24.02.2020

Масляный выключатель: разновидности с применением + номенклатура

Масляный выключатель — разновидности с применением номенклатура

Опубликовано Артём в 16.03.2019 16.03.2019

Чтобы автоматизировать роботу питаемого от электрического тока оборудования, используется специальный масляный тип выключателей. Это приспособления, проводящие включение и отключение цепи в электрической с-теме по отдельности.

Устройство и принцип действия масляных выключателей

Все масляные выключатели конструктивно состоят из:

Силовой контактной группы. В неё входит подвижный (свеча) и неподвижный контакт (розетка), между которым и возникает дуга, гасящаяся в масле;
Изоляторы, которые обеспечивают надёжную изоляцию токопроводящих частей от корпуса, и друг от друга;
Одного или трёх баков с трансформаторным маслом;
Группы блок-контактов, выполняющих контролирующую и управляющую роль;
Приводы к масляным выключателям, собраны на довольно мощной включающей катушке, называющейся соленоидом или катушкой соленоида. Отключающая катушка выполняет роль ударного механизма, сбивающего с защёлки включенное устройство выключателя. Также привод может быть ручной;
Специальные отключающие пружины, которые размыкают силовую часть при отключении. За счёт них зависит скорость расхождения контактов.

При подаче питания на катушку соленоида включения его массивный сердечник втягивается, тем самым приводя в движение рычажный механизм, который, в свою очередь, направляет подвижные контакты, то есть свечи, в направлении розеток. Также механизм включения может быть выполнен и на ручном приводе, тогда работу соленоида должен будет выполнять человек, с помощью специального рычага, разумеется, в диэлектрических перчатках.

После тока как свечи вошли в розетку на 20–25 мм, механизм масляного выключателя встаёт на защёлку. Во время работы, в ячейках где установлены высоковольтные выключатели, должны быть изготовлены блокирующие устройства, которые не позволят механически, включенный высоковольтный аппарат, выкатить из ячейки КРУ.

Масляные выключатели, установленные в ячейках должны быть оснащены системами защиты. Таким образом, он работает в автоматическом режиме. Его работа и назначение схожи с обычным низковольтным автоматическим выключателем. При подаче отключающего сигнала или нажатия на механическую кнопку происходит сбивание устройства с защёлки и за счёт пружин, электрическая цепь разрывается, и он переходит в отключенное состояние. Отключающие сигналы,которые управляют выключателем, приходят от релейной защиты и автоматики.

Классификация

Баковые
Маломасляные (горшковые)

По принципу действия дугогасительного устройства:

с автодутьём (давление и движение масла и газа происходит под действием энергии, выделяющейся из дуги)
с принудительным масляным дутьём (масло к месту разрыва нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов)
с магнитным гашением в масле (дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы)

Основные типы масляных выключателей

Конструкция масляных выключателей выполняется двух основных типов:

Баковые. Обладают большим объёмом масла. Оснащены одним большим баком сразу для трёх контактов трёхфазного напряжения;
Горшковые (маломасляные). С меньшим объёмом масла, но и с дополнительной системой дугогашения, и тремя раздельными баками. В них на каждой фазе присутствует отдельный металлический цилиндр, заполненный маслом, в каком и происходит разрыв контактов и подавление электрической дуги.

Выключатели масляные баковые

Чаще всего они рассчитаны на сравнительно небольшие токи отключения. Производятся они однобаковыми конструкциями (три полюса находятся в одном баке) при рабочем напряжении до 20 кВ. а при на напряжение выше 35кВ — трехбаковыми (каждая из фаз расположена отдельном баке) с персональными или групповыми приводами включения. Выключатели баковые снабжаются электромагнитными или воздушными пневмоприводами. Есть возможность работы с повторным автоматическим включением (АПВ).

Масляные баковые выключатели, выпускаемые на напряжение больше 35кВ, имеют в распоряжении встроенные вовнутрь трансформаторы тока, для цепей измерения и защиты. Они насажены и закреплены на внутренний участок проходного изолятора и закрыты крышкой. Таким образом, токопроводящий стержень служит как первичная обмотка. Баковые выключатели на рабочее напряжение 110 кВ и выше иногда оборудованы ёмкостными трансформаторами напряжения.

Маломасляные выключатели

По сравнению с баковыми здесь масло служит исключительно как дугогасящая среда, а изолирование токоведущих деталей и дугогасительного аппарата касательно замыкания на землю осуществляется через твердый изоляционный материал (керамику, текстолит, и различные эпоксидные смолы). Это масляный выключатель ВМП или ВМГ типа.

Они обладают кардинально меньшими габаритами, массой, а также значительно меньшей взрывоопасностью и пожароопасностью. Присутствие в этих высоковольтных устройствах встроенных емкостных трансформаторов напряжения и трансформаторов тока, существенно усложняет конструктивное устройство выключателей и повышает их габаритные размеры.

Масляные выключатели по своей конструкции могут выпускаться заводом изготовителем двух видов движения контактной группы:

дугогасительные камеры снизу (движение подвижного контакта выполняется сверху вниз);
дугогасительные камеры сверху (перемещение подвижного контакта происходит наоборот снизу вверх). Этот вид более перспективен в отношении улучшения отключающей возможности.

выключатель может быть оборудован встроенным внутрь механизмом защиты и управления. Это такие реле, как:

максимального тока моментального действия
выдержки времени
реле минимального напряжения (для защиты электрооборудования от работы на не номинальном напряжении)
электромагниты отключения,
вспомогательные блок-контакты.

Увеличение номинального рабочего тока тут выполняется за счёт механизма искусственного обдува как подводящих шин, так и контактной системы. В последнее время начало применяться водяное охлаждение, этих нагревающихся от прохождения тока элементов.

Выключатель маломасляный для наружной установки состоит из трех основных ключевых частей:

дугогасительное устройство, которое помещено в фарфоровую оболочку;
фарфоровые опорные колонки;
основания, то есть рамы.

