Масляные баковые выключатели

В масляных баковых выключателях масло служит для гашения дуги и изоляции токоведущих частей.

Баковые масляные выключатели использовались в наружных установках напряжением 35 кВ и выше. Они отличались простотой конструкции, что определило их широкое применение и в настоящее время. В отличие от простейшего выключателя они имеют специальные устройства — гасительные камеры. масляный выключатель напряжение баковый По принципу действия дугогасительные устройства можно разделить на три группы:

• 1) с автодутьем, в которых высокое давление и большая скорость движения газа в зоне дуги создаются за счет выделяющейся в дуге энергии;
• 2) с принудительным масляным дутьем, у которых к месту разрыва масло нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов;
• 3) с магнитным гашением в масле, в которых дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели.

Наиболее эффективным и простым являются дугогасительные устройства с автодутьем. Следует отметить, что устройства с автодутьем работают тем эффективнее, чем больше ток в дуге. При отключении малых токов давление газов может оказаться незначительным, вследствие чего дутье будет неэнергичным, что приведет к затягиванию гашения дуги. По этой причине некоторые гасительные устройства с автодутьем дополнены принудительным масляным дутьем, которое обеспечивает гашение малых токов.

Чем выше напряжение, тем больше необходимо разрывов. Для равномерного распределения напряжения между основными разрывами параллельно им включается шунтирующее сопротивление. После гашения дуги на основных разрывах ток, проходящий через шунтирующее сопротивление, гасится на вспомогательных разрывах, обычно вне камеры. В дугогасительных устройствах с помощью изоляционных пластин и выхлопных отверстий создаются рабочие каналы, по которым происходит движение масла и газов (дутье). В зависимости от расположения каналов различают камеры с поперечным, продольным и встречно-поперечным дутьем.

Выключатель работает по двухступенчатому циклу: сначала размыкаются контакты дугогасительных камер, происходит гашение дуг и прерывается цепь основного тока, затем в открытом разрыве контактов траверсы и контактов дугогасительных камер прерывается ток, протекающий через шунты. Траверса приводится в движение изолирующей тягой, связанной с приводным механизмом. На днище бака установлено льдоулавливающее устройство, предотвращающее всплытие замерзшего конденсата. Для подогрева масла при низких температурах к днищу крепится устройство электроподогрева, которое включается при температурах воздуха ниже — 150С. Это необходимо чтобы не снижалась скорость перемещения подвижных частей выключателя при увеличении вязкости масла. Например, в выключателе У-220 на три полюса необходимо 27 000 кг масла.

При напряжении до 10кВ (в некоторых типах выключателей до 35кВ) выключатель имеет один бак, в котором находятся контакты всех трех фаз, при большем напряжении для каждой фазы предусматривается свой бак.

В установках 6 — 10 кВ применяли масляные выключатели ВМБ-10, ВМЭ-6, ВМЭ-10, ВС-10, им на смену пришли выключатели маломасляные и элегазовые.

Стальной бак выключателя подвешен к литой чугунной крышке с помощью болтов. Через крышку проходят шесть фарфоровых изоляторов, на нижних концах токоведущих стержней которых закреплены неподвижно контакты.

Подвижные контакты находятся на контактном мосту или траверсе. Движение им передается с помощью изолирующей тяги от приводного механизма, расположенного под крышкой выключателя. Во включенном положении траверса поднята и контактный мост замыкает цепь между неподвижными контактами. При этом отключающаяся пружина сжата.

Выключатель во включенном положении удерживается защелкой привода, с которой он связан валом.

При отключении автоматически или вручную освобождается защелка и под действием пружины траверса быстро опускается вниз (скорость движения достигает 1,5 — 2,7 м/ с), при этом образуется разрыв цепи в двух точках на каждом полюсе выключателя. Возникшие дуги разлагают и испаряют масло, образуется газопаровой пузырь, содержащий до 70% водорода. Давление внутри пузыря достигает 0,5 — 1 МПа, что повышает деионизирующую способность газов. Дуга гаснет через 0, 08 — 0, 1 с. На стенках бака имеются защитные изоляционные покрытия.

Масло в бак выключателя заливается не полностью, под крышкой остается воздушная подушка. Это необходимо, чтобы уменьшить силу удара в крышку выключателя, обусловленного высоким давлением, возникающим в процессе гашения дуги.

Если уровень масла будет недопустимо низок, то газы попадут под крышку сильно нагретыми, что может вызывать взрыв смеси водорода с воздухом.

В выключателе нет никаких специальных устройств для гашения дуги, поэтому отключающая способность его невелика. Выключатели такой конструкции (ВМБ — 10, ВМЭ — 6, ВМЭ — 10, ВС — 10) применяются в установках 6 — 10кВ, но в настоящее время они вытесняются маломасляными выключателями.

В масленых выключателях серий МКП, У, С и другие масло в баке служит для гашения дуги и для изоляции токоведущих частей от заземлённых конструкций; в маломасленных выключателях серий ВМГ, МГГ, ВМК и других — для гашения дуги и не обязательно для изоляции от земли частей, находящихся под напряжением. Их баки специально изолируются от земли.

