Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Масляные выключатели их типы основные характеристики

Масляный выключатель. Типы масляных выключателей

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.

Типы устройств

Такие устройства могут быть использованы для организации множества сетей обеспечивающих электроснабжение. Масленые выключатели бывают нескольких типов:

Баковые – выключатели, имеющие большую емкость для масла.

Маломасляные – выключатели, которые используют компоненты с диэлектрическими свойствами и не требуют большого количества масла.

Рассматриваемый выключатель имеет схему, предусматривающую наличие специального устройства. Последнее, отвечает за гашение дуги в случае, если цепь разрывается. По тому, за каким принципом срабатывает, можно сделать следующую классификацию подобных устройств:

Использующее принудительное дутье рабочей среды. Оно характеризируется наличием специального гидравлического механизма, создающего давление и подачу масла в том месте, где случился разрыв сети.

Выключатель с магнитным гашением. В таком выключателе имеются специальные электромагнитные элементы, создающие поле, которое перемещает дугу, направляя ее в каналы с целью разорвать созданные цепи.

Образец использующий автодутье. Он имеет в своей конструкции специальный элемент , способный выделят энергию из образованной дуги с целью переместить масло или газ в баке.

Система бакового типа

Такие системы очень популярны, так как они имеют простую конструкцию. Ввод, дугогасительная система и система контактов – вот ее составные элементы. Если оборудование используется в с-ме, напряжение в которой ровняется 3-20 кВт, тогда все фазы можно расположить в одной емкости. Если же показатель напряжения увеличивается до тридцати пяти кВт, тогда фазу стоит расположить в отдельной емкости.

В обоих случаях можно использовать систему по автоматическому или дистанционному управлению. Но если первый вариант предполагает возможность ручного управления, то второй требует наличия автомата повторного включения.

В процессе нахождения всех фаз в 1 емкости наполненной жидкостью, рабочая среда производит изоляцию контактов как один от другого, так и от бакового корпуса. Последний должен иметь заземление. Масле также выполняет функцию гашения дуги и изолирует фазы электроснабжения в момент, когда сеть разрывается.

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.

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.

Масляные выключатели — выключатели переменного тока выше 1 кВ

Масляные выключатели появились в конце девятнадцатого столетия и приблизительно до 1930г. являлись единственным видом отключающего аппарата в сетях высокого напряжения. Различают масляные выключатели двух видов — баковые и маломасляные. Методы деионизации дугового промежутка в этих выключателях одинаковы. Различие заключается лишь в изоляции контактной системы от заземленного основания и в количестве масла.

Баковые выключатели

В выключателях этого вида дугогасительные устройства полюсов помещены в заземленный бак, заполненный маслом, которое используется в качестве газогенерирующего вещества, а также для изоляции контактной системы от заземленного бака. Ниже в качестве примера приведено описание выключателя типа У-220-40 с номинальным напряжением 220 кВ и номинальным током отключения 40 кА производственного объединения «Урал-электротяжмаш» (рис.1).

Рис.1. Полюс трехбакового масляного выключателя типа У-220-40

Выключатель предназначен для наружной установки. Каждому полюсу соответствует особый бак 1 цилиндрической формы с расширяющейся верхней частью, приспособленной для установки проходных изоляторов 2 и трансформаторов тока 3. Внутренняя поверхность бака выложена изоляционным материалом 4. К нижним фланцам изоляторов прикреплены дугогасительные камеры 5 с шунтирующими резисторами 6. Подвижные контакты укреплены на траверсе 7, приводимой в движение приводом с помощью изоляционной штанги 8 и системы рычагов 9. В положении «включено» траверса 7 находится в верхнем положении, контакты замкнуты, механизм выключателя заперт. В процессе отключения подвижная система освобождается и под действием отключающих пружин перемещается вниз. Контакты размыкаются и дуга гасится. В положении «отключено» контактная траверса находится внизу, несколько выше днища бака (см. пунктир). Здесь расположено устройство 10 для подогрева масла в зимнее время.

Баки залиты маслом. Под крышками остается некоторый объем воздуха («воздушная подушка»), который при сильном газообразовании вытесняется вместе с газами наружу через газоотводную трубу (на рисунке не показана). Слой масла над гасительными камерами должен быть достаточным, чтобы обеспечить надежное охлаждение газов, образующихся в процессе отключения, до соприкосновения их с воздухом под крышкой во избежание воспламенения.

