреннего и наружного применения, а также для использования в КРП – комплектном распределительном устройстве.

Тип нет. 1 – оборудование танкового типа

Коммутаторы этого типа могут иметь один или несколько баков, в зависимости от напряжения. В первом случае оно достигает 10 кВ, в некоторых случаях до 35. Каждая фаза выключателей, работающих в высоковольтных установках, размещается в одном резервуаре.

Все танкисты имеют примерно одинаковую компоновку. В стальном баке на входе масла находятся дугогасительные камеры. Внешние контакты замыкаются перемычкой

Приводы для реле резервуара и низкого уровня масла могут быть ручными, автоматическими, установленными на катушке закрывающего соленоида или подпружиненными. Во втором случае используется магнитное свойство соленоида, что позволяет стягивать металлический сердечник, соединенный с валом среднего напряжения через специальную систему.

При подаче постоянного электрического тока на обмотку соленоида блок включается за счет втягивания стержня магнитопровода с последующим вращением вала переключателя.

В этом положении вал удерживает специальный упор. Одновременно с зажиганием соленоид помещает открывающие пружины в определенное положение, которое при поступлении подходящего электрического импульса отключит МВ.

Процесс отключения запускает второй соленоид, вытягивая роликовый механизм (закрытие). В результате вал мгновенно вращается пружиной и происходит остановка. Для работы соленоидного привода необходима аккумуляторная батарея для питания его постоянным током.

Когда аккумулятор недоступен, используется пружинный привод. Включение осуществляется с помощью электродвигателя или за счет напряжения мышц. Ручное отключение возможно для маломощных блоков с токами короткого замыкания до 30 кА, для отключения необходимо приложить максимальное усилие 25 кг.

Однобаковый МВ с открытой дугой

В некоторых распределительных устройствах устанавливаются баковые выключатели, не имеющие дугогасительных камер. Гашение электрической дуги здесь осуществляется самым простым способом: двукратным размыканием контактов в маслонаполненной емкости. К таким устройствам с открытой аркой относятся отечественные модели ВМБ и ВМЭ. Они рассчитаны на номинальный ток 1,25 кА.

Схема ВМЭ-6-200. Конструкция состоит из бака (1), крышки (2), фарфоровых изоляторов (3), неподвижных контактов (4), подвижных контактов (5), перекладины (6), дуговых контактов (7), пластин (8), пружины (9), вал (10)

Символ «Е» обозначает экскаватор, цифра 6 – номинальное напряжение 6 кВ, 200 – номинальный ток в амперах. Пороговый ток отключения для этого МВ составляет 1,25 кА. Бак этого МБ выполнен из стали и крепится к чугунной крышке с помощью болтов. Стенки резервуара покрыты изоляцией (13).

Шесть фарфоровых изоляторов на крышке оканчиваются медными скобами, которые действуют как неподвижные рабочие контакты. Серия VME имеет ручной привод маховика.

Подвижные контакты расположены на перекладине или контактной перемычке. Здесь же находятся подвижные контакты для гашения дуги в виде латунных квадратов. Медные пластины с латунными ребрами в нижней части концов изоляторов являются неподвижными дуговыми контактами. Изолирующий стержень, контактируя с приводным механизмом, передает движение подвижным контактам.

При поднятии ригеля неподвижные контакты замыкаются, пружина, отвечающая за отключение, сжимается, МП включен. Выключатель соединен с валом привода затвора, который удерживает его в рабочем положении. При любом отключении защелка освобождается, пружина отпускается, и траверса быстро следует вниз. В этом случае происходит последовательное размыкание рабочих контактов: 4 и 5, затем – 7,8.

Это приводит к двухточечному разрыву цепи на каждом полюсе переключателя, возникновению дуги и разложению масла. Внутри оболочек 12 давление достигает от 0,5 до 1 МПа, что приводит к активации процесса деионизации. В течение максимум 0,1 с дуги гаснут, и, поднимаясь, снаряды оказываются под крышкой и увеличивают объем воздушной подушки.

Когда все фазы СН находятся в одной емкости, масло изолирует контакты между ними и от корпуса емкости, которую необходимо заземлить

Последний играет роль буфера, уменьшающего ударную силу в процессе гашения дуги. Нормальная высота воздушной подушки составляет примерно 25% от объема. Превышение этого порога может привести к взрыву.

