Принцип работы масляного выключателя: устройство, принцип действия, все виды

Масляные выключатели. Типы, виды, устройство, работа маслянных выключателей.

Масляные выключатели — одни из первых коммутационных аппаратов в электроустановках высокого напряжения, применяются с конца прошлого столетия, не потеряли своего значения и широко используются в настоящее время. В СССР это основной вид выключателей на 6—220 кВ.

Различают выключатели масляные баковые — с большим объемом масла, масло служит и как дугогасящая среда, и как изоляция, и выключатели маломасляные — с малым объемом масла, масло служит только дугогасящей средой.

На напряжения 35-220 кВ применяются в основном баковые выключатели. Маломасляные выключатели являются основными на напряжение до 10 кВ. И это положение сохранится надолго, особенно если будут повышены их номинальные токи до 4 кА, а отключаемый ток — до 40— 50 кА. Начинают все более широко применяться маломасляные выключатели в наружных установках на 110 и 220 кВ при условии их достаточной отключающей способности (серия ВМТ).

Достоинства масляных выключателей — относительная простота конструкции, большая отключающая способность и независимость от атмосферных явлений. Недостатком, особенно баковых выключателей, является наличие большого количества масла, что приводит к большим габаритам и массам как самих выключателей, так и распределительных устройств, повышенной пожаро- и взрывоопасности, необходимости специального масляного хозяйства.

 


Рис. 1-1. Полюс масляного бакового выключателя на 220 кВ

1 — бак; 2 — дугогасительная камера; с неподвижными контактами и шунтирующим резистором; 3 — изоляция бака; 4 — ввод; 5 — приводной механизм;6 — трансформатор тока; 7 — направляющее устройство; 8 — шунтирующий резистор; 9 — изоляционная тяга; 10 -траверса с подвижными контактами;II — положение траверсы после отключения

Выключатели масляные баковые. Эти выключатели на напряжение до 20 кВ и относительно малые токи отключения выполняются большей частью однобаковыми (три полюса в одном баке), на напряжение 35 кВ и выше — трехбаковыми (каждая фаза в отдельном баке) с общим или индивидуальными приводами. Выключатели могут снабжаться электромагнитными или пневматическими приводами и работают с автоматическим повторным включением (АПВ).

Основой конструкции выключателя (рис. 1-1) является бак цилиндрической или эллипсоидальной формы, внутри которого и на нем монтируются контактная и дугогасительные системы, вводы и привод. Бак заливается до определенного уровня трансформаторным маслом. Между поверхностью масла и крышкой бака должен остаться некоторый свободный объем (обычно 20 — 30

% объема бака) — воздушная буферная подушка, сообщающаяся с окружающим пространством через газоотводную трубку. Воздушная подушка снижает давление, передаваемое на стенки бака при отключении, исключает выброс масла из бака и предохраняет выключатель от взрыва при чрезмерном давлении.

Высота уровня масла над местом разрыва контактов должна быть такой, чтобы исключить выброс в воздушную подушку горячих газов, выделяющихся при отключении вследствие разложения масла. Прорыв этих газов может при определенных их соотношениях привести к образованию взрывчатой смеси (гремучего газа) и взрыву выключателя. Высота уровня масла над местом разрыва контактов определяется номинальными напряжениями и током отключения и может составлять от 300—600 мм в выключателях на напряжение 6—10 кВ и до 2500 мм в выключателях на напряжение 220 кВ.

При напряжениях 3—6 кВ и малых отключаемых токах применяется простой разрыв в масле. При напряжениях 10, 35 кВ и выше в зависимости от значений напряжения и отключаемого тока используются как простые, так и более сложные дугогасительные устройства с продольным, поперечным, продольно-поперечным дутьем, с одно- и многократным разрывом.

Пример дугогасительной камеры с промежуточным контактом и продольным дутьем, применяемой в выключателях на 110 и 220 кВ, приведен на рис. 9-2. При отключении сначала размыкаются контакты 2 и 1, а затем контакты 1 и 8. Дуга между контактами 2 и 1 (генерирующая) создает повышенное давление в верхней полукамере. Газопаровая смесь и частички масла устремляются в сообщающийся с объемом бака полый контакт 8, создавая интенсивное продольное дутье и гася дугу. При отключении больших токов давление в камере к моменту расхождения контактов 1 и 8 достигает 4-5 МПа. После отключения камера заполняется свежим маслом через нижнее отверстие полукамеры 7.

Масляные баковые выключатели на напряжение 35 кВ и выше имеют встроенные трансформаторы тока. На внутреннюю часть проходного изолятора надеты, и укреплены под крышкой выключателя сердечники со вторичными обмотками (один или два на изолятор). Токоведущий стержень проходного изолятора служит первичной обмоткой. Выключатели на напряжение 110 кВ и выше могут иметь емкостные трансформаторы напряжения, для выполнения которых используются обкладки маслонаполненных вводов конденсаторного типа, и трансформаторы напряжения с индуктивной катушкой.

Выключателя маломасляные. В отличие от масляных баковых выключателей масло служит здесь только дугогасящей средой, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства относительно земли осуществляется с помощью твердых изоляционных материалов (керамика, текстолит, эпоксидные смолы и т.п.). Диаметры цилиндров у этих выключателей значительно меньше по сравнению с диаметрами баков масляных баковых выключателей, соответственно намного меньше объем и масса заливаемого в цилиндры масла. Меньшая, чем у бакового выключателя, прочность корпуса по отношению к давлениям, создаваемым при отключении предельных токов короткого замыкания, ограничивает отключающую способность маломасляного выключателя.

Рис. 1-2. Дугогасительная камера с промежуточным контактом и продольным дутьем.

1—промежуточный контакт с пружиной; 2— неподвижный контакт с пружиной; 3 — верхняя полукамера, металлическая; 4 — детали соединения с токоподводящим стержнем; 5 — гибкая связь; б — перегородка; 7 — нижняя полукамера, изоляционная; 8 — подвижный контакт.

Маломасляные выключатели имеют существенно меньшие габариты и массу, меньшую взрыво- и пожароопасность и требуют меньших и более дешевых распределительных устройств по сравнению с масляными баковыми выключателями. Наличие в маломасляных выключателях встроенных трансформаторов тока и емкостных трансформаторов напряжения значительно усложняет конструкцию выключателей и увеличивает их габариты, поэтому маломасляные выключатели выполняются без органической связи с такими трансформаторами.

Выключатели по компоновке выполняются с дугогасительными камерами внизу (ход подвижного контакта сверху вниз) и с камерами, расположенными сверху (ход подвижного контакта снизу вверх). Последние более перспективны в отношении повышения отключающей способности. Применяются выключатели для внутренней установки как распределительные и генераторные и для внешней установки как распределительные и подстанционные.

На рис. 1-3 приведен общий вид выключателя типа ВМПЭ-10 на 10 кВ и токи 630, 1000, 1600 А (в зависимости от сечения токопровода и контактов), номинальный ток отключения 20 и 31,5 кА, время отключения выключателя с приводом 0,12 с, время горения дуги при номинальных токах отключения не более, 0,02 с. Выключатель смонтирован на сварной раме

3. Внутри рамы расположен приводной механизм, который передает движение от привода к подвижным контактам и состоит из приводного вала 5 с рычагами, изоляционной тяги 4, отключающих пружин, масляного б и пружинного демпферов. К раме с помощью изоляторов 2 подвешены три полюса 1 выключателя.

Каждый полюс (рис. 1-4) состоит из прочного влагостойкого изоляционного цилиндра 5, армированного на концах металлическими фланцами 3 и 6. На верхнем фланце укреплен корпус 9 из алюминиевого сплава. Внутри корпуса расположены приводной механизм 13 и подвижная контакт-деталь 14 с роликовым токосъемным устройством с роликовым токосъемным устройством

8 и маслоуловителем 12. Корпус закрывается крышкой 10, имеющей отверстие для выхода газов и пробку 11 маслоналивного отверстия.

 

 

Рис. 1-3. Выключатель маломасленый на 10 кВ для внутренней установки (тип ВМПЭ-10) – общий вид.

Рис. 1-4. Полюс выключателя, изображенного на рисунке 1-3.

 

Нижний фланец закрывается крышкой 1, внутри которой расположена неподвижная розеточная контакт-деталь 2, над которой установлена дугогасительная камера 4 поперечного масляного дутья. Снизу крышки помещена маслоспусковая пробка

16, на фланце установлен маслоуказатель 15.

Для повышения стойкости контактов к действию электрической дуги и увеличения срока их службы съемный наконечник подвижной контакт-детали и верхние торцы ламелей розеточного контакта облицованы дугостойкой металлокерамикой. Токоподвод осуществляется к нижней крышке и к верхней крышке или среднему выводу 7. Выключатель может иметь встроенные элементы защиты и управления, такие, как реле максимального тока мгновенного действия и с выдержкой времени, реле минимального напряжения, отключающие электромагниты, вспомогательные контакты и т. п.