Изоляционный цилиндр, охватывает дугогасительное устройство чем и выполняет защитную функцию. Главная его защитная цель — это фарфоровая оболочка, чтобы во время большого давления, которые возникают в момент отключения масляника, она попросту не разорвалась.

Эксплуатация масляных выключателей

Как и любой электрический аппарат, масляный выключатель требует правильной, корректной настройки, регулировки, и эксплуатации.

Нужно провести регулировку вхождения свечей (подвижных контактов) в розетки. Это производится путём раскрепления подвижного контакта и фиксирования его на нужном уровне. И также перед введением в работу должна быть оформлена форма протокола испытания масляного выключателя. Испытания масляных выключателей заключается в проверке его повышенным напряжением как в отключенном, так и во включенном состоянии, а также в проверке всех его цепей защит и сигнализаций. Это должен выполнять специально обученный персонал, чаще всего электротехническая лаборатория, соблюдая все меры безопасности.

В продолжении всей эксплуатации после каждого отключения и включения этих высоковольтных механизмов, нужно убедиться:

В наличии и качестве трансформаторного масла. Также масло должно быть в соответствующих пределах, которые видно по специальному стеклянному стержню с метками;
Контролировать крепление всех элементов привода, его шплинтов и механизмов болтового соединения;
Следить за тем, чтобы не разрушались проходные и опорные изоляторы;
Производить чистку блок контактов, если есть такая необходимость

В любом случае нужно понимать что высоковольтные масляные выключатели — это сложные электрические коммутационные аппараты, который работают с токами короткого замыкания. Поэтому надёжность его работы и продолжительность его ресурса напрямую зависит от технического состояния, а также частоты коммутаций которые он выполняет.

Принцип их работы

Когда срабатывает система, в первую очередь разрываются контакты дугогасительной камеры. Если сеть имеет высокое напряжение, тогда разрыв вызывает появление дуги. Она имеет большую температуру. Настолько большую, что от ее действия начинается процесс разложения масла. Образовывается газовый пузырь, в котором и будет размещаться дуга.

В состав пузыря входит водород, количество которого ровняется семидесяти процентам. Газ будет подаваться под значительным давлением. Водород в паре и давление обеспечат деионализацию дуги, что была образованна при разрыве контакта. Именно таким методом действует масляный выключатель.

Такой вид выключателей имеет свои особенности. Его используют в сетях имеющих большое напряжение. Он хорошо подойдет для сети, работающий в напряжении больше тридцати пяти Кв. Его отличием является то, что камера выполняющая гашение дуги имеет в наличии механизм, который создает дутье.

Видео разбор масляного выключателя ВМП-10

Достоинства и недостатки

Система масляного выключателя обладает рядом достоинств. Среди них:

Высокий показатель эффективности прерывания цепи.
Конструкция является довольно простой.
Простота конструкции обеспечивает надежность установки.
Это же свойство позволяет проводить ремонтные работы в случае поломки.

Но есть и некоторые недостатки:

Чтобы достаточно выполнить поставленную задачу, требуется большое количество масла.
Дугогаситель имеет большие габариты.
Система обладает пожароопасными характеристиками, которые в случае аварийной ситуации могут привести к непредвиденным последствиям.

Кол-во блоков: 13 | Общее кол-во символов: 10713
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

Масляные выключатели. Типы, виды, устройство, работа маслянных выключателей.

Масляные выключатели – одни из первых коммутационных аппаратов в электроустановках высокого напряжения, применяются с конца прошлого столетия, не потеряли своего значения и широко используются в настоящее время. В СССР это основной вид выключателей на 6—220 кВ.

Различают выключатели масляные баковые — с большим объемом масла, масло служит и как дугогасящая среда, и как изоляция, и выключатели маломасляные — с малым объемом масла, масло служит только дугогасящей средой.

На напряжения 35-220 кВ применяются в основном баковые выключатели. Маломасляные выключатели являются основными на напряжение до 10 кВ. И это положение сохранится надолго, особенно если будут повышены их номинальные токи до 4 кА, а отключаемый ток – до 40— 50 кА. Начинают все более широко применяться маломасляные выключатели в наружных установках на 110 и 220 кВ при условии их достаточной отключающей способности (серия ВМТ).

Достоинства масляных выключателей — относительная простота конструкции, большая отключающая способность и независимость от атмосферных явлений. Недостатком, особенно баковых выключателей, является наличие большого количества масла, что приводит к большим габаритам и массам как самих выключателей, так и распределительных устройств, повышенной пожаро- и взрывоопасности, необходимости специального масляного хозяйства.

Риунок 1-1. Полюс масляного бакового выключателя на 220 кВ

1 — бак; 2 — дугогасительная камера; с неподвижными контактами и шунтирующим резистором; 3 — изоляция бака; 4 — ввод; 5 — приводной механизм;6 — трансформатор тока; 7 — направляющее устройство; 8 — шунтирующий резистор; 9 – изоляционная тяга; 10 -траверса с подвижными контактами;II — положение траверсы после отключения

Выключатели масляные баковые. Эти выключатели на напряжение до 20 кВ и относительно малые токи отключения выполняются большей частью однобаковыми (три полюса в одном баке), на напряжение 35 кВ и выше – трехбаковыми (каждая фаза в отдельном баке) с общим или индивидуальными приводами. Выключатели могут снабжаться электромагнитными или пневматическими приводами и работают с автоматическим повторным включением (АПВ).

Основой конструкции выключателя (рис. 1-1) является бак цилиндрической или эллипсоидальной формы, внутри которого и на нем монтируются контактная и дугогасительные системы, вводы и привод. Бак заливается до определенного уровня трансформаторным маслом. Между поверхностью масла и крышкой бака должен остаться некоторый свободный объем (обычно 20 — 30 % объема бака) — воздушная буферная подушка, сообщающаяся с окружающим пространством через газоотводную трубку. Воздушная подушка снижает давление, передаваемое на стенки бака при отключении, исключает выброс масла из бака и предохраняет выключатель от взрыва при чрезмерном давлении.