Такие выключатели просты в использовании, относительно недороги и удобны в использовании на открытых подстанциях. Но пары горячего масла даже при простом контакте с кислородом легко воспламеняются.

Возгорание дуги в масляной среде запускает процесс поликонденсации, который ухудшает диэлектрическую прочность масла. Бак забивается углеродным шламом. Поэтому требуются капитальные ремонты агрегата с заменой масла.

Выключатели масляные с дугогасительной камерой

Отключающая способность и надежность автоматических выключателей-ящиков значительно увеличивает наличие дуговой трубы. Его заливают маслом в бак. В переключателях с тремя резервуарами каждая фаза находится в отдельном резервуаре.

Вид в разрезе опоры выключателя резервуара. Оснащен дугогасительной камерой С-35 – 630 – 10. В маркировке указано, что выключатель предназначен для установки в распределительные щиты 35 кВ и выше, рассчитанные на номинальный ток 630,4 кА, отключение питания 10 кА

Проект сложнее, чем у ВМ без парашюта, и состоит из:

  • столбы (1);
  • трансформатор тока (2);
  • кузова трансмиссии (3);
  • стержни (4);
  • фиксированный контакт (5);
  • камеры гашения дуги (6);
  • утеплитель (7);
  • нагревательный элемент (8);
  • маслосливные устройства (9).

Верхняя часть камеры снабжена неподвижным контактом. Когда он включен, его проникает подвижный контакт, имеющий форму стержня. При отключении стержень выходит из неподвижного контакта, в результате чего в камере возникает дуга. Величина давления, возникающего при этом, на порядок превышает соответствующий параметр переключателей, не оборудованных дугогасительной камерой.

Давление 8-7 МПа сокращает диаметр дуги, увеличивает разрывную прочность зазора после пересечения током нулевой отметки. В результате происходит более быстрое гашение дуги. После того, как подвижный контакт покидает камеру, газ выходит через свободное отверстие с частичным улавливанием масла.

Ствол лука быстро охлаждается и происходит интенсивная деионизация. С увеличением силы тока эффективность работы дуговой трубы увеличивается. MT также может работать как оборудование с открытой дугой в случае отключения при малых токах.

В дополнение к увеличению давления паровой смеси в полости дуги для ускорения гашения дуги используется такой метод, как усиленная продувка паровой смеси в области дуги. Бывает продольный, поперечный, встречный удар

Тип автоматического обдува определяется конструкцией арочного дымохода. В первом случае вектор паровой смеси имеет продольное направление относительно вала дуги (фрагмент а). При поперечном направлении затяжки поток движется в направлении, перпендикулярном столбу дуги или под определенным углом (фрагмент б).

В том случае, если поток потока имеет направление, противоположное вектору движения подвижного контакта с дугой, возникает встречный обдув. Комбинации этих методов часто используются в устройствах тушения дуги.

Дуга среднего напряжения гаснет в 3 фазы. На первом этапе (а) в дуге выделяется электричество, и в закрытой оболочке создается высокое давление. Когда тесто покидает скорлупу, начинается вторая фаза (б). Третий (в) – удаление из камеры остатков раскаленных газов и продуктов разложения

Последний шаг – подготовить камеру к следующему циклу выключения. Этот шаг чрезвычайно важен для автоматического переподключения.

Тип нет. 2 – низкая кастрюля или масляные переключатели

В закрытых установках переключатели типа потенциометра используются в качестве переключателей генератора и распределения. На открытом воздухе – в качестве подстанции и распределения. В выключателях этого типа масло не выполняет изолирующих функций, оно необходимо только как средство для гашения дуги.

Риск возгорания и взрыва ВМ небольшого объема намного ниже, чем у танкового типа. Устанавливаются как во внешних, так и во внутренних щитах любого напряжения до 110 кВ. Роль изоляции полюсов друг от друга и от земли выполняют такие диэлектрики, как фарфор, литая смола и мыльный камень.

