Выключатели высокого напряжения

Выключатели высокого напряжения

При размыкании электрической цепи с током между расходящимися контактами возникает дуговой разряд. Дуга образуется даже при отключении тока 0,5 А при напряжении 15 В. Продолжительность ее горения зависит от параметров цепи и условий деионизации дугового промежутка.
В дуге одновременно происходят процессы ионизации (образование свободных носителей заряда — электронов и положительно заряженных ионов) и деионизации (нейтрализация свободных носителей заряда). Дуга горит до тех пор, пока процесс деионизации не станет интенсивнее процесса ионизации. Следовательно, для быстрого гашения дуги необходима усиленная деионизация дугового разряда, так как в канале дуги температура достигает 4 000 °С и интенсивно идет термическая ионизация газовой среды.
Для отключения электрических цепей с большими токами созданы отключающие аппараты, имеющие следующие дугогасящие устройства:
газового дутья, у которых в дуговой канал поступает воздух извне или же газ, выделяющийся под действием температуры дуги из минерального масла, органического стекла или фибры дугогасительной камеры. Прохождение воздуха или газа через дугу приводит к ее гашению;
с узкой щелью, в которых дуга с помощью магнитного дутья втягивается в узкую щель. На стенках щели, выполненных из изоляционного материала, происходят нейтрализация зарядов, охлаждение дуги и ее гашение;
с разделением дуги на короткие дуги. На каждом коротком участке дуги возникает падение напряжения, в результате чего энергия, выделяющаяся в дуге, оказывается недостаточной для ее горения.
В наиболее мощных аппаратах включения — отключения цепей высокого напряжения (масляных и воздушных выключателях) i фи- меняют дугогасящие устройства, действующие по принципу газового дутья. В их дугогасительных камерах газовое дутье создает перемешивание неионизированного газа с ионизированными частицами. Это охлаждает дугу, снижает термоионизацию, что приводит к гашению дуги в момент прохождения тока через нулевое значение.
Многообъемный (баковый) масляный выключатель без специального устройства для гашения дуги (рис. 1) выполняют в виде стального бака 17, залитого трансформаторным маслом. В нижней части бака, изолированного внутри специальной фанерой 14, имеется маслоспускной кран 16. Уровень масла контролируют с помощью маслоуказательной трубки 13. К баку фланцем 12 болтами 11 крепится чугунная крышка 10. Проходные изоляторы 9 с токоведущими стержнями, на концах которых укреплены неподвижные контакты 3, пропущены внутрь бака. Под крышкой бака образуется буферное воздушное пространство А, из которого воздух отводится в газоотводную трубу 5.

Рис. 1. Многообъемный масляный выключатель:
1 — подвижный контакт; 2 — газовым пузырь; 3 — неподвижный контакт; 4 болт; 5 — газоотводная труба; 6, 7, 19 тяги кривошипно-шатунного механизма; 8 — вал; 9 — проходной изолятор; 10 — крышка; 11 — болт; 12— фланец; 13 — маслоуказательная трубка; 14 — фанера; 15 — траверса; 16 — маслоспускной кран; 17 — стальной бак; 18 — отключающая пружина; 20— направляющая; 21 — штанга; А — буферное пространство

Включают и отключают масляный выключатель приводом, воздействующим на вал выключателя. При включении вал поворачивается по часовой стрелке и посредством кривошипно-шатунного механизма с тягами 6, 7, 19 и направляющей 20 поднимает контактную траверсу 15, на которой укреплены подвижные контакты /трех фаз выключателя. Подвижные контакты замыкаются с неподвижными, укрепленными на концах токоведущих частей проходных изоляторов. При этом отключающая пружина IS сжимается, и во включенном положении выключатель удерживается механической защелкой привода.
При отключении привод смещает защелку. Под действием отключающей пружины 18 штанга 21 перемещается вниз и контакты J и 1 расходятся. Между ними возникает дуга, а вокруг нее газовый пузырь 2, состоящий из продуктов разложения масла (70 % водорода, 20 % этилена). Давление в газовом пузыре составляет 0,2. 0,4 МПа. Водород обладает большой теплопроводностью и высокой электрической прочностью, что используется для гашения дуги. Образующиеся газы проходят через слой масла и выходят в буферное пространство А.

