Oljno stikalo: vrste, oznake + posebnosti uporabe

Med stikalno opremo je oljni odklopnik, ki se uporablja v zaprtih in odprtih stikalnih napravah katere koli napetosti, častno mesto kot veteran.

Njegova glavna funkcija je vklop in izklop posameznih vodov normalno delujočega električnega sistema ali v nenavadnih situacijah. Odvisno od okoliščin se zaustavitev izvede samodejno ali ročno.

V tem članku bomo preučili obstoječe vrste teh naprav, njihovo razvrstitev in označevanje. Pozorni bomo tudi na prednosti in slabosti takšnih stikal, značilnosti in pravila za njihovo uporabo. Za boljše razumevanje gradiva smo izbrali diagrame, tabele, vizualne fotografije in tematske video preglede.

Prednosti in slabosti oljnih stikal

Te naprave imajo relativno preprosto zasnovo. Imajo dobro preklopno zmogljivost in nanje ne vplivajo vremenski pogoji. Če pride do motenj v delovanju, se lahko izvede popravilo. Rezervoar MV je primeren za zunanjo postavitev. Obstajajo pogoji za vgradnjo vgrajenih tokovnih transformatorjev.

Hitrost kontaktne divergence igra pomembno vlogo pri delovanju MV. Lahko pride do situacije, ko se kontakti razhajajo z ogromno hitrostjo in lok takoj doseže dolžino, ki je zanj kritična. V tem primeru velikost obnovitvene napetosti morda ne bo zadostovala za preboj medkontaktne vrzeli.

Stikala rezervoarjev imajo več pomanjkljivosti.Prvi je prisotnost velikega volumna olja, torej znatne dimenzije teh enot in stikalnih naprav. Drugi je nevarnost požara in eksplozije, v izrednih razmerah so lahko posledice najbolj nepredvidljive.

Nivo olja v rezervoarju in v dovodih ter njegovo stanje je treba redno spremljati. Če je v servisiranih napajalnih omrežjih SN, je potrebno imeti posebno oljno napravo.

Na fotografiji je stikalo za olje VMG. Lahko odklopi vse bremenske tokove in kratke stike, vključno z največjim prekinitvenim tokom. Ta vrsta se pogosto uporablja v transformatorskih postajah

Razvrstitev oljnih stikal

Uporaba oljnih stikal se je začela konec prejšnjega stoletja. Skoraj do sredine dvajsetega stoletja drugih odklopnih naprav v visokonapetostnih omrežjih preprosto ni bilo.

Obstajata dve veliki skupini teh naprav:

1. Rezervoar, za katere je značilna prisotnost velike količine olja. Za to opremo je hkrati medij, v katerem se oblok ugasne, in izolacija.
2. Nizka količina olja ali majhna prostornina. O količini polnila v njih govori že samo ime. Ta stikala vsebujejo dielektrične elemente in potrebujejo olje samo za gašenje obloka.

Prvi se uporabljajo predvsem v distribucijskih napeljavah od 35 do 220 kV. Drugi - do 10 kV. Naprave z nizko vsebnostjo olja serije VMT se uporabljajo tudi v zunanjih stikalnih napravah za 110 in 220 kV.

Princip gašenja obloka je pri obeh tipih enak. Oblok, ki se pojavi, ko se odprejo visokonapetostni kontakti stikala, povzroči hitro izhlapevanje olja. To vodi do ustvarjanja plinske lupine okoli loka. Ta tvorba je sestavljena iz oljnih hlapov (približno 20 %) in vodika (H2).

Reža obloka je deionizirana zaradi hitrega hlajenja soda obloka z mešanjem visoko- in nizkotemperaturnih plinov v lupini.

V trenutku iskrenja v kontaktnem območju je temperatura zelo visoka - okoli 6000⁰. Glede na vgradnjo ločimo stikala za notranjo, zunanjo uporabo ter za uporabo v KRP – kompletnih stikalnih napravah.

Tip #1 - oprema tipa tank

Stikalna oprema te vrste ima lahko en rezervoar ali več, odvisno od napetosti. V prvem primeru je to do 10 kV, v nekaterih primerih do 35. Vsaka faza stikal, ki delujejo v visokonapetostnih inštalacijah, je nameščena v posameznem rezervoarju.

Vsa stikala rezervoarja imajo približno enako postavitev. Jekleni rezervoar na vstopnih odprtinah za olje vsebuje obločne žlebe. Zunanji stiki so premoščeni s traverzo

Pogoni za stikala rezervoarja in stikala za nizko vsebnost olja so lahko ročni, samodejni, sestavljeni na elektromagnetno sprožilno tuljavo ali vzmetno obremenjeni. V drugem primeru je uporabljena magnetna lastnost solenoida, ki mu omogoča, da zategne kovinsko jedro, povezano s posebnim sistemom na SN gred.

Ko se v navitje solenoida dovaja enosmerni električni tok, se enota vklopi z umikom palice magnetnega jedra in nato z vrtenjem gredi stikala.

Poseben zapah drži gred v tem položaju. Hkrati z vklopom elektromagnet nastavi določen položaj za izklopne vzmeti, ki bodo po prejemu posebnega električnega impulza izklopile MV.

Postopek izklopa sproži drugi solenoid tako, da izbije valjčni mehanizem (zapah).Zaradi tega se gred zaradi vzmeti takoj zavrti in izklopi. Za delovanje elektromagnetnega pogona mora biti prisotna baterija, ki ga napaja z enosmernim tokom.

Ko ni baterije, se uporablja vzmetni pogon. Preklapljanje poteka z elektromotorjem ali z mišičnim naporom. Ročni izklop je možen za enote z nizko porabo energije z vrednostjo toka kratkega stika do 30 kA, za njihov izklop morate uporabiti največjo silo 25 kg.

Enotankovski MV z odprtim lokom

Nekatere stikalne naprave so opremljene z odklopniki rezervoarjev, ki nimajo obločnih žlebov. Električni oblok se tukaj ugasne na najpreprostejši način - z dvakratnim pretrganjem kontaktov v posodi, napolnjeni z oljem. Takšne naprave z odprtim lokom vključujejo domače modele VMB in VME. Zasnovani so za nazivni tok 1,25 kA.

Shema VME-6-200. Konstrukcijo sestavljajo rezervoar (1), pokrov (2), porcelanski izolatorji (3), fiksni kontakti (4), gibljivi kontakti (5), traverza (6), obločni kontakti (7), plošče (8) , vzmeti (9 ), gred (10)

Simbol "E" pomeni bager, številka 6 je nazivna napetost 6 kV, 200 je nazivni tok v amperih. Mejni izklopni tok za to MV je 1,25 kA. Rezervoar tega MV je izdelan iz jekla in povezan s pokrovom iz litega železa z vijaki. Stene rezervoarja so prekrite z izolacijo (13).

Šest porcelanskih izolatorjev poteka skozi konec pokrova v bakrenih nosilcih, ki služijo kot fiksni delovni kontakti. Serija VME ima ročni pogon na vztrajnik.

Na traverzi ali kontaktnem mostu so premični kontakti. Tu se nahajajo tudi mobilni kontakti za gašenje obloka v obliki medeninastih kvadratov.Bakrene plošče z medeninastimi konicami, ki se nahajajo na spodnjih koncih izolatorjev, so stacionarni obločni kontakti. Izolacijska palica sporoča gibanje gibljivim kontaktom prek stika s pogonskim mehanizmom.

Ko je traverza v dvignjenem položaju, so fiksni kontakti zaprti, vzmet, odgovorna za izklop, je stisnjena in MV je vklopljen. Stikalo je povezano s pogonsko gredjo zapaha, ki ga drži v delovnem položaju. Kadar koli je odklopljen, se zapah sprosti, vzmet sprosti in traverza se hitro premakne navzdol. V tem primeru se delovni kontakti odprejo zaporedno: 4 in 5, nato 7,8.

To povzroči, da vsak pol stikala odpre vezje na dveh točkah, pri čemer se pojavi oblok in razgradi olje. Znotraj lupin 12 doseže tlak od 0,5 do 1 MPa, s čimer se aktivira proces deionizacije. V največ 0,1 s se loki ugasnejo in lupine, ki se dvignejo, končajo pod pokrovom in povečajo prostornino zračne blazine.

Ko so vse faze MV v eni posodi, olje izolira kontakte med seboj in od telesa rezervoarja, ki mora biti ozemljen

Slednji deluje kot blažilnik, ki zmanjšuje udarno silo med procesom gašenja obloka. Običajna višina zračne blazine je približno 25 % prostornine. Preseganje tega praga lahko povzroči eksplozijo.

Takšna stikala so enostavna za uporabo, sorazmerno poceni in priročna za uporabo v odprtih transformatorskih postajah. Toda hlapi vročega olja so lahko vnetljivi, tudi če so v preprostem stiku s kisikom.

Gorenje obloka v oljnem okolju sproži proces polikondenzacije, ki poslabša električno trdnost olja. Rezervoar se zamaši z usedlino, sestavljeno iz ogljikovih delcev. Zato so potrebni pregledi enote z menjavo olja.

Oljna stikala z obločnim žlebom

Prekinitvena zmogljivost in zanesljivost odklopnikov tipa rezervoarja se znatno poveča zaradi prisotnosti obločne žleba. Namesti se v olje, ki se nahaja v rezervoarju. Pri odklopnikih s tremi rezervoarji je vsaka faza nameščena v ločenem rezervoarju.

Prerez enega pola stikala rezervoarja. Opremljen je s komoro za gašenje obloka C -35 – 630 – 10. Oznaka pomeni, da je odklopnik namenjen za vgradnjo v stikalne naprave 35 kV in več, za nazivni tok 630,4 kA, izklopno moč 10 kA

Zasnova je bolj zapletena kot zasnova VM brez obločnih žlebov in je sestavljena iz:

• palice (1);
• tokovni transformator (2);
• ohišje pogona (3);
• palice (4);
• fiksni kontakt (5);
• komora za gašenje obloka (6);
• izolacija (7);
• grelni element (8);
• naprave za izpust olja (9).

Zgornji del kamere je opremljen s fiksnim kontaktom. Ko je vklopljen, vanj prodre gibljivi kontakt v obliki palice. V primeru odklopa palica zapusti fiksni kontakt, zaradi česar se v komori pojavi oblok. Količina ustvarjenega tlaka v tem primeru je za red velikosti višja od ustreznega parametra stikal, ki niso opremljena z obločno žlebo.

Tlak 8-7 MPa zmanjša premer obloka in poveča razgradno trdnost reže po prehodu toka skozi ničelno oznako. Posledično pride do hitrejšega procesa ugasnitve obloka. Po izstopu gibljivega kontakta iz komore se plini sprostijo skozi prosto luknjo z delnim zajemanjem olja.

Cev obloka se hitro ohladi in pride do intenzivne deionizacije. Ko se tok poveča, se učinkovitost obločnega žleba poveča.MV lahko deluje tudi kot oprema z odprtim oblokom v primeru majhne prekinitve toka.

Poleg povečanja tlaka mešanice pare v obločni reži se za pospešitev ugasnitve obloka uporablja metoda, kot je povečano pihanje parnega koktajla v območje obloka. Obstaja vzdolžno, prečno, nasprotno pihanje

Vrsta avtomatskega pihanja je določena z zasnovo obločnega žleba. V prvem primeru ima vektor parne mešanice vzdolžno smer glede na gred obloka (fragment a). Pri prečni smeri pihanja se tok premika v smeri pravokotno na stolpec loka ali pod določenim kotom (fragment b).

V primeru, da ima tok smer, ki je nasprotna vektorju gibanja mobilnega kontakta z lokom, pride do nasprotnega pihanja. Kombinacije teh metod se pogosto uporabljajo v napravah za gašenje obloka.

Oblok v MV se ugasne v 3 stopnjah. Pri prvem (a) se v obloku sprosti elektrika in v zaprti lupini nastane visok tlak. V trenutku, ko mešanica zapusti lupino, se začne druga stopnja (b). Tretji (c) - odstranitev preostalih segretih plinov in produktov razgradnje iz komore

Na zadnji stopnji je komora pripravljena za sodelovanje v naslednjem ciklu zaustavitve. Za samodejno ponovno zaustavitev je ta korak izjemno pomemben.

Tip #2 - stikala za lonec ali nizko olje

V zaprtih inštalacijah se kot generatorji in razdelilni tokokrogi uporabljajo lončni odklopniki. V odprtih - kot transformatorska postaja in distribucija. Olje ne opravlja izolacijskih funkcij v stikalih te vrste, potrebno je le kot medij za gašenje obloka.

Nevarnost požara in eksplozije pri VM z majhno prostornino je bistveno nižja kot pri tistih, ki temeljijo na rezervoarju.Vgrajeni so tako v zunanje kot notranje stikalne naprave poljubne napetosti do 110 kV. Vlogo izolacije polov glede na drugo in na tla opravljajo dielektriki, kot so porcelan, lita smola, steatit.

Olje v teh VM zavzema le 3 do 4 % prostornine pola. Majhna količina olja, majhna teža in priročne dimenzije so nesporne prednosti te opreme. Uporabljajo pa se v takih sistemskih komponentah, kjer do stikal niso postavljene visoke zahteve.

Te omejitve so razložene z močno povezavo med odklopno zmogljivostjo in prekinjenim tokom ter nezmožnostjo zasnove, da deluje v pogojih pogostih izpadov.

Drugi razlog je težava pri izvajanju več hitrih samodejnih ponovnih zapiranj. V kretnicah majhne prostornine se uporabljajo naslednje vrste oljnega pihanja: prečno, vzdolžno, mešano. Strokovnjaki menijo, da je prvi najučinkovitejši.

Pri stikalih tega tipa, namenjenih za zaprto stikalno opremo, so kontakti nameščeni v jeklenem rezervoarju. SN z napetostmi 35 kV in več imajo porcelansko lupino. Najpogosteje uporabljena oprema je viseča 6-10 kV. Njegovo telo je pritrjeno na okvir, ki je skupen vsem drogom. Vsi trije poli imajo komoro za gašenje obloka, vsak je zasnovan za en prekinitev kontakta, pri visokih napetostih pa za 2 ali več.

Zasnova stikal z nizko vsebnostjo olja vključuje premične in fiksne kontakte (1 in 3), komoro za gašenje obloka (2), delovne kontakte (4)

V skladu z zgornjim diagramom se proizvajajo stikala VMP, VMG, MG, zasnovana za napetosti do 20 kV. Konstrukcijska značilnost stikal za visoke tokovne vrednosti je, da so delovni kontakti nameščeni zunaj, kontakti za gašenje obloka pa znotraj rezervoarja.

Odklopniki serije VMP se pogosto uporabljajo v zaprtih napravah, pa tudi v stikalnih napravah 6-10 kV. Stikalne naprave serije VK so vgrajene v kompletne stikalne naprave. Opremljeni so z vgrajenim elektromagnetnim ali vzmetnim pogonom in so zasnovani za izklopne tokove 20 - 31,5 kA in nazivne tokove 630 - 3150 A.

Stebričasta stikala, izdelana posebej za stikalne naprave, se odlikujejo po izvlečni zasnovi. V napeljavah 35 kV so nameščeni stolpčni VM serije VMK in VMUE. RU 110, 220 kV so opremljeni z odklopniki serije VMT. Enota ima varjeno podnožje, na katerem so nameščeni trije poli. Nadzor - vzmetni pogon.

Na fotografiji je prikazano stikalo VMT-110. Slika na levi prikazuje sestavne dele, iz katerih je sestavljen: vzmetni pogon (1), izolator nosilnega pola stikala (2), naprava za gašenje obloka (3), podstavek (4), krmilni mehanizem (5)

Na desni strani fotografije je prikazan modul, kjer je: 1 spustni vodnik, 2 gibljivi kontakt, povezan s spustnim vodnikom preko tokovnih odjemnikov. Obločna komora je označena s številko 3, fiksni kontakt je 5. Vse našteto je nameščeno v votlem izolatorju (4) iz porcelana. V njem je transformatorsko olje in pokrov (6) na vrhu.

Slednji je opremljen z manometrom za spremljanje tlaka v modulu. Poleg tega ima pokrov enoto za polnjenje s stisnjeno plinsko mešanico, avtomatski sprostitveni ventil in indikator olja (8). Mobilni kontakt in krmilna naprava sta povezana z izolirnimi palicami.

Zasnova droga je enaka za celotno serijo stikal. Rezervoarji MV za nazivne tokove od 630 do 1600 A vsebujejo 5,5 kg olja, nad 1600 in do vključno 3150 A - 8 kg.

Za povečanje zanesljivosti zasnova posameznih stikal vključuje dodatne krmilne in zaščitne elemente:

• odklop elektromagnetov;
• releji, ki delujejo takoj in z zakasnitvijo pri mejnem toku;
• rele minimalne napetosti;
• dodatne kontakte.

Odvisno od načina postavitve obstajajo odklopniki z nizko vsebnostjo olja z obločno žlebo, ki je nameščena na dnu in nasprotno na vrhu. V prvem primeru gibljivi kontakt izvaja gibanje od zgoraj navzdol, v drugem - obratno. Prekinitvena zmogljivost slednjega je večja.

Označevanje oljnih stikal

Dešifriranje oznak, ki jih proizvajalec nanese na stikalo za olje, vam bo omogočilo, da se seznanite z osnovnimi informacijami o njem. Oglejmo si kot primer oznake stikala VMG-133. Prvi znak "B" pomeni, da je pred vami stikalo.

Ta diagram prikazuje sestavo simbola za visokonapetostna stikala, vključno s tistimi za opremo, polnjeno z oljem

drugi - "M" označuje tip stikala, v tem primeru - nizko olje. Pismo "G" ugotavlja pripadnost določeni vrsti – lončnica. 133 - serija MV.

Pravila za obratovanje MV

Osebje za popravila in obratovanje, strokovnjaki, povezani z vzdrževanjem in delovanjem oljnih stikal, morajo poznati ustrezna navodila, strukturo in načelo delovanja opreme.

Med obratovanjem morajo delavci, ki servisirajo MV, spremljati:

1. Efektivna napetost, obremenitveni tok. Kazalniki ne smejo presegati vrednosti tabele.
2. Višina oljnega stolpca na polih, odsotnost puščanja.
3. Prisotnost maziva na drgnih delih.Stiki lahko izgubijo gibljivost in zamrznejo, če mazivo drgnih elementov postane gosto in umazano.
4. Prah v prostorih, kjer so nameščene stikalne naprave.
5. Skladnost mehanskih lastnosti upravljanih stikal s tabelarnimi standardi.

Po vsakem izklopu kratkega stika je treba opremo pregledati. Podatki o teh izpadih se beležijo v posebnem dnevniku. Obstajati mora dnevnik napak, v katerega se beležijo informacije o okvarah, ugotovljenih med delovanjem enote. Stikalo, na katerem je prišlo do izklopa zaradi kratkega stika, je predmet pregleda.

Preverite puščanje olja. Če se to zgodi in v velikih količinah, potem to kaže na nenormalno zaustavitev kratkega stika. Oprema je izločena iz uporabe in pregledana. Ko je olje temno, ga je treba zamenjati. Na hitrost odpiranja negativno vpliva viskoznost olja, ki se z nižanjem temperature povečuje.

Včasih je med popravilom potrebno zamenjati staro mazivo z novim: CIATIM-221, GOI-54 oz CIATIM-201.

Tabela s tehničnimi lastnostmi oljnih stikal. Če dejanske vrednosti ne ustrezajo tovarniškim vrednostim, se nastavitev izvede znova

Po odstranitvi MV iz delovanja se podporni izolatorji, palice in izolacija rezervoarja temeljito pregledajo glede prisotnosti razpok. Močno onesnaženo izolacijo obrišemo. Potreba po nujnih popravilih se pojavi po določenem številu kratkih stikov.

Obdobni pregled (PI) se izvaja mesečno. V tem primeru bodite pozorni na stopnjo segrevanja stikala. TR (tekoča popravila) se izvajajo letno. Vključuje dela, kot so preverjanje in odpravljanje napak na pritrdilnih elementih, kinematiki pogona, nivoju olja in tesnilih.Preverjena je tudi celovitost izolacijskih delov.

Po 3-4 letih po večjih popravilih se izvede srednje popravilo (SR). Vključuje celoten sklop TR del, poleg tega pa dodatno merijo kontaktni upor polov ter preverjajo mehanske in hitrostne parametre.

Če se odkrije neskladje med spremljanimi značilnostmi in tabelarnimi podatki, se stikalo razstavi, izvedejo prilagoditve in celoten obseg visokonapetostnih testov.

Med izrednimi popravili praviloma poskušajo pustiti prejšnjo nastavitev nespremenjeno. Zaradi tega je stikalo razstavljeno na minimum. Pogostost večjih popravil je od 6 do 8 let. V njegovem obsegu se opravi splošni pregled, odstranijo cilindre iz okvirja, odklopijo pnevmatike, popravijo pogon, naprave za gašenje obloka in blok kontakte.

Po vsem sledijo prilagoditve, lakiranje, priključitev pnevmatik in testi. Za vsa dela je sestavljena dokumentacija.

Poleg oljnih stikal se v visokonapetostnih omrežjih uporabljajo tudi druge ločilne naprave. Na primer SF6 in vakuum. Na naši spletni strani imamo druge članke, ki podrobno obravnavajo značilnosti in zasnovo teh vrst stikal ter značilnosti njihove uporabe:

• Vakuumsko stikalo: naprava in načelo delovanja + nianse izbire in povezave
• Odklopniki SF6: smernice za izbiro in pravila za priključitev

Zaključki in uporaben video na to temo

Zasnova, vrste, namen in delovanje MV:

Podroben pregled VMP-10:

Oljna stikala izpolnjujejo tudi vse osnovne zahteve za odklopnike, ki delujejo v pogojih visoke napetosti.Večina jih je varnih in zanesljivih pri delovanju, zagotavljajo hitro zaustavitev in so enostavni za namestitev. Kljub temu si proizvajalci prizadevajo zagotoviti še večjo skladnost z zahtevami za MV.

Imate znanje o oljnih stikalih in želite predstavljeno gradivo dopolniti s koristnimi informacijami? Ste morda opazili neskladje ali napako? Ali pa imate še vedno vprašanja o tej temi? Pišite nam o tem pod člankom - hvaležni vam bomo.