Oljeomkopplare: typer, markeringar + användningsspecifikationer

Bland kopplingsutrustningen intar oljebrytaren, som används i både slutna och öppna ställverk av vilken spänning som helst, en hedersplats som veteran.

Dess huvudsakliga funktion är att slå på och stänga av enskilda ledningar i ett normalt fungerande elektriskt system eller i ovanliga situationer. Beroende på omständigheterna sker avstängning automatiskt eller manuellt.

I den här artikeln kommer vi att titta på de befintliga typerna av dessa enheter, deras klassificering och märkning. Vi kommer också att uppmärksamma för- och nackdelarna med sådana omkopplare, funktioner och regler för deras användning. För en bättre förståelse av materialet har vi valt ut diagram, tabeller, visuella bilder och tematiska videorecensioner.

För- och nackdelar med oljebrytare

Dessa enheter har en relativt enkel design. De har bra kopplingskapacitet och påverkas inte av väderförhållandena. Om fel uppstår kan reparationsarbeten utföras. Tank MVs är lämpliga för utomhusinstallation. Det finns villkor för installation av inbyggda strömtransformatorer.

Kontaktdivergensens hastighet spelar en viktig roll i driften av MV. En situation kan uppstå när kontakterna divergerar med enorm hastighet och bågen omedelbart når en längd som är kritisk för den. I det här fallet kanske storleken på återvinningsspänningen inte är tillräcklig för att bryta genom kontaktgapet.

Tankomkopplare har fler nackdelar.Den första är närvaron av en stor volym olja, därför är de betydande dimensionerna av dessa enheter och ställverk. Den andra är brand- och explosionsrisk, i nödsituationer kan konsekvenserna vara de mest oförutsägbara.

Oljenivån både i tanken och i inloppen, liksom dess tillstånd, måste hållas under periodisk övervakning. Om det finns en MV i de betjänade kraftförsörjningsnäten är det nödvändigt att ha en speciell oljeanläggning.

Bilden visar VMG-oljebrytaren. Den kan koppla bort alla belastningsströmmar och kortslutningar, inklusive den maximala brytströmmen. Denna typ används ofta i transformatorstationer

Klassificering av oljebrytare

Användningen av oljebrytare började i slutet av seklet före förra. Nästan fram till mitten av 1900-talet fanns det helt enkelt inga andra frånkopplingsanordningar i högspänningsnäten.

Det finns två stora grupper av dessa enheter:

1. Tank, som kännetecknas av närvaron av en stor volym olja. För denna utrustning är det både mediet i vilket ljusbågen släcks och isoleringen.
2. Låg olja eller låg volym. Namnet i sig talar om mängden fyllmedel i dem. Dessa brytare innehåller dielektriska element och kräver endast olja för att släcka ljusbågen.

De förstnämnda används främst i distributionsanläggningar från 35 till 220 kV. Den andra - upp till 10 kV. Lågoljeenheter i VMT-serien används även i utomhusställverk konstruerade för 110 och 220 kV.

Principen för ljusbågssläckning är identisk för båda typerna. Den ljusbåge som uppstår när högspänningskontakterna på omkopplaren öppnas orsakar snabb avdunstning av oljan. Detta leder till skapandet av ett gasskal runt bågen. Denna formation består av oljeånga (ca 20%) och väte (H2).

Båggapet avjoniseras som ett resultat av snabb kylning av ljusbågsröret genom att blanda hög- och lågtemperaturgaser i skalet.

Vid ögonblicket av ljusbåge i kontaktzonen är temperaturen mycket hög - cirka 6000⁰. Beroende på installation finns det brytare som används för internt, externt bruk, samt för användning i KRP - kompletta ställverk.

Typ #1 - utrustning av tanktyp

Omkopplingsutrustning av denna typ kan ha en tank eller fler beroende på spänningen. I det första fallet är detta upp till 10 kV, i vissa fall upp till 35. Varje fas av omkopplare som arbetar i högspänningsinstallationer placeras i en individuell tank.

Alla tankväxlar har ungefär samma layout. En ståltank vid oljeinloppen rymmer bågrännorna. Externa kontakter överbryggas av en travers

Drivningar till både tank- och lågoljebrytare kan vara manuella, automatiska, monterade på en magnetspole eller fjäderbelastade. I det andra fallet används solenoidens magnetiska egenskap, vilket gör att den kan dra åt metallkärnan som är ansluten till MV-axeln genom ett speciellt system.

När elektrisk likström tillförs solenoidlindningen, slås enheten på genom att dra in den magnetiska kärnstången och sedan rotera omkopplaraxeln.

En speciell spärr håller axeln i detta läge. Samtidigt med påslagning ställer solenoiden ett visst läge till avstängningsfjädrarna, som vid mottagande av en speciell elektrisk impuls kommer att stänga av MV.

Avstängningsprocessen initierar den andra solenoiden genom att slå ut rullmekanismen (spärren).Som ett resultat roterar axeln omedelbart på grund av fjädern och stängs av. För att magnetenheten ska fungera måste det finnas ett batteri för att driva den med likström.

När det inte finns något batteri används en fjäderdrift. Omkoppling sker med hjälp av en elmotor eller genom muskelansträngning. Manuell avstängning är möjlig för lågeffektsenheter med ett kortslutningsströmvärde på upp till 30 kA, för att stänga av dem måste du applicera en maximal kraft på 25 kg.

Enkeltank MV med öppen båge

Vissa ställverk är utrustade med tankbrytare som inte har ljusbågsrännor. Den elektriska ljusbågen här släcks på enklaste sätt - genom att bryta kontakterna i en oljefylld behållare två gånger. Sådana enheter med en öppen båge inkluderar inhemska modeller VMB och VME. De är konstruerade för en märkström på 1,25 kA.

Schema för VME-6-200. Strukturen består av en tank (1), ett lock (2), porslinsisolatorer (3), fasta kontakter (4), rörliga kontakter (5), en travers (6), ljusbågskontakter (7), plattor (8) , fjädrar (9), axel (10)

Symbolen "E" står för grävmaskin, siffran 6 är märkspänningen på 6 kV, 200 är märkströmmen i ampere. Tröskelavstängningsströmmen för denna MV är 1,25 kA. Tanken på denna MV är gjord av stål och ansluten till ett gjutjärnslock med hjälp av bultar. Tankens väggar är täckta med isolering (13).

Sex porslinsisolatorer passerar genom lockets slut i kopparfästen som fungerar som fasta arbetskontakter. VME-serien har manuell svänghjulsdrift.

Det finns rörliga kontakter på traversen eller kontaktbryggan. Här finns även ljusbågssläckande mobilkontakter i form av mässingsrutor.Kopparplattor med mässingsspetsar placerade vid isolatorernas nedre ändar är stationära ljusbågskontakter. En isolerande stång kommunicerar rörelse till de rörliga kontakterna genom kontakt med drivmekanismen.

När traversen är i upplyft läge är de fasta kontakterna stängda, fjädern som ansvarar för avstängningen komprimeras och MV slås på. Omkopplaren är ansluten till en spärrdrivaxel, som håller den i driftläge. Närhelst den kopplas loss släpps spärren, fjädern släpps och traversen rör sig snabbt nedåt. I detta fall öppnas arbetskontakterna sekventiellt: 4 och 5, sedan 7,8.

Detta gör att varje pol på omkopplaren öppnar kretsen vid två punkter, bågar och sönderdelar oljan. Inuti skalen 12 når trycket från 0,5 till 1 MPa, vilket aktiverar avjoniseringsprocessen. Inom max 0,1 s är bågarna släckta och skalen som reser sig hamnar under locket och ökar luftkuddens volym.

När alla faser av MV är i en behållare, isolerar oljan kontakterna sinsemellan och från tankkroppen, som måste jordas

Den senare fungerar som en buffert, vilket minskar slagkraften under bågsläckningsprocessen. Luftkuddens normala höjd är cirka 25 % av volymen. Att överskrida denna tröskel kan resultera i en explosion.

Sådana omkopplare är lätta att använda, relativt billiga och bekväma att använda i öppna transformatorstationer. Men heta oljeångor, även i enkel kontakt med syre, är lättantändliga.

Att bränna en ljusbåge i en oljemiljö utlöser polykondensationsprocessen, vilket försämrar oljans elektriska styrka. Tanken blir igensatt av sediment som består av kolpartiklar. Därför är inspektioner av enheten med oljebyte nödvändiga.

