Commutateur d'huile: types, marquage + spécificités d'utilisation

Parmi les équipements de commutation, une place honorable, comme un vétéran, est occupée par un interrupteur à huile utilisé dans les appareillages de commutation intérieurs et extérieurs de toute tension.

Sa fonction principale est d'activer ou de désactiver des lignes individuelles d'un système électrique fonctionnant normalement ou dans des situations non standard. L'arrêt, selon les circonstances, se produit automatiquement ou manuellement.

Dans cet article, nous examinerons les types existants de ces appareils, leur classification et leur étiquetage. Nous prêtons également attention aux avantages et inconvénients de ces commutateurs, à leurs fonctionnalités et à leurs règles d'utilisation. Pour une meilleure compréhension du matériel, nous avons sélectionné des diagrammes, des tableaux, des photos visuelles et des revues vidéo thématiques.

Avantages et inconvénients des commutateurs d'huile

Ces appareils ont une conception relativement simple. Ils ont un bon pouvoir de coupure, ne dépendent pas des conditions météorologiques. En cas de dysfonctionnement, des réparations peuvent être effectuées. Les MV de réservoir conviennent à une installation extérieure. Il existe des conditions pour le montage de transformateurs de courant intégrés.

Un rôle important dans le travail de MV est joué par la vitesse de divergence de contact. Une situation peut survenir lorsque les contacts divergent à grande vitesse et que l'arc atteint instantanément une longueur qui lui est critique. Dans ce cas, l'amplitude de la tension de récupération peut ne pas être suffisante pour traverser l'intervalle de contact.

Les inconvénients sont plus avec les commutateurs de réservoir. Le premier est la présence d'un grand volume d'huile, donc les dimensions considérables de ces unités et appareillages de commutation. Le deuxième - risque d'incendie et d'explosion, dans les situations d'urgence, les conséquences peuvent être les plus imprévisibles.

Le niveau d'huile dans le réservoir et dans les entrées, ainsi que son état, doivent être maintenus sous contrôle périodique. S'il y a MT dans les réseaux d'alimentation desservis, il est nécessaire d'avoir une installation pétrolière spéciale.

Sur la photo, le commutateur d'huile VMG. Il peut couper toute charge et tout court-circuit, y compris la limite de courant de coupure. Ce type est largement utilisé dans les postes de transformation.

Classification des disjoncteurs d'huile

L'utilisation d'interrupteurs à huile a commencé à la fin du siècle dernier. Presque jusqu'au milieu du XXe siècle, il n'y avait tout simplement pas d'autres dispositifs de déconnexion dans les réseaux à haute tension.

Il existe deux grands groupes de ces appareils:

1. Réservoirpour laquelle la présence d'un grand volume d'huile est caractéristique. Pour cet équipement, il s'agit à la fois de l'environnement dans lequel l'arc s'éteint et de l'isolation.
2. Peu d'huile ou à faible volume. La quantité de charge en eux dit le nom lui-même. Ces interrupteurs contiennent des éléments diélectriques, et l'huile ici n'est nécessaire que pour l'extinction.

Les premiers sont principalement utilisés dans les installations de distribution de 35 à 220 kV. Le second - jusqu'à 10 kV. Les dispositifs à faible niveau d'huile BMT sont également utilisés dans les appareillages de commutation extérieurs conçus pour 110 et 220 kV.

Le principe de l'extinction d'arc est identique dans les deux types. L'arc qui apparaît lorsque les contacts haute tension de l'interrupteur sont ouverts provoque une évaporation rapide de l'huile. Cela conduit à la création d'une coque à gaz autour de l'arc. Cette formation est constituée de vapeur d'huile (environ 20%) et d'hydrogène (H2).

L'espace d'arc est désionisé en raison du refroidissement rapide du baril d'arc en mélangeant des gaz à haute et basse température dans la coque.

Au moment de la formation d'arcs dans la zone de contact, la température est très élevée - environ 6000⁰. Selon l'installation, les disjoncteurs sont utilisés pour une utilisation intérieure et extérieure, ainsi que pour une utilisation dans des appareillages de commutation complets.

Vue # 1 - Équipement de type réservoir

Les équipements de commutation de ce type peuvent avoir un réservoir ou plus selon la tension. Dans le premier cas, elle est jusqu'à 10 kV, dans certains cas jusqu'à 35. Chaque phase des disjoncteurs fonctionnant dans des installations à haute tension est placée dans un réservoir individuel.