Многообъемные выключатели напряжением 110 кВ и выше снабжаются маслонаполненными вводами. Надежная работа маслонаполненных вводов гарантируется, если обеспечивается тщательный надзор за заполняющим их маслом. Систематические отборы проб масла из вводов производятся при помощи маслоотборных устройств, обеспечивающих взятие проб из нижних слоев масла, где обычно концентрируются вода и шлам.

Однобаковый выключатель типа ВМЭ-6−200 предназначен для установки на экскаваторах (рис. 2). В нем применен упрощенный вариант ДУ, представляющий собой горизонтально расположенную фибровую трубку с отверстиями по концам для неподвижных контактов и с контактной перемычкой внутри. Привод ручной маховичный типа ПМ.

Рис. 2 Однобаковый масляный выключатель ВМЭ-6−200.

В баковом масляном выключателе типа МКП-35−1000−25 на 35 кВ (рис. 3) все три полюса и привод смонтированы на общем сварном каркасе, причем на крышке каждого полюса смонтированы все основные размеры масляного выключателя со вводами с изоляцией категории Б узлы выключателя.

Баки овальной формы. На дне бака находится устройство для подогрева масла. Подъем и опускание бака осуществляются с помощью лебедки 6. В к снабжен ДУ с поперечным масляным дутьем. На каждом вводе могут быть размещены по два встроенных ТТ. Привод электромагнитный типа ПЭ-31. Баковый масляный выключатель типа G-25M-630−10 аналогичен выключателю типа МКП-35, ко имеет несколько меньшие габариты. Высота его 1940 мм, длина 1910 мм и ширина 860 мм. Привод пружинный типа ПП-67 или ПП-67К.

Рис. 3 Баковый масляный выключатель на 35 кВ:

1 — муфта для прохода кабеля; 2 — шкаф с приводом; 3 —- ввод; 4 — масло указатель; 5 — каркас; 6 — лебедка; 7 — болт заземления Баковый масляный выключатель на 110 кВ (рис. 4 и 5) имеет три бака цилиндрической формы. На крышке бака смонтированы маслонаполненные вводы 2, приводной механизм 3, предохранительный клапан, коробки со встроенными ТТ и патрубки для заливки масла. На каждом баке имеются лазы для доступа внутрь бака и к устройству для подогрева масла, расположенному под днищем бака. Изнутри стенки бака в несколько слоев изолированы электрокартоном или древеснослоистым пластиком 5. На каждом полюсе может быть установлено до четырех встроенных ТТ 4. Приводной механизм 3 сочленен с изоляционной тягой 6, перемещающейся в вертикальном направлении, и с соединительной тягой, движущейся в горизонтальном направлении. Два ДУ 7 с шунтирующим резистором 8 закреплены на нижних концах вводов 2.

Рис. 4 Полюс бакового масляного выключателя типа У-110−2-300−50 на 110 кВ.

1 — бак; 2 — ввод; 3 — приводной механизм; 4 — встроенные ТТ; 5 — изоляция бака; 6 — изоляционная тяга; 7 — дугогасительное устройство; 8 — шунтирующий резистор

Рис. 5 Общий вид выключателя типа У-110−2000;50У1.

В изоляционном корпусе ДУ 4 (рис. 6) закреплены по две камеры поперечного масляного дутья 7, соединенные последовательно посредством перемычки 6 с токоснимающими контактами. В корпусе 4 закреплены торцевые неподвижные контакты 8. Подвижная контактная система состоит из корпуса 1, в который ввернуты правый цилиндрический подвижный контакт 10 и изоляционный стержень 5, в верхней части которого закреплен левый подвижный контакт 5. При включении масляного выключателя подвижная траверса с двумя цилиндрическими контактами (на рисунке не показана) поднимается и входит в соприкосновение с корпусом 1. При последующем ее движении вместе с ней поднимаются подвижные контакты 5 и 10 и входят соответственно в неподвижные контакты 8 и 9, осуществляя замыкание цепи масляного выключателя.

При отключении масляного выключателя подвижная траверса вместе с контактами 5 и 10 опускается и происходит размыкание подвижных контактов 5 и 10 с неподвижными контактами 8 к 9 и возникновение двух дуг, которые гасятся в камерах масляного дутья 7. Ходу подвижных контактов способствует пружина 2.

Рис. 6 Дугогасящее устройство поперечного масляного дутья.

Газы, выходящие из ДУ, сообщают слою масла, находящемуся над ними, большую кинетическую энергию. Разогнавшееся масло ударяется о крышку бака. Скорость масла в момент удара может достигать 10—20 м/с. В результате удара масла о крышку возникает усилие, направленное вверх, а при падении масла — усилие, направленное вниз (табл. 1). Все три полюса управляются одним электромагнитным или пневматическим приводом типа ПЭ-44, установленным на первом полюсе. Привод посредством тяг связан с механизмами всех трех полюсов.

Таблица 1 Усилия, возникающие при работе масляного выключателя.

Примечание. При расчете фундамента усилие, указанное в таблице, следует удвоить.