Высота уровня масла над местом разрыва контактов должна быть такой, чтобы исключить выброс в воздушную подушку горячих газов, выделяющихся при отключении вследствие разложения масла. Прорыв этих газов может при определенных их соотношениях привести к образованию взрывчатой смеси (гремучего газа) и взрыву выключателя. Высота уровня масла над местом разрыва контактов определяется номинальными напряжениями и током отключения и может составлять от 300—600 мм в выключателях на напряжение 6—10 кВ и до 2500 мм в выключателях на напряжение 220 кВ.

При напряжениях 3—6 кВ и малых отключаемых токах применяется простой разрыв в масле. При напряжениях 10, 35 кВ и выше в зависимости от значений напряжения и отключаемого тока используются как простые, так и более сложные дугогасительные устройства с продольным, поперечным, продольно-поперечным дутьем, с одно- и многократным разрывом.

Пример дугогасительной камеры с промежуточным контактом и продольным дутьем, применяемой в выключателях на 110 и 220 кВ, приведен на рис. 9-2. При отключении сначала размыкаются контакты 2 и 1, а затем контакты 1 и 8. Дуга между контактами 2 и 1 (генерирующая) создает повышенное давление в верхней полукамере. Газопаровая смесь и частички масла устремляются в сообщающийся с объемом бака полый контакт 8, создавая интенсивное продольное дутье и гася дугу. При отключении больших токов давление в камере к моменту расхождения контактов 1 и 8 достигает 4-5 МПа. После отключения камера заполняется свежим маслом через нижнее отверстие полукамеры 7.

Масляные баковые выключатели на напряжение 35 кВ и выше имеют встроенные трансформаторы тока. На внутреннюю часть проходного изолятора надеты, и укреплены под крышкой выключателя сердечники со вторичными обмотками (один или два на изолятор). Токоведущий стержень проходного изолятора служит первичной обмоткой. Выключатели на напряжение 110 кВ и выше могут иметь емкостные трансформаторы напряжения, для выполнения которых используются обкладки маслонаполненных вводов конденсаторного типа, и трансформаторы напряжения с индуктивной катушкой.

Выключателя маломасляные. В отличие от масляных баковых выключателей масло служит здесь только дугогасящей средой, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства относительно земли осуществляется с помощью твердых изоляционных материалов (керамика, текстолит, эпоксидные смолы и т.п.). Диаметры цилиндров у этих выключателей значительно меньше по сравнению с диаметрами баков масляных баковых выключателей, соответственно намного меньше объем и масса заливаемого в цилиндры масла. Меньшая, чем у бакового выключателя, прочность корпуса по отношению к давлениям, создаваемым при отключении предельных токов короткого замыкания, ограничивает отключающую способность маломасляного выключателя.

Рис. 1-2. Дугогасительная камера с промежуточным контактом и продольным дутьем.

1—промежуточный контакт с пружиной; 2— неподвижный контакт с пружиной; 3 — верхняя полукамера, металлическая; 4 — детали соединения с токоподводящим стержнем; 5 — гибкая связь; б — перегородка; 7 — нижняя полукамера, изоляционная; 8 — подвижный контакт.

Маломасляные выключатели имеют существенно меньшие габариты и массу, меньшую взрыво- и пожароопасность и требуют меньших и более дешевых распределительных устройств по сравнению с масляными баковыми выключателями. Наличие в маломасляных выключателях встроенных трансформаторов тока и емкостных трансформаторов напряжения значительно усложняет конструкцию выключателей и увеличивает их габариты, поэтому маломасляные выключатели выполняются без органической связи с такими трансформаторами.

Выключатели по компоновке выполняются с дугогасительными камерами внизу (ход подвижного контакта сверху вниз) и с камерами, расположенными сверху (ход подвижного контакта снизу вверх). Последние более перспективны в отношении повышения отключающей способности. Применяются выключатели для внутренней установки как распределительные и генераторные и для внешней установки как распределительные и подстанционные.

На рис. 1-3 приведен общий вид выключателя типа ВМПЭ-10 на 10 кВ и токи 630, 1000, 1600 А (в зависимости от сечения токопровода и контактов), номинальный ток отключения 20 и 31,5 кА, время отключения выключателя с приводом 0,12 с, время горения дуги при номинальных токах отключения не более, 0,02 с. Выключатель смонтирован на сварной раме 3. Внутри рамы расположен приводной механизм, который передает движение от привода к подвижным контактам и состоит из приводного вала 5 с рычагами, изоляционной тяги 4, отключающих пружин, масляного б и пружинного демпферов. К раме с помощью изоляторов 2 подвешены три полюса 1 выключателя.

Каждый полюс (рис. 1-4) состоит из прочного влагостойкого изоляционного цилиндра 5, армированного на концах металлическими фланцами 3 и 6. На верхнем фланце укреплен корпус 9 из алюминиевого сплава. Внутри корпуса расположены приводной механизм 13 и подвижная контакт-деталь 14 с роликовым токосъемным устройством с роликовым токосъемным устройством 8 и маслоуловителем 12. Корпус закрывается крышкой 10, имеющей отверстие для выхода газов и пробку 11 маслоналивного отверстия.

Рис. 1-3. Выключатель маломасленый на 10 кВ для внутренней установки (тип ВМПЭ-10) – общий вид.

Рис. 1-4. Полюс выключателя, изображенного на рисунке 1-3.

Нижний фланец закрывается крышкой 1, внутри которой расположена неподвижная розеточная контакт-деталь 2, над которой установлена дугогасительная камера 4 поперечного масляного дутья. Снизу крышки помещена маслоспусковая пробка 16, на фланце установлен маслоуказатель 15.

