Масляный выключатель: виды, маркировка + специфика использования

Устройство и принцип действия

Вакуумные выключатели предназначены для совершения коммутационных операций в электроснабжающих сетях высокого напряжения. Конструктивно вакуумный выключатель состоит из трех отдельных полюсов или колонок (по одной на каждую фазу). Все колонки устанавливаются на одном приводе посредством опорного изолятора из полимера, фарфора или текстолита. У каждой из них имеются два вывода для подключения ошиновки.

Общий вид вакуумного автоматического выключателя

Устройство вакуумного выключателя.

Из картинки ниже видно, что внутри устройство состоит из двух контактов, подведенных под соответствующие потенциалы полюсов. Один из них выполняется подвижным, второй стационарным, как и в других типах выключателей. Силовые контакты вакуумного выключателя располагаются внутри герметичной камеры, способной сохранять вакуум в течении длительного периода времени (несколько десятков лет). Для чего в состав камеры включаются специальные металлические сплавы и керамические добавки. Именно этот элемент стал камнем преткновения для реализации такого выключателя в 30-е годы прошлого века.

Современные технологии предоставляют возможность сохранения вакуума внутри емкости, в том числе, с учетом динамических нагрузок, которые ей приходится претерпевать во время коммутаций. Для постоянного поддержания состояния сильно разреженной газовой среды, внутри вакуумной камеры, устройство комплектуется сильфонным компонентом. Он исключает возможность проникновения воздуха или другого газа внутрь вакуумной камеры при перемещении подвижного контакта.

Конструкция вакуумного выключателя

Принцип гашения электрической дуги.

При разрыве контактов между поверхностями возникает ионизация пространства. Если в воздушных выключателях с методом электромагнитного дутья эту ионизацию искусственно растягивают на несколько метров, а в элегазовых и масляных выключателях стараются погасить диэлектрическим материалом, то в вакуумных применяется другая технология. Основной принцип основан на том, что в идеальном вакууме отсутствует какое-либо вещество, способное к выделению заряженных частиц. Поэтому в момент разделения контактов, из-за разности потенциалов, единственным источником ионизации являются пары раскаленного металла.

Различные этапы образования плазмы

Начало разведения контактов

Развитие ионизации

Заключительные процессы

Они продолжают движение между контактными поверхностями, но при переходе синусоиды электрического тока через ноль, заряженные частицы утрачивают энергию для ионизации и перемещения, их место быстро занимает пустое пространство с высокой электрической прочностью и дуга рвется. Ионы металлов примыкают к ближайшей поверхности – контактам или стенкам камеры. Такой принцип действия позволяет сократить время на прекращение горения дуги и предоставляет ряд преимуществ, в сравнении с другими типами коммутационных аппаратов. Но чрезмерные коммутационные перенапряжения могут привести к деформации поверхности, что будет препятствовать нормальному замыканию контактов, увеличит переходное сопротивление и вызовет перегрев внутри вакуумной камеры.

Устройство и работа выключателя КВ-1, КВ-2

Принцип работы устройств КВ-1 (однопозиционного, двухканального), КВ-2 (двухпозиционного, одноканального) линейного перемещения – концевых выключателей заключается в использовании постоянным магнитом печатной платы с двумя герконами, они используются в качестве главных, коммутирующих электрическую цепь – элементов. Кроме платы в корпусе «концевика», устройство концевого выключателя содержит клеммную колодку, в главном (первом) корпусе есть два глухих отверстия, в которых ходит шток, для КВ-02 – 2 штока. На штоке крепиться постоянный магнит, магнитопровод и пружина возвратного действия. Действие штока возвратно-поступательное, с его помощью магнит перемещается и осуществляет замыкание – размыкание контактов.

Рис. №1. Фото конечного выключателя КВ-01, КВ-02.

Рис. №2. Принципиальная электрическая схема концевых выключателей КВ-01, КВ-02.

Рис. №3. Чертеж конечного выключателя КВ-1 с указанием габаритных и установочных размеров КВ-01 и с местоположением в конструкции кабельного ввода.

Устройство и принцип действия масляных выключателей

Все масляные выключатели конструктивно состоят из:

  1. Силовой контактной группы. В неё входит подвижный (свеча) и неподвижный контакт (розетка), между которым и возникает дуга, гасящаяся в масле;
  2. Изоляторы, которые обеспечивают надёжную изоляцию токопроводящих частей от корпуса, и друг от друга;
  3. Одного или трёх баков с трансформаторным маслом;
  4. Группы блок-контактов, выполняющих контролирующую и управляющую роль;
  5. Приводы к масляным выключателям, собраны на довольно мощной включающей катушке, называющейся соленоидом или катушкой соленоида. Отключающая катушка выполняет роль ударного механизма, сбивающего с защёлки включенное устройство выключателя. Также привод может быть ручной;
  6. Специальные отключающие пружины, которые размыкают силовую часть при отключении. За счёт них зависит скорость расхождения контактов.

При подаче питания на катушку соленоида включения его массивный сердечник втягивается, тем самым приводя в движение рычажный механизм, который, в свою очередь, направляет подвижные контакты, то есть свечи, в направлении розеток. Также механизм включения может быть выполнен и на ручном приводе, тогда работу соленоида должен будет выполнять человек, с помощью специального рычага, разумеется, в диэлектрических перчатках.

После тока как свечи вошли в розетку на 20–25 мм, механизм масляного выключателя встаёт на защёлку. Во время работы, в ячейках где установлены высоковольтные выключатели, должны быть изготовлены блокирующие устройства, которые не позволят механически, включенный высоковольтный аппарат, выкатить из ячейки КРУ.

Масляные выключатели, установленные в ячейках должны быть оснащены системами защиты. Таким образом, он работает в автоматическом режиме. Его работа и назначение схожи с обычным низковольтным автоматическим выключателем. При подаче отключающего сигнала или нажатия на механическую кнопку происходит сбивание устройства с защёлки и за счёт пружин, электрическая цепь разрывается, и он переходит в отключенное состояние. Отключающие сигналы,которые управляют выключателем, приходят от релейной защиты и автоматики.

Как происходит выключение масляного выключателя

Выключение МВ происходит посредством нажатия на соответствующую копку.

При этом срабатывает защелка, которая не дает ему отключаться самопроизвольно в нормальном режиме, пружина разжимается и штоки выходят из розеток – выключатель отключается.

При отключении и размыкании контактов в полюсах в масле образуется электрическая дуга (если отключение происходило под напряжением), которая горит доли секунды.

Во время ее гашения масло очень сильно разогревается в месте разъединения контактов, выделяется газ. Происходит тушение дуги.

Как подключить по схеме проходной выключатель: одноклавишный, двухклавишный, как обычный, схемы, критерии выбора

Особенности конструкции и принцип работы

Внешний вид классической модели электронного коммутационного устройства практически идентичен с сенсорной панелью и представляет из себя экран из глянцевого электрохромного материала (кристаллическое стекло) с нанесенной на него разметкой. В широком разнообразии представлены варианты дизайна, цвета и конфигурации приборов.

Независимо от внешних характеристик и количества подключенных потребителей, конструктивно сенсорный прибор состоит из таких основных частей:

  1. Контроллер или блок управления. За декоративным лицевым экраном находится активная поверхность чувствительного элемента, реагирующая на различные раздражители. Исходя из типа сенсорного выключателя, раздражителями выступают: касание объекта воздействия, в некоторых моделях приближение, хлопок в ладоши, голосовая команда.
  2. Полупроводниковый преобразователь. В предыдущем блоке вырабатывается сигнал, который на этом участке преобразуется в электрический достаточной мощности для срабатывания.
  3. Коммутационная часть. Посредством коммутатора осуществляются основные действия в электроцепи: размыкание, замыкание или плавное регулирование степени нагрузки, подаваемой на светильник.

Исходя из устройства электронного изделия его принцип действия очевиден: осуществляя легкое прикосновение пальцев к панели, производится сигнал, который преобразуется и вызывает включение реле.

Правила эксплуатации МБ

Ремонтный, обслуживающий персонал, специалисты, связанные с обслуживанием и эксплуатацией масляных выключателей, должны знать соответствующую инструкцию, устройство, принцип работы оборудования.

В процессе эксплуатации сотрудники ФК обязаны проверять:

  1. Действующее напряжение, ток нагрузки. Показатели не должны выходить за рамки табличных значений.
  2. Высота масляного столба по полюсам, протечек нет.
  3. Наличие смазки на трущихся деталях. Контакты могут расшататься и расшататься, если смазка трущихся элементов станет густой и грязной.
  4. Запыленность комнат, в которых находится картина.
  5. Соответствие механических характеристик управляемых выключателей табличным нормам.

После каждого отключения от короткого замыкания следует проверять оборудование. Эти прерывания записываются в специальный журнал. Должен быть доступен журнал отказов для записи информации о неисправностях, обнаруженных во время работы агрегата. Проверке подлежит выключатель, отключение которого произошло в результате короткого замыкания.

Проверьте, не лопнуло ли масло. Если это тоже произошло в больших количествах, то это говорит о поломке из-за короткого замыкания. Оборудование выводится из эксплуатации и проверяется. Когда масло темное, необходима замена. На скорость открытия отрицательно влияет вязкость масла, которая увеличивается с понижением температуры.

Иногда возникает необходимость замены старой смазки при ремонте на новую: ЦИАТИМ-221, ГОИ-54 или ЦИАТИМ-201.

Таблица с техническими характеристиками масляных выключателей. Если фактические значения не соответствуют заводским, настройка повторяется

После снятия СН с работы тщательному осмотру подлежат опорные изоляторы, стержни, утеплитель емкости на предмет трещин. Сильно загрязненная изоляция удаляется. Потребность в внеочередном ремонте возникает после определенного количества коротких замыканий.

Периодическая проверка (ПО) выполняется ежемесячно

В этом случае обратите внимание на степень нагрева переключателя. ТР (незавершенный ремонт) выполняется ежегодно

В него входят такие работы, как проверка и устранение дефектов крепежа, кинематики привода, уровня масла, сальников. Изолирующие части также проверяются на целостность.

Через 3-4 года после серьезной ревизии выполните среднее (SR). Включает в себя весь комплекс работ ТП, а также производит замеры контактного сопротивления полюсов и проверяет механические и скоростные параметры.

При обнаружении расхождения между контролируемыми характеристиками и табличными данными автоматический выключатель разбирается, производится регулировка и проводится полный комплекс высоковольтных испытаний.

При внеплановом ремонте обычно стараются оставить прежнюю регулировку без изменений. По этой причине переключатель разбирается до минимума. Периодичность пересмотра составляет от 6 до 8 лет. В его объеме проводится общий осмотр, снимаются цилиндры с рамы, отсоединяются шины, ремонтируются привод, дуговые устройства и замыкающие контакты.

Ведь производятся регулировки, покраска, подключаются шины, проводятся испытания. На все работы оформляется документация.

Помимо масляных выключателей в высоковольтных сетях используются и другие отключающие устройства. Например, SF6 – это вакуум. У нас есть другие статьи на нашем веб-сайте, в которых подробно описаны функции и структура этих типов переключателей, а также особенности их использования:

  • Вакуумный выключатель: устройство и принцип действия + нюансы выбора и подключения
  • Автоматические выключатели SF6: рекомендации по выбору и правилам подключения

Масляный выключатель — разновидности с применением номенклатура

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.

Классификация

  • Баковые
  • Маломасляные (горшковые)

По принципу действия дугогасительного устройства:

  • с автодутьём (давление и движение масла и газа происходит под действием энергии, выделяющейся из дуги)
  • с принудительным масляным дутьём (масло к месту разрыва нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов)
  • с магнитным гашением в масле (дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы)

Сбросить лишний вес сложно, но есть способы сделать процесс эффективней. Попробуйте революционную кетогенную диету уже сегодня! Жми на картинку прямо сейчас!

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.

Конструктивные схемы и где применяются масляные выключатели (по сериям)

Различают следующие основные серии МВ:

  1. ВМП. Это выключатель масляный подвесной. В нем дугогасящие контакты располагаются внутри бака, а рабочие размещены снаружи выключателя. Применяются при больших отключаемых токах в закрытых КРУ 6-10 кВ.
  2. ВК – выключатель масляный колонковый. Применяется в КРУ выдвижного исполнения.
  3. ВГМ. Применяется для отключения больших токов. Устройства этого типа имеют по 2 пары рабочих и дугогасительных контактов. Двукратный разрыв тока позволяет обеспечить более эффективное гашение дуги.
  4. ВМУЭ – колонковый. Применяется в установках 35 кВ.
  5. ВМТ. Применяется в установках 110 и 220 кВ.

Управление и система приводов

Управлять МВ можно через кнопки схемы управления, либо вручную воздействуя на катушку соленоида.

Привод предназначен для включения устройства в ручном или автоматическом режимах, а также поддержания его во включенном состоянии.

Различают следующие типы приводов:

  1. Ручной (автоматический). Данный привод позволяет управлять масляным выключателем как вручную, так и автоматически при помощи встроенного электромагнита.
  2. Пружинный. Такой тип привода включает МВ за счет энергии заведенной пружины. Завод пружины осуществляется вручную, при помощи электромагнита, или электродвигателя.
  3. Пружинно-грузовой. Включение осуществляется путем энергии взведенных пружин и груза, поднятого в верхнее положение.
  4. Электромагнитный. Управление масляным выключателем осуществляется за счет создания тягового усилия в электромагнитной катушке с сердечником. Для включения сердечник взаимодействует с рычажным механизмом.

Основные типы масляных выключателей

Конструкция масляных выключателей выполняется двух основных типов:

  1. Баковые. Обладают большим объёмом масла. Оснащены одним большим баком сразу для трёх контактов трёхфазного напряжения;
  2. Горшковые (маломасляные). С меньшим объёмом масла, но и с дополнительной системой дугогашения, и тремя раздельными баками. В них на каждой фазе присутствует отдельный металлический цилиндр, заполненный маслом, в каком и происходит разрыв контактов и подавление электрической дуги.

Выключатели масляные баковые

Чаще всего они рассчитаны на сравнительно небольшие токи отключения. Производятся они однобаковыми конструкциями (три полюса находятся в одном баке) при рабочем напряжении до 20 кВ. а при на напряжение выше 35кВ — трехбаковыми (каждая из фаз расположена отдельном баке) с персональными или групповыми приводами включения. Выключатели баковые снабжаются электромагнитными или воздушными пневмоприводами. Есть возможность работы с повторным автоматическим включением (АПВ).

Маломасляные выключатели

По сравнению с баковыми здесь масло служит исключительно как дугогасящая среда, а изолирование токоведущих деталей и дугогасительного аппарата касательно замыкания на землю осуществляется через твердый изоляционный материал (керамику, текстолит, и различные эпоксидные смолы). Это масляный выключатель ВМП или ВМГ типа.

Они обладают кардинально меньшими габаритами, массой, а также значительно меньшей взрывоопасностью и пожароопасностью. Присутствие в этих высоковольтных устройствах встроенных емкостных трансформаторов напряжения и трансформаторов тока, существенно усложняет конструктивное устройство выключателей и повышает их габаритные размеры.

Масляные выключатели по своей конструкции могут выпускаться заводом изготовителем двух видов движения контактной группы:

  1. дугогасительные камеры снизу (движение подвижного контакта выполняется сверху вниз);
  2. дугогасительные камеры сверху (перемещение подвижного контакта происходит наоборот снизу ). Этот вид более перспективен в отношении улучшения отключающей возможности.

выключатель может быть оборудован встроенным внутрь механизмом защиты и управления. Это такие реле, как:

  1. максимального тока моментального действия
  2. выдержки времени
  3. реле минимального напряжения (для защиты электрооборудования от работы на не номинальном напряжении)
  4. электромагниты отключения,
  5. вспомогательные блок-контакты.

Увеличение номинального рабочего тока тут выполняется за счёт механизма искусственного обдува как подводящих шин, так и контактной системы. В последнее время начало применяться водяное охлаждение, этих нагревающихся от прохождения тока элементов.

Выключатель маломасляный для наружной установки состоит из трех основных ключевых частей:

  • дугогасительное устройство, которое помещено в фарфоровую оболочку;
  • фарфоровые опорные колонки;
  • основания, то есть рамы.

Изоляционный цилиндр, охватывает дугогасительное устройство чем и выполняет защитную функцию. Главная его защитная цель — это фарфоровая оболочка, чтобы во время большого давления, которые возникают в момент отключения масляника, она попросту не разорвалась.

Изучение масленых выключателей, их конструкции и принцип работы

Требования, предъявляемые к выключателям:

1) надежное отключение любых токов в пределах номинальных значений;

2) быстродействие при отключении, т.е. гашение дуги в возможно меньший промежуток времени, что вызывается необходимостью сохранения устойчивости параллельной работы станций при КЗ;

3) пригодность для автоматического повторного включения после отключения электрической цепи защитой;

4) взрыво- и пожаробезопасность;

5) удобство обслуживания.

Для оперативного обслуживания надо, чтобы каждый выключатель или его привод имел хорошо видимый и безотказно работающий указатель положения («Включено», «Отключено»).

Если выключатель не имеет открытых контактов и его привод отделен стенкой от выключателя, то указатель должен быть и на выключателе, и на приводе.

Эксплуатация масляных выключателей

Как и любой электрический аппарат, масляный выключатель требует правильной, корректной настройки, регулировки, и эксплуатации.

Нужно провести регулировку вхождения свечей (подвижных контактов) в розетки. Это производится путём раскрепления подвижного контакта и фиксирования его на нужном уровне. И также перед введением в работу должна быть оформлена форма протокола испытания масляного выключателя. Испытания масляных выключателей заключается в проверке его повышенным напряжением как в отключенном, так и во включенном состоянии, а также в проверке всех его цепей защит и сигнализаций. Это должен выполнять специально обученный персонал, чаще всего электротехническая лаборатория, соблюдая все меры безопасности.

В продолжении всей эксплуатации после каждого отключения и включения этих высоковольтных механизмов, нужно убедиться:

  1. В наличии и качестве трансформаторного масла. Также масло должно быть в соответствующих пределах, которые видно по специальному стеклянному стержню с метками;
  2. Контролировать крепление всех элементов привода, его шплинтов и механизмов болтового соединения;
  3. Следить за тем, чтобы не разрушались проходные и опорные изоляторы;
  4. Производить чистку блок контактов, если есть такая необходимость

В любом случае нужно понимать что высоковольтные масляные выключатели — это сложные электрические коммутационные аппараты, который работают с токами короткого замыкания. Поэтому надёжность его работы и продолжительность его ресурса напрямую зависит от технического состояния, а также частоты коммутаций которые он выполняет.

Достоинства системы

Система гашения дуги данного типа имеет ряд особенностей, из-за которых она используется во многих цепях электроснабжения. К достоинствам системы относится следующее:

Высокая эффективность прерывания цепи, что позволяет использовать подобное оборудование в сетях высокого напряжения.
Простота конструкции делает ее надежной и ремонтопригодной

Ремонт масляных выключателей должен проводиться исключительно профессионалами, так как подобное оборудование отвечает за выполнение важной команды от автоматической системы управления или оператора. Также это качество обуславливает относительно небольшую стоимость этого типа оборудования.

Целесообразность замены на вакуумный

Масляные выключатели наибольшую популярность и распространение получили в XX веке, в XXI веке они все активные вытесняются вакуумными выключателями.

Последние имеют следующие преимущества:

  1. Значительно меньшие габариты и масса.
  2. Высокая надежность.
  3. Простота в обслуживании.
  4. Гораздо более простое и безопасное включение и отключение.
  5. Значительно больший ресурс.

Исходя из вышеописанных пунктов становится очевидно, что вакуумные выключатели по всем параметрам выигрывают по сравнению с масляными.

Конечно, заменить целую секцию подстанции, или всю подстанцию с масляных на вакуумные выключатели сложно: это долго и дорого.

Однако на долгой дистанции в несколько десятков лет такое вложение полностью оправдывает себя.

Общее устройство, как работают

МВ состоит из следующих основных элементов:

  1. Силовая контактная группа. В нее входят подвижный шток и неподвижная розетка, в которую он вставляется. Гашение дуги происходит в баке с трансформаторным маслом.
  2. Фарфоровые изоляторы. С их помощью токоведущие части изолируются от корпуса и друг от друга.
  3. Бак, наполненный трансформаторным маслом. За счет последнего происходит гашение электрической дуги.
  4. Блок-контакты управления, которые соединены в одну группу.
  5. Привод. Устанавливается ручной и автоматический, на основе катушки соленоида.
  6. Пружины. Размыкают за счет энергии сжатия контакты масляного выключателя.

При подаче напряжения на катушку соленоида включения сердечник втягивается, запускает рычажный механизм, который, соединяет подвижные контакты (штыри) с неподвижной розеткой. Таким образом, происходит автоматическое включение масляного выключателя.

Также его можно включить и вручную. Для этого нужно приложить усилие на соленоид через специальный рычаг.

Воздействовать на рычаг нужно до того момента, пока механизм не зафиксируется специальной защелкой с характерным звуком. Работу необходимо производить в спецодежде и обуви, в электроизолирующих перчатках.

Оцените статью