Високовольтні масляні вимикачі. Принцип дії, характеристики

Масляні вимикачі – одні із перших комутаційних апаратів в електроустановках високої напруги, які застосовуються з кінця минулого століття, не втратили свого значення і застосовуються в наш час.

Розрізняють вимикачі масляні бакові – з великим об’ємом масла, масло служить і як дугогасильне середовище, і як ізоляція, і вимикачі мало масляні – з малим об’ємом масла, масло служить тільки як дугогасильне середовище.

На напругу 35-220 кВ застосовуються в основному бакові вимикачі. Мало масляні вимикачі є основними на напругу 10 кВ.

Переваги масляних вимикачів – відносно проста конструкція, велика відключаючи здатність і незалежність від погодних умов. Не достатком, особливо бакових вимикачів є наявність великої кількості масла, що призводить до великих розмірів і ваги і ваги як самих вимикачів, так і розподілюючого пристрою, підвищують плжежо-, і вибухонебезпечність, необхідності спеціального масляного господарства.

1-бак, 2- дугогасильна камера з нерухомими контактами і шунтуючим резистором; 3- ізоляція бака; 4- ввід; 5-привідний механізм; 6-трансформатор струму; 7-направляючий пристрій; 8-шунтуючий резистор; 9-ізоляційна тяга; 10-траверса з рухомими контактами; 11-положення траверси після відключення

Бакові масляні вимикачі-це вимикачі на напругу до 20 кВ і відносно малі струми відключення. Основою конструкції вимикача є бак ціліндричний або еліпсоїдної форми, в середині якого і на ньому монтується контактна і дугогасильна системи, вводи і привід. Бак заливається до певного рівня трансформаторним маслом. Між поверхнею масла і кришкою баку повинен залишитися деякий вільний об’єм(20-30% об’єму бака) –повітряна буферна подушка, яка з’єднана з навколишнім середовищем газовідвідною трубкою. Повітряна подушка знижує тиск, який передається на стінки бака при відключенні, виключає викид масла з бака, і захищає вимикач від вибуху при завезикому тиску.

Висота рівня масла над місцем розриву повинна бути такою, щоб виключити викид в повітряну подушку горючих газів, які виділяються при відключенні внаслідок розкладу масла. Прорив цих газів може при відповідних пропорціях привести до утворення вибухової суміші і вибуху вимикача.

При напругах 3-6 кВ і малих відключаючи струмах застосовується простий розрив в маслі. При напругах 10, 35 кВ і більше в залежності від значення напруги і відключаю чого струму, використовують як прості, так і більш складні дугогасильні пристрої. Масляні бакові вимикачі на напругу 35 кВ і більше мають вмонтований трансформатор струму. На внутрішню частину прохідного ізолятора надіті і закріплені під кришкою вимикача сердечники із вторинними обмотками. Струмоведучий стержень служить первинною обмоткою. Вимикачі на напругу110 кВ і вище можуть мати ємнісні трансформатори напруги, для виконання яких використовується обкладки масло наповнених вводів конденсаторного типу і трансформатори напруги з індуктивною котушкою.

На відміну від масляних бакових вимикачів, в мало масляних вимикачах масло служить тільки як дугогасильне середовище, а ізоляція струмоведучих частин і дугогасильного пристрою відносно землі здійснюється з допомогою твердих ізоляційних матеріалів. Діаметри циліндрів у таких вимикачів значно менші порівняно з баковими вимикачами, відповідно набагато менші об’єм і маса масла, яке заливається в циліндр. Менша, ніж у бакового вимикача, міцність корпуса по відношенню до тиску, створюваного при відключені великих струмів короткого замикання, ограничує відключаючи здатність мало масляного вимикача.

Маломасля6і вимикачі мають набагато менші розміри і масу, меншу вибухо- і пожежонебезпеку і потребують менших і більш дешевих розподільчих пристроїв порівняно з масляними баковими вимикачами. Наявність в мало масляних вимикачах вбудованих трансформаторів струму і ємнісних трансформаторів напруги значно ускладнюють конструкцію вимикачів і збільшують їх розміри, тому мало масляні вимикачі виконуються без зв’язку з такими трансформаторами.

Вимикачі виконуються з дугогасильними камерами знизу і з камерами , розташованими зверху. Останні більш перспективні у відношенні підвищеної відключаючої здатності. Застосовуються вимикачі для внутрішньої установки як розподільчі і генераторні і для зовнішньої установки як розподільчі і підстанційні.