Общий вид маломасляного генераторного выключателя приведен на рис. 1-5. Особенностью конструкций этих выключателей является токопровод, имеющий два параллельных контура: основной, контакты которого расположены открыто, и дугогасительный, контакты которого находятся в дугогасительных камерах внутри бака. На рис. 1-6 представлена функциональная электри ческая схема выключателя, изображенного на рис. 1-5. Основной контур образуют токоподвод

11, токоведущая шина 70, основные контакты 9, основная шина траверсы 8 и соответствующие позиции 9, 10 я 11 второго бака. Дугогасительный контур — основная шина 10, медные скобы 12, соединяющие основную шину с баком, стенки бака 3, неподвижный дугогасительный контакт 13, дуга (в момент отключения) 14, подвижный дугогасительный контакт 15 и соответствующие позиции 15, 14, 13, 3. 12, 10 второго бака. При включенном положении выключателя оба контура работают параллельно. Преобладающая часть тока проходит через основной контур, имеющий по сравнению с дугогасительным значительно меньшее сопротивление. При отключении сначала размыкаются основные контакты, дуга на них не возникает, весь ток переходит в дугогасительный контур. Затем размыкаются дугогасительные контакты, отключая цепь. Выключатели выполняются с двукратным разрывом на фазу, с камерами различной конструкции.

Рис. 1-5. Выключатель маломасляный генераторный (тип МГУ-20)

1—основание; 2 — опорный изолятор; 3, 5—бак; 4 — внутриполюсная перегородка; б — междуполюсная перегородка; 7 — газоотвод; 8 — траверса с шинами основного и дугогасительного контуров; 9-основные контакты; 10 — токоведущая шина; 11 — токоподвод

Рис. 1-6. Функциональная электрическая схема выключателя, изображенного на рис. 1-5:

а—включенное положение; б—момент отключения

Рис. 1-7. Выключатель маломасляный колонковый для внешней установки

1 — основание; 2 и 9 — неподвижные контакты; 3 — опорная изоляционная колодка; 4 — роликовый токоподвод; 5 — фарфоровая рубашка; 6 — подвижный контакт; 7 — дугогасительное устройство; 8 — промежуточный контакт; 10 — изоляционный цилиндр

 

Для увеличения номинального тока применяется искусственный обдув контактной системы и подводящих шин. В последние годы находит применение жидкостное (водяное) охлаждение контактов и шин.

Выключатель маломасляный для внешней установки (распределительный, подстанционный) показан на рис. 1-7. Выключатель состоит из трех основных частей:

гасительных устройств, помещенных в фарфоровые рубашки; фарфоровых опорных колонок и основания (рамы). Изоляционный цилиндр, охватывающий дугогасительное устройство, защищает фарфоровую рубашку от больших давлений, возникающих при отключении. Число разрывов на фазу может быть один, два и больше. Расположение камеры сверху более перспективно для повышения отключающей способности.

Масляный выключатель — Что такое Масляный выключатель

Коммутационное устройство, предназначенное для включения и отключения силовых высоковольтных цепей и электрооборудования

Масляный выключатель — это коммутационное устройство, предназначенное для включения и отключения силовых высоковольтных цепей и электрооборудования как под нагрузкой, так и без нее.

Этот процесс разрыва электрической цепи выполняется выключателем за счет размыкания силовых контактов, погруженных в трансформаторное масло — из-за этого происходит гашение электрической дуги между ними.

То есть масло служит дугогасительной средой и справляется со своей задачей весьма эффективно.

Устанавливаются они почти всегда в ячейках КРУ (комплектное распределительное устройство) или КСО (камера сборная односторонняя), а также в ОРУ (открытых распределительных устройствах).

После размыкания контактов выключателя масло служит для гашения дуги и как изолирующий материал между высоковольтными контактами.

Только выключатели маломасляные устроены таким образом, что масло в них служит исключительно для дугогашения и лишь частично для изоляции.

Во время процесса отключения в масле, при возникновении дуги в области контакта достигается очень высокая температура, порядка 6 тыс. градусов.

Однако, за счет свойств масла и химической реакции с парами, возникающими во время этого процесса, выделение теплоты при горении дуги не наносит вреда этому электрическому коммутационному устройству.

Все масляные выключатели конструктивно состоят из:

  • силовой контактной группы — в неё входит подвижный (свеча) и неподвижный контакт (розетка), между которым и возникает дуга, гасящаяся в масле;

  • изоляторы, которые обеспечивают надёжную изоляцию токопроводящих частей от корпуса, и друг от друга;

  • 1го или 3х баков с трансформаторным маслом;

  • группы блок-контактов, выполняющих контролирующую и управляющую роль;

  • 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;

  • 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 встает на защелку.

В

о 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 защелки и за счет пружин, электрическая цепь разрывается, и он переходит в отключенное состояние.

Отключающие сигналы, которые управляют выключателем, приходят от релейной защиты и автоматики.

Конструкция масляных выключателей выполняется 2х основных типов:

  • баковые — обладают большим объемом масла, оснащены одним большим баком сразу для 3х контактов трехфазного напряжения;

  • горшковые (маломасляные) — с меньшим объемом масла, но и с дополнительной системой дугогашения, и 3мя раздельными баками. В них на каждой фазе присутствует отдельный металлический цилиндр, заполненный маслом, в каком и происходит разрыв контактов и подавление электрической дуги.

Содержание

Масляный выключатель — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Масляный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении. Дугогашение в таком выключателе происходит в масле.

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)

Баковые выключатели

Состоят из вводов, контактной и дугогасительной систем, которые помещены в бак, заполненный маслом. Для напряжений 3—20 кВ бывают однобаковыми (три фазы в одном баке) с ручным или дистанционным управлением, а для напряжений 35 кВ — трёхбаковыми (каждая фаза в отдельном баке) с дистанционным или автоматическим управлением, с автоматом повторного включения (АПВ). Масло изолирует фазы друг от друга (у однобаковых) и от заземлённого бака, а также служит для гашения дуги и изоляции разрыва между контактами в отключённом состоянии. При срабатывании выключателя сначала размыкаются контакты дугогасительных камер. Электрическая дуга, возникающая при размыкании этих контактов, разлагает масло, при этом сама дуга оказывается в газовом пузыре (до 70 % водорода), имеющем высокое давление. Водород и высокое давление в пузыре способствуют деионизации дуги. На выключателях для напряжений выше 35 кВ в дугогасительных камерах создаётся дутьё. Дугогасительная система может иметь несколько разрывов, которые увеличивают скорость растягивания дуги относительно скорости расхождения контактов. Разрывы могут помещаться в дугогасительные камеры, предназначенные для создания интенсивного газового дутья (дутьё может быть продольным или поперечным, в зависимости от направления движения масла относительно дуги). Для уравнивания напряжений (размера дуг) на контактах разрывы шунтируются. После погасания дуги траверсные контакты размыкаются, прерывая ток, протекающий через шунты.

Достоинства баковых выключателей:

  • простота конструкции,
  • высокие отключающие способности.

Недостатки:

  • большие габариты,
  • большой объём масла,
  • взрыво- и пожароопасность.

Маломасляные выключатели

Элегазовый выключатель LTB-145

В маломасляных выключателях в качестве изоляции токоведущих частей друг от друга и дугогасительных устройств от земли применяются различные твёрдые изоляционные материалы (керамика и т. п.). Масло служит только для выделения газа. Каждый разрыв цепи снабжается отдельной камерой с дугогасительным устройством, обычно выполненным с поперечным дутьём. В отключённом положении подвижный контакт находится выше уровня масла для повышения электрической прочности разрыва, так как малый объём масла из-за загрязнённости продуктами разложения теряет свои диэлектрические свойства. Для удержания паров масла при гашении дуги от уноса вместе с продуктами разложения в конструкции предусмотрены маслоотделители. При больших номинальных токах применяются две пары контактов: рабочие и дугогасительные. Рабочие контакты находятся снаружи выключателя, а дугогасительные внутри. При помощи регулирования длины дугогасительных контактов обеспечивается отключение сначала рабочих контактов (без появления дуги), а затем — дугогасительных.

Недостатки масляных выключателей

Общий недостаток масляных выключателей — малый ресурс работы, особенно на производствах, связанных с частыми коммутациями. Так, при использовании масляных выключателей при питании сталеплавильных печей их наработка до среднего капремонта — несколько дней[1]. Для выключателя ВМГ-10, согласно инструкции, капремонт должен проводится раз в 6 лет или при всего лишь 6 отключениях к.з. Вместе с вышесказанным (опасность взрыва при отключении, постоянный контроль за уровнем масла, небольшие допустимые отклонения по уровню при монтаже, необходимость достаточно мощных приводов включения и пр.) это привело к признанию масляных выключателей морально устаревшими и заменой их на более современные виды выключателей — вакуумные и элегазовые.