Tous les commutateurs de réservoir ont approximativement la même disposition. Un réservoir en acier aux arrivées d'huile place une chambre d'extinction. Contacts extérieurs ponts traverse

Les entraînements des réservoirs et des disjoncteurs à faible niveau d'huile peuvent être manuels, assemblés automatiquement sur la bobine de commutation du solénoïde ou montés sur ressort. Dans le second cas, la propriété magnétique du solénoïde est utilisée, ce qui permet de resserrer le noyau métallique relié au moyen d'un système spécial à l'arbre MT.

Lorsqu'un solénoïde électrique à courant continu est fourni à l'enroulement, l'unité est mise sous tension en rétractant le noyau du circuit magnétique avec rotation ultérieure de l'arbre du disjoncteur.

Un verrou spécial maintient l'arbre dans cette position. Simultanément à la mise sous tension, le solénoïde définit une position définie pour déconnecter les ressorts qui, lorsqu'une impulsion électrique spéciale arrive, déconnectent la MV.

Le processus d'arrêt démarre le deuxième solénoïde en faisant tomber le mécanisme du rouleau (loquet). En conséquence, l'arbre tourne instantanément en raison du ressort et s'arrête. Pour le fonctionnement du solénoïde, la présence d'une batterie est nécessaire pour l'alimenter en courant continu.

Lorsque la batterie est manquante, un entraînement par ressort est utilisé. L'inclusion est réalisée à l'aide d'un moteur électrique ou en raison d'un effort musculaire. L'arrêt manuel est possible pour les unités de faible puissance avec des courants de court-circuit jusqu'à 30 kA, pour l'arrêt desquels une force maximale de 25 kg doit être appliquée.

MV à réservoir unique avec arc ouvert

Dans certains appareillages de commutation, des interrupteurs de réservoir sont installés sans chambre d'arc. L'arc électrique s'éteint ici de la manière la plus simple - en coupant deux fois les contacts dans un récipient rempli d'huile. Ces appareils à arc ouvert comprennent des modèles domestiques de VMB et VME. Ils sont évalués pour un courant nominal de 1,25 kA.

Schéma VME-6-200. La conception se compose d'un réservoir (1), d'un couvercle (2), d'isolateurs en porcelaine (3), de contacts fixes (4), de contacts mobiles (5), d'une traverse (6), de contacts d'arc (7), de plaques (8), d'un ressort (9 ), arbre (10)

Le symbole "E" signifie excavation, le nombre 6 est la tension nominale de 6 kV, 200 est le courant nominal en ampères. Le courant de coupure de seuil pour ce MV est de 1,25 kA. Le réservoir de ce MV est en acier et relié au couvercle en fonte au moyen de boulons. Les parois du réservoir sont recouvertes d'isolant (13).

Six isolateurs en porcelaine traversant l'extrémité du couvercle avec des supports en cuivre qui servent de contacts de travail fixes. La série VME a une commande manuelle par volant.

Il y a des contacts mobiles sur la traverse ou le pont de contacts. Des contacts mobiles en arc en forme de carrés de laiton sont également situés ici. Les plaques de cuivre avec des extrémités en laiton situées au bas des extrémités des isolateurs sont des contacts d'arc fixes. La tige isolante à travers le contact avec le mécanisme d'entraînement communique le mouvement des contacts mobiles.

Lorsque la traverse est relevée, les contacts fixes sont fermés, le ressort responsable de la déconnexion est comprimé, la MV est allumée. L'interrupteur est connecté à l'arbre d'entraînement du verrou, qui le maintient en position. À toute déconnexion, le verrou est libéré, le ressort s'ouvre et le joug suit rapidement. Dans ce cas, une ouverture séquentielle des contacts de travail se produit: 4 et 5, puis 7.8.

Cela provoque, à chaque pôle du disjoncteur en deux points, l'apparition d'un arc et la décomposition de l'huile. A l'intérieur des coques 12, la pression atteint de 0,5 à 1 MPa, activant ainsi le processus de désionisation. Dans un délai maximum de 0,1 s, les arcs s'éteignent et les coquilles, montantes, apparaissent sous le couvercle et augmentent le volume du coussin d'air.

Lorsque toutes les phases du MV sont dans le même réservoir, l'huile isole les contacts entre eux et du corps du réservoir, qui doit être mis à la terre

Ce dernier agit comme un tampon, réduisant la force d'impact en cours d'extinction. La hauteur normale du coussin d'air est d'environ 25% du volume. Le dépassement de ce seuil peut provoquer une explosion.

Ces commutateurs sont faciles à utiliser, relativement peu coûteux et pratiques à utiliser dans les sous-stations ouvertes. Mais les vapeurs d'huile chaude, même avec un simple contact avec l'oxygène, s'enflamment facilement.