Для повышения стойкости контактов к действию электрической дуги и увеличения срока их службы съемный наконечник подвижной контакт-детали и верхние торцы ламелей розеточного контакта облицованы дугостойкой металлокерамикой. Токоподвод осуществляется к нижней крышке и к верхней крышке или среднему выводу 7. Выключатель может иметь встроенные элементы защиты и управления, такие, как реле максимального тока мгновенного действия и с выдержкой времени, реле минимального напряжения, отключающие электромагниты, вспомогательные контакты и т. п.

Общий вид маломасляного генераторного выключателя приведен на рис. 1-5. Особенностью конструкций этих выключателей является токопровод, имеющий два параллельных контура: основной, контакты которого расположены открыто, и дугогасительный, контакты которого находятся в дугогасительных камерах внутри бака. На рис. 1-6 представлена функциональная электри ческая схема выключателя, изображенного на рис. 1-5. Основной контур образуют токоподвод 11, токоведущая шина 70, основные контакты 9, основная шина траверсы 8 и соответствующие позиции 9, 10 я 11 второго бака. Дугогасительный контур — основная шина 10, медные скобы 12, соединяющие основную шину с баком, стенки бака 3, неподвижный дугогасительный контакт 13, дуга (в момент отключения) 14, подвижный дугогасительный контакт 15 и соответствующие позиции 15, 14, 13, 3. 12, 10 второго бака. При включенном положении выключателя оба контура работают параллельно. Преобладающая часть тока проходит через основной контур, имеющий по сравнению с дугогасительным значительно меньшее сопротивление. При отключении сначала размыкаются основные контакты, дуга на них не возникает, весь ток переходит в дугогасительный контур. Затем размыкаются дугогасительные контакты, отключая цепь. Выключатели выполняются с двукратным разрывом на фазу, с камерами различной конструкции.

Рис. 1-5. Выключатель маломасляный генераторный (тип МГУ-20)

1—основание; 2 — опорный изолятор; 3, 5—бак; 4 — внутриполюсная перегородка; б — междуполюсная перегородка; 7 — газоотвод; 8 – траверса с шинами основного и дугогасительного контуров; 9-основные контакты; 10 — токоведущая шина; 11 — токоподвод

Рис. 1-6. Функциональная электрическая схема выключателя, изображенного на рис. 1-5:

а—включенное положение; б—момент отключения

Рис. 1-7. Выключатель маломасляный колонковый для внешней установки

1 – основание; 2 и 9 – неподвижные контакты; 3 — опорная изоляционная колодка; 4 – роликовый токоподвод; 5 — фарфоровая рубашка; 6 — подвижный контакт; 7 — дугогасительное устройство; 8 — промежуточный контакт; 10 — изоляционный цилиндр

Для увеличения номинального тока применяется искусственный обдув контактной системы и подводящих шин. В последние годы находит применение жидкостное (водяное) охлаждение контактов и шин.

Выключатель маломасляный для внешней установки (распределительный, подстанционный) показан на рис. 1-7. Выключатель состоит из трех основных частей:

гасительных устройств, помещенных в фарфоровые рубашки; фарфоровых опорных колонок и основания (рамы). Изоляционный цилиндр, охватывающий дугогасительное устройство, защищает фарфоровую рубашку от больших давлений, возникающих при отключении. Число разрывов на фазу может быть один, два и больше. Расположение камеры сверху более перспективно для повышения отключающей способности.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 9073 – | 7690 – или читать все.

Устройство и принцип действия масляных выключателей

Масляный выключатель предназначен для включения и отключения силовых электрических цепей в рабочем режиме (под нагрузкой), перегрузках, а также в случаях коротких замыканий на линии.

Масляные выключатели могут включаться и отключаться как вручную, так и в автоматическом режиме под управлением аппаратов защиты и управления.

Главным элементом масляного выключателя является контактная система, погруженная в трансформаторное масло, в которой происходит гашение электрической дуги, образующейся при разрыве цепи высокого напряжения.

Исследования показали, что в момент расхождения контактов между ними образуется электрическая дуга, которая держится несколько периодов. По мере увеличения расстояния между контактами дуга гаснет, а протекание тока в цепи прекращается. Физическая сущность данного явления заключается в следующем. При исчезновении тока магнитная энергия, запасенная в выключаемой цепи, превращается в электростатическую. Это можно выразить формулой баланса энергии:

Где L – индуктивность, а С – емкость коммутируемой цепи.

Отсюда можно выразить:

Отношение называют волновым сопротивлением, оно составляет для воздушных линий 400 – 500 Ом, а для кабельных линий 30 – 50 Ом.

Если отключение происходит в момент прохождения тока через максимум, то напряжение в цепи может повыситься во много раз по сравнению с номинальным. Особенно это опасно для изоляции электроустановки в случае отключения токов короткого замыкания. Но если процесс отключения происходит в момент прохождения тока через ноль, то величина напряжения оказывается небольшой и не поддерживает процесс горения электрической дуги. Именно в этот момент масляный выключатель и должен обеспечить окончательный разрыв электрической дуги.

Процесс выключения тока в масле происходит при интенсивном образовании в области дуги паров масла, так как температура во время процесса отключения может достигать порядка 6000 0 С.

При достижении определенного расстояния между размыкающимися контактами, в момент прохождения тока через нулевое значение, напряжение снижается и оказывается недостаточным для пробоя газового промежутка между контактами, электрическая дуга разрывается и процесс отключения заканчивается. Также быстрому гашению электрической дуги способствует высокое давление газов, выделяющихся вследствие частичного разложения масла в области образования дуги.

Если величина тока не зависит от конструкции масляного выключателя, то напряжение на дуге и время ее разрыва зависит не только от параметров электрической цепи, но и от конструкции выключателя.

Таким образом, гашение электрической дуги в масляных выключателях основано на быстром расхождении контактов и интенсивном охлаждении электрической дуги.

Кроме того, в некоторых конструкциях выключателей применяют расщепление электрической дуги на ряд параллельных дуг меньшего сечения и разделение электрической дуги на ряд коротких дуг.

Быстрое расхождение контактов масляного выключателя достигается путем применения специальных пружин.

Усиленное охлаждение электрической дуги достигается за счет высокой теплопроводности газов, образующихся при разложении масла, а также газового дутья, направленного вдоль или поперек дуги в зависимости от типа и конструкции масляного выключателя.

Высоковольтные выключатели подразделяют на масляные и воздушные. Масляные выключатели бывают баковые с большим объемом масла и горшковые с малым объемом масла. В баковых выключателях контакты всех трех фаз погружены в один закрытый бак, заполненный минеральным маслом.

В горшковых выключателях на каждой фазе имеется отдельный стальной цилиндр, заполненный маслом, в котором происходит разрыв контактов и гашение электрической дуги.

На рисунке ниже показано устройство многообъемного масляного выключателя типа ВМБ-10 на 10 кВ и 600 А, состоящего из следующий деталей:

Круглый бак со сферическим днищем 1. Бак внутри изолируется электрокартоном. Перегородки между фазами также выполняются из картона. Неподвижные медные контакты 2 выполнены в виде массивных колодок, к которым присоединены концы токоведущих стержней проходных изоляторов 3. Сферические подвижные контакты 4 привернуты к медной шине, прикрепленной к стальной траверсе 5. Надежный контакт при включении создается при помощи стальных пружин 6. Бак заполняется трансформаторным маслом.

Довольно распространенным в сетях 6 – 10 кВ малообъемным масляным выключателем горшкового типа является ВМГ-133, показанного на рисунке ниже:

Этот выключатель выполняется на номинальный ток до 1000 А и характерен, как и все другие малообъемные выключатели, весьма незначительным объемом масла (примерно 10 кг против 180 кг, заполняющих, например, бак масляного выключателя ВМ-22, который снят с производства, но кое-где его все же можно встретить). Это делает их непожаро- и невзрывоопасными и позволяет их устанавливать в открытых камерах распределительных устройств высокого напряжения.

Масляный выключатель ВМГ-133 имеет следующее устройство: на сварной раме 1 укреплено шесть опорных изоляторов 2 (по два изолятора на фазу). На изоляторах подвешены три стальных бачка 3, в которых размещается контактная система.

Контактная система состоит из розеточного неподвижного контакта, находящегося на дне цилиндра, токоведущего подвижного контакта стержня, контактной колодки в месте выхода токоведущего стержня и гибкой токоведущей связи для соединения с выводами. Розеточный контакт состоит из шести сегментов, сжимаемых к центру пружинами, что обеспечивает надежный контакт с токоведущими стержнями.

На двух чугунных подшипниках в верхней части расположен вал 4 с приваренными к нему рычагами 5 для привода. При включении выключателя вал поворачивается на угол 54 0 . К коротким плечам крайних рычагов вала прикреплены отключающие пружины 6, работающие на сжатие при отключении. С механизмом выключателя привод соединен валом 7.

Внутри стальных цилиндров выключателя помещаются бакелитовые изоляционные цилиндры. Дуга гасится в выключателе ВМГ-133 в специальной дугогасительной камере, находящейся в цилиндре в месте разрыва контактов. Камера изготавливается из гетинакса или фибры.

Дугогасительные камеры набираются из изоляционных перегородок, образующих три поперечные дутьевых щели, соединенные отдельными выходами с верхней частью цилиндра. При отключении под нагрузкой, под действием электрической дуги часть масла испаряется, при этом давление в нижней части цилиндра быстро растет, пары масла устремляются в дутьевые щели и создает поперечное дутье, способствующее быстрой деионизации и гашению дуги.

В рассматриваемом выключателе масло уже не служит для изоляции токоведущих частей между фазами и от земли, а предназначено лишь для гашения электрической дуги и изоляции промежутка между разомкнутыми контактами данной фазы.

К той же группе, что и описанный ВМГ-133, относится и выключатель ВМП-10 (рисунок ниже), имеющий меньшие габариты и вес:

Небольшой обзор устройства и принципа действия ВМПП-10:

Вес масла в нем составляет 4,5 кг. Выключатели ВМП-10 устанавливаются в комплектных ячейках типа КСО, а ВМП-10К – в малогабаритных комплексных распределительных устройствах с выкатными тележками типа КРУ.

Выключатель ВМП-10К имеет меньшую ширину, чем ВМП-10, что достигается сближением полюсов и установкой между ними изоляционных перегородок.

При использовании малообъемных выключателей значительно снижается стоимость распределительного устройства, повышается возможность индустриализации монтажа за счет применения комплектных ячеек с установленными в них горшковыми выключателями и прочим высоковольтным оборудованием.

Основные технические данные некоторых выключателей приведены в таблице ниже:

Маломасляные выключатели

Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распространение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами. Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструкций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке), отсюда сохранилось название выключателей «горшковые». Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. Самое широкое применение имеют выключатели 6—10 кВ подвесного типа (рис. 4.35,а,б). В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрен один разрыв контактов и дугогасительная камера.

По типу, показанному на рис. 4.35, а, б, изготовляют выключатели ВМГ-10 (выключатель масляный горшковый), ВГТМ-10 (подвесной масляный).

По конструктивной схеме, приведенной на рис. 4.35, в, изготовляются выключатели серии ВМП (выключатель маломасляный подвесной). При больших номинальных токах обойтись одной парой контактов (которые выполняют роль рабочих и дугогасительньгх) трудно, поэтому предусматривают рабочие контакты снаружи выключателя, а дугогасительные — внутри металлического бачка. При больших отключаемых токах на каждый полюс имеются два дугогасительных разрыва (рис. 4.35,г). По такой схеме выполняются выключатели серий МГГ и МГ на напряжение до 20 кВ включительно. Массивные внешние рабочие контакты 4 позволяют рассчитать выключатель на большие номинальные токи (до 12000 А).

Рис. 4.35. Конструктивные схемы маломасляных выключателей (а — ё):

I — дугогасительные контакты; 2 — дугогасительная камера; 3 — неподвижные контакты; 4 — рабочие контакты

Специально для КРУ выдвижного исполнения разработаны и изготовляются колонковые маломасляные выключатели серии ВК по схеме рис. 4.35, д.

Для установок 35 кВ и выше корпус колонковых выключателей фарфоровый, заполненный маслом (рис. 4.35, г). В выключателях 35,

110 кВ предусмотрен один разрыв на фазу, при больших напряжениях — два и более разрывов.

Выключатели серии ВМП широко применяются в закрытых и комплектных распределительных устройствах 6—10 кВ. Выключатели для КРУ имеют встроенный пружинный или электромагнитный привод (типы ВМПП и ВМПЭ). Выключатели этих серий рассчитаны на номинальные токи 630—3150 А и токи отключения 20 и 31,5 кА.

Эти выключатели имеют два параллельных токовых контура (см. рис. 4.35, в). Рабочие контакты 4 расположены снаружи, дугогасительные 1 — внутри корпуса. Внутреннее устройство полюса для выключателей всей серии одинаково. Количество масла в выключателях на токи 630—1600 А составляет 5,5 кг, в выключателях на 3150 А — 8 кг.

Выключатели серий МГГ, МГ и ВГМизготовляются на большие номинальные токи по конструктивной схеме, показанной на рис. 4.35,г. Выключатели этих серий имеют два стальных бачка на полюс и по две пары рабочих и дугогасительных контактов. Мощные рабочие контакты позволяют увеличить номинальный ток этих выключателей, а двукратный разрыв тока и специальные камеры гашения приводят к увеличению отключающей способности.

На рис. 4.36 показан выключатель ВГМ-20. Шесть бачков этого выключателя крепятся на изоляторах к металлическому основанию 1, внутри которого расположены рычажный приводной механизм, отключающие пружины, масляный и пружинный буфера. В каждом бачке имеются дугогасительные контакты и камера встречно-поперечного дутья. Газы и пары масла, образовавшиеся при гашении .дуги, поступают в маслоотделитель 4, заполненный фарфоровыми шариками. Масло конденсируется и попадает обратно в бачок, а газы через выхлопной конец газоотвода 12 выбрасываются наружу. Ошиновка распределительного устройства через гибкие компенсаторы присоединяется к выводам коробчатого профиля 7. На крайних фазах установлены магнитопроводы 5 из электротехнической стали, которые обеспечивают равномерное токораспределение по контактным системам. Главные контакты (ножи) расположены снаружи на траверсе 6 и связаны изоляционной штангой 9 с приводным механизмом.

В выключателях этой серии два контура тока — главный и дугогасительный. Когда выключатель включен, большая часть тока проходит по главному контуру вследствие меньшего сопротивления цепи.

При отключении выключателя сначала размыкаются рабочие контакты, но дуга между ними не образуется, так как ток продолжает проходить в дугогасительном контуре. Ори включении первыми замыкаются дугогасительные контакты, а затем рабочие.

Для управления выключателями этой серии применяются электромагнитные приводы ПС-31или ПЭ-2, ПЭ-21.

Рис. 4.36. Выключатель ВГМ-20/11200УЗ:

1 — основание; 2 — междуполюсная перегородка; 3 — бак; 4 — маслоотделитель; 5 — магнитопровод; 6 — траверса; 7 — вывод коробчатого профиля; 8 — ножи главных контактов; 9 — штанга; 10 — тяга к приводу; 11 — привод; 12 — выхлопной конец газоотвода

По той же конструктивной схеме (см. рис. 4.35,г) изготовляются выключатели МГУ, рассчитанные на большие номинальные токи 6300, 11200 А, отключающую способность 90 кА, электродинамическую стойкость 300, 320 кА, термическую стойкость 90. 105 кА [1.3].

Маломасляные выключатели колонкового типа В К-10 с пружинным приводом и ВКЭ-10 с электромагнитным приводом предназначены для применения в КРУ внутренней и наружной установки.

Выключатели масляные колонковые серии ВМК, ВМУЭ применяются в установках 35 кВ.

В установках 110 и 220 кВ находят применение выключатели серии ВМТ (рис. 4.37,а). Три полюса выключателя ВМТ-110 установлены на общем сварном основании 4 и управляются пружинным приводом 1. Полюс выключателя представляет собой маслонаполненную колонну, состоящую из опорного изолятора 2, дугогасительного устройства 3, механизма управления 5 и электроподогревательных устройств.

Рис. 4.37. Выключатель маломасляный ВМТ-110:

а — общий вид: 1 — пружинный привод; 2 — опорный изолятор; 3 — дутогаси-тельное устройство; 4 — основание выключателя; 5 — механизм управления; б — дугогасительный модуль: 1 — токоотвод; 2 — подвижной контакт; 3 — дугогаси-тельная камера; 4 — полый фарфоровый изолятор; 5 — неподвижный контакт; 6 — колпак; 7 — буферный объем; 8 — указатель уровня масла

Дугогасительное устройство (модуль) состоит из токоотвода 1 (рис. 4.37, б), связанного через токосъемные устройства с подвижным контактом 2, дугогасительной камеры 3 встречно-поперечного дутья, неподвижного контакта 5. Все эти элементы расположены в полом фарфоровом изоляторе 4, заполненном трансформаторным маслом и закрытом сверху колпаком 6. Колпак снабжен манометром для контроля избыточного давления в дугогаси-тельном устройстве, устройством для заполнения сжатым газом, выпускным автоматическим клапаном, указателем уровня масла 8. В процессе гашения дуги уровень масла поднимается, занимая частично буферный объем 7.

Внутри опорного изолятора 2 (см. рис. 4.37, а) размещены изоляционные тяги, связывающие подвижный контакт с механизмом управления.