Рис.2. Дугогасительное устройство выключателя У-220-40

Дугогасительное устройство выключателя показано на рис.2. В цилиндре 1 из изоляционного материала укреплены две камеры поперечного масляного дутья (2 и 3), соединенные последовательно. Неподвижные и подвижные контакты этих камер обозначены соответственно 4, 5 и 6, 7. При включении выключателя подвижная траверса с двумя цилиндрическими контактами (на рисунке не показана) поднимается и входит в соприкосновение с корпусом. При дальнейшем ее движении поднимаются подвижные контакты 5 и 7 и соединяются с неподвижными контактами 4 и 6. Механизм выключателя запирается.

При отключении выключателя подвижная траверса вместе с контактами 5 и 7 опускается и в разрывах образуются дуги, которые гасятся в соответствующих камерах. Ходу подвижных контактов вниз способствует пружина 8. Шунтирующие резисторы, показанные на рис.1, обеспечивают равномерное распределение напряжения между гасительными устройствами.

Газы, выбрасываемые из гасительных устройств при отключении тока КЗ, сообщают слою масла, находящемуся над ними, большую кинетическую энергию. Масло ударяется в крышку бака. Скорость масла в момент удара достигает 10-20 м/с, а сила, направленная вверх, достигает 150 кН. При последующем падении масла возникает сила, направленная вниз, которая составляет порядка 300 кН. Она воспринимается фундаментом.

Масса выключателя (три полюса) без масла составляет 28т, а масса масла — 27т. Выключатель подлежит установке на бетонном основании высотой 0,5-0,8м над уровнем земли. Незащищенные токоведущие части находятся на недоступной высоте и не представляют опасности для людей, обслуживающих установку. Три полюса управляются общим электромагнитным или пневматическим приводом.

При ремонте выключателя необходимо спустить масло. С этой целью предусматривают соответствующие трубопроводы и емкости. Для доступа к контактной системе в стенках баков предусмотрены лазы достаточного размера, плотно закрывающиеся крышками на болтах.

Баковые масляные выключатели просты в изготовлении. Стоимость их относительно невысока. Наличие встроенных трансформаторов тока является их достоинством. В связи с усовершенствованием конструкций дугогасительных устройств опасность взрыва и пожара практически исключена. Однако большой объем масла затрудняет доступ к контактной системе и увеличивает время, необходимое для ремонта. Фундаменты для таких выключателей должны быть рассчитаны на значительные динамические нагрузки. Время отключения выключателя составляет 4 периода.

Выключатели аналогичной конструкции (но с меньшими размерами) строят также для номинальных напряжений 110 и 35 кВ.

Маломасляные выключатели

В выключателях этого вида масло служит только газогенерирующим веществом. Для изоляции токоведущих частей используют фарфор, стеклопластик, текстолит и другие изоляционные материалы. Отечественные заводы строят маломасляные выключатели для номинальных напряжений от 6 до 220 кВ для внутренней и наружной установки. Они имеют меньшие размеры и массу по сравнению с баковыми выключателями. Относительно небольшое количество масла облегчает уход и ремонт.

В выключателях для номинальных напряжений до 35 кВ контактная система и дугогасительные устройства заключены в небольшие бачки, изолированные от заземленного основания фарфоровыми изоляторами. Бачки могут быть металлическими (в ранних конструкциях) или из стеклопластика.

Рис.3. Маломасляный выключатель типа ВМП-10

В качестве примера на рис.3 показан весьма распространенный выключатель типа ВМП-10 (выключатель маломасляный подвесной) для номинального напряжения 10 кВ и внутренней установки. Основание выключателя выполнено в виде стальной рамы 1, которая крепится вертикально на стене или каркасе РУ. В раме размещены вал выключателя 2, отключающая пружина и буферное устройство 5. К раме пристроен электромагнитный или пружинный привод. Бачки прикреплены к раме с помощью фарфоровых изоляторов 4. Вал 6 каждого бачка соединен с валом 2 выключателя изолирующей тягой 5. Количество масла составляет всего 4,5 кг. Номинальный ток отключения выключателя ВМП-10 составляет в зависимости от исполнения от 20 до 31,5 кА, номинальный, ток — от 630 до 3200 А. Время отключения составляет 0,12 с (6 периодов).

Читать еще:  Бытовые электрические масляные обогреватели для дома

Выключатель типа ВМП-35 с номинальным напряжением 35 кВ имеет аналогичную конструкцию. Номинальный ток отключения равен 10 кА.

