Масляний вимикач: різновиди із застосуванням + номенклатура

1. Плюси і мінуси масляних вимикачів
2. Класифікація вимикачів масляних
3. Вид # 1 - обладнання бакового типу
4. Однобаковий МВ з відкритою дугою
5. Вимикачі масляні з дугогасительной камерою
6. Вид # 2 - горшкові або маломаслянимівимикачами
7. Маркування масляних вимикачів
8. Правила експлуатації МВ
9. Висновки і корисне відео по темі

Серед комутаційного обладнання почесне місце, як ветеран, займає масляний вимикач, застосовуваний як в закритих, так і відкритих розподільних пристроїв будь-якої напруги.

Його основна функція - включення-відключення окремих ліній нормально працюючої електричної системи або в нестандартних ситуаціях. Вимкнення в залежності від обставин відбувається автоматично або вручну.

У цій статті ми розглянемо існуючі види цих пристроїв, їх класифікацію та маркування. Також приділимо увагу плюсів і мінусів таких вимикачів, особливостям і правилам їх використання. Для кращого розуміння матеріалу ми підібрали схеми, таблиці, наочні фото і тематичні відеоогляди.

Плюси і мінуси масляних вимикачів

Ці пристрої мають відносно нескладну конструкцію. Вони мають гарну відключає здатністю, що не залежать від погодних умов. При виникненні несправностей можна проводити ремонтні роботи. Бакові МВ підходять для зовнішньої установки. Існує умови для монтажу вбудованих трансформаторів струму.

Важливу роль в роботі МВ грає швидкість розбіжності контактів. Може виникнути така ситуація, коли контакти розходяться з величезною швидкістю і дуга миттєво досягає довжини, що є для неї критичною. При цьому величини напруги, що відновлюється може не вистачити для пробиття межконтактного проміжку.

Недоліків більше у бакових вимикачів. Перший - присутність великого обсягу масла, отже, чималі габарити цих агрегатів і розподільних пристроїв. Другий - пожежо- і вибухонебезпечність, при позаштатних ситуаціях наслідки можуть бути самими непередбачуваними.

Рівень масла як в баку, так і у вводах, а також його стан необхідно тримати під періодичним контролем. При наявності в обслуговуваних мережах електропостачання МВ, необхідно мати спеціальне масляне господарство.

На фото масляний вимикач ВМГ. Він може відключати будь-які струми навантаження і КЗ, включаючи граничний струм відключення. Цей тип широко використовують на трансформаторних підстанціях

Класифікація вимикачів масляних

Використовувати масляні вимикачі почали ще в кінці позаминулого століття. Майже до середини ХХ століття інших пристроїв, що відключають в високовольтних мережах просто не було.

Існують дві великі групи цих апаратів:

1. Бакові, для яких характерним є наявність великого обсягу масла. Для цього обладнання воно є як середовищем, в якій гаситься дуга, так і ізоляцією.
2. Маломасляний або малооб'ємні. Про кількість наповнювача в них говорить сама назва. Ці вимикачі містять діелектричні елементи, а масло тут необхідно тільки для дугогашенія.

Перші використовують в основному в розподільних установках від 35 до 220 кВ. Другі - до 10 кВ. Прилади маломасляний серії ВМТ застосовують і в зовнішніх РУ, розрахованих на 110 і 220 кВ.

Принцип гасіння дуги у обох видів ідентичний. З'являється при розмиканні високовольтних контактів вимикача дуга викликає швидке випаровування масла. Це призводить до створення газової оболонки навколо дуги. Складається це утворення з парів масла (близько 20%) і водню (H2).

Дугового проміжок деіонізіруется в результаті швидкого охолодження стовбура дуги шляхом змішування в оболонці газів з високою і низькою температурою.

У момент виникнення дуг в зоні контакту температура дуже висока - близько 6000⁰. Залежно від установки виділяють вимикачі, що використовуються для внутрішнього, зовнішнього застосування, а також для застосування в КРП - комплектних розподільних пристроях.

Вид # 1 - обладнання бакового типу

Комутаційне обладнання цього типу може мати один бак або більше в залежності від напруги. У першому випадку це до 10 кВ, в деяких випадках до 35. Кожна фаза вимикачів, що працюють в установках з великою напругою, поміщена в індивідуальний бак.

