МАЛООБЪЕМНЫЕ МАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

 

Масляные выключатели в зависимости от конструктивных особенностей подразделяются на выключатели с большим объемом масла (баковые или многообъемные) и выключатели с малым объемом масла (малообъемные или маломасляные).

Выключатели с большим объемом масла в основном применяются в открытых распределительных устройствах напряжением 35-220 кВ. В многообъемных масляных выключателях масло может являться либо только дугогасящей средой, либо одновременно дугогасящей средой и изоляцией между разомкнутыми контактами одного полюса (и контактами соседних полюсов, если все полюсы находятся в одном баке).

В малообъемных масляных выключателях масло используется только для гашения дуги, поэтому объем масла в них относительно невелик, а изоляция токоведущих частей осуществля­ется при помощи воздуха, фарфора, синтетических смол и других твердых диэлектриков.

Благодаря малому объему масла и прочной конструкции бач­ков, маломасляные выключатели считают взрыво- и пожаробезопасными, что увеличивает безопасность обслуживания выключателей и упро­щает установку их в закрытых распределительных устройствах и КРУ.

В зависимости от напряжения и мощности отключения выключатели подразделяются на одноразрывные (с одним местом разрыва тока на полюс) и многоразрывные (с несколькими мес­тами разрыва тока на полюс). Маломасляные выключатели не имеют встроенных трансформаторов тока.

Во всех малообъемных масляных выключателях имеются дугогасительные камеры преимущественно с поперечно-продольным дутьем.

Ввиду небольшого объема масла оно после нескольких отключе­ний загрязняется, и потому не может использоваться как диэлект­рик. Поэтому в отключенном положении выключателя конец подвиж­ного контактного стержня должен находиться выше уровня масла в бачке так, чтобы образовавшийся воздушный промежуток обеспечи­вал необходимую электрическую прочность разрыва.

Малообъемные масляные выключатели изготовляются промышленностью на напряжение 6 – 10 кВ типов ВММ, ВМГ, ВМП, ВПМ, ВК, МГГ и МГУ; на 35 кВ типа ВМП для внутренней установки; на напряжение 35 кВ типа ВМК и ВМУ; на 110 – 220 кВ типа ВМТ для наружной установки.

Выключатели типов ВМГ, ВК и ВПМ (разработан вместо вык­лючателя ВМГ) относятся к маломасляным вык­лючателям с одним бачком (горшком) на фазу и применяются во внутренних установках. В закрытых распределительных устройствах 6–10 кВ широко применяют малообъемные выключатели ВМП-10 (выключатель масляный подвесной), ВМПП-10 (выключатель со встроенным пружинным приводом), ВК-10 (выключатель колонковый). ВМПЭ-10 (выключатель со встроенным электромагнитным приводом), ВПМ-10 (выключатель с подвесным исполнением полюсов масляный), ВПМП (выключатель с приводом ППВ) и др. Для малогабаритных комплектных РУ с выкатными ячейками чаще всего используют выключатели со встроенными приводами.

В зависимости от типа распределительных устройств применяют выключатели ВМП: для комплектных стационарных распределительных устройств КСО - ВМП-10, ВМП-10У и ВМП-10Т, для малогабаритных КРУ с выкатными ячейками - ВМП-10К, ВМП-10КУ, ВМП-10КТ и ВМП-10КТУ (к обозначению выключателей добавляется индекс «К»).

У выключателей ВМП и ВПМ в нижней части дугогасительных камер расположены один над другим поперечные дутьевые кана­лы (щели), пересекающие их центральные сквозные отверстия, а в верхней части - масляные «карманы». Дутьевые каналы имеют раздельные выходы, направленные вверх.

В выключателях ВК-10 дутьевые каналы дугогасительной камеры расположены в верхней ее части, а масляные «карманы» - в нижней.

При движении подвижного контакта между ним и неподвиж­ным контактом возникает электрическая дуга. Под действием высокой температуры масло вблизи дуги разлагается и в ре­зультате образуется газовый пузырь, состоящий из паров мас­ла и газообразных продуктов его разложения. Резко повышает­ся давление в нижней части цилиндра выключателя и растет до тех пор, пока центральное отверстие дугогасительной камеры и ее поперечные дутьевые каналы закрыты подвижным контактом. При дальнейшем движении подвижного контакта последовательно открываются поперечные каналы (щели) дугогасительной камеры. Возникает дутье газов и паров масла, элек­трическая дуга разрывается и охлаждается. Большие и средние токи гасятся дутьем в поперечных каналах. При отключении ма­лых токов дуга затягивается внутрь центрального отверстия дугогасительной камеры. При этом образуется дополнительное продольное дутье при выходе подвижного контакта из ка­меры и дуга гаснет. Под действием электрической дуги медные контакты сильно обгорают. Для повышения стойкости к действию электрической дуги и увеличения срока работы подвижные и неподвижные контакты облицовывают дугостойкой металлоке­рамикой.