Рис.4. Контактная система и гасительное устройство
масляного выключателя типа МГ-10

Маломасляные выключатели 10-20 кВ с большой отключающей способностью (до 90 кА) и номинальным током до 11 кА имеют несколько иную конструкцию (рис.4). Они имеют по два металлических бачка на полюс. Контактная система разделена на главные и дугогасительные контакты. Неподвижные части 1 главных контактов выполнены в виде трехгранных призм и расположены на крышках бачков. Подвижные части 2 (пальцевого типа) прикреплены к контактной траверсе 3. Число пар пальцев определяется номинальным током. Неподвижные части дугогасительных контактов розеточного типа 4 укреплены в днищах бачков. Подвижные части в виде круглых стержней 5 прикреплены к контактной траверсе и входят в бачки через проходные изоляторы.

В положении «включено» (рис.4,а) большая часть тока проходит от зажима 6 по крышке бачка к главным контактам 1, 2, траверсе 3 и далее к зажиму второго бачка. Небольшая часть тока ответвляется от основного пути и проходит по стенкам первого бачка, розеточному контакту 4, подвижному контактному стержню 5 к траверсе и далее аналогично ко второму бачку. В процессе отключения (рис.4,6) сначала размыкаются главные контакты и весь ток смещается в дугогасительные контакты. При размыкании последних в нижних отсеках бачков зажигаются дуги, угасающие в гасительных камерах по мере продвижения контактных стержней вверх. При включении выключателя сначала замыкаются дугогасительные, а затем главные контакты.

Гасительные камеры состоят из ряда дисков из изоляционного материала, скрепленных шпильками. В дисках имеются вырезы, образующие центральный канал для контактного стержня, а также «карманы» для масла и выхлопные каналы для газов — продуктов разложения масла. Давление в камерах достигает 8 МПа, что способствует образованию сильного газового дутья, направленного радиально и отчасти вдоль канала дуги. После угасания дуги газы выходят из бачков через маслоотделители и по газоотводным трубам (на рисунке не показаны). Масляные пары конденсируются, и масло стекает в бачки.

Контактные траверсы с подвижными контактными стержнями в процессе, отключения приводятся в движение мощными отключающими пружинами, которые с помощью изоляционных штанг 7 соединены через передаточный механизм с валом выключателя. Внешний вид выключателя показан на рис.5. Его время отключения составляет 6-7 периодов.

Рис.5. Маломасляный выключатель типа МГГ-10-5000-б3УЗ:
1 — рама с механизмом;
2 — опорный изолятор;
3 — бачок;
4 — главные контакты;
5 — изоляционная тяга

Маломасляные выключатели ПО «Уралэлектротяжмаш»

ПО «Уралэлектротяжмаш» выпускает маломасляные выключатели с номинальным напряжением 35, 110 и 220 кВ.

Рис.6. Маломасляный выключатель серии ВМТ:
а — на напряжение 110 кВ;
б — на напряжение 220 кВ

На рис.6,а показан выключатель типа ВМТ-110 с номинальным напряжением 110 кВ, номинальным током 1250 А и номинальным током отключения 25 кА. Выключатель состоит из стального основания, на котором установлены три фарфоровые колонны. Нижняя часть каждой колонны представляет собой полый фарфоровый изолятор, внутри которого размещены стеклопластиковые тяги для передачи движения от привода к контактам. Верхняя часть колонны заполнена маслом. Здесь расположено дугогасительное устройство в эпоксидном цилиндре, воспринимающем механические напряжения при работе выключателя.

Гашение дуги происходит в камере встречно-поперечного дутья. Чтобы обеспечить отключение емкостных токов, контакты размыкаются с большой скоростью. Дугогасительное устройство заполнено сжатым азотом, который обеспечивает избыточное давление, способствующее поддержанию высокой электрической прочности межконтактного промежутка (что важно при работе выключателя в цикле АПВ), повышению износостойкости контактов и сохранению высокого уровня внутренней изоляции вне зависимости от внешних атмосферных условий. Избыточное давление создается перед пуском выключателя в эксплуатацию и благодаря надежной герметизации сохраняется в выключателе вплоть до очередной ревизии.

Выключатель снабжен пружинным приводом; время отключения составляет 3 периода. У выключателей предусмотрено устройство для подогрева масла в зимних условиях. С обычным трансформаторным маслом выключатели могут работать при температуре до -45°С, а с низкотемпературным маслом при температуре до -60°С.