Масло в этих виртуальных машинах занимает всего 3-4% от объема полюса. Небольшой объем масла, небольшой вес и удобные габариты – неоспоримые преимущества этого оборудования. Однако они используются в таких системных узлах, где не предъявляют высоких требований к коммутаторам.

Эти ограничения объясняются сильной связью секционирующей способности с прерываемым током, неспособностью конструкции работать в условиях частых прерываний.

Другая причина – сложность реализации высокоскоростного многократного АПВ. В переключателях небольшого объема используются масляные струи следующих типов: поперечная, продольная, смешанная. Эксперты считают первый наиболее эффективным.

У выключателей этого типа, предназначенных для внутренних распределительных щитов, контакты размещены в стальном резервуаре. МВ напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровую оболочку. Чаще всего используется подвесное оборудование 6-10 кВ. Его корпус закреплен на общей для всех опор раме. Все три полюса имеют дугогасительную камеру, каждый рассчитан на размыкание контактов и при высоких напряжениях – 2 и более.

Конструкция реле низкого уровня масла включает подвижные и неподвижные контакты (1 и 3), камеру гашения дуги (2), рабочие контакты (4

По приведенной схеме выпускаются выключатели ВМП, ВМГ, МГ, рассчитанные на напряжение до 20 кВ. Особенностью конструкции силовых выключателей является то, что рабочие контакты находятся снаружи, а дугогасящие контакты – внутри емкости.

Выключатели серии ВМП часто используются в закрытых устройствах, а также в распределительных устройствах 6-10 кВ. Выключатели серии ВК устанавливаются в комплектные распределительные щиты. Они имеют встроенный электромагнитный или пружинный привод и рассчитаны на ток отключения 20 – 31,5 кА и номинальные токи 630 – 3150 А.

Выключатели громкоговорителей, разработанные специально для распределительных щитов, отличаются выдвижной конструкцией. В установках 35 кВ устанавливаются колонные КМ серии ВМК и ВМУЭ. РУ 110, 220 кВ комплектуются выключателями серии. Устройство имеет сварное основание, на котором сидят три его опоры. Управление – пружинное.

На фото выключатель ВМТ-110. На изображении слева показаны узлы, из которых он состоит: пружина срабатывания (1), опорный изолятор опоры выключателя (2), дугогасящее устройство (3), основание (4), механизм управления (5)

В правой части фото показан модуль, где: 1 – капля, 2 – подвижный контакт, подключенный к капле через токосъемники. Дуговая труба обозначена цифрой 3, фиксированный контакт – 5. Все вышеперечисленное помещено в полый фарфоровый изолятор (4). Внутри находится трансформаторное масло, а сверху – заглушка (6).

Последний снабжен манометром для контроля давления в модуле. Кроме того, на крышке имеется узел заполнения сжатой газовой смесью, автоматический выпускной клапан и индикатор уровня масла (8). Подвижный контакт и устройство управления соединены изолирующими стержнями.

Конструкция полюсов идентична для всей серии переключателей. В баках СН на токи от 630 до 1600 А находится 5,5 кг масла, свыше 1600 и до 3150 А включительно – 8 кг.

Для повышения надежности в конструкцию отдельных выключателей включены дополнительные элементы управления и защиты:

  • электромагниты перехвата;
  • реле мгновенного действия и реле с задержкой по пороговому току;
  • реле минимального напряжения;
  • дополнительные контакты.

В зависимости от типа устройства различают автоматические выключатели низкого уровня масла с нижним положением дуговой трубы, а противоположное – с верхним. В первом случае подвижный контакт реализует движение сверху вниз, во втором – наоборот. Отключающая способность последнего больше.

Маркировка масляного выключателя

Расшифровка маркировки, нанесенной производителем на масляный выключатель, позволит вам ознакомиться с основной информацией о нем. Рассмотрим, например, маркировку переключателя ВМГ-133. Первый символ «B» указывает на то, что перед вами переключатель.

На этой схеме показан состав условного обозначения высоковольтных выключателей даже для маслонаполненного оборудования

Вторая – «М» обозначает тип переключателя, в конкретном случае – низкое масло. Буква «G» обозначает принадлежность к определенному виду – в горшках. 133 – Серия МВ.

