Ölschalter: Typen, Kennzeichnung + Anwendungsspezifikationen
Unter den Schaltgeräten befindet sich ein ehrenwerter Platz wie ein Veteran in einem Ölschalter, der sowohl in Innen- als auch in Außenschaltanlagen mit beliebiger Spannung verwendet wird.
Seine Hauptfunktion besteht darin, einzelne Leitungen eines normal funktionierenden elektrischen Systems oder in nicht standardmäßigen Situationen zu aktivieren oder zu deaktivieren. Das Herunterfahren erfolgt je nach den Umständen automatisch oder manuell.
In diesem Artikel werden die vorhandenen Typen dieser Geräte, ihre Klassifizierung und Kennzeichnung betrachtet. Wir achten auch auf die Vor- und Nachteile solcher Schalter, Funktionen und Regeln für ihre Verwendung. Zum besseren Verständnis des Materials haben wir Diagramme, Tabellen, visuelle Fotos und thematische Videobewertungen ausgewählt.
Der Inhalt des Artikels:
Vor- und Nachteile von Ölschaltern
Diese Geräte sind relativ einfach aufgebaut. Sie haben ein gutes Bruchvermögen, hängen nicht von den Wetterbedingungen ab. Im Falle einer Fehlfunktion können Reparaturen durchgeführt werden. Tank-MVs sind für die Installation im Freien geeignet. Es gibt Bedingungen für die Installation von eingebauten Stromwandlern.
Eine wichtige Rolle in der Arbeit von MV spielt die Geschwindigkeit der Kontaktdivergenz. Eine Situation kann auftreten, wenn die Kontakte mit großer Geschwindigkeit auseinander gehen und der Lichtbogen sofort eine für ihn kritische Länge erreicht. In diesem Fall reicht die Größe der Wiederherstellungsspannung möglicherweise nicht aus, um den Kontaktspalt zu durchbrechen.
Nachteile sind mehr mit Tankschaltern. Das erste ist das Vorhandensein eines großen Ölvolumens, daher die beträchtlichen Abmessungen dieser Einheiten und Schaltanlagen. Die zweite - Brand- und Explosionsgefahr - in Notsituationen können die Folgen am unvorhersehbarsten sein.
Der Ölstand im Tank und in den Einlässen sowie sein Zustand müssen regelmäßig kontrolliert werden. Befindet sich MV in den versorgten Stromversorgungsnetzen, ist eine spezielle Ölanlage erforderlich.
Klassifizierung von Ölleistungsschaltern
Die Verwendung von Ölschaltern begann Ende des vorletzten Jahrhunderts. Fast bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts gab es in Hochspannungsnetzen einfach keine anderen Trennvorrichtungen.
Es gibt zwei große Gruppen dieser Geräte:
- Tankfür die das Vorhandensein eines großen Ölvolumens charakteristisch ist. Bei diesem Gerät ist es sowohl die Umgebung, in der der Lichtbogen gelöscht wird, als auch die Isolierung.
- Ölarm oder volumenarm. Die Menge an Füllstoff in ihnen sagt den Namen selbst. Diese Schalter enthalten dielektrische Elemente, und das Öl wird hier nur zum Löschen benötigt.
Ersteres wird hauptsächlich in Verteilungsanlagen von 35 bis 220 kV eingesetzt. Die zweite - bis zu 10 kV. BMT-Niedrigölgeräte werden auch in Außenschaltanlagen für 110 und 220 kV verwendet.
Das Prinzip der Lichtbogenlöschung ist bei beiden Typen identisch. Der Lichtbogen, der beim Öffnen der Hochspannungskontakte des Schalters auftritt, führt zu einer schnellen Verdunstung des Öls. Dies führt zur Bildung einer Gashülle um den Lichtbogen. Diese Formation besteht aus Öldampf (ca. 20%) und Wasserstoff (H2).
Der Lichtbogenspalt wird durch schnelles Abkühlen des Lichtbogenzylinders durch Mischen von Gasen mit hoher und niedriger Temperatur in der Hülle entionisiert.
