Olieschakelaar: typen, markeringen + gebruiksspecificaties

Onder de schakelapparatuur neemt de olie-stroomonderbreker, die wordt gebruikt in zowel gesloten als open schakelinrichtingen van welke spanning dan ook, als veteraan een ereplaats in.

De belangrijkste functie is het in- en uitschakelen van individuele lijnen van een normaal werkend elektrisch systeem of in ongebruikelijke situaties. Afhankelijk van de omstandigheden vindt de uitschakeling automatisch of handmatig plaats.

In dit artikel zullen we kijken naar de bestaande typen van deze apparaten, hun classificatie en etikettering. We zullen ook aandacht besteden aan de voor- en nadelen van dergelijke schakelaars, functies en regels voor het gebruik ervan. Voor een beter begrip van het materiaal hebben we diagrammen, tabellen, visuele foto's en thematische videorecensies geselecteerd.

Voor- en nadelen van olieschakelaars

Deze apparaten hebben een relatief eenvoudig ontwerp. Ze hebben een goed schakelvermogen en worden niet beïnvloed door weersomstandigheden. Indien er zich storingen voordoen, kunnen reparatiewerkzaamheden worden uitgevoerd. Tank MV's zijn geschikt voor buiteninstallatie. Er zijn voorwaarden voor de installatie van ingebouwde stroomtransformatoren.

De snelheid van contactdivergentie speelt een belangrijke rol bij de werking van de MV. Er kan zich een situatie voordoen waarin de contacten met enorme snelheid uiteenlopen en de boog onmiddellijk een lengte bereikt die daarvoor cruciaal is. In dit geval is de grootte van de herstelspanning mogelijk niet voldoende om de intercontactafstand te doorbreken.

Tankschakelaars hebben meer nadelen.De eerste is de aanwezigheid van een grote hoeveelheid olie, dus de aanzienlijke afmetingen van deze eenheden en schakelapparatuur. De tweede is brand- en explosiegevaar; in noodsituaties kunnen de gevolgen het meest onvoorspelbaar zijn.

Het oliepeil, zowel in de tank als in de inlaten, evenals de staat ervan, moeten periodiek worden gecontroleerd. Als er een MV in de onderhouden elektriciteitsnetwerken aanwezig is, is het noodzakelijk om over een speciale oliefaciliteit te beschikken.

Op de foto ziet u de VMG-olieschakelaar. Het kan alle belastingsstromen en kortsluitingen uitschakelen, inclusief de maximale breukstroom. Dit type wordt veel gebruikt in transformatorstations

Classificatie van olieschakelaars

Het gebruik van olieschakelaars begon aan het einde van de vorige eeuw. Bijna tot het midden van de twintigste eeuw waren er eenvoudigweg geen andere ontkoppelingsapparaten in hoogspanningsnetwerken.

Er zijn twee grote groepen van deze apparaten:

1. Tank, die worden gekenmerkt door de aanwezigheid van een grote hoeveelheid olie. Voor deze apparatuur is het zowel het medium waarin de boog wordt gedoofd als de isolatie.
2. Laag oliepeil of laag volume. De naam zelf spreekt over de hoeveelheid vulmiddel erin. Deze schakelaars bevatten diëlektrische elementen en hebben alleen olie nodig voor het doven van de boog.

De eerste worden voornamelijk gebruikt in distributie-installaties van 35 tot 220 kV. De tweede - tot 10 kV. Apparaten met een laag oliegehalte uit de VMT-serie worden ook gebruikt in buitenschakelapparatuur die is ontworpen voor 110 en 220 kV.

Het principe van boogdoving is voor beide typen identiek. De boog die ontstaat wanneer de hoogspanningscontacten van de schakelaar worden geopend, zorgt voor een snelle verdamping van de olie. Dit leidt tot het ontstaan ​​van een gasschil rond de boog. Deze formatie bestaat uit oliedamp (ongeveer 20%) en waterstof (H2).

De boogspleet wordt gedeïoniseerd als resultaat van snelle afkoeling van de boogcilinder door gassen van hoge en lage temperatuur in de schaal te mengen.

Op het moment dat er een boog ontstaat in de contactzone, is de temperatuur erg hoog: ongeveer 6000⁰. Afhankelijk van de installatie zijn er schakelaars die worden gebruikt voor intern, extern gebruik en voor gebruik in KRP - complete schakelinstallaties.

Type #1 - uitrusting van het tanktype

Schakelapparatuur van dit type kan afhankelijk van de spanning één of meer tanks hebben. In het eerste geval is dit maximaal 10 kV, in sommige gevallen maximaal 35. Elke fase van schakelaars die in hoogspanningsinstallaties werken, wordt in een individuele tank geplaatst.

Alle tankschakelaars hebben ongeveer dezelfde indeling. Een stalen tank bij de olie-inlaten herbergt de booggoten. Externe contacten worden overbrugd door een traverse

Aandrijvingen naar zowel de tank- als de laag-olieschakelaars kunnen handmatig, automatisch, gemonteerd op een solenoïde-aandrijfspoel of veerbelast zijn. In het tweede geval wordt de magnetische eigenschap van de solenoïde gebruikt, waardoor deze de metalen kern kan vastdraaien die via een speciaal systeem met de MV-as is verbonden.

Wanneer elektrische gelijkstroom wordt geleverd aan de solenoïdewikkeling, wordt de eenheid ingeschakeld door de magnetische kernstaaf in te trekken en vervolgens de schakelas te draaien.

Een speciale grendel houdt de as in deze positie. Gelijktijdig met het inschakelen stelt de solenoïde een bepaalde positie in op de uitschakelveren, die, bij ontvangst van een speciale elektrische impuls, de MV zullen uitschakelen.

Het uitschakelproces initieert de tweede solenoïde door het rolmechanisme (grendel) uit te schakelen.Hierdoor draait de as door de veer direct rond en schakelt uit. Om de magneetaandrijving te laten werken, moet er een batterij aanwezig zijn die deze met gelijkstroom voedt.

Wanneer er geen accu aanwezig is, wordt er gebruik gemaakt van een veeraandrijving. Het schakelen gebeurt met behulp van een elektromotor of door spierkracht. Handmatige uitschakeling is mogelijk voor apparaten met een laag vermogen en een kortsluitstroomwaarde tot 30 kA. Om ze uit te schakelen, moet u een maximale kracht van 25 kg uitoefenen.

Single-tank MV met open boog

Sommige schakelapparatuur is uitgerust met tankstroomonderbrekers die geen booggoten hebben. De elektrische boog wordt hier op de eenvoudigste manier gedoofd: door de contacten in een met olie gevulde container twee keer te verbreken. Dergelijke apparaten met een open boog omvatten binnenlandse modellen VMB en VME. Ze zijn ontworpen voor een nominale stroom van 1,25 kA.

Schema van VME-6-200. De structuur bestaat uit een tank (1), een deksel (2), porseleinen isolatoren (3), vaste contacten (4), bewegende contacten (5), een traverse (6), boogcontacten (7), platen (8) , veren (9), as (10)

Het symbool “E” staat voor graafmachine, het getal 6 is de nominale spanning van 6 kV, 200 is de nominale stroom in ampère. De drempeluitschakelstroom voor deze MV is 1,25 kA. De tank van deze MV is gemaakt van staal en met bouten verbonden met een gietijzeren deksel. De wanden van de tank zijn bedekt met isolatie (13).

Zes porseleinen isolatoren die door het deksel lopen, eindigen in koperen beugels die dienen als vaste werkcontacten. De VME-serie heeft een handmatige vliegwielaandrijving.

Op de traverse of contactbrug bevinden zich beweegbare contacten. Hier bevinden zich ook boogdovende mobiele contacten in de vorm van koperen vierkanten.Koperen platen met koperen punten aan de onderkant van de isolatoren zijn stationaire boogcontacten. Een isolatiestaaf communiceert beweging naar de bewegende contacten door contact met het aandrijfmechanisme.

