Многообъемные и малообъемные масляные выключатели

Многообъемные и малообъемные масляные выключатели

Масляные выключатели в зависимости от конструктивных особенностей подразделяются на выключатели с большим объемом масла (баковые или многообъемные) и выключатели с малым объемом масла (малообъемные или маломасляные).

Выключатели с большим объемом масла в основном применяются в открытых распределительных устройствах напряжением 35-220 кВ. В многообъемных масляных выключателях масло может являться либо только дугогасящей средой, либо одновременно дугогасящей средой и изоляцией между разомкнутыми контактами одного полюса (и контактами соседних полюсов, если все полюсы находятся в одном баке).

В малообъемных масляных выключателях масло используется только для гашения дуги, поэтому объем масла в них относительно невелик, а изоляция токоведущих частей осуществля­ется при помощи воздуха, фарфора, синтетических смол и других твердых диэлектриков.

Благодаря малому объему масла и прочной конструкции бач­ков, маломасляные выключатели считают взрыво- и пожаробезопасными, что увеличивает безопасность обслуживания выключателей и упро­щает установку их в закрытых распределительных устройствах и КРУ.

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. 2.1, а, б). В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрены один разрыв контактов и дугогасительная камера.

Рис. 2.1. Конструктивные схемы маломасляных выключателей:

1 – подвижный контакт; 2 – дугогасительная камера; 3 – неподвижный контакт;

4 – рабочие контакты

По конструктивной схеме, показанной на рис. 2.1, а,изготовляются выключатели ВМГ-10 (выключатель масляный горшковый) и ВПМ-10, а ранее изготов­лялись выключатели ВМГ-133. По конструктивной схеме, приведенной на рис. 2.1, б, изготовляются выключатели серии ВМП (выключатель маломасляный подвесной). При больших номинальных токах ограничиваться одной парой контактов (которые выполняют роль рабочих и дугогасительных) трудно, поэтому предусмат­ривают рабочие контакты снаружи выключателя, а дугогасительные – внутри металлического бачка (рис. 2.1, в). При больших отключаемых токах на каждый полюс имеются два дугогасительных разрыва (рис. 2.1, г). По такой конструктивной 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).

Специально для КРУ выдвижного исполнения разработаны и изго­товляются колонковые маломасляные выключатели серии ВК по конструктивной схеме, приведенной на рис. 2.1, д. Для установок 35 кВ и выше корпус колонковых выключателей фарфо­ровый, заполненный маслом (рис. 2.1, е).В выключателях 35, 110 кВ предусмотрен один разрыв на фазу, при больших напряжениях − два и более разрывов.

Достоинствами маломасляных выключателейявляются небольшое коли­чество масла, относительно малая масса, более удобный, чем у баковых выключателей, доступ к дугогасительным контактам, возможность созда­ния серии выключателей на разное напряжение 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, 110 и 220 кВ.

Многообъемные масляные выключатели подразделяют на выключатели без специальных дугогасящих устройств ( со свободным разрывом дуги в масле) и на выключатели с организованным гашением дуги при помощи различных дугогасительных камер, ускоряющих гашение дуги и увеличивающих отключающую способность выключателя.

Многообъемные масляные выключатели со специальными устройствами для гашения дуги применяются для ускорения процесса гашения дуги, повышения величины предельно отключаемой мощности.

Многообъемные масляные выключатели подразделяют на выключатели с простым ( свободным) разрывом дуги в масле ( без дугогасительных камер) и на выключатели с дуго-гасительными камерами, ускоряющими гашение дуги и увеличивающими отключающую способность выключателя

Вмногообъемных масляных выключателях чаще продольного применяют поперечное дутье. При движении подвижного контакта / вниз между ним и неподвижным контактом 2 возникает дуга 3 и образуется газовый пузырь. В верхней части камеры повышается давление, которое гонит масло через отверстие в перегородке в нижнюю часть камеры, как показано стрелкой. Здесь движение масла через выхлопные каналы 4 заставляет дугу изгибаться и принимать зигзагообразую форму. Кроме того, дуга прижимается к перегородкам, что усиливает ее охлаждение и деионизацию.

Вмногообъемных масляных выключателях масло используется для гашения электрической дуги, охлаждения, изоляции токоведу-щих частей друг от друга и от корпуса бака. В малообъемных масляных выключателях масло используется только для гашения дуги. Изоляция токоведущих частей их осуществляется с помощью воздуха и изоляционных материалов

Баковые масляные выключатели. Особенности, область применения. Масляные выключатели. Воздушные выключатели. Выключатели вакуумные. Выключатели элегазовые

Баковые многообъемные (общий вес масла до 50 т). Масло используется как изолирующий материал и как дугогасящая среда. Оборудованы встроенными ТТ.