La combustion à l'arc dans un milieu pétrolier démarre le processus de polycondensation, qui dégrade la résistance électrique de l'huile. Le réservoir obstrue les sédiments, constitués de particules de carbone. Par conséquent, des révisions de l'unité avec vidange d'huile sont nécessaires.

Disjoncteurs d'huile avec chambre de coupure

Le pouvoir de coupure et la fiabilité des disjoncteurs de type réservoir augmentent considérablement la présence de la chambre d'arc. Il est placé dans l'huile du réservoir. Dans les disjoncteurs à trois réservoirs, chaque phase est située dans un réservoir séparé.

Vue en coupe d'un pôle d'un interrupteur de réservoir. Il est équipé d'une chambre à arc С -35 - 630 - 10. Le marquage indique que le disjoncteur est conçu pour être installé dans des appareillages de coupure de 35 kV et plus, est conçu pour un courant nominal de 630,4 kA et une valeur de coupure de 10 kA

La conception est plus compliquée que celle d'une VM sans chambre d'arc et se compose de:

• poteaux (1);
• transformateur de courant (2);
• carter d'entraînement (3);
• tiges (4);
• contact fixe (5);
• chambre à arc (6);
• isolement (7);
• élément chauffant (8);
• dispositifs de vidange d'huile (9).

Le haut de la caméra est équipé d'un contact fixe. Lorsqu'il est allumé, un contact mobile, ayant la forme d'une tige, y pénètre. En cas de déclenchement, la tige laisse un contact fixe, à la suite duquel un arc apparaît dans la chambre. La pression qui se produit dans ce cas est d'un ordre de grandeur supérieur au paramètre correspondant pour les interrupteurs qui ne sont pas équipés d'une chambre d'arc.

La pression de 8 -7 MPa réduit le diamètre de l'arc, augmente la résistance à la rupture de l'espace après que le courant passe à travers la marque zéro. En conséquence, un processus d'extinction d'arc plus rapide se produit. Après la sortie du contact mobile de la chambre, un gaz d'échappement avec une capture partielle d'huile suit à travers un trou libre.

Le fût de l'arc se refroidit rapidement, une désionisation intense se produit. Avec l'augmentation du courant, l'efficacité de la chambre d'arc augmente. La MV peut également fonctionner comme un équipement à arc ouvert en cas de déconnexion de petits courants.

En plus d'augmenter la pression du mélange de vapeur dans l'espace d'arc, pour accélérer l'extinction de l'arc, une méthode telle qu'un soufflage amélioré du cocktail de vapeur dans la zone d'arc est utilisée. Il y a un souffle longitudinal, transversal, venant en sens inverse

Le type de dynamitage automatique est déterminé par la conception de la chambre d'arc. Dans le premier cas, le vecteur de mélange vapeur a une direction longitudinale par rapport à la tige d'arc (fragment a). Avec une orientation transversale, le flux de bouder se déplace dans une direction perpendiculaire à la colonne d'arc ou à un certain angle (fragment b).

Dans le cas où le flux d'écoulement a une direction opposée au vecteur de mouvement du contact mobile avec l'arc, il y a contre-souffle. Des combinaisons de ces méthodes sont souvent utilisées dans les dispositifs d'arc.

L'arc dans le MV s'éteint en 3 étapes. Dans le premier (a), l'énergie est générée dans l'arc et une haute pression est générée dans la coque fermée. Au moment où le mélange quitte la coquille, la deuxième étape (b) commence. Troisième (c) - élimination de la chambre des restes de gaz chauffés et de produits de désintégration

À la dernière étape, la caméra est en cours de préparation pour participer au prochain cycle d'arrêt. Pour un redémarrage automatique, cette étape est extrêmement importante.

Vue # 2 - disjoncteurs à pot ou à faible niveau d'huile

Dans les installations intérieures, les commutateurs de pot sont utilisés comme générateur et distribution. En plein air - comme sous-station et distribution. L'huile ne remplit pas de fonctions d'isolation dans les interrupteurs de ce type; elle n'est nécessaire que comme moyen d'extinction de l'arc.

Le risque d'incendie et d'explosion des machines virtuelles à faible volume est nettement inférieur à celui des réservoirs. Installez-les à la fois dans le tableau et dans le tableau de toute tension jusqu'à 110 kV. Le rôle de l'isolation des pôles les uns par rapport aux autres et à la terre est assuré par des diélectriques tels que la porcelaine, la résine coulée, la stéatite.

Le pétrole de ces VM n'occupe que 3 à 4% du volume des pôles. Le petit volume d'huile, le poids léger et les dimensions pratiques sont l'avantage incontestable de cet équipement. Cependant, ils sont utilisés dans de tels nœuds du système, où les commutateurs n'ont pas d'exigences élevées.