Zum Zeitpunkt des Lichtbogens in der Kontaktzone ist die Temperatur sehr hoch - etwa 6000 ° C. Je nach Installation werden die Leistungsschalter für den Innen- und Außenbereich sowie für den Einsatz in Schaltanlagen eingesetzt - komplette Schaltanlagen.
Ansicht Nr. 1 - Tankausrüstung
Schaltgeräte dieses Typs können je nach Spannung einen oder mehrere Tanks haben. Im ersten Fall beträgt sie bis zu 10 kV, in einigen Fällen bis zu 35. Jede Phase der Leistungsschalter, die in Hochspannungsanlagen betrieben werden, befindet sich in einem einzelnen Tank.
Die Antriebe sowohl für Tank- als auch für Ölmangel-Leistungsschalter können manuell, automatisch an der Magnetschaltspule montiert oder federmontiert sein. Im zweiten Fall wird die magnetische Eigenschaft des Magneten genutzt, die es ermöglicht, den Metallkern, der mittels eines speziellen Systems mit der MV-Welle verbunden ist, festzuziehen.
Wenn der Wicklung ein elektrischer Gleichstrommagnet zugeführt wird, wird die Einheit eingeschaltet, indem der Kern des Magnetkreises mit anschließender Drehung der Leistungsschalterwelle zurückgezogen wird.
Ein spezieller Riegel hält die Welle in dieser Position. Gleichzeitig mit dem Einschalten stellt der Magnet eine bestimmte Position zum Trennen der Federn ein, die bei Eintreffen eines speziellen elektrischen Impulses das MV trennen.
Der Abschaltvorgang startet den zweiten Magneten durch Ausschalten des Rollenmechanismus (Verriegelung). Infolgedessen dreht sich die Welle aufgrund der Feder sofort und schaltet ab. Für den Betrieb des Magnetantriebs ist das Vorhandensein einer Batterie erforderlich, um ihn mit Gleichstrom zu versorgen.
Wenn die Batterie fehlt, wird ein Federantrieb verwendet. Der Einschluss erfolgt mit einem Elektromotor oder aufgrund von Muskelanstrengungen. Eine manuelle Abschaltung ist bei Niedrigleistungsaggregaten mit einem Kurzschlussstromwert von bis zu 30 kA möglich, bei deren Abschaltung eine maximale Kraft von 25 kg angewendet werden muss.
Einzeltank MV mit offenem Lichtbogen
In einigen Schaltanlagen sind Tankschalter installiert, die keine Lichtbogenkammern haben. Der Lichtbogen wird hier auf einfachste Weise gelöscht - durch doppeltes Brechen der Kontakte in einem ölgefüllten Behälter. Solche Geräte mit offenem Lichtbogen umfassen inländische Modelle von VMB und VME. Sie sind für einen Nennstrom von 1,25 kA ausgelegt.
Das Symbol "E" steht für Aushub, die Zahl 6 ist die Nennspannung von 6 kV, 200 ist der Nennstrom in Ampere. Der Schwellenunterbrechungsstrom für dieses MV beträgt 1,25 kA. Der Tank dieses MV besteht aus Stahl und ist über Schrauben mit dem Deckel aus Gusseisen verbunden. Die Wände des Tanks sind mit einer Isolierung (13) bedeckt.
Sechs Porzellanisolatoren, die mit Kupferhaltern durch das Deckelende geführt werden und als feste Arbeitskontakte dienen. Die VME-Serie verfügt über einen manuellen Schwungradantrieb.
Auf der Traverse oder Kontaktbrücke befinden sich bewegliche Kontakte. Hier befinden sich auch Lichtbogen-Mobilkontakte in Form von Messingquadraten. Kupferplatten mit Messingenden, die sich unten an den Enden der Isolatoren befinden, sind feste Lichtbogenkontakte. Die Isolierstange kommuniziert durch den Kontakt mit dem Antriebsmechanismus die Bewegung der beweglichen Kontakte.
Wenn die Traverse angehoben wird, werden die festen Kontakte geschlossen, die für das Trennen verantwortliche Feder wird zusammengedrückt, das MV ist eingeschaltet. Der Schalter ist mit der Verriegelungsantriebswelle verbunden, die ihn in Position hält. Bei jeder Unterbrechung wird die Verriegelung gelöst, die Feder öffnet sich und das Joch folgt schnell nach unten. In diesem Fall erfolgt ein sequentielles Öffnen der Arbeitskontakte: 4 und 5, dann 7.8.
Dies verursacht an jedem Pol des Leistungsschalters an zwei Punkten das Auftreten eines Lichtbogens und die Zersetzung von Öl. Innerhalb der Schalen 12 erreicht der Druck 0,5 bis 1 MPa, wodurch der Entionisierungsprozess aktiviert wird. Innerhalb von maximal 0,1 s werden die Lichtbögen gelöscht und die aufsteigenden Schalen erscheinen unter der Abdeckung und erhöhen das Volumen des Luftkissens.
Letzteres wirkt als Puffer und reduziert die Aufprallkraft beim Löschen. Die normale Höhe des Luftkissens beträgt ungefähr 25% des Volumens. Das Überschreiten dieses Schwellenwerts kann zu einer Explosion führen.
Solche Schalter sind einfach zu bedienen, relativ kostengünstig und in offenen Umspannwerken bequem zu verwenden. Aber heiße Öldämpfe entzünden sich auch bei einfachem Kontakt mit Sauerstoff leicht.
Das Lichtbogenbrennen in einem Ölmedium startet den Polykondensationsprozess, der die elektrische Festigkeit des Öls verschlechtert. Der Tank verstopft das aus Kohlenstoffpartikeln bestehende Sediment. Daher sind Überarbeitungen der Einheit mit Ölwechsel erforderlich.
Ölleistungsschalter mit Unterbrecherkammer
Das Schaltvermögen und die Zuverlässigkeit der Leistungsschalter vom Tanktyp erhöhen das Vorhandensein der Lichtbogenkammer erheblich. Es wird in das Öl im Tank gegeben. Bei Leistungsschaltern mit drei Tanks befindet sich jede Phase in einem separaten Tank.
Das Design ist komplizierter als das einer VM ohne Lichtbogenkammern und besteht aus:
- Pole (1);
- Stromwandler (2);
- Antriebsgehäuse (3);
- Stangen (4);
- stationärer Kontakt (5);
- Lichtbogenkammer (6);
- Isolierung (7);
- Heizelement (8);
- Ölablassvorrichtungen (9).
Die Oberseite der Kamera ist mit einem festen Kontakt ausgestattet. Beim Einschalten dringt ein beweglicher Kontakt in Form eines Stabes ein. Im Falle einer Auslösung verlässt der Stab einen stationären Kontakt, wodurch ein Lichtbogen in der Kammer erscheint. Der in diesem Fall entstehende Druck ist um eine Größenordnung höher als der entsprechende Parameter für Schalter, die nicht mit einer Lichtbogenkammer ausgestattet sind.
Der Druck von 8 bis 7 MPa verringert den Durchmesser des Lichtbogens und erhöht die Durchschlagfestigkeit des Spaltes, nachdem der Strom die Nullmarke durchlaufen hat. Infolgedessen tritt ein schnellerer Lichtbogenlöschprozess auf. Nach dem Austritt des beweglichen Kontakts aus der Kammer folgt ein Abgas mit teilweiser Ölaufnahme durch ein freies Loch.
Der Lauf des Lichtbogens wird schnell abgekühlt, es tritt eine intensive Entionisierung auf. Mit zunehmendem Strom steigt der Wirkungsgrad der Lichtbogenkammer. MV kann auch als Gerät mit offenem Lichtbogen arbeiten, wenn kleine Ströme abgeschaltet werden.
Die Art des automatischen Strahlens wird durch die Auslegung der Lichtbogenkammer bestimmt. Im ersten Fall hat der Dampfgemischvektor eine Längsrichtung in Bezug auf die Lichtbogenwelle (Fragment a). Bei einer Querausrichtung bewegt sich der Sulk-Fluss in einer Richtung senkrecht zur Bogensäule oder in einem bestimmten Winkel (Fragment b).
In dem Fall, in dem der Strömungsstrom eine Richtung hat, die dem Bewegungsvektor des mobilen Kontakts mit dem Lichtbogen entgegengesetzt ist, gibt es einen Gegenstoß. Kombinationen dieser Verfahren werden häufig in Lichtbogengeräten verwendet.
In der letzten Phase wird die Kamera darauf vorbereitet, am nächsten Abschaltzyklus teilzunehmen. Für den automatischen Neustart ist dieser Schritt äußerst wichtig.
Ansicht Nr. 2 - Leistungsschalter für Topf- oder Ölmangel
In Inneninstallationen werden Töpfchenschalter als Generator und Verteiler verwendet. Im Freien - als Umspannwerk und Verteilung. Öl hat bei Schaltern dieses Typs keine Isolationsfunktionen, es ist nur als Medium zum Löschen des Lichtbogens erforderlich.
Die Brand- und Explosionsgefahr von VMs mit geringem Volumen ist erheblich geringer als die von Tank-VMs. Installieren Sie sie sowohl in der Schaltanlage als auch in der Schaltanlage mit einer Spannung von bis zu 110 kV. Die Rolle der Isolierung von Polen in Bezug zueinander und zur Erde wird von Dielektrika wie Porzellan, Gießharz und Steatit übernommen.
Das Öl in diesen VMs nimmt nur 3 bis 4% des Polvolumens ein. Kleines Ölvolumen, geringes Gewicht und günstige Abmessungen sind der unbestreitbare Vorteil dieser Ausrüstung. Sie werden jedoch in solchen Knoten des Systems verwendet, in denen die Switches keine hohen Anforderungen stellen.
Diese Einschränkungen erklären sich aus der starken Verbindung der Trennfähigkeit mit dem Trennstrom und der Unfähigkeit der Struktur, unter Bedingungen häufiger Abschaltungen zu arbeiten.
Ein weiterer Grund ist die Schwierigkeit bei der Implementierung mehrerer Hochgeschwindigkeits-ARs. In Leistungsschaltern mit geringem Volumen werden die folgenden Arten von Ölstrahlen verwendet: quer, längs, gemischt. Experten halten den ersten für den effektivsten.
Bei Schaltern dieses Typs, die für Innenschaltanlagen ausgelegt sind, werden die Kontakte in einen Stahltank gelegt. MV-Spannungen von 35 kV und höher haben eine Schale aus Porzellan. Die am häufigsten verwendeten Geräte sind 6-10 kV aufgehängt. Sein Körper ist an einem gemeinsamen Rahmen für alle Pole befestigt. Alle drei Pole haben eine Lichtbogenkammer, die jeweils für einen offenen Kontakt und bei hohen Spannungen von 2 oder mehr ausgelegt ist.
Gemäß dem obigen Schema sind VMP-, VMG- und MG-Leistungsschalter für Spannungen bis zu 20 kV ausgelegt. Ein Konstruktionsmerkmal von Leistungsschaltern für hohe Nennströme besteht darin, dass sich die Arbeitskontakte außerhalb und die Lichtbogenkontakte im Tank befinden.
Leistungsschalter der VMP-Serie werden häufig in geschlossenen Geräten sowie in Schaltanlagen mit 6 bis 10 kV eingesetzt. In der kompletten Schaltanlage sind die Schalter der VK-Serie installiert. Sie sind mit einem eingebauten elektromagnetischen Antrieb oder Federantrieb ausgestattet und für Unterbrechungsströme von 20 bis 31,5 kA und Nennströme von 630 bis 3150 A ausgelegt.
Säulenschalter, die speziell für Schaltanlagen hergestellt wurden, zeichnen sich durch ein Gleitdesign aus. In 35-kV-Installationen werden spaltenartige VMs der Serien VMK und VMUE installiert. Schaltanlage 110, 220 kV mit Schaltern der BMT-Serie. Das Gerät hat eine geschweißte Basis, auf der seine drei Pole platziert sind. Management - Federantrieb.
Das Modul ist auf der rechten Seite des Fotos dargestellt, wobei: 1 der Kollektor ist, 2 der bewegliche Kontakt ist, der über Kollektoren mit dem Kollektor verbunden ist. Die Unterbrecherkammer ist mit der Nummer 3 gekennzeichnet, der feste Kontakt ist 5. Alle oben genannten sind in einem hohlen Isolator (4) aus Porzellan angeordnet. Im Inneren befindet sich Transformatoröl und oben eine Kappe (6).