Примечания

Ссылки

Литература

  • Электрическая часть тепловых электростанций. Учебник для вузов. Под ред. А. Л. Цезарова. М., «Энергия», 1974.


Работа масляного выключателя

А Вы знаете, что такое работа масляного выключателя?

Работа масляного выключателя.

Автоматический выключатель масляного типа

Минеральное масло имеет лучшие изоляционные свойства, чем воздух. В масляном выключателе неподвижный контакт и движущийся контакт погружаются внутри изолирующего масла. Всякий раз, когда происходит разделение токовых несущих контактов в масле, дуга в автоматическом выключателе инициализируется в момент разделения контактов, и из-за этой дуги масло испаряется и разлагается в основном газообразном водороде и в конечном итоге создает водородный пузырь вокруг дуги. Этот сильно сжатый газовый пузырь вокруг дуги препятствует повторному удалению дуги после того, как ток достигнет нуля пересечения цикла. Масляный выключатель является одним из самых старых типов выключателей.

Работа масляного автоматического выключателя

Работа масляного выключателя довольно проста, давайте ее обсудим. Когда токопроводящие контакты в масле разделены, между отдельными контактами устанавливается дуга.
Фактически, когда размыкание контактов только что началось, расстояние между токовыми контактами невелико, в результате градиент напряжения между контактами становится высоким. Этот высоковольтный градиент между контактами ионизировал масло и, следовательно, инициировал дугу между контактами. Эта дуга будет производить большое количество тепла в окружающем масле и испаряет масло и разлагает масло в основном водородом и небольшим количеством метана, этилена и ацетилена. Газообразный водород не может оставаться в молекулярной форме, и он разбивается на его атомную форму, выделяя много тепла.

Температура дуги может достигать 5000oK. Благодаря этой высокой температуре газ выделяется вокруг дуги очень быстро и образует чрезмерно быстро растущий газовый пузырь вокруг дуги. Обнаружено, что смесь газов занимает объем примерно в тысячу раз больше, чем у разложенного масла. Из этой цифры можно предположить, насколько быстро пузырь газа вокруг дуги будет расти в размерах. Если этот растущий газовый пузырь вокруг дуги сжимается любыми способами, скорость ускорения ионизованной газовой среды между контактами ускоряется, что быстро увеличивает диэлектрическую прочность между контактами, и, следовательно, дуга будет гасить при нулевом пересечении текущий цикл. Это основная операция масляного выключателя. В дополнение к этому охлаждающий эффект окружающего газа газового дуги также помогает, быстрое дуговое тушение в масляном выключателе.

Типы масляных автоматических выключателей

В основном имеются два типа масляных выключателей:

Автоматический выключатель масла или BOCB

Масляный автоматический выключатель или BOCB — это такие автоматические выключатели, в которых масло используется как дугогасительная среда, а также изолирующая среда между токовыми несущими контактами и заземленными частями выключателя. Используемое здесь масло такое же, как трансформаторное изолирующее масло.

Минимальный масляный автоматический выключатель или MOCB

Эти типы выключателей используют масло в качестве прерывистого материала. Однако, в отличие от автоматического выключателя масляного масла, минимальный масляный выключатель помещает прерыватель в изолирующую камеру на живой потенциал. Изоляционное масло доступно только в прерывающейся камере. Особенностью проектирования MOCB является снижение потребности в масле, и, следовательно, этот выключатель называется минимальным масляным выключателем.

Конструкция автоматического выключателя масляного масла

Базовая конструкция масляного автоматического выключателя довольно проста. Здесь все движущиеся контакты и неподвижные контакты погружаются в масло внутри закрытого железного резервуара или железного резервуара. Всякий раз, когда текущие переносные контакты открываются внутри масла, дуга образуется между разделенными контактами. Большая энергия будет рассеиваться из дуги в масле, которая испаряет масло, а также разлагает его. Из-за этого внутри масла образуется большое газообразное давление, которое пытается вытеснить жидкое масло из окружающих контактов. Внутренняя стенка масляного бака должна выдерживать это большое давление смещенного масла. Таким образом, масляный бак масляного автоматического выключателя должен быть достаточно прочным в конструкции. Воздушная подушка необходима между поверхностью масла и крышей резервуара для размещения смещенного масла, когда газ образуется вокруг дуги.

Вот почему масляный бак не полностью заполнен маслом, он заполнен до определенного уровня, над которым воздух находится в резервуаре. Верхняя крышка бака выключателя должна быть надежно закреплена на корпусе цистерны, а общий выключатель должен быть надлежащим образом заблокирован фундаментом, иначе он может выпрыгнуть во время прерывания высокого тока короткого замыкания. В таком оборудовании, где расширяемое масло заключено в герметичный сосуд (масляный бак), на крышке бака должен быть установлен газовый вентиль. Естественно, какая-то форма газоотвода всегда предусмотрена на крышке бака масляного автоматического выключателя. Это очень простые функции для строительства масляного автоматического выключателя.

Охлаждение дуги в автоматическом выключателе масляного масла

Когда токопроводящие контакты в масле разделены, между отдельными контактами устанавливается дуга.
Эта дуга будет генерировать быстро растущий газовый пузырь вокруг дуги. Когда движущийся контакт смещается от фиксированного контакта, длина дуги увеличивается, в результате сопротивление дуги увеличивается.

Повышенная сопротивляемость вызывает снижение температуры и, следовательно, уменьшение образования газов вокруг дуги. Дуговое тушение в автоматическом выключателе с масляным маслом происходит, когда ток проходит через пересечение нуля. Если мы более подробно рассмотрим явление тушения дуги, мы обнаружим, что многие другие факторы влияют на тушение дуги в автоматическом выключателе масляного масла. Поскольку газовый пузырь закрыт маслом внутри полностью герметичного сосуда, окружающее масло будет оказывать высокое давление на пузырь, что приводит к сжатию сжатого газа вокруг дуги. По мере увеличения давления происходит деионизация газа, что способствует дуговой закалке. Охлаждающий эффект газообразного водорода также помогает в дуговой закалке в масляном выключателе.

Автоматический выключатель одиночного разрыва

В разомкнутом масляном автоматическом выключателе имеется одна пара токоподводящих контактов для каждой фазы силовой цепи. Каждая пара токопроводящих контактов в этом масляном выключателе состоит из одного фиксированного контакта и одного подвижного контакта. Фиксированный контакт является неподвижным контактом, а подвижный контакт удаляется от фиксированного контакта во время открытия автоматического выключателя. Когда движущийся контакт отодвигается от фиксированного контакта, дуга образуется между контактами, и она гаснет при нулевом пересечении тока повреждения из-за причин, объясняемых в предыдущей главе. С течением времени продолжаются дальнейшие исследования, направленные на улучшение управления дугой в одномодовом масляном автоматическом выключателе. Основной целью разработки масляного автоматического выключателя является увеличение давления, создаваемого испарениями и диссоциацией масла. Поскольку при большом давлении газа уменьшаются средние свободные пути электронов и ионов, что приводит к эффективной деионизации.

Поэтому, если давление может быть увеличено, скорость деионизации увеличивается, что способствует быстрому исчезновению дуги. Было обнаружено, что если открытие неподвижных и движущихся контактов выполняется внутри полузакрытой изолированной камеры, тогда газовый пузырь, создаваемый вокруг дуги, будет иметь меньше пространства расширения, следовательно, он будет сильно сжат. Эта полузакрытая изолированная камера дуги в автоматическом выключателе с масляным маслом известна как вентилятор с боковым выпуском или поперечный реактивный горшок. Принцип работы кросс-реактивного котла довольно прост, давайте обсудим. Давление, возникающее при испарении и диссоциации масла, сохраняется в боковом вентилируемом горшке, удаляя подвижный контакт через стопку изоляционных пластин, имеющих минимальный радиальный зазор вокруг контакта. Таким образом, практически отсутствует выпуск давления до тех пор, пока подвижный контакт не откроет один из боковых отверстий. Затем сжатый газообразный водород может проходить через дуговую дорожку, тем самым оказывая сильное охлаждающее действие на ионизированную колонну.

Когда токопроводящие контакты в масле разделены, между отдельными контактами устанавливается дуга.

Эта дуга будет генерировать быстро растущий газовый пузырь вокруг дуги. Когда движущийся контакт смещается от фиксированного контакта, длина дуги увеличивается, в результате сопротивление дуги увеличивается. Повышенная сопротивляемость вызывает снижение температуры и, следовательно, уменьшение образования газов вокруг дуги. Дуговое тушение в автоматическом выключателе с масляным маслом происходит, когда ток проходит через пересечение нуля. Если мы более подробно рассмотрим явление тушения дуги, мы обнаружим, что многие другие факторы влияют на тушение дуги в автоматическом выключателе масляного масла. Поскольку газовый пузырь закрыт маслом внутри полностью герметичного сосуда, окружающее масло будет оказывать высокое давление на пузырь, что приводит к сжатию сжатого газа вокруг дуги. По мере увеличения давления происходит деионизация газа, что способствует дуговой закалке. Охлаждающий эффект газообразного водорода также помогает в дуговой закалке в масляном выключателе.

Разомкнутый масляный автоматический выключатель

В разомкнутом масляном автоматическом выключателе имеется одна пара токоподводящих контактов для каждой фазы силовой цепи. Каждая пара токопроводящих контактов в этом масляном выключателе состоит из одного фиксированного контакта и одного подвижного контакта. Фиксированный контакт является неподвижным контактом, а подвижный контакт удаляется от фиксированного контакта во время открытия автоматического выключателя. Когда движущийся контакт отодвигается от фиксированного контакта, дуга образуется между контактами, и она гаснет при нулевом пересечении тока повреждения из-за причин, объясняемых в предыдущей главе.

С течением времени продолжаются дальнейшие исследования, направленные на улучшение управления дугой в одномодовом масляном автоматическом выключателе. Основной целью разработки масляного автоматического выключателя является увеличение давления, создаваемого испарениями и диссоциацией масла. Поскольку при большом давлении газа уменьшаются средние свободные пути электронов и ионов, что приводит к эффективной деионизации. Поэтому, если давление может быть увеличено, скорость деионизации увеличивается, что способствует быстрому исчезновению дуги. Было обнаружено, что если открытие неподвижных и движущихся контактов выполняется внутри полузакрытой изолированной камеры, тогда газовый пузырь, создаваемый вокруг дуги, будет иметь меньше пространства расширения, следовательно, он будет сильно сжат.

Эта полузакрытая изолированная камера дуги в автоматическом выключателе с масляным маслом известна как вентилятор с боковым выпуском или поперечный реактивный горшок. Принцип работы кросс-реактивного котла довольно прост, давайте обсудим. Давление, возникающее при испарении и диссоциации масла, сохраняется в боковом вентилируемом горшке, удаляя подвижный контакт через стопку изоляционных пластин, имеющих минимальный радиальный зазор вокруг контакта. Таким образом, практически отсутствует выпуск давления до тех пор, пока подвижный контакт не откроет один из боковых отверстий. Затем сжатый газообразный водород может проходить через дуговую дорожку, тем самым оказывая сильное охлаждающее действие на ионизированную колонну.

Когда достигнуто нулевое значение тока, после этого холодовое действие быстро растет пост-сопротивление. При более высоких токах превышения будет генерироваться давление, а автоматический выключатель масляного масла обеспечивает максимальную производительность при максимальном токе в пределах своего рейтинга. Этот однорычажный масляный автоматический выключатель может иметь проблемы при очистке малых токов, таких как ток нагрузки выключателя.

Было предложено несколько усовершенствований в конструкции камеры давления или вентилируемой камеры с боковым выпуском, чтобы решить проблему прерывания с малым током. Одним из решений этого является обеспечение дополнительной масляной камеры под боковыми вентиляционными отверстиями. Эта дополнительная масляная камера известна как компенсационная камера, которая обеспечивает свежий источник испаряемого масла, чтобы подавать более чистый газ обратно по дуговому пути при очистке малого тока.

Автоматический выключатель с двойным разрывом

Было предложено несколько улучшений в конструкции масляного автоматического выключателя для обеспечения удовлетворительного и безопасного прерывания дуги, особенно при токах ниже номинального максимума. Одним из решений этой проблемы является использование промежуточного контакта между несущими контактами буксирного тока. Здесь дуга разделена на две части последовательно. Целью здесь является быстрое тушение второй дуги с использованием давления газа и импульса масла из-за первой дуги. В автоматическом выключателе с двойным разрывом имеется два фиксированных контакта и соединены одним подвижным контактом. Перемещающийся контакт оснащен приводным механизмом масляного выключателя с помощью изолированного стержня. Когда движущийся контактный мост перемещается вниз, контактные зазоры создаются с фиксированными контактами на обоих концах промежуточного подвижного контактного моста. Следовательно, дуги производятся в обоих зазорах контактов.

Минимальный масляный автоматический выключатель

Поскольку объем масла в масляном автоматическом выключателе огромен, вероятность возникновения пожара в масляной системе больше. Для избежания нежелательной пожарной опасности в системе была введена одна важная разработка в конструкции масляного автоматического выключателя, когда использование масла в автоматическом выключателе намного меньше, чем для масляного автоматического выключателя. Было решено, что масло в автоматическом выключателе следует использовать только как дугогасящие среды не как изолирующие среды. Затем приходит понятие минимального масляного выключателя. В этом типе выключателя устройство для прерывания дуги заключено в резервуар изоляционного материала, который в целом имеет живой потенциал системы.

Эта камера называется дуговой камерой или прерывающим горшком. Давление газа, возникающее в дымовой камере, зависит от тока, который должен быть прерван. Более высокий ток, который должен быть прерван, вызывает более высокое давление газа, создаваемое внутри камеры, и, следовательно, улучшает дуговое тушение. Но это ограничивает конструкцию дуговой камеры для механических напряжений. При использовании лучших изоляционных материалов для дугогасительных камер, таких как стекловолокно, армированная синтетическая смола и т. Д., Минимальный масляный выключатель способен легко справляться с повышенными уровнями отказов системы.

Принцип работы или тушение дуги в минимальном автоматическом выключателе масла

Принцип работы минимального масляного выключателя или дугового тушения в минимальном масляном выключателе описан ниже. В минимальном масляном выключателе дуга, проходящая через токоведущие контакты, содержится внутри дугогасительной камеры.

Следовательно, пузырь водорода, образованный испаренным маслом, захватывается внутри камеры. По мере того, как контакты продолжают двигаться, после его определенного хода выходное вентиляционное отверстие становится доступным для извлечения захваченного газообразного водорода. В дугогасящих камерах имеются два разных типа дуговой камеры с точки зрения вентиляции. Один из них — осевое вентилирование, а другое — радиальное вентилирование. При осевом выпуске газов (в основном водорода), образующихся в результате испарения масла и разложения масла во время дуги, будет проходить дуга в осевом или продольном направлении.

С другой стороны, радиальное вентилирование создает относительно низкое давление газа и, следовательно, низкую диэлектрическую прочность, поэтому его можно использовать для низкого напряжения и высокого тока. Во многих случаях комбинация обоих используется в минимальном масляном выключателе, так что камера одинаково эффективна для прерывания малого тока, а также высокого тока. Эти типы выключателей доступны до 8000 МВА при 245 кВ.

Масляные выключатели. Типы, виды, устройство, работа маслянных выключателей. — Студопедия

Масляные выключатели — одни из первых коммутационных аппаратов в электроустановках высокого напряжения, применяются с конца прошлого столетия, не потеряли своего значения и широко используются в настоящее время. В СССР это основной вид выключателей на 6—220 кВ.

Различают выключатели масляные баковые — с большим объемом масла, масло служит и как дугогасящая среда, и как изоляция, и выключатели маломасляные — с малым объемом масла, масло служит только дугогасящей средой.

На напряжения 35-220 кВ применяются в основном баковые выключатели. Маломасляные выключатели являются основными на напряжение до 10 кВ. И это положение сохранится надолго, особенно если будут повышены их номинальные токи до 4 кА, а отключаемый ток — до 40— 50 кА. Начинают все более широко применяться маломасляные выключатели в наружных установках на 110 и 220 кВ при условии их достаточной отключающей способности (серия ВМТ).

Достоинства масляных выключателей — относительная простота конструкции, большая отключающая способность и независимость от атмосферных явлений. Недостатком, особенно баковых выключателей, является наличие большого количества масла, что приводит к большим габаритам и массам как самих выключателей, так и распределительных устройств, повышенной пожаро- и взрывоопасности, необходимости специального масляного хозяйства.

Риунок 1-1. Полюс масляного бакового выключателя на 220 кВ

1 — бак; 2 — дугогасительная камера; с неподвижными контактами и шунтирующим резистором; 3 — изоляция бака; 4 — ввод; 5 — приводной механизм;6 — трансформатор тока; 7 — направляющее устройство; 8 — шунтирующий резистор; 9 — изоляционная тяга; 10 -траверса с подвижными контактами;II — положение траверсы после отключения


Выключатели масляные баковые. Эти выключатели на напряжение до 20 кВ и относительно малые токи отключения выполняются большей частью однобаковыми (три полюса в одном баке), на напряжение 35 кВ и выше — трехбаковыми (каждая фаза в отдельном баке) с общим или индивидуальными приводами. Выключатели могут снабжаться электромагнитными или пневматическими приводами и работают с автоматическим повторным включением (АПВ).