Ces limites s'expliquent par la forte connexion de la capacité de déconnexion avec le courant déconnecté, l'incapacité de la structure à fonctionner dans des conditions d'arrêts fréquents.

Une autre raison est la difficulté de mettre en œuvre plusieurs AR à haute vitesse. Dans les disjoncteurs de faible volume, les types de projection d'huile suivants sont utilisés: transversal, longitudinal, mixte. Les experts considèrent que le premier d'entre eux est le plus efficace.

Pour les interrupteurs de ce type, conçus pour l'appareillage intérieur, les contacts sont placés dans un réservoir en acier. La tension MT de 35 kV et plus a une coque en porcelaine. L'équipement le plus utilisé est suspendu 6-10 kV. Son corps est fixé sur un châssis commun à tous les pôles. Les trois pôles ont une chambre d'arc, chacun est conçu pour un contact ouvert, et à des tensions élevées de 2 ou plus.

La conception des petits disjoncteurs à huile comprend des contacts mobiles et fixes (1 et 3), une chambre d'arc (2), des contacts (4) fonctionnant

Selon le schéma ci-dessus, les disjoncteurs VMP, VMG, MG sont conçus pour des tensions allant jusqu'à 20 kV. Une caractéristique de conception des disjoncteurs pour les courants nominaux élevés est que les contacts de travail sont situés à l'extérieur et les contacts d'arc à l'intérieur du réservoir.

Les disjoncteurs de la série VMP sont souvent utilisés dans les appareils fermés, ainsi que dans les appareillages de commutation 6-10 kV. Dans l'appareillage complet, les interrupteurs de la série VK sont installés. Ils sont équipés d'un entraînement électromagnétique ou à ressort intégré et sont conçus pour des courants de coupure de 20 à 31,5 kA et des intensités nominales de 630 à 3150 A.

Les interrupteurs à colonne fabriqués spécialement pour l'appareillage se distinguent par leur conception coulissante. Dans les installations à 35 kV, des machines virtuelles de type colonne des séries VMK et VMUE sont installées. Appareillage 110, 220 kV équipé d'interrupteurs de la série BMT. L'unité a une base soudée sur laquelle ses trois pôles sont placés. Gestion - entraînement par ressort.

Sur la photo, le commutateur VMT-110. L'image de gauche montre les nœuds qui la composent: un entraînement par ressort (1), un isolant, un pôle de support d'un interrupteur (2), un dispositif d'arc (3), une base (4), un mécanisme de commande (5)

Le module est montré sur le côté droit de la photo, où: 1 est le collecteur, 2 est le contact mobile connecté au collecteur par le biais de collecteurs. La chambre de coupure est indiquée par le numéro 3, le contact fixe est 5. Tous ces éléments sont placés dans un isolateur creux (4) en porcelaine. À l'intérieur, il y a de l'huile de transformateur et au-dessus se trouve un capuchon (6).

Ce dernier est équipé d'un manomètre pour la possibilité de surveiller la pression dans le module. De plus, le couvercle comporte une unité de remplissage de mélange de gaz comprimé, une soupape d'échappement automatique et un indicateur d'huile (8). Le contact mobile et le dispositif de commande sont reliés par des tiges isolantes.

La conception du pôle est identique pour toute la série d'interrupteurs. Dans les réservoirs MT pour des puissances nominales de 630 à 1600 A, il y a 5,5 kg d'huile, au-dessus de 1600 et jusqu'à 3150 A inclus - 8 kg.

Pour augmenter la fiabilité, la conception des disjoncteurs individuels comprend en outre des éléments de commande et de protection:

• déconnexion des électroaimants;
• relais agissant instantanément et avec une vitesse d'obturation à un courant de seuil;
• relais de sous-tension;
• contacts supplémentaires.

Selon la méthode d'implantation, il existe des disjoncteurs à faible niveau d'huile avec une disposition inférieure de la chambre d'arc et l'opposé - supérieur. Dans le premier cas, le contact mobile met en œuvre le mouvement de haut en bas, dans le second - vice versa. Le pouvoir de coupure de ce dernier est plus élevé.

Marquage des commutateurs d'huile

Le décodage des marquages ​​effectués par le constructeur sur le contacteur d'huile vous permettra de prendre connaissance des informations de base le concernant. Examinons par exemple le marquage du commutateur VMG-133. Le premier caractère "B" indique que vous avez un interrupteur.

Ce diagramme montre la structure du symbole pour les disjoncteurs haute tension, y compris pour les équipements remplis d'huile

Deuxième - "M" indique le type de commutateur, dans un cas particulier - bas niveau d'huile. Lettre "G" détermine l'appartenance à une certaine espèce - en pot. 133 - Série MV.