Такие выключатели являются наиболее распространенными, но в мировом производстве сняты с производства 50 лет назад, в России только с 2003 г.

1. Большой объем масла 2. Пожаро- и взрывоопасность 3. Мощный тяжелый электромагнитный привод, требующий мощного источника постоянного тока (АК). 4. Требует тяжелое бетонное основание. 5. После нескольких отключений (особенно токов КЗ) масло загрязняется продуктами разложения, поэтому требуется контроль за состоянием масла и периодическая его замена. После 3-4 отключений токов КЗ такой выключатель нужно выводить в ремонт.

1. Предельная простота конструкции и надежность работы при t до = – 60.

2. Удобство эксплуатации.

37. Масляные выключатели ВМП, ВК, МГГ, МГ, ВМТ

1. ВМП-10-20…31,5/630…3150; ВК-10-20…31,5/630…3150 – для ячеек КР и КСО

2. МГГ-10-45…63/3000…5000 (для генераторов мощностью менее 63 МВА

ГГ- горшковые генераторные

МГУ – 20-90/6300; ВГМ-20-90-11200 – для генераторов мощностью от 110 до 220 -320 МВт

3. ВМТ-110-40/2000; ВМТ-220-40/2000 – колонкового типа. ВМТ-220 имеет ток откл. до 40кА, ВМТ -220 имеет встроенный автономный мощный привод. Имеет три полюса – возможность пофазного отключения для ОАПВ.

1.Ничтожно малая возможность пожара.

2. Относительно простая конструкция и надежность в эксплуатации.

38. Воздушные выключатели ВВГ, ВК, МГГ и МГ, ВМТ.

Для гашения дуги исп. сжатый воздух 20-40 атм.

2.1. ВВГ-20-116/18000; КАГ-30/30000 (комплекс аппаратный генератор) КАГ включает ВНг(Qнагр)+Р(разъед.)+2*З(заземл.)+5ТН(тр-ор напр-ия)

УКВ-24-1600/24000 – для блоков 800МВт (ВВ+Р+2Заземл)

2.2. 1. ВВ (300-500кВ) 2. ВВБ (110-750 кВ) 3. ВВБК (110-750 кВ) 4. ВНВ (220-1150кВ, Iоткл до 63 кА)

Большое число разрывов на фазу – для выкл. 1 поколения (выкл-ли ВВ500 подстанции «Заря» имеют 10 последовательных разрывов на полюс). ВВБ – дугогасящие контакты в баке заполненном воздухом под давлением в 20 атм. ВВБК имеет меньше разрывов на полюс на напряжение 220 кВ – 2 разрыва; ВВБ 500 имеет 2 модуля, включенных последовательно. Модуль выключателя ВВБ-220 рассчитан. на 250 кВ U=750 кВ è 3 модуля.

ВНВ 220 – 1 модуль (2 разрыва); 500 кВ – 2 модуля (4 разрыва); 750 кВ – 3 модуля (6 разрывов); 1150 кВ – 5 модулей (10 разрывов).

1. Высокое быстродействие t_со=0,02с(500-700кВ) 2. Пожаробезопасность 3. Дугогасящая среда совместима с энергией привода.

1. Шумная работа 2. Многочисленные резино-уплотнения, обеспечивающие герметичность.

3. Необходимость компрессоров 4. Громоздкая и сложная конструкция 5. Необходимость шунтирующих реакторов, обеспечивающих равное распределение напр-ия м/у многочисленными разрывами. 6. Большое число разрывов на полюс.

Замена воздушных на элегазовые: в 2 раза меньше разрывов на полюс.

39. Выключатели вакуумные. Особенности. Основные элементы конструкции, область применения.

Особенности: 1. высокая эл. прочность вакуума. 2. высокое быстродействие из-за малого хода контактов. tсо=0,02-0,04 с tов=0,04-0,05с. 3. легкий электромагнитный пружинный привод у вакуума 10 мм, а у маломасляных 35 см ход контактов. 4. отсутствие выхлопа в атмосферу 5. пожаро- и взрывобезопасность 6. малые габаритные массы 7. произвольное расположение дугогасящей камеры.

Недостатки: 1. высокая стоимость 2. при отключении малых индуктивных токов ненагруженных ЭД 6-10 кВ и Т, имеющих сухую изоляцию, возникают перенапряжения. Происходит срез тока. Любой вакуумный выключатель сопровождается каким-либо устройством ограничения напря-ия: 1. ОПН 6(10) 2. R-C цепочки 3. Упреждающее отключение одного из полюсов. 4. применимы на относительно невысокие напря-ия (кроме ББК-110-25/2000).