Правила эксплуатации МБ

Ремонтный, обслуживающий персонал, специалисты, связанные с обслуживанием и эксплуатацией масляных выключателей, должны знать соответствующую инструкцию, устройство, принцип работы оборудования.

В процессе эксплуатации сотрудники ФК обязаны проверять:

  1. Действующее напряжение, ток нагрузки. Показатели не должны выходить за рамки табличных значений.
  2. Высота масляного столба по полюсам, протечек нет.
  3. Наличие смазки на трущихся деталях. Контакты могут расшататься и расшататься, если смазка трущихся элементов станет густой и грязной.
  4. Запыленность комнат, в которых находится картина.
  5. Соответствие механических характеристик управляемых выключателей табличным нормам.

После каждого отключения от короткого замыкания следует проверять оборудование. Эти прерывания записываются в специальный журнал. Должен быть доступен журнал отказов для записи информации о неисправностях, обнаруженных во время работы агрегата. Проверке подлежит выключатель, отключение которого произошло в результате короткого замыкания.

Проверьте, не лопнуло ли масло. Если это тоже произошло в больших количествах, то это говорит о поломке из-за короткого замыкания. Оборудование выводится из эксплуатации и проверяется. Когда масло темное, необходима замена. На скорость открытия отрицательно влияет вязкость масла, которая увеличивается с понижением температуры.

Иногда возникает необходимость замены старой смазки при ремонте на новую: ЦИАТИМ-221, ГОИ-54 или ЦИАТИМ-201.

Таблица с техническими характеристиками масляных выключателей. Если фактические значения не соответствуют заводским, настройка повторяется

После снятия СН с работы тщательному осмотру подлежат опорные изоляторы, стержни, утеплитель емкости на предмет трещин. Сильно загрязненная изоляция удаляется. Потребность в внеочередном ремонте возникает после определенного количества коротких замыканий.

Периодическая проверка (ПО) выполняется ежемесячно. В этом случае обратите внимание на степень нагрева переключателя. ТР (незавершенный ремонт) выполняется ежегодно. В него входят такие работы, как проверка и устранение дефектов крепежа, кинематики привода, уровня масла, сальников. Изолирующие части также проверяются на целостность.

Через 3-4 года после серьезной ревизии выполните среднее (SR). Включает в себя весь комплекс работ ТП, а также производит замеры контактного сопротивления полюсов и проверяет механические и скоростные параметры.

При обнаружении расхождения между контролируемыми характеристиками и табличными данными автоматический выключатель разбирается, производится регулировка и проводится полный комплекс высоковольтных испытаний.

При внеплановом ремонте обычно стараются оставить прежнюю регулировку без изменений. По этой причине переключатель разбирается до минимума. Периодичность пересмотра составляет от 6 до 8 лет. В его объеме проводится общий осмотр, снимаются цилиндры с рамы, отсоединяются шины, ремонтируются привод, дуговые устройства и замыкающие контакты.

Ведь производятся регулировки, покраска, подключаются шины, проводятся испытания. На все работы оформляется документация.

Помимо масляных выключателей в высоковольтных сетях используются и другие отключающие устройства. Например, SF6 – это вакуум. У нас есть другие статьи на нашем веб-сайте, в которых подробно описаны функции и структура этих типов переключателей, а также особенности их использования:

  • Вакуумный выключатель: устройство и принцип действия + нюансы выбора и подключения
  • Автоматические выключатели SF6: рекомендации по выбору и правилам подключения

Выводы и полезные видео по теме

Устройство МБ, виды, назначение и работа:

Подробный обзор ВМП-10:

Все основные требования к выключателям, работающим в условиях высокого напряжения, удовлетворяют масляные выключатели. Большинство из них безопасны и надежны в эксплуатации, обеспечивают быстрое отключение и просты в установке. Несмотря на это, производители стремятся обеспечить еще большее соответствие требованиям к МБ.

Вы знакомы с маслонаполненными выключателями и хотели бы дополнить представленный материал полезной информацией? Заметили неточность или ошибку? Или у вас остались вопросы по теме? Напишите нам об этом под статьей – мы будем Вам благодарны.

Источник – https://sovet-ingenera.com/elektrika/rozetk-vykl/maslyanyj-vyklyuchatel.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: