Масляные выключатели

В распределительных устройствах электростанций применяются два типа масляных выключателей: много объемные баковые выключатели и маломасляные выключатели. В обоих типах выключателей гашение дуги производится маслом.
У масляных выключателей при расхождении контактов под действием высокой температуры дуги (до б 000° С) происходит бурное разложение масла и образование газопарового пузыря, с поверхности контактов при этом испаряется металл. В газопаровом объеме, окружающем дуговой промежуток, происходит термическая ионизация образовавшихся газов (водород, ацетилен, метан и др.) и масляных паров, повышающая проводимость дугового промежутка. Процесс гашения дуги и восстановления электрической прочности промежутка определяется присутствием и давлением газов в газопаровом объеме, деионизацией и смешением ионизированных частиц со свежим маслом. Давление газов в камере масляного выключателя может достигать десятков атмосфер, что увеличивает электрическую прочность меж контактного промежутка.
Дугогасительные устройства масляных выключателей создают направленное на дугу дутье масла под действием возникшего давления в газопаровом объеме. В камере продольного дутья поток масла и газов направлен в процессе гашения дуги вдоль ствола дуги, а в камере поперечного дутья — поперек ствола дуги. В последнем случае условия для деионизации дугового промежутка получаются более благоприятными, поскольку дуга при поперечном дутье расщепляется и втягивается в щели камеры, где происходит интенсивный отвод тепла за счет турбулентного характера движения охлаждающей среды.
Простейшая камера поперечного дутья применена только в конструкциях баковых выключателей 6—10 кв., у остальных выключателей применены дугогасительные устройства более сложных конструкций. Восстановление напряжения на разомкнутых контактах выключателя может привести к повторному зажиганию дуги, поэтому полное гашение дуги в масляных выключателях происходит в течение 2—4 полупериодов.
Дугогасительная камера продольного дутья с промежуточным контактом у выключателей МКП 110 и 220 кв. обеспечивает предельно отключаемые мощности до 2 500 МВт. У мощных многообъемных выключателей МКП-110М применяется дугогасительное устройство многократного разрыва (4 разрыва или 8 разрывов на фазу) с поперечным дутьем, а у МКП-220—МКП-500— дугогасительное устройство многократного разрыва с генерирующими вспомогательными дугами и продувом камеры. У МКП-220 имеется 6 разрывов (12 на фазу), а у МКП-500—8 разрывов (16 на фазу). Для принудительного выравнивания восстанавливающегося напряжения параллельно каждому разрыву подключаются шунтирующие активные или емкостные сопротивления (делители).
Шунтирующие сопротивления понижают скорость восстановления напряжения на расходящихся контактах выключателя, что, собственно, и ускоряет процесс гашения дуги. Нарастание напряжения на контактах после погасании дуги происходит строго по экспоненциальному закону при оптимальной величине R, удовлетворяющей условию: где L и С — индуктивность и емкость цепи.
Выключатель с гасительными камерами многократного разрыва с шунтирующими сопротивлениями работает в следующей последовательности: сначала размыкаются контакты гасительных камер и гаснет дуга между ними, после чего траверса отходит вниз, разрываются контакты 2 и ток, ограниченный шунтирующими сопротивлениями, отключается простым разрывом в масле.
Баки выключателей имеют цилиндрическую, овальную или эллиптическую форму, изготовлены сварными из листовой стали. На крышке бака смонтированы проходные маслонаполненные вводы, коробки приводных механизмов с газоотводами, встроенные внутрь бака трансформаторы тока, предохранительные клапаны, масло указатели и патрубки для заливки масла. Газоотводы предназначены для отвода продуктов разложения масла и выполнены в виде коленчатой трубки, конец которой направлен вниз, трубка заполнена фарфоровыми шариками.
Трансформаторное масло в много объемных масляных выключателях выполняет роль изоляции и дугогасящей среды. Для предохранения баков масляных выключателей от повреждений при аварийном увеличении внутреннего давления в крышке бака предусмотрен клапан-мембрана. Внешним признаком работы предохранительного клапана является выброшенный диск, а также следы выброса масла на фундаменте и стенках бака. Внутренняя поверхность баков покрыта обшивкой из изоляционного материала во избежание перекрытия дуги через газовый пузырь на заземленный бак.
Для предварительного торможения подвижной части контактного аппарата выключателя в конце операции включения и отключения предусматриваются буферные устройства, встроенные в коробку приводного механизма и поглощающие кинетическую энергию, запасенную подвижными частями в процессе движения. Они выполняются эластичными, пружинными, масляными или пневматическими.
Во избежание увеличения вязкости масла при температурах окружающего воздуха ниже —20° С и отказов выключателей в действии все много объемные масляные выключатели, устанавливаемые в северных районах, должны иметь устройства подогрева масла (обычно трубчатые электронагреватели), расположенные под дном баков.
Выключатели напряжением 110 кв. могут иметь по фазное или трехфазное управление, выключатели напряжением 220 кв. и выше выполняются только с по фазным управлением от электромагнитных или пневматических приводов. Для пневматических приводов можно использовать сжатый воздух или азот (от баллонов).