Вакуумный выкл. выпускается с 1998 г., жо этого не применялись (очень редко).

Область применения: 1. Ру 6-35 кВ типа КРУ КСО эл станций и подстанций.

Применительно к эл. станциям 2. в системе СН.

40. Выключатели элегазовые. (ЭГВ) Свойства элегаза. Достоинства ЭГВ. Область применения.

SH6 – элегаз – тяжелый (в 5 чем воздух) В чистом виде элегаз безопасен. 1. Высокая эл. прочность è широко применяется для ЭКРУ 2. высокая дугогосящая способность благодаря св-ву молекулы элегаза улавливать свободные электрны.

Элегазовые практически вытеснили остальные выкл-ли. (за искл. вакуумных на низкое U).

Эл. прочность промежутка начинает восстанавливаться после некоторого времени (порядка 100 мкс).

Особенности элегазовых выключателей: 1. элегаз обладает высокими дугогасящими свойствами. элегаз – электроотрицательный газ. 2. давление элегаза в камерах на порядок ниже, чем давление ВВ (ВВ – 2-4 МПА, ЭГУ 0,5 МПА) 3. Элегаз обладает значительной плотностью.

4. Отключение выключателя происходит без выхлопа в атмосферу. 5. Имеют в 2 раза ниже разрывов на фазу, чем у ВВ. 6. Элегазовые (как и ВВ) строятся по модульному примеру, т.е. Q на любое высокое U набирается из стандартных модулей 250 кВ – 1 модуль, 500 кВ – 2 модуля. 7. Высокая отключающая способность 63-80 кА. 8. Неограниченная область применения до 700 кВ. 9. Отключение дуги не сопровождается перенапряжениями (мягкое гашение дуги) – точно при переходе ч/з 0. 10. не может работать при t=-25 Р=5 ат (элегаз переходит в жидкость).

Многообъемные масляные выключатели

Многообъемные (баковые) масляные выключатели первоначально до середины 30-х годов были единственным видом отключающих аппаратов в сетях высокого напряжения.
В выключателях этого вида на каждую фазу предусмотрен отдельный стальной заземленный бак, заполненный трансформаторным маслом, которое используется в качестве газогенерирующего вещества при гашении электрической дуги в процессе отключения, а также для изоляции контактной системы от заземленного бака. Выключатели используются в электроустановках напряжением 35, 110 и 220 кВ.
Выключатель МКП-35 (масляный, камерный, подстанционный, на напряжение 35 кВ показан на рис. 1. Он состоит из трех баков 1 овальной формы (рис. 1, а), закрепленных на сварной раме 2. Управление выключателем осуществляется с помощью привода в шкафу 3. Для опускания и подъема баков используется лебедка 4.

Рис. 1:
а — выключатель типа МКП-35; б — разрез полюса выключателя На рис. 1, б приведен разрез одного полюса выключателя, на котором показаны: бак 3 и дугогасительная камера 1, имеющие изолирующие экраны 2. На крышке бака расположены высоковольтные вводы 5. Подвижные контакты 7 закреплены на траверсе которая штангой б связана с приводным механизмом в верхней части бака.

На токоведущем стержне каждого ввода крепится дугогасительная камера (рис. 2) с помощью двух болтов держателя 4. Камера закрыта изоляционным экраном 1. Верхняя часть камеры — металлическая (сталь, латунь), нижняя — собирается из изолирующих пластин 9, имеющих специальные профильные вырезы. В собранном виде пластины стягиваются текстолитовыми шпильками и образуют Камеру, имеющую центральный вертикальный канал с горловиной 8. для прохода подвижного контакта и два горизонтальных канала поперечного дуться с выходом в масляный бак.

а — дугогасительная камера выключателя MKП-35; б — процесс гашения дуги в камере
Контакты выключателя торцевого типа. Их замыкание происходит в верхней части камер, имеющей металлический корпус 6, в котором находится неподвижный контакт 7. Пружина 3 служит для смягчения ударов, предупреждения вибраций при включении и создания контактного нажатия во включенном положении. Гибкая связь 2 обеспечивает хороший контакт между подвижной и неподвижной частью верхней контактной системы (неподвижного контакта). В правой верхней части камеры имеется отсек 5, в котором при заполнении бака маслом остается воздух, образующий буферную газовую подушку. ,
При размыкании контактов 3 и 4 (рис. 2, б) в верхней части камеры возникает дуга, которая растягивается вслед за подвижным контактом 4, разлагает и испаряет масло. Давление в основной камере резко повышается, так как выход из камеры перекрыт стержнем подвижного контакта. Давление передается в отсек 2, где происходит сжатие воздуха газовой подушки.
Подвижный контакт по мере движения вниз поочередно открывает горизонтальные каналы 6 поперечного дутья, в которые под большим давлением устремляются масло и газы их верхней части камеры. При этом дуга зигзагообразно растягивается в каналах, интенсивно деионизируется и гаснет.
Гашение происходит в двух дугогасительных камерах одновременно (рис. 1, б), то есть на каждую фазу создается два разрыва электрической дуги, благодаря чему процесс отключения значительно ускоряется (tотклв = 0,08 с). Выключатель МКП-35 относится к числу быстродействующих. Интенсивная деионизация дуги и ее быстрое гашение происходят благодаря следующим факторам:
наличие водорода в газовом пузыре, возникающем при разложении масла;
высокое давление в газовом пузыре;
растяжение дуги в продольном и поперечном направлениях;
два разрыва токовой цепи на одну фазу;
прохождение переменного тока через нуль.

Рис. 3:
а — разрез полюса выключателя типа С-35; б — разрез его дугогасительной камеры
Важнейшую роль в работе выключателя играет буферное пространство, расположенное в верхней части бака над маслом и заполненное воздухом. Оно позволяет маслу расширяться вверх, из-за чего уменьшается давление на стенки и дно бака. Если это пространство недостаточно (высокий уровень масла), то возможен взрыв бака.
При низком уровне масла в баке водород, входящий в состав выделяющихся газов и имеющий высокую температуру, поднимаясь вверх, не успевает охладиться, и соединяясь с кислородом воздуха в буферном пространстве, может вызвать взрыв. Следовательно, взрыв выключателя может произойти как при повышении, так и при понижении уровня масла. В процессе эксплуатации ведется контроль за уровнем масла, для этой цели баки имеют маслоуказатели.
Выключатель С-35 на 35 кВ был разработан в городе Свердловске (Екатеринбурге). Он выпускается на номинальный ток 630 А и используется в сетях, где не требуется мощный выключатель МКП-35. Их основной отличительной особенностью являются дугогасительные камеры и процессы гашения дуги в них.
Выключатель состоит из трех баков, разрез одного из них представлен на рис. 3, а. Бак 14 имеет форму эллиптического конуса выполнен из листовой стали, внутри обшит изоляцией 11 из электрокартона и снабжен маслоспускным краном 13. Бак крепится с помощью четырех стяжных шпилек 17 к стальной крышке 1, на которой расположены два ввода. Основной частью ввода является токоведущий стержень 15, пропущенный через бакелитовую втулку 5. Наконечник 2 с резьбой служит для присоединения внешних токоведущих частей. Для повышения влагостойкости пространство между бакелитовой втулкой 5 и фарфоровой покрышкой б заполняется морозостойкой мастикой 4. Сверху ввод закрыт круглой литой крышкой 3. На вводах установлены трансформаторы ток 7. Снизу к токоведущим стержням 15 крепятся медные неподвижные контакты 9 Г-образной формы. Подвижная дугогасительная камера 10 закреплена на изолирующей тяге 16, перемещающейся внутри направляющей втулки 8, под действием приводного механизм 18. Под дном бака размещено нагревательное устройство 12, которое включается для подогрева масла при температуре окружающего воздуха ниже -20°С.
Разрез дугогасительной камеры показан на рис. 29, б. Корпус 5 собирается из двух частей, изготовленных из легкого синтетического материала, выдерживающего высокое давление, путем соединения стяжными болтами 10. Внутренняя полость камеры облицована дугостойким изоляционным материалом 7. В выхлопные отверстия, расположенные в верхней части и с боков камеры установлены втулки 4 и б из дугостойкого материала. В камере размещается подвижный контактный мост 8 с металлокерамическими напайками 12, опирающийся на четыре контактные пружины 9.
Пружины обеспечивают необходимое усилие в контактном соединений между неподвижными контактами 14, облицованными металлическими пластинами 13, и подвижным контактом 8. Ход подвижного контакта 8 ограничивается двумя парами выступов. Корпус 3 камеры воздушной подушки соединяется с изолирующей штангой 1 с помощью резьбового соединения и фиксируется гайкой 2.
При отключении приводной механизм перемещает штангу 1 вместе с камерой вниз, между подвижным и неподвижным контактами образуются две дуги, разлагающие масло на газы. Давление в камере резко повышается и дуги выдуваются в выхлопные отверстия, этому способствует сжатый в камере воздушной подушки воздух, который служит в первый момент газообразования амортизатором, запасающим энергию. По мере продвижения камеры с подвижным контактным мостом вниз дуги растягиваются как в поперечном, так и в продольном направлении. Соприкасаясь с холодными слоями масла дуги охлаждаются, деионизируются и гаснут окончательно при очередном переходе тока через нуль.
В выключателе необходимо поддерживать уровень масла во избежание взрыва как и в МКП-35. Выключатель С-35 относится к быстродействующим.
В выключателе МКП-110М на напряжение 110 кВ установлены дугогасительные камеры поперечного масляного дутья с многократным разрывом дуги. На рис. 4, а схематично представлен разрез дугогасительных камер в процессе отключения выключателя. Процесс идет по двухступенчатому циклу: сначала размыкаются контакты внутри камеры и в ней размыкается цепь тока; ток, протекающий через шунтирующие резисторы 7 сопротивлением 750-1000 Ом, резко снижается; потом цепь размыкается за пределами дугогасительных камер и две маломощные дуги легко гасятся в масляной среде бака выключателя.
Внутри камеры заключенной в толстостенный бакелитовый цилиндр 1, по оси проходит изолирующая штанга 4 с подвижными контактными мостиками 3, эластично закрепленных с помощью пружин. На внутренней боковой поверхности цилиндра установлены неподвижные контакты 2, располагаемые попарно друг против друга. При помощи внешних подвижных контактов, расположенных на траверсе 5 при включении штанги 4 с контактными мостиками 3 перемещаются вверх, преодолевая сопротивление пружин, и замыкают цепь.

Рис. 4:
а —г- принцип гашения дуги в выключателе типа МКП-110М; б — разрез его фазы
При отключении выключателя на каждом контактном мостике образуется две дуги: вначале — гасимая, против выхлопного отверстия в стенке цилиндра, частично прикрытого фибровыми накладками; потом газогенерирующая (примерно, через четверть периода) генерирующие дуги разлагают масло в камере, генерируют газы, поддерживающие в камере высокое давление и поперечное газомасляное дутье через выхлопное отверстие 6. Таким образом, в двух камерах создается восемь разрывов токовой цепи на одну фазу, что способствует гашению возникающих дуг.
Шунтирующие резисторы 7, заключенные в отдельные бакелитовые цилиндры с отверстиями для циркуляции масла и охлаждения нихромовых спиралей, намотанных на бакелитовые цилиндры внутри цилиндров с отверстиями. Эти резисторы обеспечивают равномерное распределение напряжения между двумя дугогасительными камерами, снижение скорости восстановления напряжения и уменьшения напряжения, появляющегося на контактах выключателя после отключения, уменьшения мощности дуг при окончательном разрыве цепи. С другой стороны, применение шунтирующих резисторов и удорожает конструкцию выключателя, а также несколько увеличивает время полного отключения цепи, так как после погасания дуг в камерах через шунтирующие резисторы протекает небольшой сопровождающий ток, отключаемый контактами траверсы 5. Длительность горения дуги с сопровождающим током составляет от 0,06 до 0,08 с.
Разрез одной фазы выключателя МКП-110М дан на рис. 4, б. выключатель имеет три цилиндрических бака 1, устанавливаемых на фундаменте. На крышках баков устанавливаются маслонаполненные вводы 3, к стержням которых крепятся дугогасительные камеры 4. Параллельно дугогасительным камерам присоединяются шунтирующие резисторы в бакелитовых цилиндрах. Траверса 7 с подвижными контактами закреплена на штанге 5, перемещающейся при включении и отключении в направляющем устройстве 6 под действием механизма включения и отключения 2, с которым связаны блокировочные контакты 9. Внутренняя поверхность бака изолирована двумя слоями электротехнической фанеры 10. Масло- спускной кран 12 служит для спуска отработанного масла и подачи по маслопроводу свежего. Устройство для подогрева масла 14 используется в зимнее время при температуре окружающего воздуха ниже -20°С.В нижней части бака находится лаз 13, используемый для проникновения в бак ремонтного персонала для внутреннего осмотра и ремонта выключателя. Встроенные трансформаторы тока 8 устанавливаются на вводах 3, токоведущие стержни которых являются первичными обмотками для трансформаторов тока.
Выключатель У-110 на 110 кВ был разработан заводом Уралэлектротяжмаш. Внешний вид, габаритные размеры, принцип работы во многом аналогичен выключателю МКП-110М, однако, применение новых материалов и некоторых конструктивных разработок позволило повысить рабочие токи и отключаемые мощности выключателя, снизить удельный расход материалов на единицу отключаемой мощности.
На рис. 5, а показан разрез фазы выключателя. В каждой из двух дугогасительных камер 3 имеется по две пары последовательно соединенных контактов, между которыми при отключении возникает две дуги. Первая пара контактов образована верхним неподвижным контактом 15 и подвижным 17 (рис. 5, б), вторая — промежуточным контактом 24 и подвижным 22. Между контактами 24 и 17 существует электрическая связь в форме скользящего контакта. Механически оба подвижных контакта 17 и 22 соединены с внешним контактом 21 дугогасительной камеры, причем контакт 17 изолирован от контактов 21 и 22 втулкой 18.
При отключенном выключателе контакты внутри камеры разомкнуты: контакт 21 и связанные с ним механически контакты 17 и 22 отведены вниз пружиной поджатия 20. Траверса 2 опущена вниз, так что между ее подвижным контактом 27 и внешним подвижным контактом камеры 21 образован еще один, внешний, разрыв.

Рис. 5:
а — разрез фазы выключателя типа У-110; б — разрез его дугогасительной камеры
При включении выключателя траверса 2 под действием приводного механизма 9, который перемещает штангу подвижной
системы в направляющем устройстве 5, поднимается вверх, ее контакт 27 вначале соприкасается с контактом 21 и образует при этом цепь тока через резисторы 4, шунтирующие дугогасительные камеры, затем перемещает контакт 21 и контакты 22 и 17, синхронно замыкая цепь тока через контактные пары 15-17 и 22-24.
При отключении выключателя траверса 2 под действием отключающей пружины выключателя опускается вниз. На первом этапе вместе с ней опускается контакт 21, прижимаемый к контакту 27 пружиной поджатая 20, обе пары контактов 15-17 и 22-24 размыкаются. В образовавшихся разрывах токовой цепи образуется по две дуги в каждой камере. Масло в камерах под действием высокой температуры дуг активно разлагается и давление быстро растет. Дутьевая щель 25 гасительной решетки 23 открывается при опускании контакта 22, создается поперечное газомасляное дутье дуги. Дуга гаснет при первом же переходе тока через нуль. Вторая щель 26 используется для гашения дуги при отключении небольших токов КЗ или рабочих токов. Аналогичный процесс происходит в решетке 16. Образовавшиеся в процессе гашения дуг газы выбрасываются в бак 1 через сопло 11. Экран 19 ограничивает движение вниз подвижного контакта 21. После прекращения движения контакта подвижная траверса 2 продолжает движение вниз и образуются две дуги вне дугогасительных камер между контактами 21 и 27. Ток в этих дугах невелик, так как в цепь включены шунтирующие резисторы 4, поэтому гашение дуг происходит достаточно быстро.
Дугогасительная камера имеет цилиндрический корпус 14 из толстостенного бакелита. Крепится она держателем 12 к токоведущему стержню маслонаполненного ввода 14, уровень масла в котором контролируется маслоуказателем 8. На вводах установлены трансформаторы тока 7 на съемных подставках, позволяющих заменять их без объема вводов. Внутрибаковая изоляция 6 препятствует перебросу дуги на заземленный бак 1 в момент отключения выключателя. Для подогрева масла в зимнее время на каждом баке выключателя предусмотрено нагревательное устройство 12.
Основные достоинства многообъемных масляных выключателей: простота конструкции; высокая отключающая способность; возможность применения встроенных трансформаторов тока; наружная установка, позволяющая обходиться без специальных помещений.
Основные недостатки выключателей: большая масса трансформаторного масла (230 кг — С-35; 800 кг — МКП-35; 8500 кг —
МКП-110; 27000 кг — У-220), отсюда, необходимость иметь большой, запас его для замены; взрыво- и пожароопасность (справедливости ради следует отметить, что в последних разработках выключателей этот недостаток был практически исключен); большая масса и габариты затрудняют перевозку и монтаж выключателей.

Масляные выключатели ВМГ, МГ, ВМП, ВМК, МКП

Выключатель ВМГ133 (выключатель масляный, малообъемный, горшковый) предназначен для внутренней установки. Подвижный контакт — стержневой, неподвижный — розеточного типа. Взамен ВМГ133 был выпущен выключатель ВМГ10.

Выключатели МГГ и МГ (выключатель масляный горшковый) — малообъемные, на большие номинальные токи, имеют два параллельных токоведущих контура: главный и дугогасительный.

При включенном положении выключателя оба контура работают параллельно, причем преобладающая часть тока проходит через главный контур, имеющий меньшее сопротивление. При отключении выключателя контакты главного контура размыкаются раньше кон тактов дугогасительного.

Выключатель МГ35 состоит из трех вертикально расположенных полюсов на одной раме, где закреплены также общий для полюсов приводной механизм и коробки для трансформаторов тока, по два на полюс.

Выключатели ВМП (выключатель масляный подвесной) выпускаются на напряжение до 35 кВ в исполнениях для КСО и КРУ. Выключатель малообъемный, подвижный контакт — стержневой, неподвижный — розеточный.

Выключатели ВМК (выключатель маломасляный колонковый) выпускаются на напряжение 35—220 кВ. Дугогасительное устройство прикреплено к верхнему фланцу, контактные стержни проходят в него снизу вверх. Управление выключателем осуществляется встроенным пневматическим приводом, расположенным у основания.

Выключатели МКП, Урал (У) и С (многообъемные масляные выключатели) на напряжение 35 кВ выпускаются в виде трехполюсных аппаратов, каждый полюс которых собран на отдельной крышке и помещен в отдельный бак. Выключатель и привод смонтированы на общем каркасе, к которому крепится лебедка для подъема и опускания баков с маслом.

Выключатели на 110 и 220 кВ выпускаются в виде отдельных полюсов (баков). Все эти выключатели имеют встроенные трансформаторы тока — от двух до четырех на каждый полюс.

Приводы к масляным выключателям

Тяговая характеристика соответствует характеристике противодействующих сил масляного выключателя. Требуется наличие мощного источника постоянного (или выпрямленного) тока. Сечение подводящих кабелей, выбираемое по условию падения напряжения, получается значительным. Из-за большой индуктивности обмоток электромагнитов время

Масляные выключатели 45 включения велико (до 1 с). Выпускаются и электромагнитные приводы на переменном токе. Применяются преимущественно для выключателей не большой мощности.

Энергия, необходимая для включения, запасается в мощной пружине, которая заводится либо от руки, либо с помощью двигателя малой мощности (до 1 кВт). Тяговое усилие уменьшается к концу хода включения вследствие уменьшения деформации пружин. Быстродействие привода позволяет осуществлять циклы АПВ (автоматическое повторное включение) и АВР (автоматическое включение резерва).

Конструктивным преимуществом привода является отсутствие мощного источника постоянного тока, резервуаров со сжатым газом, клапанов и пневматического хозяйства. Недостаток — возможность применения только для сравнительно небольших малообъемных выключателей до 110 кВ.

Энергия запасается в резервуаре со сжатым воздухом, который приводит в движение поршень в цилиндре. Расход воздуха позволяет проводить 5—6 операций включения без подкачки. Тяговое усилие возрастает практически мгновенно и изменяется мало. Тяговая характеристика может корректироваться. Малое время включения дает возможность использовать привод для самых мощных выключателей. Недостаток — необходимость принятия специальных мер для обеспечения нормальной работы при низких температурах.

Аккумулирование энергии, необходимой для включения, осуществляется за счет сжатия газа (обычно азота). Применение гидравлики позволяет значительно облегчить подвижную часть выключателя и получить компактный механизм. Время включения может быть меньше, чем у пневматических приводов. Привод позволяет легко осуществить ручное включение.

Температурный диапазон нормальной работы практически не ограничен. При определенных условиях могут применяться ручные приводы, осуществляющие включение и отключение выключателя воздействием руки на рычаг или маховик привода; кроме того, отключение может быть автоматическим или дистанционным. Полностью собранный и отревизованный масляный выключатель проверяется монтажным персоналом на одновременность замыкания и размыкания контактов, измеряется ход подвижной части, вжим и ход контактов.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Масляные выключатели: описание

Масляные выключатели появились чуть больше века назад и на протяжении долгих лет оставались в цепях высокого напряжения единственным выключающим аппаратом. Самые первые выключатели представляли собою бак, который имел прямоугольную, овальную или круглую форму. В крышке бака проходили изоляторы, на нижних концах которых были закреплены неподвижные контакты.

Два однополюсных неподвижных контакта перемыкал один подвижный контакт и соединялся посредством изоляционной тяги с приводным механизмом. В бак наливалось трансформаторное масло, и контактная система оказывалась полностью в нем погруженной. Между крышкой бака и поверхностью масла была воздушная прослойка при атмосферном давлении (воздушная подушка).

Если масляный выключатель отключался, то его подвижный контакт отходил от неподвижных контактов, то возникало две дуги включенные последовательно. Дуга создает высокую температуру, и окружающее масло испаряется, в результате получается газовый пузырь вокруг дуги. Весь этот процесс происходит очень быстро и бурно, давление в пузыре тоже быстро растет, достигая большого значения, из-за того что масса масла обладает большой инерцией.

По ходу движения подвижного контакта, размеры газового пузыря и длина дуг увеличивается. При определенной длине дуги в момент перехода тока через нуль дуга гаснет. Водород, значительное количество которого есть в газовом пузыре, влияет на дугогасящую способность трансформаторного масла. Способ такого гашения дуги в масле называется простым разрывом под маслом. Масло в рассмотренном масляном выключателе служит, и дугогасящей средой, и изоляцией между контактами одного полюса, которые разомкнуты (и если все полюса в одном баке, то и контактами соседних полюсов).

Бак масляного выключателя устанавливают на изолятор, чтобы заземлить его или изолировать от земли. Масло тоже является изоляцией между частями, заземленными и находящимися под напряжением, если бак масляного выключателя заземлен. Выключатели такого типа получили название многообъемных масляных выключателей или баковых (масляные выключатели с большим объемом масла). В изолированном баке масляного выключателя, масло является дугогасящей средой, либо одновременно изоляцией между разомкнутыми контактами и дугогасящей средой. Такие выключатели называют масляными выключателями с небольшим объемом масла (малообъемные или маломасляные).

Масло в масляном выключателе выполняет важную роль, являясь основным классификационным признаком. Баковые выключатели бывают однобаковые и трехбаковые. Малообъемные масляные выключатели одноразрывными и многоразрывными. При номинальном напряжении масляные выключатели работают в энергосистемах удовлетворительно, но с повышением напряжения до 110 кВ, и также с увеличение токов отключения, масляный выключатель показывает ненадежную работу. Для улучшения работы масляных выключателей, было решено применить многократные разрывы, чтобы образовалось большее количество дуг, данный способ не дал существенного эффекта, и поэтому было решено использовать специальные дугогасительные устройства, или гасительные камеры.

Такая камера представляет собой корпус из металла или пластмассы, которая имеет высокую механическую прочность. В верхней части корпуса закреплен неподвижный контакт, а в нижней отверстие для подвижного контакта. Когда контакты размыкаются, между ними образуется газовый пузырь и возникает дуга. Так как объем у гасительной камеры небольшой, поэтому давление в газовом пузыре больше, чем при простом разрыве в масле. Когда подвижный контакт выходит из дугогасительного устройства, за ним вырывается поток паров и газов, этот момент и будет самым благоприятным для гашения дуги. Однако прохождения тока через ноль может не совпасть с этим моментом, и тогда уменьшается эффективность гашения дуги.

В следующем типе дугогасительного устройства с продольным дутьем, в корпусе делится на две части разделительной перегородкой. В центре находится промежуточный контакт, он может передвигаться на небольшое расстояние. В этом случае при включенном положении подвижный и неподвижный контакты соприкасаются с промежуточным. При отключении начинают двигаться подвижный и промежуточный контакты.

В образовавшемся промежутке между промежуточным и неподвижным контактом образуется дуга, которая называется генерирующей. После прохождения небольшого расстояния промежуточным контактом, между ним и подвижным образуется вторая дуга, которая называется гасимой. Под давлением от генерирующей дуги масло выходит в бак масляного выключателя, где оно находится под атмосферным давлением. В таком случае гашение дуги происходит при прохождении тока через ноль, потому что газомасляная смесь более эффективно воздействует внутри дугогасительного устройства.

ДУ с масляным дутьем существенно повысили надежность работы масляного выключателя, сделав токи отключения и номинальные напряжения больше. Хотя при больших токах отключения давление в ДУ значительное, поэтому и происходит успешное гашение дуги, но при малых токах отключения эффективность гашения дуги снижается. Для того чтобы выровнять давление при различных токах отключения были предложены улучшения.

Создание в ДУ воздушной подушки в верхней части корпуса, в виде закрытого пространства. Введение подушки из пружинно-поршневого механизма.

Изменение длины генерирующей дуги, с помощью пружинно-поршневого механизма, который реагирует на давление в ДУ. Создание более интенсивного масляного дутья, независящего от тока.

Эволюция технических параметров бакового масляного выключателя на 220 кВ

Масляные выключатели совершенствовались не только по пути улучшения работы ДУ, также производились улучшения элементов выключателя и изоляционных конструкций.

Вследствие своей простоты масляные выключатели получили широкое распространение, но у них есть недостаток – это наличие масла, которое является горючим материалом, поэтому нужно следить за уровнем масла и за электрическими характеристиками. Современные малообъемные масляные выключатели практически пожаробезопасны.