Выключатели ВМП выпускаются на U_ном = 10 и 35 кВ, I_ном = 630, 1000, 1600, 3150 А, I_ном,_отк = 20 и 31,5 кА; выключатели ВМГ (ВПМ) - на U_ном = 10 кВ, I_ном = 630, 1000 А, I_{ном,отк} = 20 кА; выключатели ВК - на U_ном=10 кВ, I_ном=630, 1000, 1250. 1600 А, I_{ном.отк} = 20 и 31,5 кА.

Управление выключателями типа ВМП и ВПМ (ВМГ) осуществляется при помощи пружинных приводов переменного тока ПП-67, ППВ-10 или электромагнитных приводов типа ПЭ-11, ПЭВ-11А; а выключателями типа ВК - при помощи двигательного пружинного привода ДМ.

 

КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

МАЛОМАСЛЯНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

 

Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распро­странение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех на­пряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами. Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструк­ций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими ма­териалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке), отсюда сохранилось название выключателей «горшковые». Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. Самое широкое применение имеют выключа­тели 6 – 10 кВ подвесного типа (рис. 2.1, а, б). В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрены один разрыв контактов и дугогасительная камера.

 

 

Рис. 2.1. Конструктивные схемы маломасляных выключателей:

1 – подвижный контакт; 2 – дугогасительная камера; 3 – неподвижный контакт;

4 – рабочие контакты

 

По конструктивной схеме, показанной на рис. 2.1, а,изготовляются выключатели ВМГ-10 (выключатель масляный горшковый) и ВПМ-10, а ранее изготов­лялись выключатели ВМГ-133. По конструктивной схеме, приведенной на рис. 2.1, б, изготовляются выключатели серии ВМП (выключатель маломасляный подвесной). При больших номинальных токах ограничиваться одной парой контактов (которые выполняют роль рабочих и дугогасительных) трудно, поэтому предусмат­ривают рабочие контакты снаружи выключателя, а дугогасительные – внутри металлического бачка (рис. 2.1, в). При больших отключаемых токах на каждый полюс имеются два дугогасительных разрыва (рис. 2.1, г). По такой конструктивной схеме выполняются выключатели серий МГГ и МГ на напряжение до 20 кВ включительно. Массивные внешние рабочие контакты 4 позво­ляют рассчитать выключатель на большие номинальные токи (до 12000 А).

Специально для КРУ выдвижного исполнения разработаны и изго­товляются колонковые маломасляные выключатели серии ВК по конструктивной схеме, приведенной на рис. 2.1, д. Для установок 35 кВ и выше корпус колонковых выключателей фарфо­ровый, заполненный маслом (рис. 2.1, е).В выключателях 35, 110 кВ предусмотрен один разрыв на фазу, при больших напряжениях − два и более разрывов.

Рассмотрим подробнее конструкции некоторых маломасляных выклю­чателей.

Выключатели серии ВМП широко применяются в закрытых и комплектных распределительных устройствах 6 − 10 кВ. Выключатели для КРУ имеют встроенный пружинный или электромагнитный привод (типы ВМПП и ВМПЭ). Выключатели этих серий рассчитаны на номи­нальные токи 630 – 3150 А и токи отключения 20 и 31,5 кА.

На рис. 2.2 показан общий вид выключателя ВМПЭ-10 на токи 2500 и 3150 А. Этот выключатель имеет два параллельных токовых контура. Рабочие контакты 1 расположены снаружи, дугогасительные − внутри корпуса 2. Внутреннее устройство полюса для выключателей всей серии одина­ково. Количество масла в выключателях на токи от 630 до 1600 А – 5,5 кг, в выключателях на 3150 А – 8 кг.

 

 

Рис. 2.2. Общий вид выключателя ВМПЭ-10 на номинальные токи 2500 и 3150 А:

1 – рабочий подвижный контакт; 2 – корпус выключателя: 3 – опорный изолятор;

4 – стальная рама; 5 – изоляционная тяга; 6 – контактор; 7 – изоляционная перегородка; 8 – привод

 

Полюс выключателя, показанный на рис. 2.3, представляет собой влагостойкий изоляционный цилиндр (стеклоэпоксидный пластик), торцы которого ар­мируются металлическими фланцами. На верхнем фланце изоляционного цилиндра укреплен корпус из алюминиевого сплава, внутри которого рас­положены приводной выпрямляющий механизм, подвижный контактный стержень, роликовое токосъемное устройство и маслоотделитель. Нижний фланец из силумина закрывается крышкой, внутри которой вмонтирован розеточный контакт, а снаружи — пробка для спуска масла. Внутри ци­линдра над розеточным контактом имеется гасительная камера, собранная из изоляционных пластин с фигурными отверстиями. Набором пластин создаются три поперечных канала и масляные карманы. Во включенном по­ложении контактный стержень находится в розеточном контакте (рис. 2.3, б). При отключении привод освобождает отключающую пружи­ну, находящуюся в раме выключателя, и под действием ее силы вал вы­ключателя повертывается, движение передается изоляционной тяге, а от нее приводному механизму и контактному стержню, который движется вверх. При размыкании контактов возникает дуга, испаряющая и разла­гающая масло. В первые моменты контактный стержень закрывает попе­речные каналы дугогасительной камеры, поэтому давление резко возра­стает, часть масла заполняет буферный объем, сжимая в нем воздух. Как только стержень открывает первый поперечный канал, создается попереч­ное дутье газами и парами масла. При переходе тока через нуль давление в газопаровом пузыре снижается и сжатый воздух буферного объема, дей­ствуя подобно поршню, нагнетает масло в область дуги (рис. 2.3, в).

При отключении больших токов образуется энергичное поперечное дутье и дуга гаснет в нижней части камеры. При отключении малых токов дуга тянется за стержнем и в верхней части камеры испаряется масло в карманах, создавая встречно-радиальное дутье, а затем при выходе стержня из камеры - продольное дутье. Время гашения дуги при отключе­нии больших и малых токов не превосходит 0,015 – 0,025 с.

Для повышения стойкости контактов к действию электрической дуги и увеличения срока их службы съемный наконечник подвижного контакта и верхние торцы ламелей неподвижного контакта облицованы дугостойкой металлокерамикой.

После гашения дуги пары масла и газы попадают в верхнюю часть корпуса, где пары масла конденсируются, а газ выходит наружу через отверстие в крышке. Когда камера заполнится маслом, выключатель готов для вы­полнения следующего цикла операций. Бестоковая пауза при АПВ для этих выключателей довольно большая (0,5 с).

Контроль за уровнем масла в цилиндре производится по маслоуказателю. Качество масла должно отвечать обычным требованиям к изоляцион­ному маслу. Если масло будет сильно загрязнено, а каналы камеры обуг­лены, то станет возможным перекрытие между контактами в отключенном положении выключателя.

Выключатель ВПМ-10 (рис. 2.4), применяемый на напряжение 6 − 10 кВ при номинальных токах 630 и 1000 А, разработан вместо выключателя ВМГ-10.

Управление выключателем осуществляется приводами ПП-67 и ПЭ-11. Приводной механизм состоит из вала 7 с приваренными рыча­гами, к которым присоединены две отключающие и буферная пру­жины. Буферная пружина дополнительно способствует отключению выключателя, помогая вывести токопроводящие стержни 10 из розеточных контактов 24. На противоположных концах рычагов укреплены изоляционные рычаги 9, передающие движение от вала выключателя токопроводящим стержням 10. Пара двуплечих рычагов с роликами служит для ограничения включенного и отключенного положений выключателя. При включении один из роликов подходит к болту-упору 8, а при отключении другой ролик перемещает шток масляного буфера 1.

Основная часть выключателя – полюс, который состоит из проход­ного изолятора 13 и стального цилиндра 20 со съемным дном. Для уменьшения индукционного нагрева вихревыми токами продоль­ный шов цилиндра заварен латунью. Цилиндр выключателя на 1000 А выполняется целиком из латуни. К верхней части цилиндра при­варены дополнительный резервуар 16 с маслоотделителем, используе­мым для предотвращения выброса масла из цилиндра выключателя при отключении токов короткого замыкания. Газы, образующиеся при этом, выходят через жалюзи, расположенные в дополнительном резервуаре.

Для изоляции стенок цилиндра 20 и фиксации дугогасительной камеры 19 в определенном положении служат изоляционные цилиндры 77 и 21. Клапан 22 предназначен для улучшения перетока масла из дополнительного резервуара 16 в подкамерное пространство в цикле автоматического повторного включения (АПВ). Изоляция токопроводящего стержня 10 осуществляется с помощью изолятора 13, укреп­ленного в верхней части цилиндра. Для усиления изоляции и направ­ления движения токопроводящего стержня в изолятор вставлена баке­литовая трубка 27. Токопроводящий стержень в верхней части изолятора уплотнен кожаной манжетой, предотвращающей выброс масла и газов. Устройство съемного розеточного контакта 24 и дугогасительной камеры 19 аналогично рассмотренному ранее устройству кон­такта и камеры выключателя ВМП-10.

Токосъем в выключателе происходит через верхний вывод – скобу 12, гибкую связь 11 (на полюс 630 А - одна, на 1000 А - две), токопроводящий стержень 10, розеточный контакт 24 и нижний вывод (крышку) 5.

 

 

Рис. 2.3. Разрез полюса выключателя ВМП-10:

а – положение «отключено»; б – положение «включено»; в – процесс отключения;

1 – нижний вывод и нижняя крышка выключателя; 2 – неподвижный контакт;

3 – воздушная подушка; 4 – гасительная камера; 5 – изоляционный цилиндр;

6 – верхний вывод; 7 – роликовый токосъемный контакт;

8 – маслоотделяющее устройство; 9 – крышка; 10 – приводной механизм;

11 – направляющий стержень; 12 – подвижный контакт; 13 – маслоуказатель

 

Рис. 2.4. Выключатель ВПМ-10:

1 – масляный буфер; 2,3,6,9 – рычаги; 4 – болт заземления; 5 – нижний вывод;

7 – вал; 8 – болт-упор; 10 – токопроводящий стержень, 11 – гибкая связь,

12 – скоба; 13,25 – изоляторы; 14 – серьга; 15 – маслоналивная пробка;

16 – дополнительный резервуар; 17, 21 – изоляторные цилиндры; 22 – клапан;

23 – маслоспускной болт; 24 – розеточный контакт; 26 – рама;

27 – бакелитовая трубка

 

Масло заливают через маслоналивную пробку 75, а сливают через отверстие, закрытое болтом 23. Для наблюдения за уровнем масла каждый полюс снабжен маслоуказателем 18.

Выключатель ВПМ-10 (рис. 2.5) после внешнего осмотра разби­рают, сливая масло. Проверяют состояние внутренних частей вы­ключателя, для чего с каждого полюса снимают нижнюю крышку с неподвижным розеточным контактом 77, вынимают изоляционные цилиндры 13 и 18 и дугогасительную камеру 16. Вынутые детали промывают чистым трансформаторным маслом, протирают и осмат­ривают. Небольшие места поверхностного обугливания перегородок камеры зачищают мелкой наждачной шкуркой. При сильном по­вреждении (увеличении внутреннего диаметра фибрового вкладыша до 28 мм и более и отверстия в перегородках между первой и второй щелями до 3 мм в сторону выхлопных каналов) дугогасительные камеры заменяют новыми. Ремонт контактов выполняют аналогично ремонту контактов выключателя ВМП-10.

Для замены изолирующей бакелитовой трубки 14 и уплотнений проходного изолятора вынимают ось, соединяющую подвижную серьгу и токопроводящий стержень 12. Затем отсоединяют гибкие связи 11 от колодки стержня, последний вынимают и снимают проходной изолятор. После этого снимают верхний вывод (скобу) 9, кольцо 27, шайбу 26, манжету 28 и отворачивают гайку 32. Шай­ба 26 устанавливается для ликвидации вертикального люфта коль­ца 27, но при этом кольцо должно иметь возможность переме­щения по горизонтали. Кожаная манжета 28 предотвращает выброс газов и масла вдоль токопроводящего стержня при отключениях. Бакелитовую трубку 14 вынимают вместе с колпачком 23, после чего колпачок отворачивают. Сборку проходного изолятора выпол­няют в обратной последовательности.

 

а) б)

 

Рис. 2.5. Полюс выключателя ВПМ-10 (а) и его проходной изолятор (б):

1,27 – кольца; 2 – клапан; 3 – дополнительный резервуар; 4 – маслоуказатель;

5 – жалюзи; 6 – маслоналивная пробка; 7,21,24,30 – прокладки; 8 – изолятор;

9, 10 – скобы; 11 – гибкая связь; 12 – токопроводящий стержень;

13,18 – изоляционные цилиндры; 14 – бакелитовая трубка; 15 – сварной цилиндр;

16 – дугогасительная камера; 17 – розеточный контакт; 19 - маслоспускной болт;

20 – винт; 22 – крышка; 23 – колпачок; 25, 32 – гайки; 26,31 – шайбы;

28 – кожаная манжета; 29 – заклепка

 

Сборку полюсов осуществляют в последовательности, обратной разборке. Камеры вводят в полюс через нижний разъем цилиндра. Для облегчения установки камеры предварительно смазывают вы­ступающую часть картонной манжеты техническим вазелином. Рас­стояние от нижней поверхности дугогасительной камеры до верха розеточного контакта должно быть 1,5 – 5 мм. Для проверки от­сутствия перекосов при установке проходного изолятора и излиш­него трения токопроводящего стержня последний опускают вниз с высоты 300 мм. Под действием собственной массы стержень должен войти в розеточный контакт примерно на 40 мм.

Выключатели серий МГГ, МГ и ВГМизготовляются на боль­шие номинальные токи по конструктивной схеме, показанной на рис. 2.1, г. Выключатели этих серий имеют два стальных бачка на полюс и по две пары рабочих и дугогасительных контактов. Мощные рабочие контакты позволяют увеличить номинальный ток этих выключателей, а двукратный разрыв тока и специальные камеры гашения приводят к уве­личению отключающей способности.

На рис. 2.6 представлен выключатель МГГ-229М (229 – условный индекс; М – модернизированный) на напряжение 10 кВ, ток – 4 кА. Так как выключатель рассчитан на большой номинальный ток, то на каждом разрыве имеют­ся две пары контактов: рабочие 4 и 5, помещенные в воздухе, и дугогасительные 8 и 9, помещенные в баках 1, залитых мас­лом 13. Неподвижные рабочие контакты 4 выполнены в виде контакт­ных ножей, установленных на крышках баков. Подвижные рабочие контакты 5 укреплены на пластине 6' контактной траверсы 6. Рабочие поверхности контактов 5 и соприкасающиеся с ними поверхности ножей посеребрены.

 

а)	б)

 

Рис. 2.6. Схема прохождения тока в масляном выключателе типа МГГ-229:

а – включенное положение; б – процесс отключения

1 – баки; 2 – крышки баков; 3 – зажим; 4,5 – рабочие контакты; 6 – траверса;

7 – штанга; 8 – розетка; 9 – стержень; 10 – проходной изолятор;

11 – камера поперечного дутья; 12 – опорный изолятор; 13 – масло

 

Неподвижные дугогасительные розеточные контакты укреплены на омедненных днищах баков. Подвижные дугогасительные контакты 9 выполнены в виде стержней и укреплены на алюминиевой траверсе 6. Контакт 9 изолирован от крышки бака проходным изолятором 10.

Токоподводящие шины присоединяют к контактным угольникам 3 на чугунных крышках 2 баков. Баки установлены на опорных изоля­торах 12.

Во включенном положении выключателя (рис. 2.6, а) ток про­ходит через крышки 2 баков, рабочие контакты 4 и 5 и пластину 6, как это показано жирной линией со стрелками. Через дугогасительный контур (левый зажим 3, крышку 2, бак 1, розетку 8, стержень 9, тра­версу 6, стержень 9, розетку 8, бак 1, крышку 2, правый зажим 3), как это показано тонкими линиями со стрелками, проходит весьма незна­чительный ток, так как активное и индуктивное сопротивление этого контура значительно боль­ше, чем рабочего контура. Поэтому сечение дугогасительных контактов невели­ко, так как они рассчитаны только на кратковременное обтекание током при отклю­чении.

При отключении (рис. 2.6, б) контактная тра­верса 6, укрепленная на штанге 7, перемещается вверх, при этом сначала разрываются рабочие кон­такты 4 и 5 на обоих разрывах и весь отключаемый ток устремляется через ука­занный выше дугогаси­тельный контур. Затем размыкаются дугогасительные контакты 8 и 9, между которыми образуется электрическая дуга.

Для облегчения гашения дуги в каждый бак выключателя встрое­на камера поперечного дутья 11 (рис. 2.7), выполненная из проваренного в мас­ле дерева. Сквозь центральное отверстие проходит подвижный стер­жень, который во включенном положении отжимает две латунные заслонки 5, снабженные пружинами.

В начале отключения дуга возникает между концом движущегося вверх стержня и неподвижным розеточным контактом. Генерируемый дугой газ быстро увеличивает давление в нижней части бака, так как масло не может перетекать в верхнюю часть бака вследствие того, что поперечный канал 6 (рис. 2.7) дугогасительной камеры 3 перекрыт подвижным контактом 2.

 

а)	б)	в)

 

Рис. 2.7. Гашение в камере масляного выключателя типа МГГ-229:

а – включено; б – момент отключения; в – отключено

1 – неподвижный розеточный контакт; 2 – контактный стержень; 3 – камера поперечного дутья; 4 – горловина; 5 – заслонки с пружинами; 6 – поперечный канал

 

При дальнейшем движении стержня, т. е. по выходе его из нижней части бака, образуется вторая дуга (рис. 2.7, б). Одновременно с этим открывается поперечный канал 6 и за счет ранее созданного давления газов в нижней части бака возникает поперечное дутье, гасящее дугу.

При отключении больших токов давление в нижней части бака оказывается настолько значительным и поперечное дутье настолько интенсивным, что дуга гаснет при первом или втором переходе тока через нуль после возникновения поперечного дутья. В случае отклю­чения малых токов, когда давление в нижней части бака невелико, дуга затягивается в отверстие верхней горловины 4 камеры (рис. 2.7) и вследствие значительной длины гаснет.

Уровень масла в баках должен быть такой, чтобы в отключенном положении между концом стержня и маслом был достаточный воздуш­ный промежуток (причины этого указаны при рассмотрении выклю­чателей типа ВМГ). Внутренняя поверхность баков изолируется элек­тротехническим картоном, чтобы не произошло перекрытия с подвиж­ного контакта на бак в процессе от­ключения выключателя.

После возникновения дутья (рис. 2.6, б) в верхнюю часть бака выдуваются продукты разложения масла. Из бака (рис. 2.6) газы поступают в маслоотделитель, имею­щийся на каждом баке. Маслоотде­литель (бакелитовая труба) заполнен фарфоровыми шариками. Нагретые и ионизированные газы, содержащие большое количество водорода, про­ходя маслоотделитель, охлаждаются и деионизируются, а затем через фарфоровую трубку поступают в га­зоотводную трубу.

Все шесть баков выключателя установлены на общей стальной раме. Так как баки находятся под напря­жением, то от рамы они изолированы фарфоровыми опорными изолятора­ми. На каждом баке имеется маслоуказательная трубка. Для умень­шения расстояния между баками разных фаз и в целях предупреждения перекрытия между ними установлены съемные изоляционные перегородки. В верхней части рамы укреплены об­щий вал с приводным рычагом, от­ключающие пружины и приводные механизмы фаз. Раму и газоот­водные трубы заземляют.

На рис. 2.8 показан выключатель ВГМ-20.

 

Рис. 2.8. Выключатель ВГМ-20/11200УЗ:

1 – основание; 2 – межполюсная перегородка; 3 – бак; 4 - маслоотделитель;

5 – магнитопровод; 6 – траверса; 7 – вывод для присоединения шин;

8 – ножи главных контактов; 9 – штанга; 10 – тяга к приводу; 11 – привод;

12 – выхлопной конец газоотвода

 

Шесть бачков этого выклю­чателя крепятся на изоляторах к металлическому основанию (рис. 2.8),внутри ко­торого расположены рычажный приводной механизм, отключающие пру­жины, масляный и пружинный буферы. В каждом бачке имеются дугогасительные контакты и камера встречно-поперечного дутья. Газы и пары масла, образовавшиеся при гашении дуги, посту­пают в маслоотделитель 4, заполненный фарфоровыми шариками (см. рис. 2.8). Масло конденсируется и попадает обратно в бачок, а газы через выхлопной конец газоотвода выбрасываются наружу. Ошиновка распределительного устройства через гибкие компенсаторы присоединяется к выводам короб­чатого профиля. На крайних фазах установлены магнитопроводы 5 из электротехнической стали, которые обеспечивают равномерное токораспределение по контактным системам. Главные контакты (ножи) располо­жены снаружи на траверсе и связаны изоляционной штангой с при­водным механизмом.

В выключателях этой серии имеются два контура тока: главный и дугогасительный. Когда выключатель включен, большая часть тока проходит по главному контуру вслед­ствие меньшего сопротивле­ния цепи.

При отключении выключателя сначала размыкаются рабочие контакты, но дуга между ними не образуется, так как ток продолжает проходить в дугогасительном контуре. При включении первыми замыкаются дугогасительпые кон­такты, а затем − рабочие.

На рис.2.9 показано дугогасительное устройство выключателей МГ-20 и ВГМ-20.

 

Рис. 2.9. Дугогасительное устройство выключателей МГ-20, ВГМ-20

 

 

Дугогасительное устройство (рис. 2.9) состоит из трех отсеков, выпол­ненных из ряда изоляционных дисков 3 с фасонными вырезами, скре­пленных штифтами и шпильками. На рис. 2.8 показаны разрезы камеры по двум взаимно перпендикулярным плоскостям. Нижний отсек Н собран из дисков с двумя дутьевыми и выхлопными отверстиями в форме сопел (разрез А − А на. рис. 2.9). Верхний отсек В состоит из дисков с вырезами, образующими карманы 4, в которых содержится значительное количество масла. Этими же дисками создаются буферные объемы 2 и дутьевые ка­налы. Когда все диски и перегородки между ними собраны, то образуются два вертикальных выхлопных канала 5 и дутьевые каналы 6, видные в раз­резе на рис. 2.9, б.

При отключении под действием мощных пружин, усилие которых пере­дается через изолирующую тягу траверсе, контактный стержень 7 выходит из розетки неподвижного контакта 1 и движется вверх. При размыкании образуется дуга сначала в нижнем отсеке Н, а затем в среднем отсеке С (рис. 2.9, б). Давление газопаровой смеси вокруг дуги в среднем отсеке С выше, так как сечение вы­хлопных каналов меньше, поэтому создается масляное дутье из среднего отсека С в нижний Н по каналам 9 (рис. 2.9, б). Одновременно газопаровая смесь нижнего отсека создает дутье в выхлопной канал 8 (рис. 2.9, а). Та­ким образом, направление дутья встречное и поперек дуги. В месте горе­ния дуги создается давление до 8 МПа, что способствует интенсивному дутью. Для уменьшения давления при отключении больших токов в верх­нем отсеке В имеются буферные объемы 2 (рис. 2.9, б). При больших и средних значе­ниях отключаемых токов гашение дуги осуществляется в нижнем и сред­нем отсеках. При малых токах гашение дуги происходит в масляных карманах верхнего отсека. Продолжительность горения дуги в таких вы­ключателях 0,02 − 0,05 с. Камера встречно-поперечного дутья позволяет отключать токи короткого замыкания до 105 кА.

Для управления выключателями этой серии применяются электромаг­нитные приводы ПС-31 или ПЭ-2, ПЭ-21.

Выключатели масляные колонковые серии ВМК, ВМУЭ.Выключатели масляные колонковые серии ВМК, разработанные ВЭИ, применяются в установках 35 и 110 кВ. Выключатель ВМК-35 В имеет три ко­лонки, состоящие из опорных и дугогасительных частей, смонтирован­ные на основании (рис. 2.10).

 

 

Рис. 2.10. Выключатель ВМК-35 В:

1 – блок пневматического управления; 2 – трубка; 3 – опорная часть;

4 – дугогасительная часть; 5 – основание; 6 – воздушный резервуар; 7 – верхний вывод; 8 – нижний вывод; 9 – плита; 10 – опорные стойки

На рис. 2.11 показана дугогасительная камера маломасляного выключателя в процессе гашения дуги.

 

 

Рис. 2.11. Дугогасительная камера маломасляного выключателя ВМК-110:

1 – контактная головка; 2 – неподвижный розеточный контакт; 3 – текстолитовый диск; 4 – масляные карманы; 5 – дутьевые диски; 6 – гетинаксовые диски;

7 – стеклоэпоксидный цилиндр; 8 – гайка текстолитовая; 9 – подвижный контакт

 

Выключатели серии ВМТ применяются на напряжение 110 и 220 кВ. Три полюса выключателя ВМТ-110 (рис. 2.12, а) установлены на общем сварном основании 4 и управляются пружинным приводом 1. Полюс выключателя представляет собой маслонаполненную колонну, со­стоящую из опорного изолятора 2, дугогасительного устройства 3, меха­низма управления 5 и электроподогревательных устройств (рис. 2.12, а).

 

 

Рис. 2.12. Выключатель маломасляный ВМТ – 110:

а – общий вид 1 – пружинный привод; 2 – опорный изолятор; 3–дугогасительное устройство; 4 – основание; 5 – механизм управления

б – дугогасительный модуль 1 – токоотвод; 2 – подвижный контакт; 3 – дугогасительная камера; 4 – фарфоровый изолятор; 5 – неподвижный контакт; 6 – колпак; 7 – «объем»; 8 –указатель уровня масла

 

Дугогасительное устройство (модуль) состоит из токоотвода 1 (рис. 2.12, б), связанного через токосъемные устройства с подвижным кон­тактом 2, дугогасительной камеры 3 встречно-поперечного дутья, непо­движного контакта 5. Все эти элементы расположены в полом фарфоро­вом изоляторе 4, заполненном трансформаторным маслом и закрытом сверху колпаком 6. Колпак снабжен манометром для контроля избыточно­го давления в дугогасительном устройстве, устройством для заполнения сжатым газом, выпускным автоматическим клапаном, указателем уровня масла 8. В процессе гашения дуги уровень масла поднимается, занимая ча­стично объем 7 (рис. 2.12, б).

Внутри опорного изолятора 2 (рис. 2.12, а) размещены изоляционные тя­ги, связывающие подвижный контакт с механизмом управления.

Маслонаполненные колонны герметизированы и находятся под избы­точным давлением газа (азота или воздуха). Избыточное давление поддер­живает высокую электрическую прочность межконтактного промежутка, повышает износостойкость контактов, обеспечивает надежное отключение как токов короткого замыкания, так и емкостных токов ненагруженных линий электропереда­чи. Избыточное давление создается сжатым газом, который подается от баллонов или компрессора, перед вводом выключателя в эксплуатацию и сохраняется без пополнения до очередной ревизии.

Выключатель ВМТ-220 состоит из трех отдельных полюсов, установ­ленных на отдельных рамах. Каждый полюс управляется пружинным приводом. Полюс выключателя имеет две маслонаполненные колонны, на ко­торых установлены дугогасительные модули такой же конструкции, как и для выключателя ВМТ-110. Все детали ВМТ-220 максимально унифици­рованы с выключателем ВМТ-110, что позволяет взаимозаменять сменные части и эксплуатационные принадлежности.

Колонковый выключатель ВК-10 с пружинным приводом, представленный на рис. 2.13, предназначен для работы в шкафах КРУ и имеет несколько меньшие габариты, чем выключатели ВМП-10 (расстояние между осями полюсов составляет 200 мм, ширина рамы – 640 мм).

 

Рис. 2.13. Выключатель ВК-10:

1 – основание; 2 – полюсы; 3 – фасадная перегородка; 4 – стойки; 5 – привод;

6, 10 – рычаги; 7 – стержень; 8,9 – болты; 11,12 – тяги; 13 – масляный буфер;

14 – отключающая пружина

 

На рис. 2.14 представлен полюс выключателя ВК-10. Полюсы выключателя на номинальные токи 630 и 1000 А при токе отключения 20 кА выполнены в цельном изоляционном цилиндре, а на номинальные токи 1600 А при токе отключения 31,5 кА с металлическими ребристыми корпусами и изоляционными кожухами в верхней части. Выключатель ВК-10 смонтирован на основании 1, на котором укреплены полюсы 2, фасадная перегородка 3 и боковые стойки 4 с пружинным приводом 5. На лицевую часть перегородки нанесен предупреждающий знак (стрела) высокого напряжения.

Наружные рычаги, связанные с общей тягой 11 (рис. 2.14), соединены с отключающей пружиной 14 и рычагом 6 вала привода регулируемой тягой 12. В выключателе ВК-10 в отличие от выключателей ВМП-10 и ВПМ-10 неподвижный розеточный контакт расположен в верхней части полюса и движение токопроводящего стержня при включении происходит снизу вверх, а при отключении – сверху вниз. Токопроводящий стержень, имеющий облицованный дугостойкой металлокерамикой наконечник, выполняют диаметром 24 мм при номинальных токах выключателя 650 и 1000 А и диаметром 28 мм – при 1600 А.

 

 

Рис. 2.14. Полюс выключателя ВК-10:

1 – винт; 2,10 – токопроводящие стержни; 3 – изоляционная тяга; 4 - наружный рычаг;

5 – вал; 6 – пробка; 7 – корпус механизма; 8 – фланец; 9 – обойма; 11,13 – цилиндры;

12 – дугогасительная камера; 14,15 – втычной и розеточные контакты; 16 – крышка;

17 – маслоуказатель; 18 – ролики; 19 – токоотвод; 20 – направляющий стержень

 

Роликовый токосъем выключателя состоит из обоймы 9 (рис. 2.14) с двумя направляющими стержнями 20. Ток проходит с токопроводящего стержня на направляющие ролики 18. Токосъем выключателя ВК-10 так же, как и токосъем ВМП-10, имеет от четырех до восьми пар роликов в зависимости от номинального тока. Над токосъемным устройством расположены распорный цилиндр 14, дугогасительная камера 12 и неподвижный розеточный контакт 15 (рис. 2.14), который может состоять из девяти ламелей 4 для выключателей на номинальные токи 630 и 1000 А или одиннадцати – для выключателей на 1600 А.

На рис. 2.15 представлен розеточный контакт выключателя ВК-10.

 

 

Рис. 2.15. Розеточный контакт выключателя:

1 – толкатель; 2 – цилиндр; 3 – пружина; 4 – ламель; 5 – обойма;

6 – основание;7 – крышка

 

Нижние торцы ламелей облицовывают дугостойкой металлокерамикой, а с их внешней стороны устанавливаются пружины 3 (рис. 2.15). Ламели 4 внутренними торцами поджимают к толкателю 1, выполняющему роль демпфера при включении выключателя, для смягчения ударов при отключении служит масляный буфер 13 (рис. 2.14). В крышке 7 (рис. 2.15) розеточного контакта имеются отверстия для заливки масла, выхода газов и установки стекла маслоуказателя. Маслоуказатель снабжен поплавком, показывающим уровень масла в полюсе выключателя, Для слива масла в корпусе полюса имеется отверстие, закрытое пробкой 6 (рис. 2.14). На полюсе установлен втычной контакт 14 розеточного типа (рис. 2.14). Гашение дуги в выключателе ВК-10 происходит так же, как и в выключателях ВМП-10 и ВПМ-10.

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ

МАЛОМАСЛЯНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

 

Достоинствами маломасляных выключателейявляются небольшое коли­чество масла, относительно малая масса, более удобный, чем у баковых выключателей, доступ к дугогасительным контактам, возможность созда­ния серии выключателей на разное напряжение с применением унифициро­ванных узлов.

Недостатки маломасляных выключателей:

- взрыво- и пожароопасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей;

- невозможность осуществления быстродействующего АПВ;

- необходимость периоди­ческого контроля, доливки, относительно частой замены масла в дугогасительных бачках;

- трудность установки встроенных трансформаторов тока;

- относительно малая отключающая способность.

Область применения маломасляных выключателей: закрытые распре­делительные устройства электростанций и подстанций 6, 10, 20, 35 и 110 кВ, комплектные распределительные устройства 6, 10 и 35 кВ и откры­тые распределительные устройства 35, 110 и 220 кВ.