Wanneer de traverse zich in de opgeheven positie bevindt, zijn de vaste contacten gesloten, wordt de veer die verantwoordelijk is voor het uitschakelen samengedrukt en wordt de MV ingeschakeld. De schakelaar is verbonden met een vergrendelingsaandrijfas, die hem in de bedrijfspositie houdt. Telkens wanneer deze wordt losgekoppeld, wordt de grendel losgelaten, wordt de veer losgelaten en beweegt de traverse snel naar beneden. In dit geval worden de werkcontacten opeenvolgend geopend: 4 en 5, vervolgens 7,8.

Dit zorgt ervoor dat elke pool van de schakelaar het circuit op twee punten opent, waardoor vonken ontstaan ​​en de olie wordt afgebroken. Binnen de omhulsels 12 bereikt de druk 0,5 tot 1 MPa, waardoor het deïonisatieproces wordt geactiveerd. Binnen maximaal 0,1 s worden de bogen gedoofd en komen de opstijgende granaten onder de hoes terecht en vergroten het volume van het luchtkussen.

Wanneer alle fasen van de MV zich in één container bevinden, isoleert de olie de contacten onderling en van het tanklichaam, dat moet worden geaard

Deze laatste fungeert als buffer en vermindert de slagkracht tijdens het boogdoofproces. De normale hoogte van het luchtkussen is ongeveer 25% van het volume. Het overschrijden van deze drempel kan resulteren in een explosie.

Dergelijke schakelaars zijn eenvoudig te bedienen, relatief goedkoop en gemakkelijk te gebruiken in open onderstations. Maar hete oliedampen zijn, zelfs bij eenvoudig contact met zuurstof, gemakkelijk ontvlambaar.

Het branden van een boog in een olieomgeving veroorzaakt het proces van polycondensatie, waardoor de elektrische sterkte van de olie verslechtert. De tank raakt verstopt met sediment bestaande uit koolstofdeeltjes. Daarom zijn inspecties van de unit met olieverversing noodzakelijk.

Olieschakelaars met booggoot

Het uitschakelvermogen en de betrouwbaarheid van stroomonderbrekers van het tanktype worden aanzienlijk vergroot door de aanwezigheid van een booggoot. Het wordt in de olie in de tank geplaatst. Bij stroomonderbrekers met drie tanks wordt elke fase in een afzonderlijke tank geplaatst.

Doorsnede van één pool van een tankschakelaar. Het is uitgerust met een boogdovende kamer C -35 – 630 – 10. De markering geeft aan dat de stroomonderbreker bedoeld is voor installatie in schakelapparatuur van 35 kV en hoger, ontworpen voor een nominale stroom van 630,4 kA, een uitschakelvermogen van 10 kA

Het ontwerp is complexer dan dat van een VM zonder booggoten en bestaat uit:

• palen (1);
• stroomtransformator (2);
• aandrijfhuis (3);
• staven (4);
• vast contact (5);
• boogdoofkamer (6);
• isolatie (7);
• verwarmingselement (8);
• olieaftapvoorzieningen (9).

De bovenzijde van de camera is voorzien van een vast contact. Wanneer ingeschakeld, dringt er een bewegend contact in de vorm van een staaf binnen. Bij ontkoppeling verlaat de staaf het vaste contact, waardoor er een boog in de kamer ontstaat. De hoeveelheid druk die in dit geval wordt gegenereerd, is een orde van grootte hoger dan de overeenkomstige parameter van schakelaars die niet zijn uitgerust met een booggoot.

Een druk van 8 -7 MPa verkleint de diameter van de boog en vergroot de doorslagsterkte van de opening nadat de stroom door de nulmarkering is gegaan. Als gevolg hiervan vindt een sneller boogdoofproces plaats. Na het verlaten van het bewegende contact uit de kamer komen gassen vrij via het vrije gat, waarbij gedeeltelijk olie wordt opgevangen.

Het boogvat koelt snel af en er vindt intense deïonisatie plaats. Naarmate de stroom toeneemt, neemt de efficiëntie van de booggoot toe.Bij een kleine stroomonderbreking kan de MV ook als open-boogapparatuur functioneren.

Naast het verhogen van de druk van het stoommengsel in de boogspleet, wordt, om het doven van de boog te versnellen, een methode gebruikt zoals het meer blazen van een stoomcocktail in de boogzone. Er is longitudinaal, transversaal, tegenblazen

Het type automatisch blazen wordt bepaald door het ontwerp van de booggoot. In het eerste geval heeft de vector van het dampmengsel een longitudinale richting ten opzichte van de boogschacht (fragment a). Bij een dwarsrichting van de blaasbeweging beweegt de stroming in een richting loodrecht op de boogkolom of onder een bepaalde hoek (fragment b).

In het geval dat de stroom een ​​richting heeft die tegengesteld is aan de bewegingsvector van het mobiele contact met de boog, vindt tegenblazen plaats. Combinaties van deze methoden worden vaak gebruikt in boogblusapparaten.

De boog in de MV dooft in 3 fasen. Bij de eerste (a) komt elektriciteit vrij in de boog en wordt er hoge druk gegenereerd in de gesloten schaal. Op het moment dat het mengsel de schaal verlaat, begint de tweede fase (b). Derde (c) - verwijdering van resterende verwarmde gassen en ontledingsproducten uit de kamer

In de laatste fase wordt de kamer voorbereid om deel te nemen aan de volgende uitschakelcyclus. Voor automatisch opnieuw afsluiten is deze stap uiterst belangrijk.

Type #2 - schakelaars voor pot- of laag oliepeil

In gesloten installaties worden potstroomonderbrekers gebruikt als generatoren en distributiecircuits. In open - als onderstation en distributie. Olie vervult geen isolerende functies in dit soort schakelaars; het is alleen nodig als medium voor het doven van de boog.

Het brand- en explosiegevaar van VM's met een klein volume is aanzienlijk lager dan dat van op tanks gebaseerde VM's.Ze worden zowel in buitenschakelapparatuur als in binnenschakelapparatuur geïnstalleerd met elke spanning tot 110 kV. De rol van het isoleren van de polen ten opzichte van elkaar en de grond wordt uitgevoerd door diëlektrica zoals porselein, giethars, speksteen.

De olie in deze VM's beslaat slechts 3 tot 4% van het poolvolume. Een klein olievolume, een laag gewicht en handige afmetingen zijn de onmiskenbare voordelen van deze apparatuur. Ze worden echter gebruikt in dergelijke systeemcomponenten waar geen hoge eisen aan schakelaars worden gesteld.

Deze beperkingen worden verklaard door het sterke verband tussen het ontkoppelvermogen en de onderbroken stroom, en het onvermogen van het ontwerp om te werken onder omstandigheden van frequente uitval.

Een andere reden is de moeilijkheid bij het implementeren van meerdere automatische hersluitingen op hoge snelheid. Bij schakelaars met een klein volume worden de volgende soorten oliestoten gebruikt: transversaal, longitudinaal, gemengd. Experts beschouwen de eerste als de meest effectieve.

Bij dit soort schakelaars, bedoeld voor gesloten schakelapparatuur, zijn de contacten in een stalen tank geplaatst. MV's met spanningen van 35 kV en hoger hebben een porseleinen omhulsel. De meest gebruikte apparatuur is opgehangen aan 6-10 kV. Het lichaam is bevestigd op een frame dat gemeenschappelijk is voor alle palen. Alle drie de polen hebben een boogdovende kamer, elk is ontworpen voor één contactonderbreking en bij hoge spanningen voor twee of meer.

Het ontwerp van schakelaars voor een laag oliepeil omvat bewegende en vaste contacten (1 en 3), boogdovende kamer (2), werkcontacten (4)

Volgens het bovenstaande diagram worden VMP-, VMG- en MG-schakelaars geproduceerd, ontworpen voor spanningen tot 20 kV. Een ontwerpkenmerk van schakelaars voor hoge stroomsterktes is dat de werkcontacten zich buiten bevinden en de boogdovende contacten zich in de tank bevinden.

Stroomonderbrekers uit de VMP-serie worden vaak gebruikt in gesloten apparaten, evenals in 6-10 kV-schakelapparatuur. Schakelinstallaties uit de VK-serie worden in complete schakelinstallaties ingebouwd. Ze zijn uitgerust met een ingebouwde elektromagnetische aandrijving of veeraandrijving en zijn ontworpen voor breekstromen van 20 - 31,5 kA en stroomwaarden van 630 - 3150 A.

Kolomschakelaars, speciaal vervaardigd voor schakelapparatuur, onderscheiden zich door hun intrekbare ontwerp. In 35 kV-installaties worden kolomvormige VM's uit de VMK- en VMUE-serie geïnstalleerd. RU 110, 220 kV zijn uitgerust met stroomonderbrekers uit de VMT-serie. De unit heeft een gelaste basis waarop de drie palen zijn geplaatst. Controle - veeraandrijving.

De foto toont de VMT-110-schakelaar. De afbeelding links toont de componenten waaruit het bestaat: veeraandrijving (1), schakelaarsteunpaalisolator (2), boogblusapparaat (3), basis (4), bedieningsmechanisme (5)

De rechterkant van de foto toont een module, waarbij: 1 een neerwaartse geleider is, 2 een bewegend contact is dat via stroomcollectoren met de neerwaartse geleider is verbonden. De boogkamer is aangegeven met nummer 3, het vaste contact is 5. Al het bovenstaande is geplaatst in een holle isolator (4) van porselein. Er zit transformatorolie in en er zit een dop (6) bovenop.

Deze laatste is voorzien van een manometer om de druk in de module te monitoren. Daarnaast beschikt het deksel over een unit voor het vullen met een gecomprimeerd gasmengsel, een automatische ontlastklep en een olie-indicator (8). Het mobiele contact en het bedieningsapparaat zijn verbonden door isolatiestaven.

Het ontwerp van de paal is voor de gehele serie schakelaars identiek. MV-tanks voor stroomwaarden van 630 tot 1600 A bevatten 5,5 kg olie, boven 1600 en tot en met 3150 A - 8 kg.

Om de betrouwbaarheid te vergroten, omvat het ontwerp van individuele schakelaars extra besturings- en beveiligingselementen:

• elektromagneten loskoppelen;
• relais die onmiddellijk en met vertraging werken bij een drempelstroom;
• minimumspanningsrelais;
• extra contacten.

Afhankelijk van de lay-outmethode zijn er stroomonderbrekers met een laag oliegehalte, waarbij de booggoot zich onderaan bevindt en het tegenovergestelde bovenaan. In het eerste geval implementeert het bewegende contact beweging van boven naar beneden, in het tweede geval - omgekeerd. Het breekvermogen van deze laatste is hoger.

Markering van olieschakelaars

Door de markeringen te ontcijferen die door de fabrikant op de olieschakelaar zijn aangebracht, kunt u vertrouwd raken met de basisinformatie erover. Laten we als voorbeeld naar de markeringen van de VMG-133-schakelaar kijken. Het eerste teken “B” geeft aan dat er een schakelaar voor je ligt.

Dit diagram toont de samenstelling van het symbool voor hoogspanningsschakelaars, inclusief die voor oliegevulde apparatuur

Seconde - "M" geeft het type schakelaar aan, in dit specifieke geval - laag oliepeil. Brief "G" bepaalt dat het tot een bepaalde soort behoort - ingemaakt. 133 - MV-serie.

Regels voor het besturen van de MV

Reparatie- en operationeel personeel en specialisten die betrokken zijn bij het onderhoud en de bediening van olieschakelaars moeten de relevante instructies, structuur en werkingsprincipe van de apparatuur kennen.

Tijdens de werking moeten werknemers die de MV onderhouden het volgende controleren:

1. Effectieve spanning, belastingsstroom. Indicatoren mogen niet verder gaan dan de tabelwaarden.
2. De hoogte van de oliekolom op de polen, de afwezigheid van lekken.
3. Aanwezigheid van smeermiddel op wrijvende delen.Contacten kunnen hun beweeglijkheid verliezen en bevriezen als het smeermiddel van de wrijfelementen dik en vuil wordt.
4. Stof in de ruimtes waar schakelapparatuur zich bevindt.
5. Overeenstemming van de mechanische kenmerken van de bediende schakelaars met de tabelnormen.

Na elke kortsluiting moet de apparatuur worden geïnspecteerd. Informatie over deze storingen wordt vastgelegd in een speciaal logboek. Er moet een defectlogboek zijn waarin informatie wordt vastgelegd over storingen die zijn vastgesteld tijdens de werking van het apparaat. De schakelaar waarop de uitschakeling plaatsvond als gevolg van kortsluiting, wordt geïnspecteerd.

Controleer op olielekkage. Als dit gebeurt, en in grote hoeveelheden, duidt dit op een abnormale afsluiting van de kortsluiting. De apparatuur wordt buiten gebruik gesteld en geïnspecteerd. Als de olie donker is, moet deze worden ververst. De openingssnelheid wordt negatief beïnvloed door de viscositeit van de olie, die toeneemt naarmate de temperatuur daalt.

Soms is het tijdens reparaties nodig om het oude smeermiddel door een nieuw smeermiddel te vervangen: CIATIM-221, Indiase overheid-54 of CIATIM-201.

Tabel met technische kenmerken van olieschakelaars. Als de werkelijke waarden niet overeenkomen met de fabriekswaarden, wordt de aanpassing opnieuw uitgevoerd

Nadat de MV buiten bedrijf is gesteld, worden de steunisolatoren, staven en tankisolatie onderworpen aan een grondige inspectie op de aanwezigheid van scheuren. Sterk vervuilde isolatie wordt afgeveegd. De noodzaak voor noodreparaties ontstaat na een bepaald aantal kortsluitingen.

Periodieke inspectie (PI) wordt maandelijks uitgevoerd. Let in dit geval op de mate van verwarming van de schakelaar. TR (huidige reparaties) worden jaarlijks uitgevoerd. Het omvat werkzaamheden zoals het controleren en elimineren van defecten aan bevestigingsmiddelen, aandrijfkinematica, oliepeil en afdichtingen.Ook worden de isolerende delen gecontroleerd op hun integriteit.

Na 3-4 jaar na grote reparaties wordt een medium reparatie (SR) uitgevoerd. Het omvat de volledige set TR-werken, plus ze meten bovendien de contactweerstand van de polen en controleren de mechanische en snelheidsparameters.

Als er een discrepantie wordt gedetecteerd tussen de bewaakte kenmerken en tabelgegevens, wordt de schakelaar gedemonteerd, worden aanpassingen uitgevoerd en wordt een volledige reeks hoogspanningstests uitgevoerd.

Bij buitengewone reparaties proberen ze doorgaans de eerdere aanpassing ongewijzigd te laten. Om deze reden wordt de schakelaar tot een minimum gedemonteerd. De frequentie van grote reparaties bedraagt ​​6 tot 8 jaar. In het kader hiervan wordt een algemene inspectie uitgevoerd, worden de cilinders van het frame verwijderd, worden de banden losgekoppeld, worden de aandrijving, boogdovende apparaten en blokcontacten gerepareerd.

Na alles worden er aanpassingen gedaan, gelakt, banden aangesloten en testen gedaan. Van alle werkzaamheden wordt documentatie opgesteld.

Naast olieschakelaars worden in hoogspanningsnetwerken ook andere scheidingsapparaten gebruikt. Bijvoorbeeld SF6 en vacuüm. We hebben andere artikelen op onze website die in detail de kenmerken en het ontwerp van dit soort schakelaars bespreken, evenals de kenmerken van hun gebruik:

• Vacuümschakelaar: apparaat en werkingsprincipe + nuances van selectie en aansluiting
• SF6-stroomonderbrekers: richtlijnen voor selectie- en aansluitregels

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Ontwerp, typen, doel en werking van MV:

Gedetailleerd overzicht van VMP-10:

Olieschakelaars voldoen ook aan alle basisvereisten voor stroomonderbrekers die werken onder hoogspanningsomstandigheden.De meeste zijn veilig en betrouwbaar in gebruik, bieden een snelle uitschakeling en zijn eenvoudig te installeren. Desondanks streven fabrikanten ernaar om nog beter te voldoen aan de eisen die aan MV worden gesteld.

Heeft u kennis over olieschakelaars en wilt u het gepresenteerde materiaal aanvullen met nuttige informatie? Misschien heb je een discrepantie of fout opgemerkt? Of heb je nog vragen over dit onderwerp? Schrijf ons hierover onder het artikel - we zullen u dankbaar zijn.