Конструкции масляных многообъемных выключателей
В масляных баковых выключателях масло служит для гашения дуги и для изоляции токоведущих частей. При напряжении до 10 кВ (в некоторых типах выключателей до 35 кВ) МВ имеет один бак, в котором находятся контакты всех трех фаз, при большем напряжении для каждой фазы предусматривают отдельный бак.
Основные преимущества баковых МВ: простота конструкции, высокая отключающая способность, пригодность для наружной установки.
Недостатки баковых МВ: взрыво- и пожароопасность, необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и вводах; большой объем масла и связанные с этим большие габариты и масса МВ.
Баковые выключатели с открытой дугой
МВ серии ВМБ (В - выключатель, М – масляный, Б – баковый) и ВМЭ (В – выключатель, М – масляный, Э – экскаваторный) на номинальный ток отключения 1,25 кА относятся к МВ с открытой дугой (без ДУ).
На рисунке 1.2 схематически показан баковый МВ типа ВМЭ-6-200 на номинальное напряжение 6 кВ, номинальный ток 200 А и номинальный ток отключения 1,25 кА. Стальной бак 1 выключателя подвешен к литой чугунной крышке 2 с помощью болтов. На стенках бака 1 имеются изоляционные покрытия 13. Через крышку 2 проходят 6 фарфоровых изоляторов 3, на нижних концах которых закреплены неподвижные рабочие контакты 4 в виде медных скоб. Подвижные рабочие контакты 5 находятся на контактном мосту (траверсе) 6. Дугогасительными подвижными контактами являются латунные угольники 7, расположенные на траверсе 6, дугогасительными неподвижными – медные пластинки 8 с латунными наконечниками. Движение подвижным контактам передается с помощью изолирующей тяги от приводного механизма, расположенного под крышкой 2 выключателя.
Рисунок 1.2 – Масляный баковый выключатель ВМЭ-6-200
Во включенном положении МВ траверса поднята и контактный мост 6 замыкает цепь между неподвижными контактами. При этом отключающая пружина 9 сжата. МВ во включенном положении удерживается защелкой привода, с которым он связан валом 10.
При отключении автоматически или вручную освобождается защелка и под действием пружины 9 траверса 6 быстро опускается вниз, при этом сначала размыкаются рабочие контакты 4 и 5, затем дугогасительные контакты 7 и 8. При этом образуются разрывы в двух точках на каждом полюсе МВ. Возникшие дуги 11 испаряют и разлагают масло. Давление внутри пузырей 12 достигает 0,5-1 МПа, что повышает деионизирующую способность газов. Дуги гаснут через 0,08 ‑ 0,1 с. После гашения дуг, пузыри 12 поднимаются вверх, под крышку 2, где после залива масла в бак 1 остается воздушная подушка (примерно 20-30 % объёма ). Воздушная подушка уменьшает силу удара в крышку МВ, обусловленного высоким давлением в процессе гашения дуги. Увеличение объёма воздушной подушки является недопустимым, поскольку при низком уровне масла газы попадут под крышку 2 неохлаждёнными, что может вызвать взрыв смеси водорода с воздухом.
Выключатели серии ВМЭ управляются ручными маховичными приводами типа ПМ.
Баковые выключатели с гасительными камерами
На электрических станциях и подстанциях находятся в эксплуатации баковые МВ с ДУ на напряжения 6-220 кВ.
Основные серии масляных баковых выключателей:
МКП (М - масляный, К - камерный, П - подстанционный) - на напряжения 35,110 кВ;
У (серия “Урал”) - на напряжения 35-220 кВ;
С - на напряжение 35 кВ.
На рисунке 1.3 показан полюс бакового МВ типа У - 110 - 2000 – 50 на номинальное напряжение 110 кВ, номинальный длительный ток 2000 А и номинальный ток отключения 50 кА.
Рисунок 1.3 – Масляный баковый выключатель У-110-2000-50
МВ имеет три бака 2 цилиндрической формы. На крышке бака смонтированы маслонаполненные вводы 9, коробки приводных механизмов 8, предохранительный клапан, коробки со встроенными трансформаторами тока 7, и патрубки для заливки масла. На каждом баке имеются лазы для доступа внутрь бака и к устройству для подогрева (в зимнее время) масла, расположенному под днищем бака. Изнутри стенки бака в несколько слоёв изолированы древеснослоистым пластиком и фиброй 6. Приводной механизм сочленён с изолирующей тягой 5, перемещающейся в вертикальном направлении.
Два ДУ 4 с шунтирующими резисторами (для выравнивания напряжений между разрывами ДУ, и для уменьшения скорости восстанавливающегося напряжения на контактах МВ ), закреплены на нижних концах вводов 9.
На днище бака установлено льдоулавливающее устройство 1, предотвращающее всплытие замерзшего конденсата.
В изоляционном корпусе 1 ДУ (см. рис. 1.4) закреплены по две камеры 2 поперечного дутья, соединенные посредством перемычки 3 с токоснимающими контактами 4. В корпусе 1 закреплены торцевые неподвижные контакты 5 и 6. Подвижная контактная система состоит из корпуса 7, в который ввернуты правый цилиндрический подвижный контакт 8 и изоляционный стержень 9, в верней части которого закреплен подвижный контакт 10.
Рисунок 1.4 – Дугогасительное устройство выключателя У-110
При включении МВ подвижная траверса 3 (рисунок 1.3) поднимается и входит (рисунок 1.4) в соприкосновение с корпусом 7 (контактная система вне ДУ). При последующем движении корпуса 7 вместе с ним поднимаются подвижные контакты 8 и 10, и входят, соответственно, в неподвижные контакты 5 и 6, осуществляя замыкание цепи МВ.
При отключении МВ подвижная траверса 3 (рисунок 1.3) вместе с контактами 8 и 10 (рисунок 1.4) опускается, происходит размыкание подвижных контактов 8 и 10 с неподвижными контактами 5 и 6, и возникновение двух дуг (в каждом ДУ), которые гасятся в камерах 2. Ходу подвижных контактов способствует пружина 11.
Шунтирующие резисторы (рисунок 1.3) уменьшают ток через контактную систему, расположенную вне ДУ, и облегчают тем самым гашение дуг на этих контактах непосредственно в баке.
МВ управляются электромагнитными или пневматическими приводами.