Oljebrytare med bågränna

Brytkapaciteten och tillförlitligheten hos brytare av tanktyp ökas avsevärt genom närvaron av en bågränna. Den placeras i oljan som finns i tanken. I tretanksbrytare placeras varje fas i en separat tank.

Sektionsvy av en pol av en tankbrytare. Den är försedd med en ljusbågssläckningskammare C -35 – 630 – 10. Märkningen indikerar att effektbrytaren är avsedd för installation i ställverk 35 kV och uppåt, konstruerad för en märkström på 630,4 kA, en avstängningsklass på 10 kA

Designen är mer komplex än den för en virtuell dator utan bågrännor och består av:

• stolpar (1);
• strömtransformator (2);
• drivhus (3);
• stavar (4);
• fast kontakt (5);
• ljusbågssläckningskammare (6);
• isolering (7);
• värmeelement (8);
• oljeavtappningsanordningar (9).

Kamerans ovansida är utrustad med en fast kontakt. När den är påslagen tränger en rörlig kontakt formad som en stång in i den. I händelse av en frånkoppling lämnar stången den fasta kontakten, vilket resulterar i att en båge uppstår i kammaren. Mängden tryck som genereras i detta fall är en storleksordning högre än motsvarande parameter för omkopplare som inte är utrustade med en bågränna.

Ett tryck på 8 -7 MPa minskar bågens diameter och ökar spaltens genomslagsstyrka efter att strömmen passerat genom nollmärket. Som ett resultat uppstår en snabbare bågsläckningsprocess. Efter att den rörliga kontakten har lämnat kammaren frigörs gaser genom det fria hålet med partiell infångning av olja.

Bågröret svalnar snabbt och intensiv avjonisering sker. När strömmen ökar ökar effektiviteten hos bågrännan.MV kan även fungera som öppen bågeutrustning vid ett litet strömavbrott.

Förutom att öka trycket på ångblandningen i båggapet, för att påskynda utsläckningen av bågen, används en metod som ökad blåsning av en ångcocktail in i bågzonen. Det finns längsgående, tvärgående, motblåsning

Typen av automatisk blåsning bestäms av utformningen av bågrännan. I det första fallet har vektorn för ångblandningen en längsgående riktning med avseende på bågaxeln (fragment a). Med en tvärgående blåsriktning rör sig flödet i en riktning vinkelrät mot bågkolonnen eller i en viss vinkel (fragment b).

I fallet när flödet har en riktning motsatt rörelsevektorn för den mobila kontakten med bågen, uppstår motblåsning. Kombinationer av dessa metoder används ofta i ljusbågssläckningsanordningar.

Bågen i MV släcks i 3 steg. Vid det första (a) frigörs elektricitet i bågen och högt tryck genereras i det slutna skalet. I det ögonblick som blandningen lämnar skalet börjar det andra steget (b). Tredje (c) - avlägsnande av resterande upphettade gaser och sönderdelningsprodukter från kammaren

I det sista steget är kammaren beredd att delta i nästa avstängningscykel. För automatisk återavstängning är detta steg extremt viktigt.

Typ #2 - omkopplare för gryta eller låg olja

I slutna installationer används kretsbrytare som generatorer och distributionskretsar. I öppna - som transformatorstation och distribution. Olja utför inte isolerande funktioner i strömbrytare av denna typ, det är endast nödvändigt som ett medium för att släcka bågen.

Brand- och explosionsrisken för virtuella datorer med liten volym är betydligt lägre än för tankbaserade.De installeras både i utomhusställverk och inomhusställverk med valfri spänning upp till 110 kV. Rollen att isolera polerna i förhållande till varandra och marken utförs av dielektrikum som porslin, gjutharts, steatit.

Oljan i dessa virtuella datorer upptar endast 3 till 4 % av polvolymen. En liten volym olja, låg vikt och bekväma dimensioner är de obestridliga fördelarna med denna utrustning. De används dock i sådana systemkomponenter där det inte ställs höga krav på switchar.

Dessa begränsningar förklaras av det starka sambandet mellan frånkopplingskapaciteten och den avbrutna strömmen, och designens oförmåga att fungera under förhållanden med frekventa avbrott.

En annan anledning är svårigheten att implementera flera höghastighets automatiska återstängningar. I små volymbrytare används följande typer av oljebläster: tvärgående, längsgående, blandade. Experter anser att den första är den mest effektiva.

För brytare av denna typ, avsedda för slutna ställverk, placeras kontakterna i en ståltank. MV med spänningar på 35 kV och högre har ett porslinsskal. Den vanligaste utrustningen är upphängd 6-10 kV. Dess kropp är fäst på en ram som är gemensam för alla stolpar. Alla tre polerna har en ljusbågssläckningskammare, var och en är designad för ett kontaktavbrott och vid hög spänning för 2 eller fler.

Utformningen av lågoljebrytare inkluderar rörliga och fasta kontakter (1 och 3), ljusbågssläckningskammare (2), arbetskontakter (4)

Enligt diagrammet ovan produceras VMP, VMG, MG-omkopplare, designade för spänningar upp till 20 kV. En designfunktion för omkopplare för hög strömstyrka är att arbetskontakterna är placerade utanför och ljusbågssläckningskontakterna är placerade inuti tanken.

VMP-seriens brytare används ofta i slutna enheter, såväl som 6-10 kV ställverk. Ställverk av VK-serien är installerade i kompletta ställverk. De är utrustade med en inbyggd elektromagnetisk eller fjäderdrivning och är konstruerade för brytströmmar på 20 - 31,5 kA och strömmärken på 630 - 3150 A.

Kolumnbrytare, tillverkade speciellt för ställverk, kännetecknas av sin infällbara design. I 35 kV-installationer installeras VM:er av kolumntyp av serierna VMK och VMUE. RU 110, 220 kV är utrustade med brytare i VMT-serien. Enheten har en svetsad bas på vilken dess tre poler är placerade. Styrning - fjäderdrift.

Bilden visar VMT-110-switchen. Bilden till vänster visar komponenterna som den består av: fjäderdrivning (1), strömbrytares stödstolpeisolator (2), ljusbågssläckningsanordning (3), bas (4), kontrollmekanism (5)

Den högra sidan av bilden visar en modul, där: 1 är en nedledare, 2 är en rörlig kontakt kopplad till nedledaren genom strömavtagare. Bågbildningskammaren är betecknad med nummer 3, den fasta kontakten är 5. Allt ovanstående är placerat i en ihålig isolator (4) gjord av porslin. Det finns transformatorolja inuti den och ett lock (6) på toppen.

Den senare är utrustad med en tryckmätare för att övervaka trycket i modulen. Dessutom har locket en enhet för påfyllning av en komprimerad gasblandning, en automatisk utlösningsventil och en oljeindikator (8). Den mobila kontakten och styranordningen är sammankopplade med isolerande stänger.

Stolpens design är identisk för hela serien av strömbrytare. MV-tankar för strömstyrkor från 630 till 1600 A innehåller 5,5 kg olja, över 1600 och upp till 3150 A inklusive - 8 kg.

För att öka tillförlitligheten inkluderar designen av individuella brytare ytterligare kontroll- och skyddselement:

• frånkoppling av elektromagneter;
• reläer arbetar omedelbart och med en fördröjning vid en tröskelström;
• lägsta spänningsrelä;
• ytterligare kontakter.

Beroende på layoutmetoden finns det lågoljebrytare med bågrännan placerad i botten och motsatsen upptill. I det första fallet implementerar den rörliga kontakten rörelse från topp till botten, i det andra - vice versa. Brottkapaciteten hos den senare är högre.

Märkning av oljebrytare

Genom att dechiffrera markeringarna som appliceras av tillverkaren på oljebrytaren kan du bekanta dig med grundläggande information om den. Låt oss titta på markeringarna på VMG-133-omkopplaren som ett exempel. Det första tecknet "B" indikerar att det finns en strömbrytare framför dig.

Detta diagram visar sammansättningen av symbolen för högspänningsbrytare, inklusive de för oljefylld utrustning

andra - "M" betecknar typen av omkopplare, i detta speciella fall - lågolja. Brev "G" bestämmer tillhörighet till en viss art - krukväxt. 133 - MV-serien.

Regler för drift av MV

Reparations- och driftspersonal, specialister associerade med underhåll och drift av oljebrytare måste känna till relevanta instruktioner, struktur och funktionsprinciper för utrustningen.

Under drift måste arbetare som servar MV övervaka:

1. Effektiv spänning, belastningsström. Indikatorer bör inte gå utöver tabellvärdena.
2. Höjden på oljepelaren vid polerna, frånvaron av läckor.
3. Förekomst av smörjmedel på gnuggande delar.Kontakter kan förlora rörlighet och frysa om smörjmedlet i gnidningselementen blir tjockt och smutsigt.
4. Damm i rummen där ställverk finns.
5. Överensstämmelse med de mekaniska egenskaperna hos de manövrerade omkopplarna med tabellstandarderna.

Efter varje kortslutningsutlösning ska utrustningen inspekteras. Information om dessa avbrott registreras i en särskild logg. Det måste finnas en defektlogg för att registrera information om fel som identifierats under drift av enheten. Strömställaren på vilken avstängningen inträffade till följd av en kortslutning är föremål för inspektion.

Kontrollera om det finns oljeläckage. Om detta händer, och i stora mängder, indikerar detta en onormal avstängning av kortslutningen. Utrustningen tas ur bruk och besiktigas. När oljan är mörk måste den bytas. Öppningshastigheten påverkas negativt av oljans viskositet, som ökar när temperaturen sjunker.

Ibland blir det nödvändigt att byta ut det gamla smörjmedlet med ett nytt under reparationer: CIATIM-221, GOI-54 eller CIATIM-201.

Tabell med tekniska egenskaper för oljebrytare. Om de faktiska värdena inte motsvarar fabriksvärdena, görs justeringen igen

Efter att MV har tagits ur drift, är stödisolatorerna, stängerna och tankisoleringen föremål för en noggrann inspektion för förekomst av sprickor. Starkt förorenad isolering torkas av. Behovet av akuta reparationer uppstår efter ett visst antal kortslutningar.

Periodisk inspektion (PI) utförs månadsvis. I det här fallet, var uppmärksam på graden av uppvärmning av omkopplaren. TR (pågående reparationer) utförs årligen. Det inkluderar arbete som att kontrollera och eliminera defekter i fästelement, drivkinematik, oljenivå och tätningar.De isolerande delarna kontrolleras också för deras integritet.

Efter 3-4 år efter större reparationer utförs en medelreparation (SR). Den inkluderar hela uppsättningen TR-verk, plus att de dessutom mäter kontaktresistansen för polerna och kontrollerar de mekaniska parametrarna och hastighetsparametrarna.

Om en diskrepans mellan de övervakade egenskaperna och tabelldata upptäcks, tas omkopplaren isär, justeringar och ett komplett utbud av högspänningstester utförs.

Vid extraordinära reparationer försöker de i allmänhet lämna den tidigare justeringen oförändrad. Av denna anledning demonteras omkopplaren till ett minimum. Frekvensen av större reparationer är från 6 till 8 år. I dess omfattning utförs en allmän inspektion, cylindrarna tas bort från ramen, däcken kopplas bort, drivningen, ljusbågssläckningsanordningar och blockkontakter repareras.

Efter allt görs justeringar, målning görs, däck kopplas och tester utförs. Dokumentation upprättas för allt arbete.

Förutom brytare av oljetyp används även andra frånkopplingsanordningar i högspänningsnät. Till exempel SF6 och vakuum. Vi har andra artiklar på vår webbplats som i detalj diskuterar egenskaperna och designen hos dessa typer av strömbrytare, såväl som funktionerna i deras användning:

• Vakuumbrytare: enhet och funktionsprincip + nyanser av val och anslutning
• SF6 effektbrytare: riktlinjer för val och anslutningsregler

Slutsatser och användbar video om ämnet

Design, typer, syfte och funktion av MV:

Detaljerad recension av VMP-10:

Oljebrytare uppfyller också alla grundläggande krav för effektbrytare som arbetar under högspänningsförhållanden.De flesta av dem är säkra och pålitliga i drift, ger snabb avstängning och är enkla att installera. Trots detta strävar tillverkarna efter att säkerställa ännu större överensstämmelse med de krav som ställs på MV.

Har du kunskap om oljebrytare och vill komplettera det presenterade materialet med användbar information? Kanske har du märkt en avvikelse eller ett fel? Eller har du fortfarande frågor om ämnet? Vänligen skriv till oss om detta under artikeln - vi kommer att vara dig tacksamma.