Маслонаполненные колонны герметизированы и находятся под избыточным давлением газа (азота или воздуха). Избыточное давление поддерживает высокую электрическую прочность межконтактного промежутка, повышает износостойкость контактов, обеспечивает надежное отключение как токов КЗ, так и емкостных токов ненагруженных линий электропередачи. Избыточное давление создается сжатым газом, который подается от баллонов или компрессора, перед вводом выключателя в эксплуатацию и сохраняется без пополнения до очередной ревизии.

Конструкция маломасляных выключателей 35 кВ и выше продолжает совершенствоваться с целью увеличения номинальных токов и отключающей способности. В мировой практике маломасляные выключатели изготовляются на напряжения до 420 кВ.

Достоинства маломасляных выключателей: небольшое количество масла; относительно малая масса; более удобный, чем у баковых выключателей, доступ к дутогасительным контактам; возможность создания серии выключателей на разные напряжения с применением унифицированных узлов.

Недостатки маломасляных выключателей: взрыво- и пожароопасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей; невозможность осуществления быстродействующего АПВ; необходимость периодического контроля, доливки, относительно частой замены масла в дугогасительных бачках; трудность установки встроенных трансформаторов тока; относительно малая отключающая способность.

Область применения маломасляных выключателей — закрытые распределительные устройства электростанций и подстанций 6, 10, 20, 35 и 110 кВ, комплектные распределительные устройства 6, 10 и 35 кВ и открытые распределительные устройства 35, 130, 220 кВ.

Масляный выключатель ВМГ-10

Масляный выключатель типа ВМГ-10 относится к малообъемным (горшковым) масляным выключателям и является коммутационным аппаратом, способным отключать любые токи нагрузки и короткого замыкания вплоть до предельного тока отключения, равного 20 кА. Выключатель ВМГ-10 широко применяют в РУ-6 -10 кВ трансформаторных подстанций 110-35 кВ.

Принцип работы выключателя ВМГ-10 основан па гашении электрической дуги, возникающей при размыкании контактов, потоком газомасляной смеси, которая образуется в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры горения дуги. Этот поток получает определенное направление в специальной дугогасительной камере, размещенной в зоне горения дуги.

Масляные выключатели типа ВМГ-10 могут управляться электромагнитным приводом постоянного тока ПЭ-11 или пружинным приводом ПП-67.

Устройство масляного выключателя ВМГ-10

Три полюса выключателя смонтированы па общей сварной раме (рис. 1). На лицевой стороне рамы установлено шесть фарфоровых опорных изоляторов 10 с внутренним эластичным механическим креплением. На каждой паре изоляторов подвешен полюс выключателя 1.

Приводной механизм выключателя состоит из вала 3 с приваренными к нему двумя рычагами 4, 13 и тремя парами рычагов 2. К малым плечам рычагов 2, расположенных у боковых полюсов, прикреплены отключающие пружины. К малым плечам этих рычагов, расположенных у среднего полюса, прикреплена буферная пружина. Большие плечи рычагов 2, выполненные из изоляционного материала, соединены с токоведущими контактными стержнями 5 при помощи серег 11. Они служат для передачи движения от вала выключателя к контактному стержню.

Двухплечий рычаг 12 (с роликами на концах), приваренный к валу выключателя между боковыми и средним полюсами, ограничивает включенное и отключенное положение выключи геля. При включении один из роликов подходит к болт-упору 6, при отключении другой ролик перемещает шток масляного буфера 7. Для присоединения выключателя к приводу па вал установлен специальный рычаг 4 или 13. В зависимости от этого возможно боковое или среднее присоединение привода, определяемое кинематикой ячейки.

Рис. 1. Устройство масляного выключателя ВМГ-10 (1 – полюс выключателя, 2 – изоляционный рычаг, 3 – вал, 4, 13 – рычаги, 5 – контактный стержень, 6 -болт-упор, 7 – масляный буфер, 8 – болт заземления, 9 – рама, 10- изолятор, 11 – серьга, 12 – рычаг с роликами, 14 – изоляционная перегородка.)

Основной частью полюса выключателя ВМГ-10 является цилиндр 1 (рис. 2). Для выключателей на номинальный ток 1000 А цилиндры выполнены из латуни, на номинальный ток 630 А – из стали с продольным немагнитным швом. К каждому цилиндру приварены по две скобы 7 для крепления его к изолятору и кожух 2 с маслоналивной пробкой 5 и маслоуказателем 3. Кожух служит дополнительным расширительным объемом, внутри которого расположен маслоотделитель 13 центробежного типа. Газы, образующиеся при отключении токов, выходят из полюса выключателя через специальные жалюзи 4, расположенные на кожухе.

Рис. 2. Полюс масляного выключателя ВМГ-10 (1 – сварной цилиндр, 2 – кожух, 3 – маслоуказатель, 4 – жалюзи, 5 – маслоналивная пробка, 6 – изолятор, 7 – скоба, 8, 11 – изоляционные цилиндры, 9 – дугогасительная камера, 10 – розеточный контакт, 12 – уплотнение, 13 – маслоотделитель)

Внутри основного цилиндра помещены изоляционные цилиндры 8 и 11, между которыми установлена дугогасительная камера 9. Изоляция между цилиндрами выключателя при необходимости может быть усилена специальными перегородками 14 (рис. 1).

Подвижный контактный стержень изолирован от цилиндра, который электрически связан с неподвижным розеточным контактом 10 (рис. 2) проходным фарфоровым изолятором 6, укрепленным в верхней части цилиндра. В верхней части изолятора помещено уплотнение контактного стержня, предотвращающее выброс газов и масла из цилиндра при отключении. На колпачке изолятора крепится токоведущая скоба, которая служит верхним выводом выключи геля.

Дугогасительная камера поперечного масляного дутья состоит из пакета изоляционных пластин, скрепленных гремя изоляционными шпильками. В нижней части камеры расположены один над другим поперечные дутьевые каналы, а в верхней – масляные «карманы». В поперечных дутьевых каналах сделаны выводы, направленные кверху. Большие и средние токи гасятся дутьем в поперечных каналах, а малые токи, если они не будут погашены в каналах, гасятся при помощи дутья в масляных «карманах».