Основой конструкции выключателя (рис. 1-1) является бак цилиндрической или эллипсоидальной формы, внутри которого и на нем монтируются контактная и дугогасительные системы, вводы и привод. Бак заливается до определенного уровня трансформаторным маслом. Между поверхностью масла и крышкой бака должен остаться некоторый свободный объем (обычно 20 — 30 % объема бака) — воздушная буферная подушка, сообщающаяся с окружающим пространством через газоотводную трубку. Воздушная подушка снижает давление, передаваемое на стенки бака при отключении, исключает выброс масла из бака и предохраняет выключатель от взрыва при чрезмерном давлении.


Высота уровня масла над местом разрыва контактов должна быть такой, чтобы исключить выброс в воздушную подушку горячих газов, выделяющихся при отключении вследствие разложения масла. Прорыв этих газов может при определенных их соотношениях привести к образованию взрывчатой смеси (гремучего газа) и взрыву выключателя. Высота уровня масла над местом разрыва контактов определяется номинальными напряжениями и током отключения и может составлять от 300—600 мм в выключателях на напряжение 6—10 кВ и до 2500 мм в выключателях на напряжение 220 кВ.

При напряжениях 3—6 кВ и малых отключаемых токах применяется простой разрыв в масле. При напряжениях 10, 35 кВ и выше в зависимости от значений напряжения и отключаемого тока используются как простые, так и более сложные дугогасительные устройства с продольным, поперечным, продольно-поперечным дутьем, с одно- и многократным разрывом.

Пример дугогасительной камеры с промежуточным контактом и продольным дутьем, применяемой в выключателях на 110 и 220 кВ, приведен на рис. 9-2. При отключении сначала размыкаются контакты 2 и 1, а затем контакты 1 и 8. Дуга между контактами 2 и 1 (генерирующая) создает повышенное давление в верхней полукамере. Газопаровая смесь и частички масла устремляются в сообщающийся с объемом бака полый контакт 8, создавая интенсивное продольное дутье и гася дугу. При отключении больших токов давление в камере к моменту расхождения контактов 1 и 8 достигает 4-5 МПа. После отключения камера заполняется свежим маслом через нижнее отверстие полукамеры 7.

Масляные баковые выключатели на напряжение 35 кВ и выше имеют встроенные трансформаторы тока. На внутреннюю часть проходного изолятора надеты, и укреплены под крышкой выключателя сердечники со вторичными обмотками (один или два на изолятор). Токоведущий стержень проходного изолятора служит первичной обмоткой. Выключатели на напряжение 110 кВ и выше могут иметь емкостные трансформаторы напряжения, для выполнения которых используются обкладки маслонаполненных вводов конденсаторного типа, и трансформаторы напряжения с индуктивной катушкой.

Выключателя маломасляные. В отличие от масляных баковых выключателей масло служит здесь только дугогасящей средой, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства относительно земли осуществляется с помощью твердых изоляционных материалов (керамика, текстолит, эпоксидные смолы и т.п.). Диаметры цилиндров у этих выключателей значительно меньше по сравнению с диаметрами баков масляных баковых выключателей, соответственно намного меньше объем и масса заливаемого в цилиндры масла. Меньшая, чем у бакового выключателя, прочность корпуса по отношению к давлениям, создаваемым при отключении предельных токов короткого замыкания, ограничивает отключающую способность маломасляного выключателя.

Рис. 1-2. Дугогасительная камера с промежуточным контактом и продольным дутьем.

1—промежуточный контакт с пружиной; 2— неподвижный контакт с пружиной; 3 — верхняя полукамера, металлическая; 4 — детали соединения с токоподводящим стержнем; 5 — гибкая связь; б — перегородка; 7 — нижняя полукамера, изоляционная; 8 — подвижный контакт.

Маломасляные выключатели имеют существенно меньшие габариты и массу, меньшую взрыво- и пожароопасность и требуют меньших и более дешевых распределительных устройств по сравнению с масляными баковыми выключателями. Наличие в маломасляных выключателях встроенных трансформаторов тока и емкостных трансформаторов напряжения значительно усложняет конструкцию выключателей и увеличивает их габариты, поэтому маломасляные выключатели выполняются без органической связи с такими трансформаторами.

Выключатели по компоновке выполняются с дугогасительными камерами внизу (ход подвижного контакта сверху вниз) и с камерами, расположенными сверху (ход подвижного контакта снизу вверх). Последние более перспективны в отношении повышения отключающей способности. Применяются выключатели для внутренней установки как распределительные и генераторные и для внешней установки как распределительные и подстанционные.

На рис. 1-3 приведен общий вид выключателя типа ВМПЭ-10 на 10 кВ и токи 630, 1000, 1600 А (в зависимости от сечения токопровода и контактов), номинальный ток отключения 20 и 31,5 кА, время отключения выключателя с приводом 0,12 с, время горения дуги при номинальных токах отключения не более, 0,02 с. Выключатель смонтирован на сварной раме 3. Внутри рамы расположен приводной механизм, который передает движение от привода к подвижным контактам и состоит из приводного вала 5 с рычагами, изоляционной тяги 4, отключающих пружин, масляного б и пружинного демпферов. К раме с помощью изоляторов 2 подвешены три полюса 1 выключателя.

Каждый полюс (рис. 1-4) состоит из прочного влагостойкого изоляционного цилиндра 5, армированного на концах металлическими фланцами 3 и 6. На верхнем фланце укреплен корпус 9 из алюминиевого сплава. Внутри корпуса расположены приводной механизм 13 и подвижная контакт-деталь 14 с роликовым токосъемным устройством с роликовым токосъемным устройством 8 и маслоуловителем 12. Корпус закрывается крышкой 10, имеющей отверстие для выхода газов и пробку 11 маслоналивного отверстия.

Рис. 1-3. Выключатель маломасленый на 10 кВ для внутренней установки (тип ВМПЭ-10) – общий вид.

Рис. 1-4. Полюс выключателя, изображенного на рисунке 1-3.

Нижний фланец закрывается крышкой 1, внутри которой расположена неподвижная розеточная контакт-деталь 2, над которой установлена дугогасительная камера 4 поперечного масляного дутья. Снизу крышки помещена маслоспусковая пробка 16, на фланце установлен маслоуказатель 15.

Для повышения стойкости контактов к действию электрической дуги и увеличения срока их службы съемный наконечник подвижной контакт-детали и верхние торцы ламелей розеточного контакта облицованы дугостойкой металлокерамикой. Токоподвод осуществляется к нижней крышке и к верхней крышке или среднему выводу 7. Выключатель может иметь встроенные элементы защиты и управления, такие, как реле максимального тока мгновенного действия и с выдержкой времени, реле минимального напряжения, отключающие электромагниты, вспомогательные контакты и т. п.

Общий вид маломасляного генераторного выключателя приведен на рис. 1-5. Особенностью конструкций этих выключателей является токопровод, имеющий два параллельных контура: основной, контакты которого расположены открыто, и дугогасительный, контакты которого находятся в дугогасительных камерах внутри бака. На рис. 1-6 представлена функциональная электри ческая схема выключателя, изображенного на рис. 1-5. Основной контур образуют токоподвод 11, токоведущая шина 70, основные контакты 9, основная шина траверсы 8 и соответствующие позиции 9, 10 я 11 второго бака. Дугогасительный контур — основная шина 10, медные скобы 12, соединяющие основную шину с баком, стенки бака 3, неподвижный дугогасительный контакт 13, дуга (в момент отключения) 14, подвижный дугогасительный контакт 15 и соответствующие позиции 15, 14, 13, 3. 12, 10 второго бака. При включенном положении выключателя оба контура работают параллельно. Преобладающая часть тока проходит через основной контур, имеющий по сравнению с дугогасительным значительно меньшее сопротивление. При отключении сначала размыкаются основные контакты, дуга на них не возникает, весь ток переходит в дугогасительный контур. Затем размыкаются дугогасительные контакты, отключая цепь. Выключатели выполняются с двукратным разрывом на фазу, с камерами различной конструкции.

Рис. 1-5. Выключатель маломасляный генераторный (тип МГУ-20)

1—основание; 2 — опорный изолятор; 3, 5—бак; 4 — внутриполюсная перегородка; б — междуполюсная перегородка; 7 — газоотвод; 8 — траверса с шинами основного и дугогасительного контуров; 9-основные контакты; 10 — токоведущая шина; 11 — токоподвод

Рис. 1-6. Функциональная электрическая схема выключателя, изображенного на рис. 1-5:

а—включенное положение; б—момент отключения

Рис. 1-7. Выключатель маломасляный колонковый для внешней установки

1 — основание; 2 и 9 — неподвижные контакты; 3 — опорная изоляционная колодка; 4 — роликовый токоподвод; 5 — фарфоровая рубашка; 6 — подвижный контакт; 7 — дугогасительное устройство; 8 — промежуточный контакт; 10 — изоляционный цилиндр

Для увеличения номинального тока применяется искусственный обдув контактной системы и подводящих шин. В последние годы находит применение жидкостное (водяное) охлаждение контактов и шин.