Выключатель типа ВМТ-220 (рис.6,б) состоит из трех отдельных полюсов. Каждый полюс имеет два последовательно соединенных дугогасительных устройства, установленных на двух опорных изоляторах 110 кВ. Полюс управляется тем же приводом, который предусмотрен для выключателей 110 кВ. Номинальный ток выключателя равен 1250 А, номинальный ток отключения — 25 кА.

Внедрение выключателей серии ВМТ позволяет прекратить производство баковых выключателей типов МКП-110 и У-220.

Для электроустановок напряжением 35 кВ выпускается маломасляный выключатель типа В МУ-35 в трехполюсном исполнении. Он предназначен для замены выключателей типа ВМК-35 и баковых выключателей типа МКП-35.

Масляные и вакуумные выключатели

Проблема высокой энергии дуги при разрыве или включении сетей с напряжением 6….35 кВ решается разными способами. При движении контактов между ними возникает дуга, которая состоит из двух разрушительных фаз.

Первая фаза — это собственно дуга, которая возникает в воздушной, газовой или масляной среде. В зазоре происходит ионизация вещества, и мере изменения положения контактов (сближение или разрыв) дуга или затухает, или повышает интенсивность горения. На качество дуги влияет момент прохождения синусоиды переменного тока через ноль оси периода и изменение полярности. Это значит, что на длительность эксплуатации контактов влияет скорость их перемещения.

Вторая фаза — термическое воздействие дуги на контакты и рабочую среду. Это приводит к выгоранию материала контактов, общему нагреву переключателя и ослаблению (отжигу) упругих элементов.

Имеют не самую простую электромеханическую конструкцию и их много разновидностей, что усложняет замену и обслуживание. Основные конструкции — пружинная, на базе соленоида и смешанная. По направлению движения контактов различают дугогасительные камеры с перемещением подвижного контакта сверху-вниз или снизу-вверх Контакты размещены в баке с маслом, которое не должно менять свою вязкость при различных температурах и не поддерживать горение.

Недостатки масляных выключателей:

Достаточно сложная конструкция.
Большое время срабатывания (0,5…1 с) из-за вязкости масла.
Загустение масла от времени и низкой температуре.
Выгорание масла и образования в нем взвеси из материала контактов и изолятора камеры гашения дуги, что снижает эффективность.
Ограниченное число включений (напр., при номинальном токе 20 кА и напряжении 35 кВ количество гарантированных переключений не более 20), что требует учета числа переключений и проведения профилактических работ.

По большому счету, этот тип переключателей является развитием масляных устройств. Вместо масла применяется смесь газов, которая гасит дугу в доли секунды. По способу привода подвижного контакта переключатели разделяются на пружинные и пружинно-гидравлические.

Элегазовые выключатели лишены большинства недостатков масляных, но имеют ряд ограничений, которые влияют на применяемость оборудования:

Высокая стоимость смеси газов.
Монтаж можно осуществлять на отдельной опоре или выносном щите.
Переключатель не работает при низких температурах.
Монтаж и обслуживание требует опыта и специального оборудования.

Оборудование может применяться для постоянного или переменного напряжения сетей любой мощности. Но высокая стоимость оборудования ограничивает применение и оставляет нишу 110 и 220 кВ.

Развитие вакуумной аппаратуры в технологии изготовления, герметичность изделия в течение длительного периода и получения технического вакуума (10−6 …10−8 Н/см²) позволили создать качественно новые переключатели для сетей 6…35 кВ. Разреженный газ не поддерживает горения дуги, т.к. основным токопроводящим элементом является металл контактов, испарившийся в момент размыкания. При прохождении синусоиды через ноль дуга автоматически гаснет, а пары металла оседают на контактах или стенках камеры. Повторного зажигания дуги не происходит, т.к. на участке между контактами нет токопроводящего элемента (паров металла). Время протекания процесса гашения дуги составляет 7…10 миллисекунд.

Достоинства вакуумного переключателя:

Большая номенклатура моделей, что позволяет получить оптимальное соотношение цена/качество.
Простота установки или замены масляных выключателей, т. к. надо учитывать только расстояние между токоведущими элементами.
Компактность и малый вес.
Большой межремонтный ресурс (порядка 20 лет), что снижает эксплуатационные расходы.
Пожарная и экологическая безопасность, т.к. нет масла или специальной смеси газов.

Читать еще:  Покраска ЦСП – особенности выбора состава и проведения работ

Компания ООО «Энерготехмонтаж» предлагает услугу по замене масляных выключателей на вакуумные.

Замена носит комплексный характер:

Подбор требуемого оборудования.
Монтаж.
Приемосдаточные испытания силами своей сертифицированной лаборатории.
Оформление документов.

В большинстве случаев замена масляных переключателей приводит к модернизации основной части распределительного оборудования. Специалисты компании предложат варианты модернизации, которые будут по средствам заказчика, т.к. на сайте можно подобрать любое оборудование. В случае заключения договора о модернизации «под ключ» компания принимает на себя обязательства по разработке документации, поставке оборудования, выполнение монтажных работ и приемо-сдаточных испытаний. Заказчик получает готовый к эксплуатации объект с полным пакетом технической документации.

Масляные выключатели их типы основные характеристики

Электрическая часть тепловых электростанций. Учебник для вузов. Под ред. А. Л. Цезарова. М., «Энергия», 1974.

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Маслянское сельское поселение
  • Масляный фильтр

Смотреть что такое «Масляный выключатель» в других словарях:

МАСЛЯНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ — электрический выключатель переменного тока, главные контакты которого размещаются в объеме, заполненном минеральным маслом, выполняющим функции дугогасящей и изолирующей среды. Устанавливаются на распределительных устройствах электрических… … Большой Энциклопедический словарь

МАСЛЯНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ — выключатель, помещаемый в трансформаторное масло с целью ускорения разрыва вольтовой дуги, образующейся при размыкании контактов. Применяется в цепях переменного тока высокого напряжения, а также при больших силах тока. М. в. состоит из железного … Технический железнодорожный словарь

масляный выключатель — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия EN oil breakeroil circuit breakeroil switchoil break switchoil immersed… … Справочник технического переводчика

МАСЛЯНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ — электромеханическое устройство для включения и отключения под нагрузкой переменных электрических токов большой силы и высокого напряжения (свыше 3 кВ) с помощью подвижных контактов, погружённых в минеральное (трансформаторное) (см.). Последнее… … Большая политехническая энциклопедия

МАСЛЯНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ — электрич. выключатель перем, тока высокого напряжения (св. 3 кВ), гл. контакты к рого размещаются в объёме, заполненном трансформаторным маслом, выполняющим функции дугогасящей среды. Различают баковые М. в. (в к рых масло используется для… … Большой энциклопедический политехнический словарь

масляный выключатель — электрический выключатель переменного тока, главные контакты которого размещаются в сосуде, заполненном минеральным маслом, выполняющим функции дугогасящей и изолирующей среды. Устанавливаются на распределительных устройствах электрических… … Энциклопедический словарь

Масляный выключатель — – выключатель, контакты которого размыкаются и замыкаются в масле. СТ МЭК 50(441) 84 … Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

Масляный выключатель — электрический выключатель переменного тока высокого напряжения, главные контакты которого помещаются в объёме, заполненном минеральным (трансформаторным) маслом. При отключении электрической цепи между контактами выключателя возникает… … Большая советская энциклопедия

Масляный выключатель — English: Oil circuit breaker Выключатель, контакты которого размыкаются и замыкаются в масле. Примечание. Характерными примерами масляных выключателей являются выключатели с малым объемом масла в баке, находящемся под напряжением, и выключатели с … Строительный словарь

масляный выключатель с баками под напряжением — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия EN live tank oil circuit breakerlive type oil circuit breaker … Справочник технического переводчика

Выключатели 6-10 кВ

За многие годы развития МКС в сети устанавливались различные типы масляных выключателей. К настоящему времени основным типом в МКС являются горшковые маломасляные выключатели типа ВМГ различных модификаций: ВМГ-133; ВМГ-10; ВМП-10 и др.

В последние годы в сети стали устанавливаться вакуумные и элегазовые выключатели.

Масляный выключатель ВМГ-133 (в отключенном положении).

1 и 2 — пружинный и масляный буферы, 3 — пружина, 4 — рама, 5 — цилиндры выключателя, 6 — опорные изоляторы, 7 и 8 — контактные угольник и подвижной стержень, 9 — колодка гибкой связи, 10 — шина, 11 — гибкая связь, 12 — фарфоровая тяга, 13 — двухплечий рычаг, 14 — рычаг для крепления тяги привода, 15 — вал выключателя.

Выключатель ВМГ-10 (в отключенном положении).

