Medzi prepínacími zariadeniami je čestné miesto, ako veterán, obsadené olejovým spínačom, ktorý sa používa v uzavretých aj otvorených rozvádzačoch akéhokoľvek napätia.
Jeho hlavnou funkciou je zapínanie / vypínanie jednotlivých vedení normálne fungujúceho elektrického systému alebo v neštandardných situáciách. Vypnutie je podľa potreby automatické alebo manuálne.
V tomto článku sa budeme zaoberať existujúcimi typmi týchto zariadení, ich klasifikáciou a označovaním. Venujeme pozornosť aj výhodám a nevýhodám takýchto prepínačov, funkcií a pravidiel ich používania. Pre lepšie pochopenie materiálu sme vybrali diagramy, tabuľky, vizuálne fotografie a tematické video recenzie.
Výhody a nevýhody olejových spínačov
Tieto zariadenia majú relatívne jednoduchý dizajn. Majú dobrú brzdnú schopnosť, nezávisia od poveternostných podmienok. Ak dôjde k poruche, je možné vykonať opravu. MV nádrže sú vhodné na inštaláciu vonku. Existujú podmienky pre inštaláciu vstavaných transformátorov prúdu.
Dôležitú úlohu v práci MV zohráva rýchlosť rozbiehania kontaktov. Môže nastať situácia, keď sa kontakty odklonia veľkou rýchlosťou a oblúk okamžite dosiahne kritickú dĺžku. V tomto prípade nemusí byť veľkosť obnoveného napätia dostatočná na to, aby prerazila kontaktnú medzeru.
Nevýhody sú viac pri spínačoch nádrže. Prvým je prítomnosť veľkého objemu oleja, a teda značné rozmery týchto jednotiek a rozvádzačov. Druhé - nebezpečenstvo požiaru a výbuchu, v núdzových situáciách, dôsledky môžu byť najviac nepredvídateľné.
Hladina oleja v nádrži a na vstupe, ako aj jej stav, sa musia udržiavať pod pravidelnou kontrolou. Ak sa v napájaných sieťach napájania nachádza MV, je potrebné mať špeciálne ropné zariadenie.
Na fotografii je olejový spínač VMG. Môže odpojiť všetky záťažové prúdy a skratové prúdy vrátane obmedzujúceho vypínacieho prúdu. Tento typ je široko používaný v transformátorových staniciach.
Klasifikácia prerušovačov oleja
Použitie olejových spínačov sa začalo koncom storočia pred posledným. Takmer do polovice dvadsiateho storočia jednoducho neexistovali žiadne iné odpojovacie zariadenia vo vysokonapäťových sieťach.
Existujú dve veľké skupiny týchto zariadení:
- tankpre ktoré je charakteristická prítomnosť veľkého objemu oleja. Pre toto zariadenie je to prostredie, v ktorom zhasne oblúk, ako aj izolácia.
- Nízky obsah oleja alebo nízky objem, Množstvo plniva v nich hovorí samotné meno. Tieto spínače obsahujú dielektrické prvky a olej je tu potrebný iba na hasenie.
Prvý z nich sa používa hlavne v distribučných inštaláciách od 35 do 220 kV. Druhý - do 10 kV. Nízkonapäťové zariadenia BMT sa používajú aj vo vonkajších rozvádzačoch určených pre napätie 110 a 220 kV.
Princíp vyhynutia oblúka je u oboch typov identický. Oblúk, ktorý sa objaví pri otvorení vysokonapäťových kontaktov spínača, spôsobuje rýchle odparovanie oleja. To vedie k vytvoreniu plášťa plynu okolo oblúka. Táto tvorba pozostáva z olejových pár (asi 20%) a vodíka (H2).
Oblúková medzera je deionizovaná v dôsledku rýchleho ochladzovania oblúkovej hlavne zmiešaním plynov s vysokou a nízkou teplotou v plášti.
V okamihu oblúka v kontaktnej zóne je teplota veľmi vysoká - okolo 6000 °. V závislosti od inštalácie sa ističe používajú na vnútorné a vonkajšie použitie, ako aj na použitie v rozvádzačoch - kompletné rozvádzače.
Pohľad č. 1 - vybavenie typu nádrže
Spínacie zariadenia tohto typu môžu mať jednu nádrž alebo viac v závislosti od napätia. V prvom prípade je to až 10 kV, v niektorých prípadoch až 35. Každá fáza ističov pracujúcich v zariadeniach s vysokým napätím je umiestnená v samostatnej nádrži.
Všetky spínače nádrže majú približne rovnaké rozloženie. Oceľová nádrž na vstupoch s olejom umiestňuje hasiacu komoru. Vonkajšie kontakty mostov sú priečne
Pohony na ističoch nádrže aj na oleji môžu byť manuálne, automaticky namontované na spínaciu cievku solenoidu alebo namontované na pružinu. V druhom prípade sa používa magnetická vlastnosť solenoidu, ktorá umožňuje pritiahnutie kovového jadra pripojeného pomocou špeciálneho systému na hriadeľ VN.
Keď sa do vinutia privádza elektrický solenoid jednosmerného prúdu, jednotka sa zapne zasunutím tyče magnetického obvodu s následným otáčaním hriadeľa prerušovača obvodu.
V tejto polohe drží hriadeľ špeciálna západka. Súčasne so zapnutím solenoid nastaví definitívnu polohu na odpojenie pružín, ktoré po príchode špeciálneho elektrického impulzu odpojia VN.
Proces vypínania začína druhý solenoid vyraďovaním valčekového mechanizmu (západka). V dôsledku toho sa hriadeľ v dôsledku pružiny okamžite otočí a vypne sa. Na prevádzku solenoidového pohonu je na napájanie jednosmerným prúdom potrebná prítomnosť batérie.
Ak batéria chýba, použije sa pružinový pohon. Zahrnutie sa vykonáva pomocou elektrického motora alebo kvôli svalovej námahe. Manuálne vypnutie je možné pre nízkonapäťové jednotky s hodnotou skratového prúdu do 30 kA, na vypnutie ktorých musí byť použitá maximálna sila 25 kg.
Jednoduchá nádrž MV s otvoreným oblúkom
V niektorých rozvádzačoch sú nainštalované spínače zásobníkov, ktoré nemajú oblúkové komory. Elektrický oblúk tu zhasne najjednoduchším spôsobom - dvojitým roztrhnutím kontaktov v nádobe naplnenej olejom. Takéto zariadenia s otvoreným oblúkom zahŕňajú domáce modely VMB a VME. Sú dimenzované na menovitý prúd 1,25 kA.
Schéma VME-6-200. Konštrukcia pozostáva z nádrže (1), krytu (2), porcelánových izolátorov (3), pevných kontaktov (4), pohyblivých kontaktov (5), priečnej hlavy (6), oblúkových kontaktov (7), dosiek (8), pružiny (9) ), hriadeľ (10)
Symbol „E“ znamená výkop, číslo 6 je menovité napätie 6 kV, 200 je menovitý prúd v ampéroch. Prahový medzný prúd pre tento MV je 1,25 kA. Nádrž tohto VN je vyrobená z ocele a je spojená s vekom liatiny pomocou skrutiek. Steny nádrže sú pokryté izoláciou (13).
Šesť porcelánových izolátorov prechádzajúcich cez koniec veka s medenými konzolami, ktoré slúžia ako pevné pracovné kontakty. Séria VME má manuálny pohon zotrvačníka.
Na traverze alebo kontaktnom mostíku sú pohyblivé kontakty. Nachádzajú sa tu aj pohyblivé mobilné kontakty vo forme mosadzných štvorcov. Medené platne s mosadznými koncami umiestnenými na spodnej časti koncov izolátorov sú pevné oblúkové kontakty. Izolačná tyč cez kontakt s hnacím mechanizmom komunikuje pohyb pohyblivých kontaktov.
Pri zdvihnutí traverzy sú pevné kontakty zatvorené, pružina zodpovedná za odpojenie je stlačená, MV je zapnuté. Spínač je spojený s hnacím hriadeľom západky, ktorý ho drží na svojom mieste. Pri každom odpojení sa západka uvoľní, pružina sa otvorí a strmeň rýchlo nasleduje dole. Zároveň sa postupne otvoria pracovné kontakty: 4 a 5, potom 7,8.
To spôsobuje v každom póle vypínača v dvoch bodoch výskyt oblúka a rozklad oleja. Vo vnútri škrupín 12 tlak dosahuje 0,5 až 1 MPa, čím sa aktivuje deionizačný proces. Po dobu maximálne 0,1 s sa oblúky zhasnú a škrupiny, ktoré stúpajú, sú pod vekom a zvyšujú objem vzduchového vankúša.
Keď sú všetky fázy MV v jednej nádrži, olej izoluje kontakty medzi sebou a od telesa nádrže, ktoré musí byť uzemnené.
Ten slúži ako nárazník, ktorý znižuje nárazovú silu v procese hasenia. Normálna výška vzduchového vankúša je približne 25% objemu. Prekročenie tohto prahu môže spôsobiť výbuch.
Takéto spínače sú ľahko ovládateľné, relatívne lacné a vhodné na použitie v otvorených rozvodniach. Ale výpary horúceho oleja, aj pri jednoduchom kontakte s kyslíkom, sa ľahko vznietia.
Spaľovanie oblúka v olejovom médiu začína proces polykondenzácie, ktorý zhoršuje elektrickú silu oleja. Nádrž upcháva sediment pozostávajúci z uhlíkových častíc. Preto je potrebná revízia jednotky s výmenou oleja.
Olejové spínače s prerušovacou komorou
Vypínacia kapacita a spoľahlivosť vypínačov typu nádrže významne zvyšuje prítomnosť oblúkovej komory. Je umiestnený do oleja v nádrži. V ističoch s tromi nádržami je každá fáza umiestnená v samostatnej nádrži.
Rez jedným pólom spínača nádrže. Je vybavený oblúkovou komorou С -35 - 630 - 10. Označenie znamená, že istič je určený na inštaláciu do rozvádzača 35 kV a vyššie, je navrhnutý pre menovitý prúd 630,4 kA a vypínací prúd 10 kA.
Dizajn je zložitejší ako VM bez oblúkových komôr a pozostáva z:
- stožiare (1);
- prúdový transformátor (2);
- kryt pohonu (3);
- tyče (4);
- stacionárny kontakt (5);
- oblúková komora (6);
- izolácia (7);
- vykurovacie teleso (8);
- zariadenia na vypúšťanie oleja (9).
Horná časť fotoaparátu je vybavená pevným kontaktom. Po zapnutí do neho preniká pohyblivý kontakt, ktorý má tvar tyče. V prípade zakopnutia tyč opustí pevný kontakt, v dôsledku čoho sa v komore objaví oblúk. Tlak vznikajúci v tomto prípade je rádovo vyšší ako zodpovedajúci parameter pre spínače, ktoré nie sú vybavené oblúkovou komorou.
Tlak 8 - 7 MPa zmenšuje priemer oblúka, zvyšuje medzu pevnosti po priechode prúdu cez nulovú značku. Výsledkom je rýchlejší proces zhášania oblúka. Po výstupe z pohyblivého kontaktu z komory cez voľný otvor nasleduje výfukový plyn s čiastočným zachytením oleja.
Hlaveň oblúka je rýchlo ochladená, dochádza k intenzívnej deionizácii. S rastúcim prúdom sa zvyšuje účinnosť oblúkovej komory. MV môže fungovať aj ako zariadenie s otvoreným oblúkom v prípade odpojenia malých prúdov.
Okrem zvýšenia tlaku zmesi pár v oblúkovej medzere sa na urýchlenie vyhynutia oblúka používa aj spôsob, ako je vylepšené vyfukovanie parného koktailu do oblúkovej zóny. Je tu pozdĺžny výbuch, priečny, prichádzajúci
Typ automatického tryskania je určený konštrukciou oblúkovej komory. V prvom prípade má vektor zmesi pár pozdĺžny smer vzhľadom na oblúkovú šachtu (fragment a). S priečnym smerom sa tok štrku pohybuje v smere kolmom na oblúkový stĺp alebo v určitom uhle (fragment b).
V prípade, že prúd prúdenia má opačný smer ako vektor pohybu mobilného kontaktu s oblúkom, dochádza k protiľahlému výbuchu. Kombinácie týchto metód sa často používajú v ochranných zariadeniach.
Oblúk v MV zhasne v 3 stupňoch. V prvom (a) sa generuje energia v oblúku a vysoký tlak sa vytvára v uzavretom plášti. V okamihu, keď zmes opúšťa škrupinu, začína druhá etapa (b). Tretie písmeno c) - odstránenie zvyškov zahriatych plynov a produktov rozkladu z komory
V poslednej fáze je kamera pripravená na účasť v ďalšom cykle vypnutia. Pre automatický reštart je tento krok mimoriadne dôležitý.
Zobraziť # 2 - ističe v hrncoch alebo v oleji
Vo vnútorných inštaláciách sa nočné spínače používajú ako generátory a rozvody. Na otvorenom priestranstve - ako rozvodňa a rozvod. Olej nevykonáva v spínačoch tohto typu izolačné funkcie, je nevyhnutný iba ako prostriedok na hasenie oblúka.
Nebezpečenstvo požiaru a výbuchu nízkoobjemových virtuálnych počítačov je výrazne nižšie ako v prípade nádrží. Nainštalujte ich do rozvádzača aj do rozvádzača s akýmkoľvek napätím do 110 kV. Úlohu izolácie pólov vo vzťahu k sebe navzájom a k zemi zohrávajú dielektriká, ako je porcelán, liata živica, steatit.
Olej v týchto VM zaberá iba 3 až 4% objemu pólu. Nespornou výhodou tohto zariadenia je malé množstvo oleja, nízka hmotnosť a vhodné rozmery. Používajú sa však v takých uzloch systému, kde prepínače nevyžadujú vysoké požiadavky.
Tieto obmedzenia sú vysvetlené silným spojením schopnosti odpojenia s odpojeným prúdom, neschopnosťou konštrukcie pracovať v podmienkach častých odstávok.
Ďalším dôvodom sú ťažkosti s implementáciou viacerých vysokorýchlostných AR. V ističoch s nízkym objemom sa používajú nasledujúce typy výbuchu oleja: priečny, pozdĺžny, zmiešaný. Odborníci považujú prvý z nich za najúčinnejší.
V prípade spínačov tohto typu, ktoré sú určené pre vnútorné rozvádzače, sa kontakty umiestnia do oceľovej nádrže. Napätie VN 35 kV a vyššie má obal vyrobený z porcelánu. Najpoužívanejšie vybavenie je pozastavené 6-10 kV. Jeho telo je pripevnené na spoločnom ráme pre všetky póly. Všetky tri póly majú oblúkovú komoru, každý skonštruovaný pre jeden otvorený kontakt a pri vysokom napätí 2 alebo viac.
Konštrukcia malých ističov oleja obsahuje pohyblivé a pevné kontakty (1 a 3), oblúkovú komoru (2), kontakty (4), ktoré pracujú
Podľa vyššie uvedenej schémy sú ističe VMP, VMG a MG navrhnuté pre napätie do 20 kV. Konštrukcia vypínačov pre vysokofrekvenčné prúdy spočíva v tom, že pracovné kontakty sú umiestnené vonku a ochranné kontakty vo vnútri nádrže.
Ističe série VMP sa často používajú v uzavretých zariadeniach, ako aj v rozvádzačoch 6-10 kV. V kompletnom rozvádzači sú nainštalované spínače série VK. Sú vybavené vstavaným elektromagnetickým alebo pružinovým pohonom a sú určené na prerušenie prúdov 20 - 31,5 kA a prúdových prúdov 630 - 3150 A.
Stĺpové spínače vyrábané špeciálne pre rozvádzače sa vyznačujú posuvnou konštrukciou. V inštaláciách 35 kV sú nainštalované stĺpce typu VM zo série VMK a VMUE. Rozvádzač 110, 220 kV vybavený spínačmi série BMT. Jednotka má zváranú základňu, na ktorej sú umiestnené jej tri póly. Správa - jarná jazda.
Na fotografii je prepínač VMT-110. Obrázok vľavo zobrazuje uzly, z ktorých sa skladá: pružinový pohon (1), izolátor, nosná tyč spínača (2), ochranné zariadenie (3), základňa (4), ovládací mechanizmus (5)
Modul je zobrazený na pravej strane fotografie, kde: 1 je kolektor, 2 je pohyblivý kontakt spojený s kolektorom prostredníctvom kolektorov. Prerušovacia komora je označená číslom 3, pevný kontakt je 5. Všetky vyššie uvedené sú umiestnené v dutom izolátore (4) vyrobenom z porcelánu. Vo vnútri je transformátorový olej a na vrchu je viečko (6).
Ten je vybavený manometrom pre možnosť monitorovania tlaku v module. Na kryte je navyše zostava na plnenie zmesou stlačeného plynu, automatický výfukový ventil a indikátor oleja (8). Mobilný kontakt a ovládacie zariadenie sú spojené pomocou izolačných tyčí.
Konštrukcia stožiara je rovnaká pre celú sériu spínačov. V nádržiach na prúdové motory pre súčasné výkony od 630 do 1600 A je 5,5 kg oleja, nad 1600 a do 3150 A vrátane - 8 kg.
Pre zvýšenie spoľahlivosti obsahuje konštrukcia jednotlivých ističov navyše ovládacie a ochranné prvky:
- odpojovacie elektromagnety;
- relé pracujúce okamžite as rýchlosťou uzávierky pri prahovom prúde;
- podpäťové relé;
- ďalšie kontakty.
V závislosti od spôsobu usporiadania existujú ističe s nízkym obsahom oleja so spodným usporiadaním oblúkovej komory a protiľahlým - horným. V prvom prípade pohyblivý kontakt realizuje pohyb zhora nadol, v druhom - naopak. Lámacia kapacita je vyššia.
Značenie olejových spínačov
Dekódovanie označení výrobcu na olejovom spínači vám umožní oboznámiť sa so základnými informáciami o ňom. Pozrime sa napríklad na označenie prepínača VMG-133. Prvý znak „B“ znamená, že máte prepínač.
Tento diagram ukazuje štruktúru symbolu pre vysokonapäťové ističe, a to aj pre zariadenia naplnené olejom
Po druhé - "M" označuje typ spínača, v konkrétnom prípade - nedostatok oleja. písmeno "G" určuje, že patrí k určitému druhu - črepníkové. 133 - Séria MV.
Prevádzkové pravidlá vn
Opravy, prevádzkový personál, odborníci spojené s údržbou a prevádzkou ističov olejových obvodov sú povinní poznať príslušné pokyny, zariadenie, princíp činnosti zariadenia.
Zamestnanci slúžiaci MV počas prevádzky sú povinní kontrolovať:
- Efektívne napätie, zaťažovací prúd. Indikátory by nemali prekročiť tabuľkové hodnoty.
- Výška stĺpca oleja pri stožiaroch, neprítomnosť netesností.
- Prítomnosť mastnoty na trecích častiach. Kontakty môžu stratiť pohyblivosť a zamrznúť, ak je mazanie trením silne znečistené.
- Prachnosť miestností, v ktorých sa rozvádzač nachádza.
- Súlad mechanických charakteristík ovládaných ističov s normami tabuľky.
Po každom vypnutí skratu je potrebné zariadenie skontrolovať. Informácie o týchto výpadkoch sa zaznamenávajú do osobitného denníka. Protokol o poruchách musí byť k dispozícii na zaznamenávanie informácií o poruchách zistených počas prevádzky jednotky. Spínač, pri ktorom došlo k prerušeniu v dôsledku skratu, je predmetom kontroly.
Skontrolujte únik oleja. Ak k tomu došlo a vo veľkých množstvách, potom to znamená abnormálne vypnutie skratu. Zariadenie je vyradené a skontrolované. Ak je olej tmavý, je potrebná zmena. Rýchlosť otvárania je nepriaznivo ovplyvnená viskozitou oleja, ktorý sa zvyšuje pri poklese teploty.
Niekedy je potrebné počas opravy vymeniť staré mazivo za nové: TsIATIM-221, GOI-54 alebo TsIATIM-201.
Tabuľka s technickými charakteristikami prerušovačov oleja. Ak skutočné hodnoty nezodpovedajú továrenským hodnotám, nastavenie sa zopakuje
Po vyradení MV z prevádzky sú podperné izolátory, tyče a izolácia nádrže na praskliny podrobené dôkladnej kontrole. Silne zašpinená izolácia sa utrie. Potreba mimoriadnej opravy sa objaví po určitom množstve skratu.
Pravidelná kontrola (ON) sa vykonáva mesačne. V takom prípade venujte pozornosť stupňu zahrievania spínača. TR (bežná oprava) sa vykonáva ročne. Zahŕňa také úlohy, ako sú kontrola a oprava chýb upevňovacieho prvku, kinematika pohonu, hladina oleja, tesnenia. Izolačné časti sa tiež kontrolujú z hľadiska ich integrity.
Po 3-4 rokoch po generálnej oprave vykonajte priemer (SR). Zahŕňa celú sadu operácií TP a navyše meria prechodový odpor pólov a kontroluje mechanické a rýchlostné parametre.
V prípade, že sa pomocou tabuľkových údajov zistia nezrovnalosti regulovaných charakteristík, odpojí sa istič, vykoná sa nastavenie a vykoná sa celý rozsah skúšok vysokého napätia.
Počas mimoriadnej opravy sa predovšetkým snažia ponechať predchádzajúcu úpravu nezmenenú. Z tohto dôvodu je istič rozobraný na minimum. Frekvencia generálnych opráv je 6 až 8 rokov. V rámci svojej pôsobnosti sa vykonáva všeobecná kontrola, valce sa vyberú z rámu, pneumatiky sa odpojia, opraví sa pohon, ochranné zariadenia a blokovacie kontakty.
Koniec koncov, robia nastavovanie, maľovanie, spájanie pneumatík, vykonávanie testov. Pre všetky práce vypracujte dokumentáciu.
Okrem vypínačov naftového typu sa vo vysokonapäťových sieťach používajú aj iné vypínacie zariadenia. Napríklad plyn a vákuum. Na webe máme ďalšie články, ktoré podrobne opisujú vlastnosti a prevedenie týchto typov prepínačov, ako aj vlastnosti ich použitia:
- Vákuový vypínač: zariadenie a princíp činnosti + nuansy výberu a pripojenia
- Plynom izolované spínače: referenčné body a pravidlá pripojenia
Zariadenie, typy, účel a činnosť MV:
Podrobná recenzia VMP-10:
Všetky základné požiadavky na ističe, ktoré pracujú v podmienkach vysokého napätia, spĺňajú aj ističe olejových obvodov. Väčšina z nich je v prevádzke bezpečná a spoľahlivá, poskytuje rýchle vypnutie a ľahko sa inštaluje. Napriek tomu sa výrobcovia usilujú zabezpečiť ešte väčší súlad s požiadavkami kladenými na požiadavky MV.
Máte vedomosti o ističoch olejových obvodov a chcete doplniť predložený materiál užitočnými informáciami? Všimli ste si nesúlad alebo chybu? Alebo máte stále otázky týkajúce sa tejto témy? V článku nám o tom napíšte - budeme vám vďační.