Масляні вимикачі. Принцип дії і пристрій

Масляний вимикач призначений для включення і відключення силових електричних ланцюгів в робочому режимі (під навантаженням), перевантаженнях, а також у випадках коротких замикань на лінії.

Масляні вимикачі можуть включатися і відключатися як вручну, так і в автоматичному режимі під управлінням апаратів захисту і управління.

Головним елементом масляного вимикача є контактна система, занурена в трансформаторне масло, в якій відбувається гасіння електричної дуги, що утворюється при розриві ланцюга високої напруги.

Дослідження показали, що в момент розбіжності контактів між ними утворюється електрична дуга, яка тримається кілька періодів. У міру збільшення відстані між контактами дуга гасне, а протікання струму в ланцюзі припиняється. Фізична сутність даного явища полягає в наступному. При зникненні струму магнітна енергія, запасені в виключається ланцюга, перетворюється в електростатичну. Це можна виразити формулою балансу енергії:

Де L - індуктивність, а С - ємність комутованої ланцюга.

Звідси можна висловити:

Звідси можна висловити:

ставлення ставлення   називають хвильовим опором, воно становить для повітряних ліній 400 - 500 Ом, а для кабельних ліній 30 - 50 Ом називають хвильовим опором, воно становить для повітряних ліній 400 - 500 Ом, а для кабельних ліній 30 - 50 Ом.

Якщо відключення відбувається в момент проходження струму через максимум, то напруга в ланцюзі може підвищитися в багато разів у порівнянні з номінальним. Особливо це небезпечно для ізоляції електроустановки в разі відключення струмів короткого замикання. Але якщо процес відключення відбувається в момент проходження струму через нуль, то величина напруги виявляється невеликою і не підтримує процес горіння електричної дуги. Саме в цей момент масляний вимикач і повинен забезпечити остаточний розрив електричної дуги.

Процес вимкнення струму в маслі відбувається при інтенсивному утворенні в області дуги парів масла, так як температура під час процесу відключення може досягати близько 6000 0С.

При досягненні певної відстані між контактами, що розмикаються, в момент проходження струму через нульове значення, напруга знижується і виявляється недостатнім для пробою газового проміжку між контактами, електрична дуга розривається і процес відключення закінчується. Також швидкому гасінню електричної дуги сприяє високий тиск газів, що виділяються внаслідок часткового розкладання масла в галузі освіти дуги.

Якщо величина струму не залежить від конструкції масляного вимикача, то напруга на дузі і час її розриву залежить не тільки від параметрів електричного кола, а й від конструкції вимикача.

Таким чином, гасіння електричної дуги в масляних вимикачах засноване на швидкому розбіжності контактів і інтенсивному охолодженні електричної дуги.

Крім того, в деяких конструкціях вимикачів застосовують розщеплення електричної дуги на ряд паралельних дуг меншого перетину і поділ електричної дуги на ряд коротких дуг.

Швидке розбіжність контактів масляного вимикача досягається шляхом застосування спеціальних пружин.

Посилене охолодження електричної дуги досягається за рахунок високої теплопровідності газів, що утворюються при розкладанні масла, а також газового дуття, спрямованого уздовж або поперек дуги в залежності від типу і конструкції масляного вимикача.

Високовольтні вимикачі поділяють на масляні і повітряні. Масляні вимикачі бувають бакові з великим об'ємом масла і горшкові з малим об'ємом масла. В бакових вимикачах контакти всіх трьох фаз занурені в один закритий бак, заповнений мінеральним маслом.

У горшкових вимикачах на кожній фазі є окремий сталевий циліндр, заповнений маслом, в якому відбувається розрив контактів і гасіння електричної дуги.

На малюнку нижче показано пристрій многооб'емних масляного вимикача типу ВМБ-10 на 10 кВ і 600 А, що складається з наступного деталей:

Круглий бак зі сферичним днищем 1. Бак всередині ізолюється Електрокартон. Перегородки між фазами також виконуються з картону. Нерухомі мідні контакти 2 виконані у вигляді масивних колодок, до яких приєднані кінці струмоведучих стрижнів прохідних ізоляторів 3. Сферичні рухливі контакти 4 прикрутити до мідної шини, прикріпленою до сталевої траверсі 5. Надійний контакт при включенні створюється за допомогою сталевих пружин 6. Бак заповнюється трансформаторним маслом .

Досить поширеним в мережах 6 - 10 кВ малооб'ємним масляним вимикачем горшкового типу є ВМГ-133, показаного на малюнку нижче:

Досить поширеним в мережах 6 - 10 кВ малооб'ємним масляним вимикачем горшкового типу є ВМГ-133, показаного на малюнку нижче:

Цей вимикач виконується на номінальний струм до 1000 А і характерний, як і всі інші малооб'ємні вимикачі, вельми незначним обсягом масла (приблизно 10 кг проти 180 кг, що заповнюють, наприклад, бак масляного вимикача ВМ-22, який знятий з виробництва, але дещо де його все ж можна зустріти). Це робить їх непожаро- і вибухобезпечні і дозволяє їх встановлювати у відкритих камерах розподільних пристроїв високої напруги.

Масляний вимикач ВМГ-133 має наступний пристрій: на зварений рамі 1 укріплено шість опорних ізоляторів 2 (по два ізолятори на фазу). На ізоляторах підвішені три сталевих бачка 3, в яких розміщується контактна система.

Контактна система складається з розеточного нерухомого контакту, що знаходиться на дні циліндра, токоведущего рухомого контакту стрижня, контактної колодки в місці виходу токоведущего стержня і гнучкою токоведущей зв'язку для з'єднання з висновками. Розетковий контакт складається з шести сегментів, що стискаються до центру пружинами, що забезпечує надійний контакт з струмоведучими стрижнями.

На двох чавунних підшипниках у верхній частині розташований вал 4 з привареними до нього важелями 5 для приводу. При включенні вимикача вал повертається на кут 540. До коротким плечах крайніх важелів вала прикріплені відключають пружини 6, що працюють на стиск при відключенні. З механізмом вимикача привід з'єднаний валом 7.

Усередині сталевих циліндрів вимикача поміщаються бакелітові ізоляційні циліндри. Дуга гаситься в вимикачі ВМГ-133 в спеціальній дугогасительной камері, що знаходиться в циліндрі в місці розриву контактів. Камера виготовляється з гетинаксу або фібри.

Дугогасительниє камери набираються з ізоляційних перегородок, що утворюють три поперечні дуттєвих щілини, з'єднані окремими виходами з верхньою частиною циліндра. При відключенні під навантаженням, під дією електричної дуги частина масла випаровується, при цьому тиск в нижній частині циліндра швидко зростає, пари масла спрямовуються в дуттьові щілини і створює поперечне дуття, що сприяє швидкій деионизации і гасіння дуги.

В даному вимикачі масло вже не служить для ізоляції струмоведучих частин між фазами і від землі, а призначене лише для гасіння електричної дуги та ізоляції проміжку між контактами даної фази.

До тієї ж групи, що й описаний ВМГ-133, відноситься і вимикач ВМП-10 (малюнок нижче), що має менші габарити і вага: До тієї ж групи, що й описаний ВМГ-133, відноситься і вимикач ВМП-10 (малюнок нижче), що має менші габарити і вага:

Невеликий огляд пристрою та принципу дії ВМПП-10:

Вага масла в ньому становить 4,5 кг. Вимикачі ВМП-10 встановлюються в комплектних осередках типу КСО, а ВМП-10К - в малогабаритних комплексних розподільчих пристроях з викатними візками типу КРУ.

Вимикач ВМП-10К має меншу ширину, ніж ВМП-10, що досягається зближенням полюсів і установкою між ними ізоляційних перегородок.

При використанні малооб'ємних вимикачів значно знижується вартість розподільного пристрою, підвищується можливість індустріалізації монтажу за рахунок застосування комплектних осередків з встановленими в них Горшкова вимикачами і іншим високовольтним обладнанням.

Основні технічні дані деяких вимикачів наведені в таблиці нижче:

Основні технічні дані деяких вимикачів наведені в таблиці нижче:

© 2008 — 2012 offroad.net.ua . All rights reserved. by nucleart.net 2008