Рис. 2. Масляный выключатель С-35-630-10:
1 — изоляторы; 2 — привод; 3 — корпус выключателя

Газы, проходя слой масла, должны успевать охладиться, иначе возможны их быстрый прорыв (если объем масла будет малый) и образование в буферном пространстве гремучей смеси при соединении водорода и кислорода. При слишком большом объеме масла может произойти его выброс из бака через трубку 5. Поэтому необходимо постоянно контролировать уровень и качество масла, а также чистоту поверхности проходных изоляторов, на которых могут скапливаться раскаленные частицы угля и металла, образующиеся при отключении.
Дуга при отключении восстанавливается и гаснет несколько раз, поэтому время отключения многообъемных выключателей весьма велика (0,15. 0,2 с). В этом заключается один из основных недостатков выключателей, из-за которого их применение ограничивается установками небольшой мощности напряжением до 6 кВ. К недостаткам относится также пожароопасность в связи с большим объемом масла.
Многообъемные масляные выключатели со специальными устройствами для гашения дуги применяют для ускорения процесса гашения дуги, повышения предельно отключаемой мощности.
Масляный выключатель С-35-630-10 (рис. 2) предназначен для наружных установок напряжением 35 кВ. Предусмотрены три его исполнения: для работы в районах с умеренным климатом; с тропическим климатом при температуре воздуха до 55 °С; с холодным климатом при температуре воздуха -60 °С.
Каждый полюс выключателя собран на отдельной крышке и помещен в отдельный бак. Все полюсы механически связаны между собой, смонтированы на общем сварном каркасе и управляются одним приводом 2. Крышки трех полюсов соединены между собой в один комплект муфтами, в которых установлены предохранительные клапаны для защиты от повышения давления в баках при длительном горении дуги. Внутренние стенки баков об шиты высокопрочным электрокартоном. Под дном каждого бака установлено устройство подогрева масла, применяемое при температуре воздуха ниже -15 °С.

Рис. 3. Общий вид (а) и схема (б) горшкового масляного выключателя типа ВМГ-10:
1 — рама; 2— контактный стержень; 3 — изоляторы; 4 — цилиндр; 5— выходной зажим; 6 — контактная колодка; 7 — фарфоровая тяга; 8 — неподвижный контакт; 9 — валик, связанный с приводом; 10 — пружина; 11 — металлическая шина. A — пространство цилиндра, заполненное маслом (стрелками показано направление тока)

В малообъемных (горшковых) масляных выключателях масло, используемое в качестве дугогасящей среды, заливают в стальные или пластмассовые баки. Достоинство таких выключателей — не значительная масса масла (около 10 кг) по сравнению с многообъемными выключателями (около 50 кг). Широкое распространение получили малообъемные масляные выключатели типов ВМГ-10 (рис. 3), ВМП-10, ВМПП-10, ВМП-10К, ВМПЗ-10.
В выключателе типа ВМП-10 (рис. 4) три бака из стекло эпоксидной смолы закреплены на опорных изоляторах и установлены на стальной раме. С обеих сторон рамы 3 выведен вал 5 для связи с приводом выключателя. Подвижные контактные стержни проходят через каждый бак в дугогасительную камеру, изготовленную из фибры или гетинакса и размещенную в нижней части бака, к которому приварен резервуар с маслом. Необходимую амортизацию при включении и отключении выключателя создают пружины и масляный буфер 6.

Рис. 4. Масляный выключатель типа ВМП-10:
1 — полюс; 2 — опорный изолятор; 3 — рама; 4 — тяга из изоляционного мате риала; 5 — вал; 6 — масляный буфер

Приводы выключателей обеспечивают управление выключателем — включение, удержание во включенном положении и отключение. Вал привода соединяют с валом выключателя системой рычагов и тяг. Привод выключателя должен обеспечивать необходимую надежность и быстроту работы, а при электрическом управлении — наименьшее потребление электроэнергии.
Ручной привод типа ПРБА (рис. 5) применяют для ручного включения и отключения, а также автоматического отключения малообъемных выключателей. Привод смонтирован в чугунной коробке 8, закрываемой съемной крышкой 4, которая имеет прорезь для рычага управления 7. На задней стенке коробки размещен стальной кронштейн 2 с механизмом свободного расцепления (расцепителем) 3. Последний выполнен в виде системы «ломающихся» рычагов, складывающихся при небольшом силовом воздействии на одно из звеньев, что приводит к устранению жесткой связи между приводом и валом выключателя. Для включения выключателя рычаг управления 1 перемещают вручную снизу вверх.

Рис. 5. Ручной привод типа ПРБА:

1. — рычаг управления; 2 — кронштейн; 3 — расцепитель; 4 — крышка; 5 — блинкер; 6 — катушка реле минимального напряжения; 7 — катушка реле максимального тока; 8 — чугунная коробка; 9 — тяга; 10 — рычаг коробки привода;
2. — контакты сигнализации и автоматики

Рис. 6. Электромагнитный привод типа ПЭ-11:
1,2— блок-контакты; 3 — рычаг ручного отключения; 4 — электромагнит отключения; 5 — электромагнит включения

Рис. 7. Пружинный привод типа ПП-67:
1 — кнопки включения и отключения электродвигателя завода пружинного привода; 2 — электродвигатель завода; 3 — механизм привода; 4 — пружины привода; 5 — кулиса

Движение рычага передается тяге связанной с валом выключателя через промежуточные механические передачи.
Автоматическое отключение осуществляется под действием реле максимального тока или минимального напряжения, отключающие катушки 7 и 6 которых расположены в релейной коробке в нижней части привода. Сердечник реле при срабатывании действует на защелку привода, «ломая» систему рычагов свободного расцепления. При автоматическом отключении рычаг управления 7 остается в верхнем положении, поэтому привод снабжен указывающим семафором (блинкером) 5, который при автоматическом отключении выключателя (от реле) занимает горизонтальное положение, показанное на рис. 5 штриховой линией. Рычаг 10 связывает кинематическую систему, расположенную в коробке привода, со вспомогательными контактами 11 сигнализации и автоматики (КСА).
Привод типа ПРБА предназначен для наружной установки, он встраивается в шкаф из листовой стали, защищающий механизмы привода от непосредственного воздействия пыли и влаги.
Электромагнитные приводы предназначены для дистанционного включения и отключения, а также автоматического отключения выключателей. Основной недостаток электромагнитных приводов — значительный ток, потребляемый катушками включения (до 100 А). Повышение мощности и быстродействия выключателей потребовало создания электромагнитных приводов новых конструкций, например типа ПЭ-11 (рис. 6) для выключателей типов ВМГ-10, ВМП-10К, ВМП-10Э, ВМП-35, типа ПЭ- 21 для выключателей типа МГГ-10, ШПЭ-33 (в шкафу) для выключателей типа МКП-110.

В пружинных приводах энергия, необходимая для включения, запасается в спиральной (привод типа ППМ-10) или цилиндрических (привод типа ПП-61) пружинах, встроенных в маховик. Пружины после каждого включения автоматически заводятся через редуктор электродвигателем мощностью до 1 кВт. Пружинные приводы не требуют мощного источника постоянного тока (как электромагнитные) или сжатого воздуха (как пневматические).

В последнее время широко применяют пружинный привод типа ПП-67 (рис. 7). Он предназначен для управления выключателя ми типов ВМГ-10 и ВМП-10 при внутренней установке и типа ВМП-35П при наружной установке.
Привод типа ПП-67 включает выключатель под действием предварительно натянутых электродвигателем 2 пружин привода 4. Отключение происходит за счет энергии, запасенной пружинами выключателя при включении.
Основные технические характеристики выключателей высокого напряжения, наиболее часто применяемых в системах электроснабжения, приведены в табл. характеристики масляных выключателей.

1.6. Масляные выключатели

Выключатель – основной коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока в сетях аварийных (при к.з.), нормальных (при нагрузке и без нее) и ненормальных (при перегрузке) режимах. Наиболее тяжелый режим работы для выключателя – отключение токов к.з.

К выключателям предъявляют следующие требования:

 надежное отключение токов при значениях от десятков ампер до номинального тока отключения;

 длительное выдерживание номинальных режимов по току и напряжению;

 устойчивость к термическому и динамическому воздействиям токов к. з.;

 эффективное и быстрое гашение электрической дуги, возникающей при размыкании контактов; малое время отключения; пригодность для автоматическою повторного включения;

 удобство при эксплуатации и не ревозках;

 взрыво- и пожаробезопасность.

Выключатели на напряжение 110 кВ и выше должны иметь пофазное управление. Основные конструктивные элементы выключателей – контактная система с дугогасительными устройствами, корпус, токоведущие части, изоляция и привод.

В электроустановках на напряжение выше 1 кВ, в том числе в системах электроснабжения сельских районов, применяют следующие выключатели: многообъемные (баковые), малообъемные (горшковые) и безмасляные.

Пo месту установки различают выключатели для внутренней и наружной установок, комплектных распределительных устройств.

асляные многообъемные (баковые) выключатели. Для выключателей на напряжение 10. 35 кВ для контактов обычно предусматривают один бак, на более высокие напряжения контакты каждой фазы помещают в свой бак. Выпускают выключатели в двух исполнениях: с разрывом дуги в масле без устройств дугогашения (рис. 9.21) и со специальными дугогасительными устройствами. Масло обеспечивает гашение дуги и изоляцию токоведущих частей (соседних фаз одна относительно другой, между фазами и заземленным баком, между контактами при их отключенном положении).

Бак, изолированный внутри электротехническим картоном, подвешен к литой чугунной крышке 3 с помощью болтов. Через нее проходят шесть фарфоровых изоляторов 4, на нижних концах токоведущих стержней которых закреплены неподвижные контакты 7 с металлокерамическими напайками. Под крышкой выключателя размещен приводной механизм с системой рычагов, обеспечивающих прямолинейное движение штанги 10, выполненной из изолирующего материала. Механизмы трех полюсов соединены тягами между собой и приводом управления выключателем. Подвижные контакты 8 находятся на траверсе, соединенной со штангой.

Во включенном положении траверса поднята и замыкает цепь между неподвижными и подвижными контактами. При этом отключающая пружина 5 сжата. Выключатель во включенном положении удерживается защелкой привода, с которым он связан валом 6. При автоматическом отключении или вручную освобождается защелка и под действием пружины траверса со скоростью 1,5. 2,7 м/с спускается вниз. Цепь разрывается в двух точках каждого полюса выключателя с образованием электрической дуги. От высокой температуры возникающих дуг масло 2 разлагается и испаряется с образованием вокруг контактов газомасляного пузыря, в состав которого входит до 70 % водорода. Давление внутри бака и пузыря повышается до 0,5. 1 МПа. При этом усиливается деионизационная способность газа. Дуга гаснет через 0,8. 0,1 с.

Масло наливается в бак выключателя не полностью. Под крышкой остается воздушная подушка, необходимая для смягчения удара в крышку выключателя при возникновении электрической дуги п повышении давления внутри бака. Если уровень масла будет слишком низок, то газы попадут под крышку чрезмерно нагретыми. Это может привести к взрыву смеси водорода с воздухом. Из-за отсутствия специальных дугогасительных устройств отключающая способность выключателей невелика. Их применяют в установках напряжением 6. 10 кВ. Используют выключатели ВМБ-10, ВМЭ-6, ВМЭ-10 и ВС-10. При эксплуатации их постепенно заменяют ма-ломасляными аппаратами.

Для наружных установок напряжением 35 кВ и выше применяют баковые выключатели со специальными дугогасительными устройствами. По принципу действия дугогасительные устройства делят на три вида: с автодутьем (высокое давление и значительная скорость движения газа в зоне дуги обеспечиваются за счет энергии, выделяющейся в дуге); принудительным масляным дутьем (масло нагнетается к месту разрыва с помощью специальных механизмов); магнитным гашением в масле (дуга под воздействием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели).

Наиболее простым и эффективным считают гашение дуги автодутьем. Устройство масляного бакового выключателя с гашением электрических дуг в специальных дугогасительных устройствах принципиально не отличается от рассмотренного ранее. Отличие заключается в том, что к нижней части штанги прикреплена дуго-гасительная камера, состоящая из двух корпусов, соединенных болтами. В камере помещен подвижный контакт в виде перемычки с закрепленными на ней в местах соприкосновения с неподвижными контактами металлокерамическими пластинами. При включении выключателя штанга 10 (см. рис. 9.21) вместе с камерой перемещается в верхнее положение. Подвижный контакт замыкает цепь между неподвижными контактами, а отключающие пружины 5 сжимаются. При размыкании контактов цепь разрывается в дугогасительной камере в двух точках. В камере загораются две последовательные дуги. Давление сильно возрастает. Создается поперечное дутье. Дуга перемещается в камеру, делится на ряд мелких дуг и в процессе деионизации гасится. При отключении малых токов создается также продольное дутье.

После гашения дуги продукты разложения масла выходят из камеры, охлаждаются, проходя через масло, и выбрасываются наружу через специальные газоотводы в крышках. Камера заполняется маслом, и выключатель готов к следующим коммутациям.

Преимущества баковых выключателей: простота конструкции, высокая отключающая способность, возможность наружной установки и наличие встроенных трансформаторов тока.

Недостатки этих выключателей: пожаро- и взрывоопасность; большой объем масла, что требует больших запасов и времени на его замену; непригодность для установки внутри помещений; необходимость контроля уровня масла в баке; большой расход металла; неудобство перевозки, монтажа и наладки из-за большой массы; невозможность выполнения быстродействующих АПВ.

В открытых распределительных устройствах на напряжение 35 кВ и выше такие выключатели применяют благодаря простоте конструкции. На трансформаторных подстанциях используют выключатели ВМ-35 и ВБ-35.

Малообъемные масляные выключатели. В отличие от многообъемных масляных выключателей у малообъемных разрыв цепи и дальнейшее гашение дуги происходят отдельно для каждой фазы в своем баке (горшке), выполненном из стали, фарфора, а для больших токов – из цветного металла. Масло используется только для гашения электрической дуги, а токоведущие элементы выключателя изолируют твердыми материалами, чаще всего фарфором.

Из-за малого объема масла выключатели взрыво- и пожаробезопасны. Их применяют без специальных взрывозащитных камер в закрытых распределительных устройствах и для внутренней установки. Дуга гасится за счет газомасляного дутья в специальных ду-гогасительных камерах, прикрепленных на неподвижных контактах розеточного типа.

Корпус полюса выключателя на напряжение 35 кВ изготовляют из фарфора, а на напряжение 10 кВ  из стали с немагнитным швом или цветного металла.

В распределительных устройствах на напряжение 10 кВ сельских трансформаторных подстанций напряжением 110. 35/10 кВ применяют выключатели ВПМ-10 (выключатель подвесной масляный, прежнее название ВМГ-10 – масляный, горшковый), ВМП-10 (подвесной) и ВМ-10 (прежняя марка ВММ-10  мало объемный). Металлический корпус прикреплен на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов.

Рассмотрим конструкцию выключателя ВМП-10. На стальной сварной раме 3 (рис. 9.22) смонтировано три полюса выключателя. Вал выключателя 8, отключающая пружина и буфер 5 также размещены на сварной раме. Бачки (полюса) опираются на два опорных фарфоровых изолятора 2, прикрепленных к раме. Вал выключателя соединен с валами полюсов изоляционными тягами 4.

В нижней металлической части бачка 1 (рис. 9.23) размещен неподвижный розеточный контакт 2. Средняя часть бачка выполнена из стеклопластика с гасительным устройством (камерой) 3. Верхняя металлическая часть представляет собой подвижный контакт 11, направляющие 10, роликовые контакты 5 для токосъема, рычажную систему 8 для передачи движения подвижному контакту от вала 9. Маслоотделитель 6 находится вверху бачка. Крышка 7 с отверстием для выхода газов, образующихся при разложении масла, закрывает бачок сверху.

Гасительное устройство 3 состоит из изоляционных пластин с отверстиями, образующими поперечные щели (каналы). На разной высоте для выхода газов предусмотрены так называемые «масляные карманы». В бачке залито масло немного выше уровня дугогасительного устройства. Масса залитого масла 4,5 кг. Его уровень контролируют по маслоуказателю. Подвижный контактный стержень движется внутри цилиндра из стеклопластика.

ри включенном положении конец контактного стержня находится в розетке неподвижного контакта. При отключении привод выключателя освобождает отключающую пружину, под действием которой главный вал поворачивается, и через тяги и рычаги приводного устройства движение передается подвижному контактному стержню. Последний перемещается вверх, и в нижней части полюса возникает электрическая дуга, разлагающая масло. В самом начале движения контактный стержень закрывает поперечные каналы гасительной камеры, поэтому давление в ней сильно возрастает. Через некоторое время подвижный контактный стержень открывает первый поперечный канал, создается газовое дутье сквозь дуговой столб. Газы выбрасываются в верхнюю часть бачка.

По мере движения контактного стержня дуга растягивается, и одновременно с этим открываются второй и третий поперечные каналы. При переходе тока через нуль дуга гаснет, давление в газопаровом пузыре снижается и сжатый воздух, действуя подобно поршню, нагнетает масло в зону дуги. В результате она гаснет. В зависимости от значений отключаемых токов возможны различные ситуации. Если отключаются большие токи, то из-за сильного поперечного дутья дуга может погаснуть уже в нижней части камеры. При отключении меньших токов дуга в нижней части камеры может не погаснуть и гасится дутьем в масляных карманах. При гашении дуги (0,02. 0,025 с) газы выходят из полюса через отверстие в верхней крышке, а масло, конденсируясь, стекает вниз.

В комплектных распределительных устройствах (КРУ) более удобно обслуживать электрооборудование, размещенное на выкатных тележках, которое для осмотров, ревизий и ремонтов отъединяют от токоведущих частей и выкатывают на тележках в коридор для обслуживания.

ыключатель ВК-10 (колонковый) (рис. 9.24) в сборе представляет собой выкатной элемент ячейки КРУ. На основании выключателя расположены устройства для вкатывания и выкатывания, подъема шторочного механизма в КРУ и установки электромагнитных блок-замков, осуществляющих необходимые оперативные блокировки и переключения блок-контактов в КРУ. На каждом из трех полюсов установлены штыревые выводы с розеточными контактами для соединений первичной цепи при вкатывании выключателя в ячейку КРУ. Выключатель оснащен гасительной камерой для гашения дуги путем газомасляного дутья.

В выключателях ВК-10 верхняя часть подвижного контактного стержня и торцы ламелей розеточного контакта облицованы дугостойкой керамикой для увеличения срока его службы.

Масса масла 4, 5 кг, время гашения дуги 0,02. 0,025 с.

Выключатель ВМ-10 в отличие от выключателя ВМП-10 имеет встроенный пружинный привод, который включает и отключает выключатель в пяти циклах за счет энергии предварительно сжатой спиральной пружины без дополнительного ее подзавода.

Преимущества малообъемных выключателей по сравнению с многообъемными: небольшое количество масла, меньшая масса, более удобный доступ к контактам.

Недостатки таких выключателей: необходимость периодического контроля, доливки и замены масла в бачках, трудность установки встроенных трансформаторов тока, относительно малая отключающая способность.

Что такое масляный выключатель для чего он предназначен

Виды: баковые; маломасляные (горшковые) ЗРУ 6 – 110 кВ электростанций и подстанций; КРУ 6 -35 кВ; ОРУ 35 – 110 кВ.

Масляные баковые выключатели

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

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

На рис. 4-50 схематически по­казан баковый выключатель без специальных устройств для гаше­ния дуги. Стальной бак 1 выклю­чателя подвешен к литой чугун­ной крышке 3 с помощью болтов. Через крышку проходят шесть фар­форовых изоляторов 4, на ниж­них концах токоведущих стержней которых закреплены неподвижно контакты 7. Подвижные контакты 8 находятся на контактном мо­сте 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 отключающая пружина 5 сжата. Выключатель во включенном поло­жении удерживается защелкой при­вода, с которым он связан валом 6.

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 2, 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 9. 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 вызвать взрыв смеси водорода с воздухом.

В рассмотренном 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—10 кВ, но в настоящее время они вытесняются маломасляными выключателями.

Для наружных установок напряжением 35 кВ и выше баковые масляные выключатели благодаря простоте конструкции приме­няются достаточно широко и в настоящее время. В отличие от простейшего рассмотренного выключателя они имеют специальные устройства – гасительные камеры.

По принципу действия дугогасительные устройства можно разделить на три группы:

– с автодутьем, в которых высокое давление и большая скорость движения газа в зоне дуги создаются за счет выделяющейся в дуге энергии;

– принудительным масляным дутьем, у ко­торых к месту разрыва масло нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов;

– с магнитным гашением в масле, в которых дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели.

Основные преимущества баковых выключателей: простота конструкции, высокая отключающая способность; при­годность для наружной установки; возможность установки встроен­ных трансформаторов тока.

Недостатки баковых выключателей: взрыво- и пожароопасность; необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и вводах; большой объем масла, что обусловливает большую затрату времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений; непригодность для выполнения быстродействующего АПВ, большая затрата металла, большая масса, неудобство перевозки, монтажа и наладки.

Баковые выключатели. Баковые масляные выключатели

Баковые масляные выключатели – Выключатели высокого напряжения — КиберПедия

Баковый масляный выключатель показан на рис. 2. В стальном баке 1 на маслонаполненных вводах 2 расположены дугогасительные устройства (камеры) 3. Маслонаполненный ввод (проходной изолятор) служит для проведения токоведущей цепи, находящейся под высоким напряжением, через металлическую стенку или другие преграды. Траверса 4 перемыкает выходные контакты 11 камер (рис. 3). Горячие ионизированные выхлопные газы, выходящие из камер, могут вызвать перекрытие с камер на бак. Для предотвращения этого явления имеется баковая изоляция 5 (рис. 2).Перемещение траверсы 4 происходит под действием штанги 6, движущейся по направляющим 7 под действием пружин механизма и пружин камер 10 (рис. 3),

Однобаковый выключатель ВМБ-10 – Ремонт электрических аппаратов напряжением выше 1000 в и заземляющих устройств

Ремонт баковых масляных выключателей

Баковые выключатели состоят из рамы, баков с крышками, контактов и механизма. Внутри баков находятся неподвижные контакты и подвижные контактные траверсы.

Бак залит трансформаторным маслом, которое служит для гашения электрической дуги, а также для изоляции токоведущих частей выключателя друг от друга и от заземленного бака.

Баковые выключатели делятся в зависимости от количества баков на однобаковые и многобаковые. У однобаковых выключателей контакты всех трех фаз находятся в одном общем баке, у многобаковых контакты каждой фазы помещены в отдельный бак.

Однобаковый масляный выключатель ВМБ-10

Однобаковый масляный выключатель ВМБ-10: 1 — бак, 2 — изоляция бака, 3 — фарфоровый изолятор, 4 — контактный стержень, 5 — прилив, 6 и 7 — неподвижный и подвижный контакты, 8 — гайка, 9 — маслоуказатель, 10 — пробка, закрывающая отверстие для заполнения бака маслом, 11 — вал выключателя, 12 — крышка, 13 — вилка для соединения выключателя с приводом, 14 — прокладка, 15 — обод, 16 — пружина, 17 — дно бака, 18 — пробка для спуска и отбора пробы масла, 19 — предохранительное кольцо.

В электроустановках на напряжения 6 и 10 кв применяют однобаковый выключатель ВМБ-10. При разборке выключателя для ремонта отвертывают гайки 8 на шпильках и опускают бак 1 при помощи имеющегося на выключателе приспособления, состоящего из скобы с серьгами и шарнирных болтов. Затем путем осмотра устанавливают состояние контактов 6 и 7 и контактных пружин 16, изоляционных тяг и других внутренних деталей выключателя.

Контакты имеют форму плоскости и сферы. При соприкосновении плоской и сферической поверхностей образуется точечный контакт. Выключатель не имеет специального дугогасительного устройства, поэтому его контакты при разрыве электрической цепи подвержены продолжительному воздействию высокой температуры дуги, что отражается на их состоянии.

При ремонте очищают контакты от копоти и оплавленных частиц металла. Проверяют путем осмотра состояние контактных пружин 9.

Пружины, имеющие даже незначительные трещины или неодинаковое расстояние между витками, заменяют новыми заводского изготовления. Подвижные контакты 6 укреплены на траверсах, соединенных с изоляционными штангами 4.

При ремонте убеждаются в отсутствии признаков расслоения изоляционных траверс и штанг и сохранности их лакового покрова. Расслоившиеся траверсы и штанги заменяют новыми соответствующих размеров.

«Ремонт электрооборудования промышленных предприятий»,
В.Б.Атабеков

Выключатель масляный ВМП-10

Выключатель масляный ВПМ-10 (выключатель маломасляный, подвесной) представляет собой трехполюсной, коммутационный аппарат, предназначенный для работы во внутренних установках переменного тока высокого напряжения частотой 50 ГЦ, в том числе для КРУ внутренней установки. Выключатели ВПМ-10 предназначены для включения и отключения электрических цепей под нагрузкой и при коротких замыканиях.
По роду установки масляный выключатель ВПМ-10 разделяются на две группы: 1. для обычных распределительных устройств (ячеек типа КСО). 2. для комплектных распределительных устройств (КРУ) с ячейками выкатного типа. В этом случае к обозначению типа выключателя ВПМ-10 добавляется буква «К«.

Структура обозначения выключателя ВПМХ-10-20/Х У3:

• ВПМ – выключатель подвесной маломасляный.
• Х – «П» если применяется привод ППО-10.
• 10 – номинальное напряжение, кВ.
• 20 – номинальный ток отключения, кА.
• Х — номинальный ток выключателя (630; 1000), А.
• У3 – климатическое исполнение и категория размещения.
• Х – «К» если применяется в шкафах КРУ К-26, К-59, К-104.

Тип выключателя ВПМ определяется применяемым в его управлении приводом:
1. для масляных выключателей ВПМ-10, ВПМ-10К применяются электромагнитные приводы постоянного тока ПЭ-11 или пружинные приводы типа ПП-67, отключение которых происходит за счет энергии отключающих пружин выключателя.
2. для масляных выключателей ВПМП-10 применяются пружинные приводы ППО-10, отключение происходит также за счет энергии привода.

Каждый тип масляных выключателей имеет несколько типоисполнений в зависимости от величины номинального тока, места присоединения привода. Выключатели ВПМ-10 изготовлены в климатическом исполнении У категории размещения 3 и 2 — выключатели серии ВПМ-10 и категории размещения 3 — выключатели типа ВПМП-10.

Принцип работы ВПМП-10

Принцип работы выключателя основан на гашении дуги, возникающей при размыкании контактов, потоком газомасляной смеси, образующейся в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры горения дуги. Этот поток получает определённое направление в специальном дугогасительном устройстве, размещённом в зоне горения дуги.
Включение выключателя происходит за счёт энергии привода (ПЭ-11 или ПП-67), а отключение – за счёт энергии отключающих пружин выключателя.

Устройство выключателя ВПМ-10

Три полюса выключателя подвешиваются на опорных изоляторах к сварной раме. Движение от вала выключателя к подвижным контактам полюсов передаётся изоляционными рычагами и серьгами.
Цилиндры выключателей на номинальный ток 1000 А выполняются из латуни, а на номинальный ток 630 А – из стали и имеют продольный немагнитный шов.
Выключатели на номинальный ток 630 и 1000 А имеют одинаковые контактные стержни и розеточные контакты, а отличаются кол-вом гибких связей (на полюс выключателя 630 А – 1шт., 1000 А – 2шт.) и размерами колодки.
Верхний проходной изолятор полюса выключателя состоит из фарфорового изолятора, внутри которого помещена бакелитовая трубка. Бакелитовая трубка служит для увеличения электрической прочности промежутка между контактным стержнем и цилиндром полюса.
Осевое расстояние между центрами полюсов масляного выключателя в пределах 250+-2мм.
Розеточный контакт расположен на нижней крышке полюса выключателя. Он состоит из пяти ламелей, облицованных в верхней части дугостойкой металлокерамикой. Контактное нажатие осуществляется с помощью пружин.

Общий вид и габаритно-установочные размеры выключателя ВПМ-10.

1 – полюс, 2 – изолятор опорный, 3 – рама, 4 – болт заземления, 5 – буфер масляный, 6 – болт упорный (фиксатор включенного положения), 7 – стержень контактный, 8 – вал, 9 – рычаг с роликами, 10 – рычаг изоляционный, 11 – серьга, 12 – рычаг (для среднего присоединения привода), 13 – вилка (для среднего присоединения привода), 14 – рычаг с вилкой (для бокового присоединения привода), 15 – перегородка (только для исполнения У2.