1 — серьга, 2 — изоляционный рычаг, 3 — рама, 4 и 7 — упорный и заземляющий болты, 5 — контактный стержень, 6 — опорный изолятор, 8 — полюс, 9 -съемная крышка цилиндра, 10 — колодка гибкой связи, 11 — рычаг с роликами, 12 и 16 — приводные рычаги, 13 — вал выключателя, 14 — перегородки, 15 — масляный буфер.

Выключатель ВМП-10 (в отключенном положении).

1 — полюс, 2 — опорный изолятор, 3 — стальная рама, 4 — изоляционная тяга, 5 — вал, 6 — масляный буфер, 7 — болт заземления.

Приводы масляных выключателей.

Привод ПРБА — ручной.

1 — рычаг блок-контактов, 2 — рычаг управления, 3 — блокировочные контакты КСА, 4 — крышка, 5 и 6 — реле максимального тока, 7 — релейная коробка, 8 — корпус, 9 — тяга, 10 — указатель положения механизма привода.

Пружинные приводы.

а — типа ППМ-10, б — типа ПП-67 (без защитного диска)

1 — корпус, 2 — электродвигатель, 3 — редуктор, 4 — включающие пружины, 5 — регулировочный болт, 6 — груз.

УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Высоковольтные выключатели относятся к классу коммутационных устройств, использующихся в электрических сетях напряжением выше 1000 В.

Главным их отличием от других коммутационных аппаратов – разъединителей, отделителей, высоковольтных выключателей нагрузки, является способность разрывать электрические цепи при протекании аварийных сверхтоков.

Основу выключателя составляет его контактная система, особая конструкция которой и обеспечивает возможность коммутации токов большой величины вплоть до аварийных при номинальном напряжении сети, достигающем 1000 кВ и выше.

В 80-х годах прошлого века в рамках создания сверхмощного энергетического моста «Сибирь – Центр», а именно, для ЛЭП – 1150 кВ переменного тока «Экибастуз – Кокшетау» в Казахстане, НПО «Уралэлектротяжмаш» разработало и изготовило уникальные воздушные коммутаторы ВНВ-1150.

Проект в целом не оказался успешным, в настоящее время линия работает под напряжением 500 кВ, но, тем не менее, такое оборудование существует. Что касается электрических сетей постоянного тока, самая высоковольтная линия, соответственно и аппаратура, работающая на ней, имеет напряжение 1330 кВ. Линия находится в США и работает в сети «Pacific Intertie».

Назначение высоковольтных выключателей заключается в выполнения следующих функций:

  • производство оперативных переключений с целью изменения схемы электрической сети;
  • автоматическая коммутация в результате работы устройств релейной защиты и системной автоматики.

К основным техническим параметрам коммутационный приборов относятся:

  • время его отключения;
  • отключающая способность, выраженная максимальным значением разрываемого тока;
  • время восстановления готовности привода высоковольтного выключателя к повторному включению.

Для проверки рабочих параметров коммутационных аппаратов осуществляются испытания высоковольтных выключателей с использованием специальных приборов контроля.

ТИПЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Основной задачей высоковольтного прибора коммутации является гашение электрической дуги при отключении электрической нагрузки. Для успешного выполнения этой функции применяются различные технологические решения. Базовый принцип классификации высоковольтной коммутационной аппаратуры основан на применяемых способах решения этой задачи.

В соответствии с этим принципом приборы коммутации могут относиться к одному из следующих типов:

  • масляные, главная контактная группа которых погружена в масло;
  • воздушные, осуществляющие гашение дуги воздушным потоком;
  • вакуумные, использующие электрическую прочность разрежённого газа;
  • элегазовые, в которых применяется специальный электропрочный газ SF6.
МАСЛЯНЫЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Существуют конструктивные разновидности аппаратов данного типа. Так, устройства, коммутация всех трёх фаз которых происходит в одном общем объёме, заполненном маслом, называются однобаковыми.

Такие конструкции характерны для масляных коммутаторов напряжением до 20 кВ. В другом, трёхбаковом варианте исполнения контакт каждой фазы находится в отдельной ёмкости с маслом.

Гашение дуги осуществляется благодаря изоляционным свойствам применяемого трансформаторного масла и особой конструкции контактов, создающих несколько разрывов в каждой фазе.

Баковые конструкции характеризуются внушительными размерами масляных баков и большим объёмом заливаемого масла, которое кроме дугогашения играет роль основной изоляции.

Другая разновидность высоковольтных масляных аппаратов, представлена маломасляными или горшковыми моделями. Они более компактны и требуют значительно меньше масла, выполняющего исключительно дугогасительные функции. Роль основной изоляции играют твердотельные материалы – фарфор или полимеры.

Кроме этого, масло обладает гигроскопичностью, абсорбируя влагу из воздуха. В процессе эксплуатации требуется осуществление регулярного контроля качества масла путём проведения лабораторных анализов.

При отклонении рабочих характеристик масла от нормы необходимо производить процедуры его осушки, очистки и регенерации с использованием специализированного оборудования.

ВОЗДУШНЫЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Применяются воздушные аппараты преимущественно в открытых распределительных устройствах (ОРУ) электрических подстанций. Связано это с их внушительными габаритами и необходимостью наличия компрессорного хозяйства с сетью воздуховодов высокого давления.

Читать еще:  Для кухонь и влажных помещений

Воздушные приборы коммутации разделяются на два подтипа – аппараты с отделителем и без отделителя. В дугогасительной камере воздушных аппаратов первого подтипа располагаются основные контакты, разрывающие электрическую дугу.

В каждом из полюсов последовательно с дугогасительными контактами располагается отделитель – контакт, обеспечивающий разрыв полюса в отключенном положении.

При отключении привода воздушного аппарата открывается пневмоклапан, подающий воздух на приводные поршни дугогасительных контактов. Перемещение поршня вызывает их размыкание, а также открывает клапан, обеспечивающий поступление сжатой воздушной струи в дугогасительные камеры.

Создаваемое воздушное дутьё гасит дугу, после чего происходит разъединение контактов отделителя. После прекращения воздушной подачи дугогасительные контакты возвращаются в замкнутое состояние, и разрыв полюсов в отключенном положении обеспечивается только контактной группой отделителей.

В воздушных моделях без отделителей главная контактная группа выполняет функции как дугогашения, так и создания разрыва при отключении.

ВАКУУМНЫЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

В основе конструкции вакуумных высоковольтных коммутаторов лежит идея использования разрежённой воздушной среды не склонной к ионизации, для гашения электрической дуги, которая возникает при разрыве токовой цепи.

При высокой степени разрежения количество вещества, находящегося в вакуумной камере выключателя настолько мало, что горение электрической дуги может поддерживаться только за счёт эмиссии электронов с поверхности металлических контактов.

В результате гашение дуги в вакуумной камере происходит в течение первого полупериода при прохождении значения переменного тока через ноль.

Ключевыми элементами вакуумных коммутационных аппаратов являются вакуумные камеры, представляющие собой неразборные узлы.

Необходимый уровень разрежения воздуха внутри вакуумной камеры создаётся на заводе при её изготовлении и не требует корректировки в процессе эксплуатации. Это обстоятельство делает вакуумный вид коммутационной аппаратуры привлекательным с точки зрения удобства в эксплуатации.

Вакуумная коммутационная аппаратура обладает целым рядом преимуществ, среди которых:

  • малые габаритные размеры, позволяющие встраивать вакуумные выключатели в ячейки различного типа;
  • низкие затраты на проведение технического обслуживания;
  • высокая надёжность вакуумного оборудования;
  • низкая степень пожароопасности.
ЭЛЕГАЗОВЫЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Применение шестифтористой серы SF6, именуемой элегазом в качестве среды для гашения дуги позволило существенно уменьшить габариты дугогасительных камер и упростить конструкцию контактных групп элегазовых выключателей. Элегазовые коммутационные аппараты имеют баковую или колонковую конструкцию.

Элегазовая аппаратура наряду с вакуумной постоянно наращивает своё присутствие на рынке электротехнических устройств и относится к одному из самых перспективных направлений развития отрасли.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Масляные выключатели.

Масляные выключатели — это одни из первых коммутационных аппаратов в электроустановках высокого напряжения, которые не потеряли своего значения и широко используются в настоящее время. Основное назначение масляных выключателей заключается в оперативном включении и отключении электрооборудования и электроустановок на электрических станциях, в электрических сетях и системах в нормальных и аварийных режимах, при неавтоматическом и автоматическом управлении.

Высоковольтные масляные выключатели по назначению делят:

  • 1) на сетевые напряжением от 6 кВ и более, которые применяются в электрических цепях (за исключением цепей электрических машин и электротермических установок) и применяются для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как короткие замыкания;
  • 2) генераторные на напряжение от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях;
  • 3) выключатели для электротермических установок на напряжение от 6 до 220 кВ, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, рудотермических и других печах) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях;
  • 4) выключатели специального назначения.

