Comutator de ulei: tipuri, marcaje + specificații de utilizare

Printre echipamentele de comutare, întrerupătorul de circuit de ulei, folosit atât în ​​aparatele de comutare închise, cât și deschise de orice tensiune, ocupă un loc de cinste ca veteran.

Funcția sa principală este de a porni și opri liniile individuale ale unui sistem electric care funcționează normal sau în situații neobișnuite. În funcție de circumstanțe, oprirea are loc automat sau manual.

În acest articol ne vom uita la tipurile existente ale acestor dispozitive, clasificarea și etichetarea lor. De asemenea, vom acorda atenție avantajelor și dezavantajelor unor astfel de comutatoare, caracteristici și reguli pentru utilizarea lor. Pentru o mai bună înțelegere a materialului, am selectat diagrame, tabele, fotografii vizuale și recenzii video tematice.

Avantaje și dezavantaje ale comutatoarelor de ulei

Aceste dispozitive au un design relativ simplu. Au o capacitate bună de comutare și nu sunt afectați de condițiile meteorologice. Dacă apar defecțiuni, pot fi efectuate lucrări de reparații. Tank MV-urile sunt potrivite pentru instalare în exterior. Există condiții pentru instalarea transformatoarelor de curent încorporate.

Viteza divergenței contactului joacă un rol important în funcționarea MV. Poate apărea o situație când contactele diverge cu o viteză enormă și arcul atinge instantaneu o lungime care este critică pentru el. În acest caz, mărimea tensiunii de recuperare poate să nu fie suficientă pentru a sparge golul de intercontact.

Comutatoarele rezervorului au mai multe dezavantaje.Prima este prezența unui volum mare de ulei, prin urmare, dimensiunile considerabile ale acestor unități și comutatoare. Al doilea este pericolul de incendiu și explozie; în situații de urgență, consecințele pot fi cele mai imprevizibile.

Nivelul uleiului atat in rezervor cat si in orificii de admisie, precum si starea acestuia, trebuie tinute sub monitorizare periodica. Dacă există un MT în rețelele de alimentare deservite, este necesar să existe o instalație specială de ulei.

Fotografia arată comutatorul de ulei VMG. Poate deconecta orice curent de sarcină și scurtcircuit, inclusiv curentul maxim de rupere. Acest tip este utilizat pe scară largă în stațiile de transformare

Clasificarea comutatoarelor de ulei

Utilizarea comutatoarelor de ulei a început la sfârșitul secolului înainte de ultimul. Aproape până la mijlocul secolului al XX-lea, pur și simplu nu au existat alte dispozitive de deconectare în rețelele de înaltă tensiune.

Există două grupuri mari de aceste dispozitive:

1. Rezervor, care se caracterizează prin prezența unui volum mare de ulei. Pentru acest echipament, este atât mediul în care se stinge arcul, cât și izolația.
2. Ulei redus sau volum redus. Numele în sine vorbește despre cantitatea de umplutură din ele. Aceste întrerupătoare conțin elemente dielectrice și necesită ulei numai pentru stingerea arcului.

Primele sunt utilizate în principal în instalațiile de distribuție de la 35 la 220 kV. Al doilea - până la 10 kV. Dispozitivele cu conținut scăzut de ulei din seria VMT sunt, de asemenea, utilizate în aparatele de distribuție pentru exterior proiectate pentru 110 și 220 kV.

Principiul stingerii arcului este identic pentru ambele tipuri. Arcul care apare la deschiderea contactelor de înaltă tensiune ale comutatorului provoacă evaporarea rapidă a uleiului. Acest lucru duce la crearea unei carcase de gaz în jurul arcului. Această formațiune este formată din vapori de ulei (aproximativ 20%) și hidrogen (H2).

Interfața arcului este deionizată ca urmare a răcirii rapide a cilindrului arcului prin amestecarea gazelor la temperaturi înalte și joase în carcasă.

În momentul arcului în zona de contact, temperatura este foarte ridicată - aproximativ 6000⁰. În funcție de instalație, există întrerupătoare utilizate pentru uz intern, extern, precum și pentru utilizare în KRP - aparate de comutare complete.

Tip #1 - echipament de tip rezervor

Echipamentele de comutare de acest tip pot avea un rezervor sau mai multe, în funcție de tensiune. În primul caz, aceasta este de până la 10 kV, în unele cazuri până la 35. Fiecare fază a întrerupătoarelor care funcționează în instalații de înaltă tensiune este plasată într-un rezervor individual.

Toate comutatoarele rezervorului au aproximativ același aspect. Un rezervor de oțel la orificiile de admisie a uleiului găzduiește jgheaburile arcului. Contactele externe sunt conectate printr-o traversă

Acționările atât pentru comutatoarele pentru rezervor, cât și pentru nivel scăzut de ulei pot fi manuale, automate, asamblate pe o bobină de acționare a solenoidului sau încărcate cu arc. În al doilea caz, se utilizează proprietatea magnetică a solenoidului, care îi permite să strângă miezul metalic conectat printr-un sistem special la arborele MV.

Când înfășurarea solenoidului este furnizată curent electric continuu, unitatea este pornită prin retragerea tijei miezului magnetic și apoi rotirea arborelui comutatorului.

Un zăvor special ține arborele în această poziție. Concomitent cu pornirea, solenoidul setează o anumită poziție a arcurilor de oprire, care, la primirea unui impuls electric special, va opri MV.

Procesul de oprire inițiază al doilea solenoid prin lovirea mecanismului rolei (zăvor).Drept urmare, arborele se rotește instantaneu datorită arcului și se oprește. Pentru ca unitatea electromagnetică să funcționeze, trebuie să existe o baterie care să o alimenteze cu curent continuu.

Când nu există baterie, se folosește o antrenare cu arc. Comutarea se realizează cu ajutorul unui motor electric sau prin efort muscular. Oprirea manuală este posibilă pentru unitățile de putere redusă cu o valoare a curentului de scurtcircuit de până la 30 kA, pentru a le opri trebuie să aplicați o forță maximă de 25 kg.

MV cu un singur rezervor cu arc deschis

Unele aparate de comutare sunt echipate cu întreruptoare de circuit de rezervor care nu au jgheaburi de arc. Arcul electric de aici este stins în cel mai simplu mod - prin ruperea de două ori a contactelor într-un recipient umplut cu ulei. Astfel de dispozitive cu arc deschis includ modelele interne VMB și VME. Sunt proiectate pentru un curent nominal de 1,25 kA.

Schema VME-6-200. Structura este formată dintr-un rezervor (1), un capac (2), izolatori din porțelan (3), contacte fixe (4), contacte mobile (5), o traversă (6), contacte arcuite (7), plăci (8) , arcuri (9 ), arbore (10)

Simbolul „E” înseamnă excavator, numărul 6 este tensiunea nominală de 6 kV, 200 este curentul nominal în amperi. Pragul de curent de oprire pentru acest MV este de 1,25 kA. Rezervorul acestui MV este realizat din oțel și conectat la un capac din fontă folosind șuruburi. Pereții rezervorului sunt acoperiți cu izolație (13).

Șase izolatoare de porțelan care trec prin capătul capacului în console de cupru care servesc ca contacte fixe de lucru. Seria VME are o tracțiune manuală cu volantă.

Există contacte mobile pe traversă sau punte de contact. Contactele mobile de stingere a arcului sub formă de pătrate de alamă sunt de asemenea amplasate aici.Plăcile de cupru cu vârfuri de alamă situate la capetele inferioare ale izolatoarelor sunt contacte staționare cu arc. O tijă izolatoare comunică mișcarea contactelor în mișcare prin contactul cu mecanismul de antrenare.

Când traversa este în poziție ridicată, contactele fixe sunt închise, arcul responsabil pentru oprire este comprimat și MV este pornit. Comutatorul este conectat la un arbore de antrenare de blocare, care îl menține în poziția de funcționare. Ori de câte ori este deconectat, zăvorul este eliberat, arcul este eliberat și traversa se mișcă rapid în jos. În acest caz, contactele de lucru sunt deschise secvenţial: 4 şi 5, apoi 7,8.

Acest lucru face ca fiecare pol al comutatorului să deschidă circuitul în două puncte, formând un arc și descompunând uleiul. În interiorul carcasei 12, presiunea ajunge de la 0,5 la 1 MPa, activând astfel procesul de deionizare. In maxim 0,1 s arcurile se sting, iar carcasele, ridicandu-se, ajung sub capac si maresc volumul pernei de aer.

Când toate fazele MV sunt într-un singur container, uleiul izolează contactele dintre ele și de corpul rezervorului, care trebuie împământat.

Acesta din urmă acționează ca un tampon, reducând forța de impact în timpul procesului de stingere a arcului. Înălțimea normală a pernei de aer este de aproximativ 25% din volum. Depășirea acestui prag poate duce la o explozie.

Astfel de comutatoare sunt ușor de operat, relativ ieftine și convenabil de utilizat în substații deschise. Dar vaporii de ulei fierbinte, chiar și în contact simplu cu oxigenul, sunt ușor inflamabili.

Arderea unui arc într-un mediu petrolier declanșează procesul de policondensare, care deteriorează rezistența electrică a uleiului. Rezervorul se înfundă cu sedimente formate din particule de carbon. Prin urmare, sunt necesare inspecții ale unității cu schimbarea uleiului.

Comutatoare de ulei cu jgheab de arc

Capacitatea de rupere și fiabilitatea întrerupătoarelor de tip rezervor este semnificativ crescută de prezența unei jgheaburi cu arc. Se pune in uleiul situat in rezervor. În întreruptoarele cu trei rezervoare, fiecare fază este plasată într-un rezervor separat.

Vedere în secțiune a unui pol al comutatorului rezervorului. Este echipat cu o cameră de stingere a arcului C -35 – 630 – 10. Marcajul indică faptul că întrerupătorul este destinat instalării în aparate de distribuție de 35 kV și mai sus, proiectat pentru un curent nominal de 630,4 kA, un grad de oprire de 10 kA

Designul este mai complex decât cel al unui VM fără jgheaburi cu arc și constă din:

• stâlpi (1);
• transformator de curent (2);
• carcasa de antrenare (3);
• tije (4);
• contact fix (5);
• camera de stingere a arcului (6);
• izolație (7);
• element de încălzire (8);
• dispozitive de scurgere a uleiului (9).

Partea superioară a camerei este echipată cu un contact fix. Când este pornit, un contact în mișcare în formă de tijă pătrunde în el. În cazul unei deconectari, tija părăsește contactul fix, rezultând un arc care apare în cameră. Cantitatea de presiune generată în acest caz este cu un ordin de mărime mai mare decât parametrul corespunzător al comutatoarelor care nu sunt echipate cu un jgheab cu arc.

O presiune de 8 -7 MPa reduce diametrul arcului și crește rezistența de rupere a golului după ce curentul trece prin marcajul zero. Ca urmare, are loc un proces mai rapid de stingere a arcului. În urma ieșirii contactului în mișcare din cameră, gazele sunt eliberate prin orificiul liber cu captarea parțială a uleiului.

Ciocul arcului se răcește rapid și are loc o deionizare intensă. Pe măsură ce curentul crește, eficiența jgheabului arcului crește.MV poate funcționa și ca echipament cu arc deschis în cazul unei mici întreruperi de curent.

Pe lângă creșterea presiunii amestecului de abur în spațiul arcului, pentru a accelera stingerea arcului, se utilizează o metodă precum suflarea crescută a unui cocktail de abur în zona arcului. Există suflare longitudinală, transversală, contrasuflare

Tipul de suflare automată este determinat de proiectarea jgheabului cu arc. În primul caz, vectorul amestecului de vapori are o direcție longitudinală față de arborele arcului (fragmentul a). Cu o direcție transversală de suflare, fluxul se deplasează într-o direcție perpendiculară pe coloana arcului sau la un anumit unghi (fragmentul b).

În cazul în care fluxul are o direcție opusă vectorului de mișcare a contactului mobil cu arcul, are loc contrasuflarea. Combinațiile acestor metode sunt adesea folosite în dispozitivele de stingere a arcului.

Arcul din MV se stinge în 3 etape. La prima (a), electricitatea este eliberată în arc și se generează presiune înaltă în carcasa închisă. În momentul în care amestecul părăsește coaja, începe a doua etapă (b). A treia (c) - îndepărtarea gazelor încălzite reziduale și a produselor de descompunere din cameră

În ultima etapă, camera este pregătită să participe la următorul ciclu de oprire. Pentru re-oprire automată, acest pas este extrem de important.

Tip #2 - comutatoare pentru oală sau ulei scăzut

În instalațiile închise, întreruptoarele de circuit electric sunt utilizate ca generatoare și circuite de distribuție. În cele deschise - ca substație și distribuție. Uleiul nu îndeplinește funcții de izolare la întrerupătoarele de acest tip; este necesar doar ca mediu pentru stingerea arcului.

Pericolul de incendiu și explozie al mașinilor virtuale de volum mic este semnificativ mai mic decât cel al celor bazate pe rezervor.Sunt instalate atât în ​​aparate de comutație de exterior, cât și de interior, de orice tensiune de până la 110 kV. Rolul de izolare a stâlpilor între ei și pământul este îndeplinit de dielectrici precum porțelan, rășină turnată, steatită.

Uleiul din aceste VM ocupă doar 3 până la 4% din volumul polului. Un volum mic de ulei, greutate redusă și dimensiuni convenabile sunt avantajele incontestabile ale acestui echipament. Cu toate acestea, ele sunt utilizate în astfel de componente ale sistemului unde nu sunt impuse cerințe mari asupra comutatoarelor.

Aceste limitări se explică prin legătura puternică dintre capacitatea de deconectare și curentul întrerupt și incapacitatea proiectării de a funcționa în condiții de întreruperi frecvente.

Un alt motiv este dificultatea implementării multiplelor reînchideri automate de mare viteză. La comutatoarele de volum mic se folosesc următoarele tipuri de explozie de ulei: transversală, longitudinală, mixtă. Experții consideră că primul este cel mai eficient.

Pentru întrerupătoarele de acest tip, destinate aparatelor de comutare închise, contactele sunt plasate într-un rezervor de oțel. MT-urile cu tensiuni de 35 kV și mai mari au o carcasă de porțelan. Echipamentul cel mai des folosit este suspendat 6-10 kV. Corpul său este fixat pe un cadru comun tuturor stâlpilor. Toți cei trei poli au o cameră de stingere a arcului, fiecare este proiectat pentru o întrerupere a contactului și la tensiuni înalte pentru 2 sau mai multe.

Proiectarea comutatoarelor cu conținut scăzut de ulei include contacte mobile și fixe (1 și 3), cameră de stingere a arcului (2), contacte de lucru (4)

Conform diagramei de mai sus, sunt produse întrerupătoare VMP, VMG, MG, proiectate pentru tensiuni de până la 20 kV. O caracteristică de proiectare a comutatoarelor pentru curent nominal ridicat este că contactele de lucru sunt situate în exterior, iar contactele de stingere a arcului sunt amplasate în interiorul rezervorului.

Întreruptoarele din seria VMP sunt adesea utilizate în dispozitivele închise, precum și în aparatele de comutare de 6-10 kV. Dispozitivele de comutație din seria VK sunt instalate în tablouri de distribuție complete. Acestea sunt echipate cu o unitate electromagnetică sau cu arc încorporată și sunt proiectate pentru curenți de întrerupere de 20 - 31,5 kA și curenți nominali de 630 - 3150 A.

Comutatoarele pe coloană, fabricate special pentru aparate de comutare, se disting prin designul lor retractabil. În instalațiile de 35 kV sunt instalate VM-uri de tip coloană din seriile VMK și VMUE. RU 110, 220 kV sunt echipate cu întreruptoare din seria VMT. Unitatea are o bază sudată pe care se află cei trei poli ai săi. Control - antrenare cu arc.

Fotografia arată comutatorul VMT-110. Imaginea din stânga arată componentele din care constă: antrenare cu arc (1), izolator de stâlp de susținere a comutatorului (2), dispozitiv de stingere a arcului (3), bază (4), mecanism de control (5)

Partea dreaptă a fotografiei prezintă un modul, unde: 1 este un conductor de coborâre, 2 este un contact mobil conectat la conductorul de coborâre prin colectoare de curent. Camera de arc este desemnată cu numărul 3, contactul fix este 5. Toate cele de mai sus sunt plasate într-un izolator gol (4) din porțelan. Există ulei de transformator în interior și un capac (6) deasupra.

Acesta din urmă este echipat cu un manometru pentru a monitoriza presiunea din modul. În plus, capacul are o unitate de umplere cu un amestec de gaz comprimat, o supapă de eliberare automată și un indicator de ulei (8). Contactul mobil și dispozitivul de comandă sunt conectate prin tije izolatoare.

Designul stâlpului este identic pentru întreaga serie de întrerupătoare. Rezervoarele MV pentru valori nominale de curent de la 630 la 1600 A conțin 5,5 kg de ulei, peste 1600 și până la 3150 A inclusiv - 8 kg.

Pentru a crește fiabilitatea, proiectarea comutatoarelor individuale include elemente suplimentare de control și protecție:

• deconectarea electromagneților;
• releele care funcționează instantaneu și cu întârziere la un curent de prag;
• releu de tensiune minima;
• contacte suplimentare.

În funcție de metoda de amplasare, există întrerupătoare de circuit cu conținut scăzut de ulei cu jgheabul de arc situat în partea de jos și opusul în partea de sus. În primul caz, contactul în mișcare implementează mișcarea de sus în jos, în al doilea - invers. Capacitatea de rupere a acestuia din urmă este mai mare.

Marcarea comutatoarelor de ulei

Descifrarea marcajelor aplicate de producător la comutatorul de ulei vă va permite să vă familiarizați cu informațiile de bază despre acesta. Să ne uităm la marcajele comutatorului VMG-133 ca exemplu. Primul caracter „B” indică faptul că există un comutator în fața ta.

Această diagramă arată compoziția simbolului pentru comutatoarele de înaltă tensiune, inclusiv cele pentru echipamentele umplute cu ulei

Al doilea - "M" denotă tipul de comutator, în acest caz particular - ulei scăzut. Scrisoare "G" determină apartenența la o anumită specie – în ghiveci. 133 - seria MV.

Reguli de funcționare a MV

Personalul reparator și operațional, specialiștii asociați cu întreținerea și funcționarea întrerupătoarelor de ulei trebuie să cunoască instrucțiunile relevante, structura și principiul de funcționare al echipamentului.

În timpul funcționării, lucrătorii care deservesc MV trebuie să monitorizeze:

1. Tensiune efectivă, curent de sarcină. Indicatorii nu trebuie să depășească valorile din tabel.
2. Înălțimea coloanei de ulei la poli, absența scurgerilor.
3. Prezența lubrifiantului pe piesele de frecare.Contactele își pot pierde mobilitatea și îngheța dacă lubrifiantul elementelor de frecare devine gros și murdar.
4. Praf în încăperile în care se află aparatul de comutare.
5. Respectarea caracteristicilor mecanice ale întrerupătoarelor acționate cu standardele tabelare.

După fiecare deplasare în scurtcircuit, echipamentul trebuie inspectat. Informațiile despre aceste întreruperi sunt înregistrate într-un jurnal special. Trebuie să existe un jurnal de defecțiuni pentru a înregistra informații despre defecțiunile identificate în timpul funcționării unității. Întrerupătorul pe care a avut loc oprirea ca urmare a unui scurtcircuit este supus inspecției.

Verificați dacă există scurgeri de ulei. Dacă se întâmplă acest lucru și în cantități mari, atunci aceasta indică o oprire anormală a scurtcircuitului. Echipamentul este scos din funcțiune și inspectat. Când uleiul este închis, trebuie schimbat. Viteza de deschidere este afectată negativ de vâscozitatea uleiului, care crește pe măsură ce temperatura scade.

Uneori devine necesar să înlocuiți vechiul lubrifiant cu unul nou în timpul reparațiilor: CIATIM-221, GOI-54 sau CIATIM-201.

Tabel cu caracteristicile tehnice ale comutatoarelor de ulei. Dacă valorile reale nu corespund cu valorile din fabrică, reglarea este efectuată din nou

După ce MV este scos din funcțiune, izolatoarele suport, tijele și izolația rezervorului sunt supuse unei inspecții amănunțite pentru prezența fisurilor. Izolația puternic contaminată este șters. Necesitatea reparațiilor de urgență apare după un anumit număr de scurtcircuite.

Inspecția periodică (PI) se efectuează lunar. În acest caz, acordați atenție gradului de încălzire al comutatorului. TR (reparațiile curente) se efectuează anual. Include lucrări precum verificarea și eliminarea defectelor la elementele de fixare, cinematica de antrenare, nivelul uleiului și garnituri.De asemenea, se verifică integritatea pieselor izolatoare.

După 3-4 ani de la reparații majore, se efectuează o reparație medie (SR). Include întregul set de lucrări TR, plus acestea măsoară suplimentar rezistența de contact a stâlpilor și verifică parametrii mecanici și de viteză.

Dacă se detectează o discrepanță între caracteristicile monitorizate și datele tabulare, comutatorul este dezasamblat, ajustările și se efectuează o gamă completă de teste de înaltă tensiune.

În timpul reparațiilor extraordinare, ei încearcă în general să lase ajustarea anterioară neschimbată. Din acest motiv, comutatorul este dezasamblat la minimum. Frecvența reparațiilor majore este de la 6 la 8 ani. În domeniul său, se efectuează o inspecție generală, cilindrii sunt scoși din cadru, anvelopele sunt deconectate, transmisia, dispozitivele de stingere a arcului și contactele blocului sunt reparate.

După toate, se fac ajustări, se vopsește, anvelopele sunt conectate și se efectuează teste. Se întocmește documentația pentru toate lucrările.

Pe lângă întrerupătoarele de tip ulei, în rețelele de înaltă tensiune sunt utilizate și alte dispozitive de deconectare. De exemplu, SF6 și vid. Avem și alte articole pe site-ul nostru care discută în detaliu caracteristicile și designul acestor tipuri de comutatoare, precum și caracteristicile utilizării lor:

• Vacuostat: dispozitiv și principiu de funcționare + nuanțe de selecție și conectare
• Întrerupătoare SF6: linii directoare pentru regulile de selecție și conectare

Concluzii și video util pe această temă

Proiectarea, tipurile, scopul și funcționarea MV:

Revizuire detaliată a VMP-10:

Întrerupătoarele de ulei îndeplinesc, de asemenea, toate cerințele de bază pentru întrerupătoarele care funcționează în condiții de înaltă tensiune.Cele mai multe dintre ele sunt sigure și fiabile în funcționare, asigură o oprire rapidă și sunt ușor de instalat. În ciuda acestui fapt, producătorii se străduiesc să asigure o conformitate și mai mare cu cerințele propuse pentru MV.

Aveți cunoștințe despre comutatoarele de ulei și doriți să completați materialul prezentat cu informații utile? Poate ați observat o discrepanță sau o eroare? Sau mai ai intrebari pe tema? Vă rugăm să ne scrieți despre asta sub articol - vă vom fi recunoscători.