Все бакові вимикачі мають приблизно однакову компоновку. Сталевий бак на вводах з маслом поміщає дугогасительниє камери. Зовнішні контакти перемикає траверса

Приводи як до баків, так і маломаслянимівимикачами можуть бути ручними, автоматичними зібраними на включає котушці соленоїда або пружинними. У другому випадку використовується магнітне властивість соленоїда, що дозволяє затягувати металевий сердечник, з'єднаний за допомогою спеціальної системи з валом МВ.

При подачі на обмотку соленоїда електричного постійного струму відбувається включення агрегату за рахунок втягування штока муздрамтеатру з подальшим поворотом вала вимикача.

Утримує вал в такому положенні спеціальна засувка. Одночасно з включенням соленоїд задає певне положення відключає пружинам, які при надходженні спеціального електричного імпульсу відключать МВ.

Процес відключення запускає другий соленоїд шляхом вибивання роликового механізму (засувки). В результаті вал миттєво повертається за рахунок пружини і відбувається вимикання. Для роботи соленоїдного приводу необхідна присутність акумуляторної батареї для живлення його постійним струмом.

Коли батарея відсутня, застосовують пружинний привід. Включення виконують, використовуючи електродвигун або за рахунок м'язових зусиль. Ручне відключення можливе для малопотужних агрегатів зі значенням струмів КЗ в межах до 30 кА, для виключення яких потрібно докласти зусиль максимум 25 кг.

Однобаковий МВ з відкритою дугою

У деяких розподільчих пристроях встановлюють бакові вимикачі, які не мають дугогасильних камер. Електродуги тут погашається найпростішим способом - шляхом двократного розриву контактів в маслонаповнених ємності. До таких пристроїв з відкритою дугою відносяться вітчизняні моделі ВМБ і ВМЕ. Вони розраховані на номінальний струм 1,25 кА.

Схема ВМЕ-6-200. Конструкція складається з бака (1), кришки (2), фарфорових ізоляторів (3), нерухомих контактів (4), рухливих контактів (5), траверси (6), дугогасильних контактів (7), пластин (8), пружини (9 ), вала (10)

Символ «Е» позначає екскаваторний, цифра 6 - номінал напруги 6 кВ, 200 - номінальний струм в амперах. Граничний струм відключення для цього МВ - 1,25 кА. Бак цього МВ виконаний зі сталі і приєднаний кришці з чавунного лиття за допомогою болтів. Стінки бака покриті ізоляцією (13).

Шість фарфорових ізоляторів, що проходять через кришку, закінчуються мідними скобами, які виконують функцію нерухомих робочих контактів. Серія ВМЕ має ручний маховикові привід.

На траверсі або контактному мосту знаходяться рухомі контакти. Тут же розташовані і дугогасильні мобільні контакти у вигляді латунних косинців. Пластини з міді з латунними наконечниками, що знаходяться внизу на кінцях ізоляторів - це нерухомі дугогасительниє контакти. Ізолює тяга через контакт з приводним механізмом повідомляє рух рухомим контактам.

При піднятому положенні траверси, нерухомі контакти замкнуті, пружина, яка відповідає за відключення, стиснута, МВ включений. Вимикач пов'язаний з валом приводу засувки, яка утримує його в робочому положенні. При будь-якому відключенні засувка звільняється, пружина розтискається, і траверса стрімко іде вниз. При цьому відбувається послідовне розмикання робочих контактів: 4 і 5, далі - 7,8.

Це викликає на кожному полюсі вимикача розмикання ланцюга в двох точках, поява дуги і розкладання масла. Усередині оболонок 12 тиск досягає від 0,5 до 1 МПа, активізуючи тим самим процес деионизации. Протягом максимум 0,1 с дуги погашаються, а оболонки, піднімаючись, виявляються під кришкою і збільшують обсяг повітряної подушки.

Коли все фази МВ знаходяться в одній ємності, масло ізолює контакти між собою і від корпусу бака, який обов'язково заземлюють

Остання виконує роль буфера, що зменшує силу удару в процесі дугогашенія. Нормальна висота повітряної подушки - приблизно 25% обсягу. Перевищення цього порога може призвести до вибуху.

Такі вимикачі прості в експлуатації, порівняно недорогі, їх зручно застосовувати на відкритих підстанціях. Але гарячі масляні пари навіть при простому зіткненні з киснем легко спалахують.

Горіння дуги в масляному середовищі запускає процес поліконденсації, що погіршує електричну міцність масла. Бак засмічує осад, що складається з частинок вуглецю. Тому необхідні ревізії агрегату з заміною масла.

Вимикачі масляні з дугогасительной камерою

Здатність, яка відключає і надійність роботи вимикачів бакового типу значно збільшує присутність дугогасильні камери. Її поміщають в масло, що знаходиться в баку. У трехбакових вимикачах кожну фазу розташовують в окремому баку.

Один полюс бакового вимикача в розрізі. Він оснащений дугогасительной камерою З -35 - 630 - 10. Маркування позначає, що вимикач призначений для установки в РУ 35 кВ і вище, розрахований на номінальний струм 630,4 кА, номінал відключення - 10 кА

Конструкція складніше, ніж у ВМ без дугогасильних камер і складається з:

• полюса (1);
• трансформатора струму (2);
• корпусу приводу (3);
• штанги (4);
• контакту нерухомого (5);
• камери дугогасительной (6);
• ізоляції (7);
• нагрівального елементу (8);
• пристрою для спуску масла (9).

Верхня частина камери оснащена нерухомим контактом. При включенні в нього проникає рухомий контакт, який має вигляд стрижня. У разі відключення стрижень залишає нерухомий контакт, в результаті чого з'являється в камері дуга. Величина тиску, що виникає при цьому, на порядок перевищує відповідний параметр вимикачів, не оснащених дугогасительной камерою.

Тиск 8 -7 МПа урізує діаметр дуги, збільшує пробивну міцність проміжку після того, як струм перейде через нульову позначку. В результаті відбувається більш швидкий процес гасіння дуги. Слідом за виходом рухомого контакту з камери, через вільне отвір слід вихлоп газів з частковим захопленням масла.

Стовбур дуги швидко охолоджується, відбувається інтенсивна деионизация. Зі збільшенням струму ефективність функціонування дугогасильні камери зростає. МВ може працювати і як обладнання з відкритою дугою в разі відключення невеликих струмів.

Крім посилення тиску парової суміші в проміжку дуги для прискорення потухання дуги використовують такий метод, як посилене дуття парового коктейлю в зону дуги. Існує поздовжнє дуття, поперечне, зустрічне

Вид автоматичного дуття визначається конструкцією дугогасильні камери. У першому випадку вектор суміші парів має поздовжній напрямок по відношенню до стовбура дуги (фрагмент а). При поперечної спрямованості дутися потік рухається в перпендикулярному до стовпа дуги напрямку або під певним кутом (фрагмент б).

У разі коли протягом потоку має спрямованість протилежну вектору руху мобільного контакту з дугою, має місце зустрічний дуття. Нерідко в дугогасильних пристроях застосовують комбінації цих методів.

Дуга в МВ гаситься в 3 етапи. На першому (а) відбувається в дузі виділення електроенергії і в замкнутій оболонці генерується високий тиск. У момент виходу суміші з оболонки починається другий етап (б). Третій (в) - видалення з камери залишків розігрітих газів і продуктів розпаду

На останньому етапі йде підготовка камери для участі в наступному циклі відключення. Для автоматичного повторного відключення цей етап дуже важливий.

Вид # 2 - горшкові або маломаслянимівимикачами

У закритих установках горшкові вимикачі використовуються, як генераторні і розподільні. У відкритих - як підстанційних і розподільних. Ізоляційні функції в вимикачах цього типу масло не виконує, воно необхідне лише як середовище для гасіння дуги.

Пожежо- і вибухонебезпечність малооб'ємних ВМ значно нижче, ніж у бакових. Встановлюють їх як у ВРУ, так і в ЗРУ будь-яких напружень аж до 110 кВ. Роль ізоляції полюсів по відношенню один до одного і землі виконують такі діелектрики, як фарфор, лита смола, стеатит.

Масло в цих ВМ займає всього лише від 3 до 4% обсягу полюса. Невеликий обсяг масла, мала маса і зручні розміри є незаперечною перевагою цього обладнання. Однак застосовують їх в таких вузлах системи, де до вимикачів не пред'являють високих вимог.

Пояснюються ці обмеження сильним зв'язком від'єднується здатності з відключається струмом, непристосованість конструкції до роботи в умовах частих відключень.

Ще однією причиною є труднощі в реалізації багаторазових швидкодіючих АПВ. У малооб'ємних вимикачах застосовують такі види масляного дуття: поперечне, поздовжнє, змішане. Фахівці вважають найбільш ефективним перший з них.

У вимикачів цього типу, призначених для ЗРУ, контакти поміщені в сталевий бачок. МВ напругою 35 кВ і вище мають оболонку з порцеляни. Більш використовуваним є обладнання підвісне 6-10 кВ. Його корпус зафіксований на загальній для всіх полюсів рамі. Всі три полюси мають дугогасительную камеру, кожен розрахований на один розрив контактів, а при великій напрузі на 2 і більше.

Конструкція маломасляних вимикачів включає рухливий і нерухомий контакти (1 і 3), камеру дугогасительную (2), контакти (4) робочі

За наведеною схемою виробляються вимикачі ВМП, ВМГ, МГ, розраховані на напругу до 20 кВ. Особливістю конструкції вимикачів для струмів великих номіналів є те, що зовні розміщені робочі контакти, а всередині бачка - дугогасительниє.

Вимикачі серії ВМП часто використовують в закритих пристроях, а також КРУ 6-10 кВ. У комплектних розподільних пристроїв встановлюють вимикачі серії ВК. Вони укомплектовані вбудованим електромагнітним або пружинним приводом, і розраховані на показники відключають струмів 20 - 31,5 кА і на струмові номінали 630 - 3150 А.

Подвійні колонкові вимикачі, що виготовляються спеціально для КРУ, відрізняються висувним виконанням. В установках 35 кВ встановлюють ВМ колонкового типу серій ВМК і ВМУЕ. РУ 110, 220 кВ обладнають вимикачами серії ВМТ. Агрегат має зварену основу, на якій розміщені три його полюса. Управління - пружинний привід.

На фото вимикач ВМТ-110. На зображенні зліва показані вузли, з яких він складається: привід пружинний (1), ізолятор опорний полюса вимикача (2), дугогасительноє пристрій (3), підстава (4), керуючий механізм (5)

На правій стороні фото показаний модуль, де: 1 -токоотвод, 2 - рухливий контакт, з'єднаний з токоотводом через струмознімальних пристрою. Дугогасильні камери, позначена номером 3, нерухомий контакт - 5. Все перераховане поміщено в порожнистий ізолятор (4) з порцеляни. Усередині нього знаходиться трансформаторне масло, а зверху ковпак (6).

Останній укомплектований манометром для можливості здійснення контролю за тиском в модулі. Крім того, на кришці є вузол для заповнення стислій газовою сумішшю, автоматичний випускний клапан, маслоуказатель (8). Мобільний контакт і пристрій управління пов'язані ізоляційними тягами.

Конструктивне виконання полюса ідентично для всієї серії вимикачів. У бачках МВ для номіналів струмів від 630 до 1600 А знаходиться 5,5 кг масла, вище 1600 і до 3150 А включно - 8 кг.

Для підвищення надійності в конструкцію окремих вимикачів включають додатково елементи управління і захисту:

• відключають електромагніти;
• реле, що діють миттєво і з витримкою при пороговому струмі;
• реле мінімальної напруги;
• додаткові контакти.

Залежно від способу компонування є маломаслянимівимикачами з нижнім розташуванням дугогасильні камери і протилежним - верхнім. У першому випадку рухливий контакт реалізує рух зверху вниз, у другому - навпаки. Здатність, яка відключає останніх вище.

Маркування масляних вимикачів

Розшифровка маркування, нанесеної виробником на масляний вимикач, дозволить ознайомитися з основними відомостями про нього. Розберемо для прикладу маркування вимикача ВМГ-133. Перший символ «В» говорить про те, що перед вами вимикач.

На цій схемі наведено склад умовного позначення вимикачів високої напруги, в тому числі і для маслонаполненного обладнання

Другий - «М» означає тип вимикача, в конкретному випадку - маломасляний. Буква «Г» визначає приналежність до певного виду - горшковий. 133 - серія МВ.

Правила експлуатації МВ

Ремонтний, оперативний персонал, фахівці, пов'язані з обслуговуванням і експлуатацією масляних вимикачів, зобов'язані знати відповідні інструкції, пристрій, принцип дії обладнання.

Працівники, які обслуговують МВ, під час експлуатації зобов'язані контролювати:

1. Чінне напряжение, струм НАВАНТАЖЕННЯ. Показники НЕ повінні віходити за рамки табличного значення.
2. Висота масляного стовпа в полюсах, Відсутність протікання.
3. Наявність мастила на тертьовіх частина. Контакти могут втратіті рухлівість и зависнути, если змащення тертьовіх елементів становится густою и Брудно.
4. Запіленість приміщень, в якіх розміщені розподільчі пристрої.
5. Відповідність механічних характеристик експлуатованих вимикачів табличним нормам.

Після кожного відключення КЗ потрібно оглядати обладнання. Відомості про ці відключення заносять в спеціальний журнал. Обов'язково повинен бути в наявності журнал дефектів, для запису відомостей про несправності, виявлених під час роботи агрегату. Вимикач, на якому сталося відключення в результаті КЗ, підлягає огляду.

Перевіряють, чи немає викиду масла. Якщо таке сталося, то в великій кількості, то це вказує на нештатное відключення КЗ. Устаткування виводять з експлуатації і піддають огляду. Коли масло темне, потрібна заміна. На швидкість розмикання негативно впливає в'язкість масла, зростаюча при падінні температури.

Іноді виникає необхідність в заміні старого мастила під час ремонту на нову: ЦИАТИМ-221, ГОІ-54 або ЦИАТИМ-201.

Таблиця з технічними характеристиками масляних вимикачів. Якщо фактичні значення не відповідають заводським, регулювання виконують повторно

Після виведення МВ з роботи ретельному огляду підлягають опорні ізолятори, тяги, ізоляція ємностей на наявність тріщин. Сильно забруднену ізоляцію протирають. Необхідність у позачерговому ремонті з'являється після певної кількості КЗ.

Періодичний огляд (ПО) виконують щомісяця. При цьому звертають увагу на ступінь нагріву вимикача. ТР (поточний ремонт) проводять щорічно. Він включає такі роботи, як перевірка та усунення дефектів кріплення, кінематики приводу, рівня масла, ущільнень. Перевіряють також ізоляційні деталі на їх цілісність.

Після закінчення 3-4 років після капітального ремонту, виконують середній (СР). У нього входить весь набір робіт ТР плюс додатково виконують вимірювання перехідного опору полюсів і перевіряють механічні та швидкісні параметри.

У разі виявлення невідповідності контрольованих характеристик табличних даних, вимикач розбирають, виконують регулювання і повний комплекс високовольтних випробувань.

Під час позачергового ремонту в основному намагаються залишити без змін попередню регулювання. З цієї причини вимикач розбирають по мінімуму. Періодичність капітального ремонту - від 6 до 8 років. У його обсязі виконують загальний огляд, знімають з рами циліндри, від'єднують шини, ремонтують привід, дугогасильні пристрої, блок-контакти.

Після всього роблять регулювання, фарбування, під'єднують шини, проводять випробування. На всі роботи оформляють документацію.

Крім вимикачів масляного типу в високовольтних мережах використовують і інші пристрої, що вимикають. Наприклад, елегазові та вакуумні. У нас на сайті є інші статті, в яких детально розглянуті характеристики і пристрій цих типів вимикачів, а також особливості їх використання:

Висновки і корисне відео по темі

Пристрій, види, призначення та експлуатація МВ:

Докладний огляд ВМП-10:

Всім основним вимогам, що пред'являються до вимикачів, що працюють в умовах високої напруги, відповідають і масляні вимикачі. Більшість з них безпечні і надійні в роботі, забезпечують швидке відключення, прості в монтажі. Незважаючи на це, виробники прагнуть забезпечити ще більшу відповідність, що висуваються до МВ, вимогам.

Ви володієте знаннями про масляних вимикачах і хочете доповнити викладений матеріал корисними відомостями? Може ви помітили невідповідність або помилку? Або у вас залишилися питання по темі? Напишіть нам, будь ласка, про це під статтею - ми будемо вдячні вам.