По виду установки высоковольтные масляные выключатели делят на:

  • опорные, т.е. имеющие основную изоляцию на землю опорного типа;
  • подвесные, т.е. имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа;
  • настенные, т.е. укрепленные на стенах закрытых распределительных устройств;
  • выкатные, т.е. имеющие приспособления для выкатки из ячеек распределительных устройств;
  • встраиваемые в комплектные распределительные устройства.

По климатическим условиям высоковольтные выключатели имеют

пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции) и шесть климатических исполнений (У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависимости от географического места установки.

Различают масляные баковые выключатели с большим объемом масла, которое служит и как дугогасящая среда, и как изоляция, и маломасляные выключатели с малым объемом масла, которое служит только в качестве дугогасящей среды, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства относительно земли осуществляется с помощью твердых изоляционных материалов (керамики, текстолита, эпоксидных смол и т.п.).

Эти два вида масляных выключателей характеризуются различными принципами гашения дуги. У многообъемных выключателей возникающая при расхождении контактов дуга под действием высокой температуры разлагает масло, образуя газовый пузырь. В газовой смеси содержится до 70% водорода, что и определяет высокую дугогасящую способность масла, так как в водороде дугой отдается в 20 раз больше энергии, чем в воздухе.

Быстрый рост давления в газовом пузыре до величин, значительно превышающих атмосферное, способствует эффективной деионизации межконтактного пространства в выключателе [7]. Дуга при этом охлаждается (водород обладает большой теплопроводностью), а при дальнейшем увеличении расстояния между контактами гаснет. Однако первое погасание дуги не исключает ее повторного зажигания. Прекращение процесса зажигания дуги наступает лишь тогда, когда восстанавливающееся напряжение становится недостаточным для пробоя все увеличивающегося промежутка вследствие расхождения подвижных контактов.

Кроме скорости восстановления напряжения, на длительность горения дуги в масляных выключателях влияют следующие факторы: сила тока, отключаемого выключателем; высота слоя масла над контактами; скорость расхождения контактов. Чем больше предельный отключаемый ток, тем интенсивнее газообразование и тем успешнее гашение дуги. При отключении небольших токов гашение дуги может затянуться, так как энергии, выделяемой при этом дугой, бывает недостаточно для ее гашения. Чем больше слой масла, тем больше давление в газовом пузыре, тем интенсивнее идет процесс деионизации.

При небольшом слое масла над контактами горючие газы, проходя через него, не успевают охладиться и в результате смешения с кислородом воздуха могут образовать гремучую смесь. При высокой скорости расхождения контактов дуга быстро достигает своей критической длины, при которой восстанавливающееся напряжение оказывается недостаточным для пробоя большого промежутка.

Загустение и загрязнение смазки трущихся частей передаточных механизмов и приводов в значительной степени отражаются на скоростных характеристиках выключателей. При ремонтах необходимо удалять старую смазку и заменять ее новой.

В малообъемных выключателях электрическая дуга гасится потоком газомасляной смеси, образующейся в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры дуги. Этот поток получает определенное направление в специальном дуто гасительном устройстве — дугогасительной камере.

На напряжения 35—220 кВ применяются в основном баковые выключатели. Маломасляные выключатели являются основными на напряжение до 10 кВ включительно. Это положение может сохраниться надолго, особенно, если будут повышены их номинальные и отключаемые токи. Более широко начинают применяться маломасляные выключатели в наружных установках на напряжения 110 и 220 кВ при условии их достаточной отключающей способности (серия ВМТ).

Достоинства масляных выключателей: относительная простота конструкции, независимость от атмосферных явлений, простота монтажа при реконструкции, когда не планируется замена ячеек. Маломасляные выключатели имеют существенно меньшие габариты и массу, меньшую взрыво- и пожароопасность и требуют меньших и более дешевых распределительных устройств по сравнению с баковыми масляными выключателями.

Недостатком, особенно баковых выключателей, является наличие большого количества масла, что приводит к значительным габаритам и массам как самих выключателей, так и распределительных устройств. К недостаткам малообъемных масляных выключателей можно отнести необходимость иметь специальное масляное хозяйство, ограниченную способность к быстродействию и частоте осуществления автоматического повторного включения (АПВ).

Эксплуатация таких выключателей обходится дороже: замена и периодическая доливка масла, износ дугогасительных контактов, текущие ремонты. При работе масляного выключателя на низких температурах могут возникнуть трудности с подогревом масла. Отключающая способность масляных выключателей может оказаться недостаточной.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector