2.2. Маломасляні вимикачі
В маломасляному вимикачі з метою зменшення габаритів і ваги, ізоляція, в основному, здійснюється твердими матеріалами.
Маломасляні вимикачі виробляються на номінальну напругу 3...500 кВ з потужностями вимикання 100... 12000 мВА. В наш час виробляють Маломасляні вимикачі опорного і підчепного типів. Конструкції маломасляних вимикачів, маючи принципову будову полюса, в основному аналогічні; відрізняються номінальною напругою і можуть бути розділені на три групи:
вимикачі на напругу 3... 20 кВ;
вимикачі на напругу 20... 35 кВ;
вимикачі на напругу 110... 500 кВ.
На рис. 2.4 показано загальний вигляд малооб'ємного вимикача ВМП-10 (вимикач масляний підчепного типу). Цей вимикач призначений для роботи на номінальну напругу 10 кВ. Номінальний струм в залежності від контактної системи змінюється від 600 до 1500 А. Номінальна потужність вимикання вимикача 350 мВА при напрузі 10 кВ, повний час вимикання біля 0,12... 0,13 с при номінальній потужності.
Контактна система, дугогасний пристрій (ДП) і пристрій, який перетворює обертальний рух важелів в поступальний рух контактів, змонтовані у вигляді єдиного блоку полюса 1 (рис. 2.4). Він за допомогою опорних ізоляторів 2 закріплюється до сталевої рами 3. В цій рамі встановлені вал вимикача 6, вимикаюча пружина, пружинний буфер увімкнення і масляний буфер вимикання 7. Вал вимикача 6 зв'язаний з вихідним важелем механізму полюсу 4 за допомогою міцної ізоляційної тяги 5. При вмиканні тяга 5 обертає вихідний важіль полюса 4 проти годинникової стрілки і замикає контакти. Вимикаюча пружина при цьому розтягується, а пружинний буфер увімкнення стискається. Цей буфер розвиває велику силу на невеликому проміжку шляху, який є шляхом рухомого контакту в розетці і створює необхідну для гасіння дуги швидкість.
Р
ис.
2.4. Маломасляний вимикач ВМП‑10:
1 ‑ блок полюсу; 2 ‑ опорний ізолятор; 3 ‑ сталева рама; 4 ‑ вихідний важіль полюсу; 5‑ ізоляційна тяга; 6 ‑ вал вимикача; 7 ‑ масляний буфер вимикання
Розріз нижньої частини блоку полюса вимикача зображено на рис. 2.5.
Для зменшення обгорання кінці ламелей розеточного контакту 6, на який діє дуга, облицьовані металокерамікою. Нижня головка 4 має з'ємну кришку 5, на якій закріплено розеточний контакт 6. При ревізіях і ремонтах з'ємна кришка 5 виймається разом з розеточним контактом 6. Нижня головка 4 зв'язується з верхньою склоепоксідним циліндром З, який є циліндром ДП. Вимикач має ДП газового дуття. Він збирається з пластин фібри, гетинаксу і електрокартону.
В цих пластинах вирізані отвори, які створюють канали і порожнини для гасіння дути (один з них показаний на рис. 2.5). Спочатку канал йде горизонтально, а потім вертикально. Всі пластини ДП зтягують фібровими або текстолітовими шпильками.
Увімкнено Вимикання Вимкнено
Рис.
2.5. Розріз фази вимикача ВМП‑10
‑ пластини; 2 ‑ рухомий контакт; 3
‑ склоепоксидний циліндр; 4 ‑ нижня
головка; 5 ‑ знімна кришка; 6 ‑
контакт розеточний; 7 ‑ повітряний
буфер.
Для обмеження тиску при великих струмах і створення необхідного тиску поблизу нульового значення струму камера має повітряний буфер А (рис. 2.5). Тиск в ДП досягає найбільшого значення поблизу максимального значення струму.
Під впливом цього тиску масло стискає повітря у буфері, при цьому акумулюється енергія. Біля нульового значення струму потужність в дузі і тиск швидко зменшуються. Енергія, яка накопичена в буфері, дозволяє створити поблизу нуля струму такий тиск, який необхідний для гасіння дуги.
Розглянемо процес гасіння дуги в ДП. При розходженні контактів між ними виникає електрична дуга, під впливом якої масло розкладається, і виникає газ, створюючи в камері підвищений тиск. Коли тіло рухомого контакту 2 (свічка) відкриє перший канал, виникає газове дуття і при проходженні струму через нуль можливе гасіння дуги. Обдування дуги газами ще більше посилюється після відкриття свічок другого і третього каналів. Частіше гасіння дуги з великим струмом проходить після відкриття перших двох каналів.
При вимиканні малих струмів в камері розвивається невеликий тиск і тому дуга не гасне після відкриття всіх трьох каналів, а затягується в масляні кишені, розташовані у верхній частині ДП.
Газ, який виникає в процесі гасіння, виходить через зигзагоподібний канал у верхній головці полюсу. Для того, щоб запобігти викиданню масла з полюсу, в його верхній частині встановлено спеціальний масловідділювач.
Для вимикачів напругою 35 кВ і вище та потужністю вимкнення більше 1000 мВА застосовується вимикач колонкового типу ВМК з одним розривом на полюс.
Маломасляні вимикачі виконуються частіше всього з одним розривом ланцюга на полюс, але при дуже великих номінальних струмах або напругах вище 300 кВ число розривів може бути два і більше. Також використовуються дві пари контактів (робочі і дугогасні) при великих струмах вимкнення. Використовуються мало-масляні вимикачі як у відкритих, так і в закритих РП.
Переваги маломасляних вимикачів:
невеликі вага і розміри, мала вага масла;
дугогасний пристрій завжди готовий до роботи, незалежно від наявності стиснутого повітря, як у повітряного вимикача;
зручність експлуатації. Огляд і ремонт дугогасних камер і контактів можливий без зливу масла (ВМК-35, 110, 220);
при використанні уніфікованих вузлів вимикач дуже легко можна виконати на високі і надвисокі напруги.
Недоліки маломасляних вимикачів:
вони менш надійні в роботі, ніж бакові. Ізоляційні деталі ‑ сорочки, опорна ізоляція ‑ піддаються підвищеним механічним навантаженням. Потужність маломасляних вимикачів через це нижча ніж бакових;
маломасляні вимикачі, як правило, не допускають встановлення вбудованих трансформаторів струму;
в процесі експлуатації при низьких температурах важко забезпечити підігрів масла для підтримки його в'язкості.
Завдяки своїм перевагам маломасляні вимикачі знаходять широке розповсюдження в пристроях до 35 кВ. При напрузі 35... 220 кВ і великих потужностях вимкнення мають перевагу бакові вимикачі. При напрузі 330 кВ і більшій перевагу мають маломасляні вимикачі.