Масляные высоковольтные выключатели

Лекция  23: «Масляные высоковольтные  выключатели» .

В масляных выключателях контакты размыкаются в масле, однако, вследствие высокой температуры дуги, образующиеся между контактами, масло разлагается и дуговой разряд происходит в газовой среде.  Приблизительно половину этого газа составляют пары масла. Остальная часть состоит из водорода (70%) и углеводородов различного состава. Газы эти горючи, однако, в масле горение невозможно из-за отсутствия кислорода. Количество масла, разлагаемого дугой, невелико, но объём образующихся газов велик. Один грамм масла даёт приблизительно 1500см³ газа, приведённого к комнатной температуре и атмосферному давлению. Гашение дуги в масляных выключателях происходит наиболее эффективно при применении гасительных камер, которые ограничивают зону дуги, способствуют повышению давления в этой зоне и образованию газового дутья сквозь дуговой столб. Относительно холодный газ, образующийся на поверхности масла перемешивается с плазмой дуги. Пограничный слой входит в турбулентное состояние, способствующее деионизации. Однако, дуга не может погаснуть до тех пор, пока расстояние между контактами не достигнет некоторого минимального значения, определяемого восстанавливающимся напряжением.

В масляных выключателях для образования газового дутья используется энергия самой дуги. Давление в гасительной камере и сила дутья на первом приближении пропорциональны отключаемому току. Чем больше последний, тем эффективней деионизация промежутка и быстрее восстанавливается его электрическая прочность. Однако, по мере увеличения тока увеличиваются механические напряжения в частях гасительной камеры. Давление  внутри гасительной камеры может достигать 7 МПа. Поэтому номинальный ток отключения ограничен механической прочностью гасительной камеры.

В баковых выключателях дугогасительные устройства полюсов помещены в заземлённый бак, заполненный маслом, которое используется в качестве газогенерирующего вещества, а также для изоляции и контактной системы от заземленного бака. Масса выключателя (три полюса) без масла составляет 28т, а масса масла – 27т.  Выключатель подлежит установке на бетонном основании высотой 0,5-0,8м над уровнем земли. Незащищённые токоведущие части находятся на недоступной высоте и не представляют опасности для людей, обслуживающих установку.

В маломасляных выключателях  масло служит только газогенерирующим веществом. Для изоляции токоведущих частей используют фарфор, стеклопластик, текстолит и другие изоляционные материалы. Отечественные заводы строят маломасляные выключатели для номинальных напряжений от 6 до 220кВ, для внутренней и наружной установки. Они имеют меньшие размеры и массу по сравнению с баковыми выключателями. Относительно небольшое количество масла облегчает уход и ремонт.

В выключателях для номинальных напряжений до 35кВ контактная система и дугогасительные устройства заключены в небольшие бачки, изолированные от заземлённого основания фарфоровыми изоляторами. Бачки могут быть металлическими или из стеклопластика. Малообъемные маслянные выключатели изготавливаются на все напряжения до 220 кВ включительно. Их несомненным достоинством является малое количество масла, небольшие габариты и масса, а также относительно низкая стоимость. Значительно меньшая взрыво- и пожароопасность позволяет их использовать как в открытых, так и в закрытых распределительных устройствах. Однако сильная зависимость отключающей способности от отключаемого тока, сложность выполнения многократных АПВ и неприспособленность для работы с частыми отключеньями ограничивает их применение в менее ответственных участках системы.

Разрез полюса выключателя ВМП – 10:

а -положение «отключено»; б -положение «включено»; в –процесс отключения; 1-нижний вывод и крышка выключателя; 2 –неподвижный контакт; 3 –воздушная подушка; 4 –гасительная камера; 5 –изоляционный цилиндр; 6 –верхний вывод; 7 –роликовый токосъёмный контакт; 8 –маслоотделяющее устройство; 9 –крышка; 10 –приводной механизм; 11 –направляющий стержень; 12 –подвижный контакт; 13 - маслоуказатель