Расстояние между нижней поверхностью дугогасительной камеры и розеточным контактом (3 – 5мм) имеет большое значение для нормальной газогенерации и гашения дуги. В процессе отключения с момента возникновения дуги до момента открытия контактным стержнем нижнего капала поперечного дутья вследствие разложения масла, находящегося под дугогасительной камерой, происходит увеличение давления в нижней части цилиндра (до 10 МПа). Если зазор между неподвижным контактом и камерой увеличен, то цилиндр может разорваться, а если уменьшен, то происходит недостаточное газообразование, что приводит к затягиванию гашения дуги.

В нижней части цилиндр закрыт съемной крышкой, на которой расположен неподвижный розеточный контакт 10. Между крышкой и цилиндром установлено резиновое управление 12. В верхней части подвижного контактного стержня укреплена контактная колодка, к торцу которой крепятся гибкие токопроводы. Для уменьшения подгорания подвижного контакта при гашении дуги к нижней части стержня прикреплен металлокерамический наконечник.

Полный ход контактного стержня должен быть равен 210 ±5 мм, ход в контактах – 45 ±5 мм, а разновременность касания контактов по ходу не более 5 мм.

При включенном выключателе расстояние между нижней плоскостью колонки контактного стержня и головкой болта па иерчпем колпачке проходного изолятора должно быть рапным 25 – 30 мм, а зазор между роликом и упорным болтом в – 0,5 – 1,5 мм.

Рис. 3. Общий вид масляного выключателя ВМГ-10

Помещение, предназначенное для установки масляного выключателя ВМГ-10, должно быть закрытым, взрыво- и пожаробезопасным, не содержать пыли и химически активной среды и быть защищенным от непосредственного проникновения атмосферных осадков.

Структура обозначения масляного выключателя ВМГ-10:

Пример: выключатель ВМГ-10-20/630, ВМГ-10/20-1000 – В – выключатель, М – масляный, Г – горшковый, 10 – номинальное напряжение, кВ, 20 – номинальный ток отключения, кА, 630; 1000 – номинальный ток, А.

Знакомство с масляным выключателем

Масляный выключатель — это коммутационное устройство, предназначенное для включения и отключения силовых высоковольтных цепей и электрооборудования как под нагрузкой, так и без неё. Этот процесс разрыва электрической цепи выполняется выключателем за счет размыкания силовых контактов, погружённых в трансформаторное масло, и за счёт этого происходит гашение электрической дуги между ними. То есть масло служит дугогасительной средой и справляется со своей задачей весьма эффективно. Устанавливаются они почти всегда в ячейках КРУ (комплектное распределительное устройство) или КСО (камера сборная односторонняя), а также в ОРУ (открытых распределительных устройствах). После размыкания контактов выключателя масло служит для гашения дуги и как изолирующий материал между высоковольтными контактами. Только выключатели маломасляные устроены таким образом, что масло в них служит исключительно для дугогашения, и лишь частично для изоляции.

Во время процесса отключения в масле, при возникновении дуги в области контакта достигается очень высокая температура, порядка 6 тыс. градусов. Однако, за счёт свойств масла и химической реакции с парами, возникающими во время этого процесса, выделение теплоты при горении дуги не наносит вреда этому электрическому коммутационному устройству.

Устройство и принцип действия масляных выключателей

Все масляные выключатели конструктивно состоят из:

Силовой контактной группы. В неё входит подвижный (свеча) и неподвижный контакт (розетка), между которым и возникает дуга, гасящаяся в масле;
Изоляторы, которые обеспечивают надёжную изоляцию токопроводящих частей от корпуса, и друг от друга;
Одного или трёх баков с трансформаторным маслом;
Группы блок-контактов, выполняющих контролирующую и управляющую роль;
Приводы к масляным выключателям, собраны на довольно мощной включающей катушке, называющейся соленоидом или катушкой соленоида. Отключающая катушка выполняет роль ударного механизма, сбивающего с защёлки включенное устройство выключателя. Также привод может быть ручной;
Специальные отключающие пружины, которые размыкают силовую часть при отключении. За счёт них зависит скорость расхождения контактов.

Основные типы масляных выключателей

Конструкция масляных выключателей выполняется двух основных типов:

Баковые. Обладают большим объёмом масла. Оснащены одним большим баком сразу для трёх контактов трёхфазного напряжения;
Горшковые (маломасляные). С меньшим объёмом масла, но и с дополнительной системой дугогашения, и тремя раздельными баками. В них на каждой фазе присутствует отдельный металлический цилиндр, заполненный маслом, в каком и происходит разрыв контактов и подавление электрической дуги.

Выключатели масляные баковые

Маломасляные выключатели

дугогасительные камеры снизу (движение подвижного контакта выполняется сверху вниз);
дугогасительные камеры сверху (перемещение подвижного контакта происходит наоборот снизу вверх). Этот вид более перспективен в отношении улучшения отключающей возможности.

выключатель может быть оборудован встроенным внутрь механизмом защиты и управления. Это такие реле, как:

максимального тока моментального действия
выдержки времени
реле минимального напряжения (для защиты электрооборудования от работы на не номинальном напряжении)
электромагниты отключения,
вспомогательные блок-контакты.

Выключатель маломасляный для наружной установки состоит из трех основных ключевых частей:

дугогасительное устройство, которое помещено в фарфоровую оболочку;
фарфоровые опорные колонки;
основания, то есть рамы.

Эксплуатация масляных выключателей

В наличии и качестве трансформаторного масла. Также масло должно быть в соответствующих пределах, которые видно по специальному стеклянному стержню с метками;
Контролировать крепление всех элементов привода, его шплинтов и механизмов болтового соединения;
Следить за тем, чтобы не разрушались проходные и опорные изоляторы;
Производить чистку блок контактов, если есть такая необходимость

Видео разбор масляного выключателя ВМП-10

Оценка статьи:

(пока оценок нет)

Загрузка...