Выключатель маломасляный для внешней установки (распределительный, подстанционный) показан на рис. 1-7. Выключатель состоит из трех основных частей:

гасительных устройств, помещенных в фарфоровые рубашки; фарфоровых опорных колонок и основания (рамы). Изоляционный цилиндр, охватывающий дугогасительное устройство, защищает фарфоровую рубашку от больших давлений, возникающих при отключении. Число разрывов на фазу может быть один, два и больше. Расположение камеры сверху более перспективно для повышения отключающей способности.

Принцип действия и дугогасительные устройства масляных выключателей | Высоковольтные выключатели

масляный выключатель за сетчатым ограждением

В дугогасительных устройствах масляных выключателей гашение дуги осуществляется путем эффективного ее охлаждения в потоке газопаровой смеси, вырабатываемой дугой в результате разложения и испарения масла. В зависимости от назначения масла можно выделить две основные группы масляных выключателей:
баковые (многообъемные) масляные выключатели, в которых масло используется для гашения и изоляции токоведущих частей от заземленного бака;
малообъемные (маломасляные) масляные выключатели, в которых масло используется только для гашения дуги и изоляции между разомкнутыми контактами одного полюса.
В составе газопаровой смеси, возникающей в результате разложения масла под действием дуги, входит до 70% водорода Н2, обладающего по сравнению с воздухом в 8 раз более высокой теплопроводностью, но меньшей предельной электрической прочностью. Поток газопаровой смеси в зоне горения дуги обладает высокой температурой 800-2500 К. Механизм охлаждения столба дуги при больших (обычно выше 100 А) и малых значениях тока дуги различен. При больших токах охлаждение дуги происходит главным образом за счет принудительной конвекции в потоке газопаровой смеси при большом давлении. С увеличением тока интенсивность конвективного охлаждения и давление в зоне гашения дуги увеличиваются. При небольших токах конвекция и давление газа в зоне гашения дуги снижаются, условия охлаждения дуги ухудшаются и время гашения дуги затягивается. Повышение давления в зоне гашения дуги в результате принудительной подачи масла может существенно улучшить условия гашения дуги при отключении небольших токов.
Можно считать, что основными условиями для наиболее эффективного гашения дуги являются:
интенсивное дутье  паровой смеси в зоне дуги, особенно в момент тока близкого к нулю;
максимально возможное высокое давление газопаровой смеси в области дуги в конце полупериода тока.
Дугогасительные схемы с автоматическим дутьем получили наиболее широкое применение благодаря своей эффективности и простоте конструкции. В зависимости от конструкции дугогасительных камер различают (рис. 1,а) продольное дутье, когда поток
газопаровой смеси направлен вдоль столба дуги, поперечное, когда поток направлен перпендикулярно или под некоторым углом к столбу дуги (рис. 1,6) и встречное, когда поток направлен противоположно по отношению к направлению движения подвижного контакта с дугой (рис. 1,в). Часто в дугогасительных устройствах используется их комбинация.
автодутье дугогасительных камер в масле
Рис. 1. Принципы организации автодутья дугогасительных камер в масле
гашение дуги в выключателе с автодутьем в масле
Рис. 2. Этапы гашения дуги с автодутьем в масле

Гашение дуги может быть разбито на три основных этапа (рис. 2).
Первый этап (рис. 2,а). После размыкания контактов дуга горит в замкнутом, как правило, небольшом, пространстве, создавая за счет разложения масла значительные давления. Это так называемый „режим замкнутого пузыря». В течение этого этапа в результате выделяющейся в дуге энергии в замкнутом объеме создается (аккумулируется) высокое давление (до 10 МПа), которое используется на следующем этапе гашения дуги.
Второй этап (рис. 2,6) наступает с момента начала истечения газопаровой смеси из области замкнутого объема через рабочие каналы, открываемые при перемещении подвижного контакта за пределы предкамерного объема. Этап характеризуется изменением давления газопаровой смеси в камере и рабочих каналах, куда затягивается дуга, а также интенсивного истечения газопаровой смеси и завершается процессами распада столба дуги и восстановления электрической прочности межконтактного промежутка.
В течение третьего этапа (рис. 2,в) происходит удаление из камеры оставшихся после гашения дуги горячих газов, продуктов разложения масла и заполнение внутренней полости камеры свежим маслом. На этом этапе происходит подготовка камеры для последующего ее отключения. В масляных выключателях, предназначенных для работы в цикле АПВ, этот этап имеет очень важное значение.
Эффективность ДУ и ресурс масляных выключателей в значительной мере обуславливаются физико-химическими процессами, происходящими в зоне горения дуги. Образующиеся под влиянием дуги продукты разложения масла (Н2, С и др.), ионизированный газ, пары материала контактов понижают отключающую способность ДУ и ограничивают коммутационный ресурс. Свободные частички углерода, образуя коллоидную взвесь, снижают электрическую прочность изоляционного промежутка и утяжеляют процесс включения на КЗ в режиме АПВ из-за преждевременного пробоя межконтактного промежутка. Продукты разложения масла и изоляционных материалов камеры ДУ влияют на состояние контактов, их структуру и переходное сопротивление. Время горения дуги возрастает по мере накопления продуктов разложения в масле. Все это, естественно, требует постоянного контроля за состоянием качества масла, его уровнем в ДУ. Коммутационный ресурс в большой степени зависит от тока I0.иом выключателя и реальных токов отключения. Так при Iо.ном = 20 кА для маломасляного выключателя на напряжение 35 кВ количество отключений N ≥ 10, а при токе Iо.ном = 10 кА допустимое число отключений возрастает до   30. Вышеизложенные особенности требуют постоянного контроля над техническим состоянием масляных выключателей.

Масляный выключатель — это… Что такое Масляный выключатель?

Масляный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении. Дугогашение в таком выключателе происходит в масле.

Классификация

  • Баковые
  • Маломасляные (горшковые)


По принципу действия дугогасительного устройства:

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

Баковые выключатели

Состоят из вводов, контактной и дугогасительной систем, которые помещены в бак, заполненный маслом. Для напряжений 3—20 кВ бывают однобаковыми (три фазы в одном баке) с ручным или дистанционным управлением, а для напряжений 35 кВ — трёхбаковыми (каждая фаза в отдельном баке) с дистанционным или автоматическим управлением, с автоматом повторного включения (АПВ). Масло изолирует фазы друг от друга (у однобаковых) и от заземленного бака, а также служит для гашения дуги и изоляции разрыва между контактами в отключенном состоянии. При срабатывании выключателя сначала размыкаются контакты дугогасительных камер. Электрическая дуга, возникающая при размыкании этих контактов, разлагает масло, при этом сама дуга оказывается в газовом пузыре (до 70 % водорода), имеющем высокое давление. Водород и высокое давление в пузыре способствуют деионизации дуги. На выключателях для напряжений выше 35 кВ в дугогасительных камерах создается дутьё. Дугогасительная система может иметь несколько разрывов, которые увеличивают скорость растягивания дуги относительно скорости расхождения контактов. Разрывы могут помещаться в дугогасительные камеры, предназначенные для создания интенсивного газового дутья (дутьё может быть продольным или поперечным, в зависимости от направления движения масла относительно дуги). Для уравнивания напряжений (размера дуг) на контактах разрывы шунтируются. После погасания дуги траверсные контакты размыкаются, прерывая ток, протекающий через шунты.

Достоинства баковых выключателей:

  • простота конструкции,
  • высокие отключающие способности.

Недостатки:

  • большие габариты,
  • большой объём масла,
  • взрыво- и пожароопасность.

Маломасляные выключатели

Маломасляный выключатель ВМТ-220

В маломасляных выключателях в качестве изоляции токоведущих частей друг от друга и дугогасительных устройств от земли применяются различные твердые изоляционные материалы (керамика и т.п.). Масло служит только для выделения газа. Каждый разрыв цепи снабжается отдельной камерой с дугогасительным устройством, обычно выполненным с поперечным дутьем. В отключенном положении подвижный контакт находится выше уровня масла для повышения электрической прочности разрыва, т.к. малый объем масла из-за загрязненности продуктами разложения теряет свои диэлектрические свойства. Для удержания паров масла при гашении дуги от уноса вместе с продуктами разложения в конструкции предусмотрены маслоотделители. При больших номинальных токах применяются две пары контактов (рабочие и дугогасительные). Рабочие контакты находятся снаружи выключателя, а дугогасительные внутри. При помощи регулирования длины дугогасительных контактов обеспечивается отключение сначала рабочих контактов (без появления дуги), а затем — дугогасительных.

Достоинства маломасляных выключателей:

  • небольшое количество масла
  • относительно малая масса

Недостатки:

  • необходимость контроля и доливки масла

Ссылки

Литература

Электрическая часть тепловых электростанций. Учебник для вузов. Под ред. А. Л. Цезарова. М., «Энергия», 1974.