Letzterer ist mit einem Manometer zur Überwachung des Drucks im Modul ausgestattet. Zusätzlich verfügt der Deckel über eine Einheit zum Befüllen mit Druckgasgemisch, ein automatisches Auslassventil und eine Ölanzeige (8). Der mobile Kontakt und das Steuergerät sind durch Isolierstangen verbunden.
Das Design der Stange ist für die gesamte Schalterreihe identisch. In den MV-Tanks für Nennströme von 630 bis 1600 A befinden sich 5,5 kg Öl über 1600 und bis einschließlich 3150 A - 8 kg.
Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, umfasst das Design einzelner Leistungsschalter zusätzlich Steuer- und Schutzelemente:
- Elektromagnete trennen;
- Relais, die sofort und mit einer Verschlusszeit bei einem Schwellenstrom arbeiten;
- Unterspannungsrelais;
- zusätzliche Kontakte.
Je nach Auslegungsmethode gibt es Leistungsschalter mit niedrigem Ölstand und einer unteren Anordnung der Lichtbogenkammer und der gegenüberliegenden oberen. Im ersten Fall implementiert der bewegliche Kontakt die Bewegung von oben nach unten, im zweiten - im Gegenteil. Die Bruchkapazität des letzteren ist höher.
Kennzeichnung von Ölschaltern
Durch die Dekodierung der vom Hersteller auf dem Ölschalter vorgenommenen Markierungen können Sie sich mit den grundlegenden Informationen vertraut machen. Lassen Sie uns zum Beispiel die Markierung des VMG-133-Schalters untersuchen. Das erste Zeichen "B" zeigt an, dass Sie einen Schalter haben.
Zweitens - "M" zeigt die Art des Schalters an, in einem bestimmten Fall - Ölmangel. Buchstabe "G" bestimmt die Zugehörigkeit zu einer bestimmten Art - eingetopft. 133 - Serie MV.
MV-Betriebsregeln
Reparaturpersonal, Betriebspersonal und Spezialisten für die Wartung und den Betrieb von Ölleistungsschaltern müssen die entsprechenden Anweisungen, Geräte und Funktionsprinzipien der Geräte kennen.
Die Mitarbeiter, die das MV während des Betriebs bedienen, müssen Folgendes kontrollieren:
- Effektive Spannung, Laststrom. Indikatoren sollten nicht über Tabellenwerte hinausgehen.
- Die Höhe der Ölsäule an den Polen, das Fehlen von Undichtigkeiten.
- Das Vorhandensein von Fett auf den Reibteilen. Die Kontakte können an Beweglichkeit verlieren und gefrieren, wenn die Schmierung der Reibelemente dick und schmutzig wird.
- Die Staubigkeit der Räume, in denen sich die Schaltanlage befindet.
- Übereinstimmung der mechanischen Eigenschaften von Leistungsschaltern mit den Tabellenstandards.
Nach jedem Herunterfahren muss das Gerät kurzgeschlossen werden. Informationen zu diesen Ausfällen werden in einem speziellen Protokoll aufgezeichnet. Es muss ein Fehlerprotokoll verfügbar sein, um Informationen über während des Betriebs des Geräts festgestellte Fehlfunktionen aufzuzeichnen. Der Schalter, an dem aufgrund eines Kurzschlusses eine Auslösung aufgetreten ist, wird überprüft.
Auf Ölverschmutzung prüfen. Wenn dies darüber hinaus in großen Mengen passiert ist, deutet dies auf eine abnormale Abschaltung des Kurzschlusses hin. Die Ausrüstung wird außer Betrieb genommen und inspiziert. Wenn das Öl dunkel ist, ist ein Wechsel erforderlich.Die Öffnungsgeschwindigkeit wird durch die Viskosität des Öls beeinträchtigt, die bei sinkender Temperatur zunimmt.
Manchmal muss das alte Fett während der Reparatur durch ein neues ersetzt werden: TsIATIM-221, GOI-54 oder TsIATIM-201.
Nach der Außerbetriebnahme des MV werden Stützisolatoren, Stangen und die Isolierung der Tanks auf Risse einer gründlichen Prüfung unterzogen. Stark verschmutzte Isolierung wird abgewischt. Die Notwendigkeit einer außerordentlichen Reparatur tritt nach einem gewissen Kurzschluss auf.
Die regelmäßige Inspektion (ON) wird monatlich durchgeführt. Achten Sie in diesem Fall auf den Heizgrad des Schalters. TR (aktuelle Reparatur) wird jährlich durchgeführt. Es umfasst Aufgaben wie das Überprüfen und Beheben von Befestigungsfehlern, Antriebskinematik, Ölstand und Dichtungen. Isolierende Teile werden ebenfalls auf ihre Unversehrtheit überprüft.
Führen Sie nach 3-4 Jahren nach einer Generalüberholung einen Durchschnitt (SR) durch. Es umfasst den gesamten Bereich der TP-Operationen und misst zusätzlich den Übergangswiderstand der Pole und überprüft die mechanischen und Geschwindigkeitsparameter.
Bei Feststellung einer Inkonsistenz der gesteuerten Eigenschaften mit den Tabellendaten wird der Leistungsschalter zerlegt, die Einstellung und eine ganze Reihe von Hochspannungstests durchgeführt.
Während einer außerordentlichen Reparatur versuchen sie hauptsächlich, die vorherige Anpassung unverändert zu lassen. Aus diesem Grund wird der Leistungsschalter auf ein Minimum zerlegt. Die Häufigkeit der Überholung beträgt 6 bis 8 Jahre. In seinem Umfang wird eine allgemeine Inspektion durchgeführt, Zylinder werden aus dem Rahmen entfernt, die Reifen werden getrennt, der Antrieb, die Lichtbogenvorrichtungen und die Blockkontakte werden repariert.
Nehmen Sie schließlich Anpassungen vor, lackieren Sie, schließen Sie Reifen an und führen Sie Tests durch. Erstellen Sie für alle Arbeiten eine Dokumentation.
Neben Ölleistungsschaltern werden in Hochspannungsnetzen auch andere Trennvorrichtungen eingesetzt. Zum Beispiel Gas und Vakuum. Wir haben andere Artikel auf unserer Website, die die Eigenschaften und das Design dieser Schaltertypen sowie die Merkmale ihrer Verwendung beschreiben:
- Vakuumschalter: Gerät und Funktionsprinzip + Nuancen der Wahl und des Anschlusses
- Gasisolierte Schalter: Referenzpunkte und Anschlussregeln
Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Gerät, Typ, Zweck und Betrieb des MV:
Detaillierte Überprüfung des VMP-10:
Alle grundlegenden Anforderungen an Leistungsschalter, die unter Hochspannungsbedingungen arbeiten, werden auch von Ölleistungsschaltern erfüllt. Die meisten von ihnen sind sicher und zuverlässig im Betrieb, bieten eine schnelle Abschaltung und sind einfach zu installieren. Trotzdem bemühen sich die Hersteller, die von MV gestellten Anforderungen noch besser einzuhalten.
Haben Sie Kenntnisse über Ölleistungsschalter und möchten das vorgestellte Material mit nützlichen Informationen ergänzen? Vielleicht haben Sie eine Nichtübereinstimmung oder einen Fehler bemerkt? Oder haben Sie Fragen zum Thema? Bitte schreiben Sie uns darüber unter dem Artikel - wir werden Ihnen dankbar sein.
Bitte sagen Sie mir, was ist der Unterschied zwischen VMP-Ölschaltern und VPM?
Der Anwendungsbereich von VPM (und seines Vorgängers VMG) liegt in Inneninstallationen, und VMP befindet sich in Innenschaltanlagen sowie in Schaltanlagen mit 6 bis 10 kV.
Um es klarer zu machen, werde ich etwas mehr erklären. Zum Beispiel VMP-10 und VPM-10. Beide Schalter sind vom Typ mit niedrigem Ölstand und werden in Form von dreipoligen Schaltgeräten implementiert. VMP-10 und VPM-10 sind für den Betrieb in geschlossenen Anlagen mit Hochspannungswechselstrom ausgelegt. Der Unterschied liegt in den Konstruktionsmerkmalen und Installationsmethoden. Ich lege das Foto bei.