Règles de fonctionnement MT

Les réparateurs, le personnel d'exploitation, les spécialistes associés à l'entretien et au fonctionnement des disjoncteurs à huile sont tenus de connaître les instructions, le dispositif et le principe de fonctionnement de l'équipement pertinents.

Les employés servant le MV pendant l'exploitation doivent contrôler:

1. Tension efficace, courant de charge. Les indicateurs ne doivent pas dépasser les valeurs tabulaires.
2. La hauteur de la colonne d'huile aux pôles, l'absence de fuites.
3. La présence de graisse sur les parties frottantes. Les contacts peuvent perdre leur mobilité et geler si la lubrification des éléments de frottement devient épaisse et sale.
4. L'aspect poussiéreux des pièces dans lesquelles se trouve l'appareillage.
5. Conformité des caractéristiques mécaniques des disjoncteurs commandés aux normes des tableaux.

Après chaque arrêt, un court-circuit doit inspecter l'équipement. Les informations sur ces pannes sont enregistrées dans un journal spécial. Un journal des défauts doit être disponible pour enregistrer des informations sur les dysfonctionnements détectés pendant le fonctionnement de l'unité. L'interrupteur sur lequel un déclenchement à la suite d'un court-circuit s'est produit est sujet à inspection.

Vérifiez les déversements d'huile. Si cela s'est produit, en outre en grande quantité, cela indique un arrêt anormal du court-circuit. L'équipement est mis hors service et inspecté. Lorsque l'huile est sombre, un changement est nécessaire.La vitesse d'ouverture est affectée par la viscosité de l'huile, qui augmente lorsque la température baisse.

Parfois, il devient nécessaire de remplacer l'ancienne graisse lors de la réparation par une neuve: TsIATIM-221, GOI-54 ou TsIATIM-201.

Tableau des caractéristiques techniques des disjoncteurs à huile. Si les valeurs réelles ne correspondent pas aux valeurs d'usine, le réglage est répété

Après la mise hors service du MV, les isolateurs de support, les tiges, l'isolation des réservoirs pour les fissures sont soumis à une inspection approfondie. L'isolation très sale est essuyée. La nécessité d'une réparation extraordinaire apparaît après un certain court-circuit.

Une inspection périodique (ON) est effectuée mensuellement. Dans ce cas, faites attention au degré de chauffage de l'interrupteur. TR (réparation en cours) est effectuée chaque année. Il comprend des tâches telles que la vérification et la réparation des défauts des fixations, la cinématique d'entraînement, le niveau d'huile, les joints. L'intégrité des pièces isolantes est également vérifiée.

Après 3-4 ans après une révision majeure, effectuez une moyenne (SR). Il comprend toute la gamme des opérations TP et mesure en outre la résistance de transition des pôles et vérifie les paramètres mécaniques et de vitesse.

En cas de détection d'incohérence des caractéristiques contrôlées avec les données tabulaires, le disjoncteur est démonté, le réglage et une gamme complète de tests haute tension sont effectués.

Lors d'une réparation extraordinaire, ils essaient principalement de laisser le réglage précédent inchangé. Pour cette raison, le disjoncteur est démonté au minimum. La fréquence de révision est de 6 à 8 ans. Dans son cadre, une inspection générale est effectuée, les cylindres sont retirés du cadre, les pneus sont déconnectés, l'entraînement, les dispositifs d'arc et les contacts de bloc sont réparés.

Après tout, faites des ajustements, peignez, connectez les pneus, effectuez des tests. Pour tout travail, rédigez la documentation.

Outre les disjoncteurs à huile, d'autres dispositifs de déconnexion sont également utilisés dans les réseaux haute tension. Par exemple, le gaz et le vide. Nous avons d'autres articles sur notre site qui détaillent les caractéristiques et la conception de ces types de commutateurs, ainsi que les caractéristiques de leur utilisation:

• Interrupteur à vide: appareil et principe de fonctionnement + nuances de choix et de connexion
• Interrupteurs à isolation gazeuse: points de référence et règles de connexion

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Le dispositif, les types, le but et le fonctionnement du MV:

Revue détaillée du VMP-10:

Toutes les exigences de base pour les disjoncteurs fonctionnant dans des conditions de haute tension sont également satisfaites par les disjoncteurs à huile. La plupart d'entre eux sont sûrs et fiables, fournissent un arrêt rapide, faciles à installer. Malgré cela, les fabricants s'efforcent d'assurer une conformité encore plus grande aux exigences mises en avant par MV.

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