Реле давления масла в двигателе

Принципы работы и диагностика

Реле давления масла, как правило, используются в качестве исполнительного механизма, который непосредственно активирует сигнальную лампу для масла на приборной панели водителя, когда давление масла в двигателе падает ниже заданного критического уровня или подает сигнал на ECU (блок управления двигателем), поэтому следует предупреждать о низком давлении моторного масла и предотвращать повреждение двигателя.

В зависимости от конструкции двигателя, реле давления масла обычно находится в одном из наиболее распространенных мест: в блоке цилиндров двигателя или в корпусе масляного фильтра, а также в некоторых типах двигателей, в головке двигателя. ,

Принципы работы

Переключатель приводится в действие самоупругой мембраной или подвижной мембраной со встроенной пружиной, положение которой определяется давлением, приложенным к нему. Необходимое критическое давление для перемещения вверх по мембране и активации (включения или выключения) контактов переключателя определяется давлением масла в двигателе. Это критическое значение давления масла индивидуально для каждого типа двигателя и может варьироваться. Обычное значение составляет от 0,25 до 0.75 бар (3,5 — 11 фунтов на квадратный дюйм).

Если давление масла падает ниже этого критического значения, переключатель непосредственно активирует контрольную лампу для масла на приборной панели водителя или в некоторых системах управления двигателем, переключатель возвращает сигнал в ЭБУ, чтобы предупредить о низком давлении моторного масла и предотвратить повреждение к двигателю. Контакты переключателя могут быть нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми.

Рисунок 1. Реле давления моторного масла:
1. Шайба для уплотнения, 2. Диафрагма, 3.Корпус переключателя, 4. Разъем,
5. Контакты переключателя (нормально разомкнутый, нормально замкнутый B), 6. Резьба для герметичности.

На рисунке 1 под (A) показан иллюстративный чертеж одного типа реле давления масла с нормально разомкнутыми контактами и под (B) одним типом реле с нормально замкнутыми контактами. Работа этих типов переключателей в основном одинакова во всех случаях, хотя тип, размер и конструкция могут варьироваться в зависимости от применения производителя или требований к используемой системе.

На выключателях с нормально разомкнутыми контактами, когда давление масла в двигателе достигает заданного критического уровня, вызывает движение мембраны и активирует контакты выключателя, так что контакты соединяются вместе, т.е. выключатель замкнут (включен). Переключатели с нормально замкнутыми контактами работают противоположно, когда давление масла в двигателе достигает заданного критического уровня, деактивирует уже подключенные контакты переключателя, поэтому теперь контакты отключены, т.е.е. переключатель разомкнут (выключен).

Диагностика и процедуры тестирования

Переключатель с нормально разомкнутыми контактами

• Убедитесь, что между контактами имеется разомкнутая цепь, когда двигатель не работает.
• Убедитесь в наличии короткого замыкания (неразрывности) между контактами при работающем двигателе.
• Проверьте целостность и состояние контактов, клемм и проводов.

Переключатель с нормально замкнутыми контактами

• Убедитесь в наличии короткого замыкания (неразрывности) между контактами, когда двигатель не работает.
• Проверьте, нет ли разомкнутой цепи между контактами при работающем двигателе.
• Проверьте целостность и состояние контактов, клемм и проводов.

Процедуры испытаний с мультиметром

Отсоедините разъем от реле давления масла и проверьте соединение между контактами. Если переключатель с двумя контактами, проверка должна быть между контактами. В случае, когда переключатель имеет только один контакт, проверка должна быть между контактом и массой (отрицательный полюс).

Когда двигатель не работает , считываемое значение электрического сопротивления с мультиметра в случае переключателя с нормально разомкнутыми контактами должно быть бесконечным (контакты отключены — выключены), а в случае переключателя с нормально замкнутыми контактами следует быть нулевым (контакты подключены — включены).

Когда двигатель работает , считываемое значение электрического сопротивления с мультиметра в случае переключателя с нормально разомкнутыми контактами должно быть равно нулю (контакты подключены — включены), а в случае переключателя с нормально замкнутыми контактами должно быть бесконечный (контакты отключены — выключены).

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Спасибо за чтение моего поста! Пожалуйста, оставьте свой отзыв.

Возможно, вас также заинтересуют мои последние посты:
• Разъем OBD-II и коды неисправностей
• Объяснение датчиков RPM с индуктивным и холловским эффектом
• Система зажигания с индуктивным датчиком
• Система зажигания с датчиком Холла с эффектом
• Топливная форсунка Принципы работы и диагностика
• Основы и испытания автомобильных реле
• Основы и испытания тормозной жидкости автомобиля
• 6 советов по подготовке автомобиля к летнему вождению
• Что означают предупредительные световые сигналы приборной панели?
• Маркировка шин легковых автомобилей и их значение

Разработано и опубликовано Кириллом Муцевским
Инженер-автомобилестроитель с более чем 15-летним опытом работы в:
• Диагностика автомобилей, техническое обслуживание и ремонт
• Помощь на дорогах, тренинги по диагностике и поломкам транспортных средств
• Создание гоночных двигателей, модификация двигателей, разработка и разработка Тестирование
• Исследования в области двигателей, интегральных схем, моторных масел и присадок
• Продажа шин и легкосплавных дисков, устранение проблем с гарантией
• Написание и публикация технических технических книг, руководств и статей по автомобильной технике

Если вы хотите прочитать мои будущие сообщения, нажмите «Подписаться» или отправьте мне приглашение в LinkedIn.Я рад расширить мою сеть LinkedIn новыми подключениями.

,
Что такое масляный выключатель? — Принцип действия, конструкция и обслуживание Масляный автоматический выключатель

— это такой тип автоматического выключателя, который использовал масло в качестве диэлектрической или изоляционной среды для гашения дуги. В масляном выключателе контакты выключателя выполнены с возможностью разделения внутри изоляционного масла. Когда в системе возникает неисправность, контакты автоматического выключателя размыкаются под изолирующим маслом, и между ними возникает дуга, и тепло дуги испаряется в окружающем масле.Масляный выключатель делится на две категории

Строительство масляного выключателя

Масляный выключатель

очень прост в конструкции. Он состоит из токоведущих контактов, заключенных в прочный герметичный металлический резервуар, защищающий от атмосферных воздействий, и бак заполнен трансформаторным маслом. Масло действует как дугогасительная среда и как изолятор между токоведущей частью и землей.

В верхней части масла воздух заполнен в баке, который служит в качестве подушки для контроля за вытесненным маслом при образовании газа вокруг дуги, а также для поглощения механического удара при движении масла вверх.Бак выключателя надежно закреплен болтами для вибрации, возникающей при прерывании очень высокого тока. Масляный выключатель состоит из выхода газа, который установлен в крышке бака для удаления газов.

oil-circuit-breaker-content Принцип работы масляного выключателя

В нормальных условиях работы контакт масляного выключателя замкнут и проводит ток. Когда в системе возникает неисправность, контакты выключателя разъединяются, и между контактами возникает дуга.

Благодаря этой дуге выделяется большое количество тепла, и достигается очень высокая температура, которая испаряет окружающую нефть в газ. Освобожденный таким образом газ окружает дугу, и его взрывной рост вокруг нее сильно вытесняет нефть. Дуга гаснет, когда расстояние между неподвижным и подвижным контактом достигает определенного критического значения, зависит от тока дуги и напряжения восстановления.

oil-circuit-breaker Масляный выключатель очень надежен в эксплуатации и очень дешев.Наиболее важной особенностью масляного выключателя является то, что не используются специальные устройства для управления дугой, вызванной движущимся контактом. Масло как дугогасящая среда имеет определенные преимущества и недостатки

Преимущества нефти как дугогасящая

  1. Масло обладает высокой диэлектрической прочностью и обеспечивает изоляцию между контактами после того, как дуга погасла.
  2. Масло, используемое в автоматическом выключателе, обеспечивает небольшой зазор между проводниками и компонентами заземления.
  3. Газообразный водород образуется в резервуаре, который имеет высокую скорость диффузии и хорошие охлаждающие свойства.

Недостатки нефти как гашение дуги

  1. Масло, используемое в масляном выключателе, является легковоспламеняющимся и, следовательно, может привести к пожару.
  2. Существует риск образования взрывоопасной смеси с воздухом.
  3. Из-за разложения масла в дуге образуются частицы углерода, которые загрязняют нефть, и, следовательно, диэлектрическая прочность масла уменьшается.

Техническое обслуживание масляного выключателя

После того, как автоматический выключатель был прерван током короткого замыкания, иногда их контакты могут сгореть из-за искрения. Кроме того, диэлектрическое масло обугливается в области контактов, тем самым теряя свою диэлектрическую прочность. Это приводит к снижению отключающей способности выключателя. Поэтому обслуживание масляного выключателя необходимо для проверки и замены масла и контактов.

,
Oem Pp Материал Уровень воды Резервуар для воды Поплавковый выключатель

OEM PP Материал Поплавковый выключатель уровня воды в баке

1. длительный срок службы 2. стабильная производительность 3. легкий монтаж 4. управление несколькими точками


Датчик уровня MR0885-P

Объяснение движения: Когда поплавковый шар поднимается или опускается вместе с жидкостью до уровня переключателя, магнитная сила магнита, находящаяся внутри поплавкового шара, заставит геркон включиться.Когда поплавковый шар отойдет от герконового выключателя, геркон выключится.

Модель

MR0885-P

Установка

Верхняя или нижняя перпендикулярная установка

Монтажный размер

M8

Рабочая характеристика

Н.O / N.C (опционально)

Спецификация материалов

Электрические характеристики

Физическая спецификация

Поплавковый шар

PP

Контактная форма

1A

2A

мин шок: 30G на борту

Корпус поплавка

ПОМ

Макс. Рейтинг контактов

10 Вт

50 Вт

мин. Вибрация: 1.5 мм (10-55 Гц)

накидная гайка

ПОМ

Макс. Напряжение переключения

100VDC

220В постоянного тока

Рейтинг температуры: -10- + 85 ° C

Уплотнительное кольцо

Кремний

Максимальное напряжение пробоя

200 В пост. Тока

300 В постоянного тока

Макс. Давление: 0.2 МПа

Электронное кольцо

ПОМ

Макс. Ток переключения

0,5A

1,5A

Заполнение

эпоксидная смола (ROHS)

Макс. Ток переноса

1,0A

3A

Провод

UL1007 / UL1015

22AWG / 24AWG

Макс. Контактное сопротивление

100Ω

100Ω

Рабочая жизнь

100 000 000

Заявка

Водный фонтан, система кондиционирования воздуха, увлажнитель, сантехника, продажа машины, масляный бак и химический контроль уровня жидкости.В будущем он будет широко применяться в автомобильной, промышленной, сельскохозяйственной и бытовой технике.

Пакет

Стандартные пластиковые пакеты и коробки, также мы можем предоставить индивидуальный дизайн для всех видов упаковки.

Производственная линия

Наше управление фабрикой соответствует международным стандартам 5S, строгим требованиям и надзору за различными производственными процессами.

Последние выставки

Мы посетили Electronica в Германии в ноябре 2014 года, новинки завоевали похвалу многих покупателей.

Собственные сертификаты

,

Что такое соленоид — принцип его работы и типы

Соленоиды — это простые компоненты, которые можно использовать для различных применений. Название соленоид происходит от греческого слова «солен», что означает канал или трубу. Соленоиды используются как в бытовом, так и в промышленном оборудовании, они доступны в различных исполнениях, каждый из которых имеет свои специфические применения. Несмотря на то, что приложение меняется, принцип их работы всегда остается неизменным. Здесь мы обсудим около рабочих соленоидов и различные типы соленоидов.

Что такое соленоид?

Соленоид — это длинный кусок провода, который намотан в форме катушки. Когда электрический ток проходит через катушку, он создает относительно равномерное магнитное поле внутри катушки.

Inductor in Solenoid

Соленоид может создавать магнитное поле из электрического тока, и это магнитное поле может быть использовано для создания линейного движения с помощью металлического сердечника. Это простое устройство может использоваться в качестве электромагнита, индуктора или миниатюрной беспроводной приемной антенны в цепи.

Принцип работы соленоида

Соленоид просто работает по принципу «электромагнетизма». Когда в нем создается ток, протекающий через магнитное поле катушки, если вы поместите металлический сердечник внутри катушки, магнитные линии потока концентрируются на сердечнике, что увеличивает индукцию катушки по сравнению с воздушным сердечником. Эта концепция электромагнитной индукции была более разработана в нашем предыдущем проекте катушки Тесла.

Solenoid Working Principle

Большая часть потока концентрируется только на сердечнике, тогда как часть потока появляется на концах катушки, а небольшое количество потока появляется вне катушки.

Магнитная сила соленоида может быть увеличена путем увеличения плотности витков или увеличения тока в катушке.

Как и все другие магниты, активированный соленоид имеет как положительные, так и отрицательные полюса, через которые объект может притягиваться или отталкиваться.

Типы соленоидов

Существуют различные типы соленоидов, доступных на рынке, классификация производится на основе материала, конструкции и функции.

  • AC — ламинированный соленоид
  • DC- C Рамный соленоид
  • DC- D Рамный соленоид
  • Линейный соленоид
  • Ротационный соленоид

AC ламинированный соленоид

Ламинированный соленоид переменного тока состоит из металлического сердечника и катушки из проволоки.Сердечник изготовлен из многослойного металла, чтобы уменьшить паразитный ток, это помогает улучшить характеристики соленоида.

AC Laminated Solenoid

Соленоид переменного тока обладает особым преимуществом, поскольку он может создавать большое усилие в первом ходе. Это связано с тем, что они имеют пусковой ток (мгновенный высокий входной ток, потребляемый источником питания или электрическим оборудованием при включении). Они способны использовать больше ударов, чем ламинированный соленоид постоянного тока.

Они доступны в различных конфигурациях и диапазонах, и они производят чистый гудящий звук, когда они работают.

Ламинированный соленоид переменного тока можно использовать в различных устройствах, требующих немедленных действий, таких как медицинское оборудование, замки, транспортные средства, промышленное оборудование, принтеры и в некоторых бытовых приборах.

DC C-Frame Соленоид

Рамка C относится к конструкции соленоида.Соленоид DC C-Frame имеет только рамку в форме буквы C, которая закрыта вокруг катушки.

Соленоид С-образной рамы постоянного тока используется во многих повседневных задачах благодаря более управляемому ходу хода. Хотя говорят, что это конфигурация постоянного тока, но они также могут быть использованы в оборудовании, предназначенном для переменного тока.

DC C-Frame Solenoid

Источник изображения: https://uk.rs-online.com

Этот тип соленоида в основном используется в игровых автоматах, фотографических жалюзи, сканерах, автоматических выключателях, счетчиках монет и автоматах смены купюр.

DC D-Frame Соленоид

Соленоид этого типа имеет раму из двух частей, закрывающую катушки. Они имеют аналогичную функцию, как соленоид C-образной рамы, поэтому D-образная рама также может использоваться с питанием от переменного тока и имеет управляемый ход хода.

DC D-Frame Solenoid

Соленоид D-рамки DC используется как для обычных, так и для медицинских применений, таких как игровые автоматы, банкоматы и анализатор крови и газа.

Линейный соленоид

Линейные соленоиды более известны среди людей.Он состоит из проволочной катушки, которая намотана на подвижный металлический сердечник, который помогает нам прикладывать силу тяги или толкания к механическому устройству.

Соленоиды этого типа в основном используются на пусковых устройствах. Этот механизм переключения помогает завершить цепь и позволяет току проходить через механизм.

Linear Solenoid

Линейные соленоиды особенно используются в в системах автоматизации и дверных механизмах с высокой степенью защиты и стартерных двигателях автомобилей и мотоциклов.

Роторный соленоид

Вращающийся соленоид — это соленоид уникального типа, который используется для различных применений, где существует необходимость в простом автоматическом управлении процессом. Он работает по тому же принципу, что и другие соленоиды, и имеет те же элементы, катушку и сердечник, но у них другая работа.

Rotary Solenoid

Металлический сердечник крепится к диску и имеет под ним небольшие канавки. Размер канавок точно совпадает с пазами в корпусе соленоида.У этого также есть шарикоподшипники, чтобы сделать легкое движение.

Когда срабатывает соленоид, сердечник втягивается в корпус соленоида, и сердечник диска начинает вращаться. Эта установка будет иметь пружинное место между сердечником и корпусом соленоида. После отсоединения блока питания пружина толкает сердечник диска в исходное положение.

Вращающийся соленоид является более надежным по сравнению со всеми другими типами соленоидов. Изначально они были предназначены только для защитных механизмов, но в настоящее время вы сможете найти их во многих автоматизированных промышленных механизмах, таких как лазер и затвор.

Заключение

Теперь вы знаете о соленоидах , принципах работы и соленоидах различного типа , доступных на рынке. Соленоиды являются простым и эффективным решением для управления клапанами и электромагнитными переключателями или механическими блокировками.

Принцип их работы и мгновенный отклик сделали их лучшим решением для приложений, которым требуется большое количество энергии в небольшом пространстве и где требуется быстрая, последовательная и надежная работа.

Вот несколько приложений, которые используют соленоид вместе со своей схемой драйвера:

Теперь вы знаете все о соленоиде, так что вы можете приступить к внедрению этих знаний с помощью своего творческого подхода, чтобы использовать свойства соленоида для создания вашего следующего изобретения.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *