Первые масляные выключатели состояли из бака (резервуара) круглой, овальной или прямоугольной формы. Сквозь крышку такого бака проходили изоляторы, на нижних концах которых крепились неподвижные контакты. Подвижной контакт
переключает два неподвижных контактов одного полюса, соединялся с приводным механизмом посредством изоляционной тяги. Бак заполнялся трансформаторной маслом до определенного уровня, но так, чтобы контактная система была полностью погружена в масло. Между поверхностью масла и крышкой бака находилось воздуха, которое отвечало атмосферном давлении (воздушная подушка).
В рассматриваемом выключатели масло (olive tree) служит не только дугогасящий средой, но и изоляцией между разомкнутыми контактами одного полюса (и контактами соседних полюсов, если все полюса находятся в одном баке). Бак масляного выключателя может быть заземлен или изолированный от земли, например, размещением его на изоляторе. Если бак масляного выключателя заземлен, то масло также изоляцией между частями, находящимися под напряжением и заземленными частями. Такие выключатели называются баковых или многообъемных масляных выключателей [13].
Если бак масляного выключателя изолирован, то масло может быть или только дугогасящий средой, или одновременно дугогасящий средой и изоляцией между разомкнутыми контактами одного полюса. Такие выключатели называются выключателя с малым объемом масла (малообъемные или малооливни). Масло в этих выключателях является их основной классификационным признаком по способу тушения (extinguishing) дуги.
В конструкциях масляных выключателей применяют различного рода дугогасильные системы (рис. 1.2). Простой разрыв с елеем (рис. 1.2, а) применяются ют в выключателях без дугогасительных камер. Простая тушильным камера - это металлический корпус с изолированными стенками или из специальной пластмассы, имеет достаточно большую механическую прочность (рис. 1.2, б). В верхнем дне такого корпуса крепится неподвижный (stationary) контакт (contact), а в нижнем имеется отверстие для подвижного контакта цилиндрической формы. Причем кольцевой зазор между подвижным контактом и стенками отверстия в дне незначительный. При размыкании неподвижного и подвижного контактов между ними возникает дуга и образуется газовый пузырь. Вследствие небольшого объема дугогасящего устройства, давление в газовом пузыре существенно больше, чем при простом разрыве в масле. При уходе подвижного контакта из отверстия в дне, вслед за ним дугогасящего устройства вырывается поток газа и паров масла, находящихся под большим давлением в камере. Этот процесс называется газооливного дутья. Такой момент наиболее благоприятен для гашения дуги. Но он может и не совпадать с моментом прохождения тока через ноль, и тогда эффективность гашения дуги существенно уменьшается. При отключении малых токов давление в дугогасительных устройства незначительно повышается и гашения дуги происходит так же, как и при простом разрыве в масле.
В дугогасительных устройства с продольным масляных дутьем (рис. 1.2, в) корпус разделен изоляционной перегородкой с отверстиями на две части. В центре перегородки расположен промежуточный контакт, который может перемещаться на небольшое расстояние. В верхней части корпуса закреплен неподвижный контакт, а в нижней есть отверстие для трубчатого подвижного контакта. При включенном положении масляного выключателя неподвижный контакт касается верхнего конца промежуточного контакта, а нижний - подвижного контакта. При выключении начинается одновременное перемещение подвижного и промежуточного контактов образуется промежуток между промежуточным и недвижимым контактами и между ними возникает дуга, которая называется генерирующей. Она создает давление внутри корпуса. Промежуточный контакт проходит расстояние 15-20 мм и останавливается. Тогда между ним и подвижным контактом продолжает свое движение, возникает вторая дуга, которая называется тушильным. Под действием давления, созданного генерирующей дугой, масло направляется в тушильным дуги, входит в тесное соприкосновение с ней и через полость трубчатого подвижного контакта выходит в бак выключателя, в котором масло находится под атмосферным давлением. Итак, эффективное воздействие газооливовои смеси на дугу происходит внутри дугогасящего устройства еще до выхода из него подвижного контакта, способствует быстрому тушению дуги при переходе тока через ноль.
В дугогасительных устройства с поперечным масляных дутьем (рис. 1.2, г) к корпусу присоединены набор изоляционных пластин с центральными отверстиями. Часть пластин (через одну) имеет прорези (щели), выходящих наружу. При отключения недвижимого и движимого контактов между ними возникает дуга, создает повышенный (increased) давление в камере. Выход масла из камеры через прорези в пластинах закрыт подвижным контактом. После прохождения подвижного контакта первой щели, открывается выход масла с дугогасящего устройства. Поперечный поток масла входит в тесное соприкосновение с дугой, способствуя его тушению. Если после открытия подвижным контактом первой щели не произошло гашения дуги, то откроется вторая щель и на дугу влиять уже две струи масла и т.д.
Дугогасительные устройства с масляной дутьем позволили существенно повысить надежность работы масляных выключателей, увеличить их токи отключения и номинальные напряжения. Эффективность работы дугогасящего устройства с масляной дутьем существенно зависит от тока отключения. При больших токах отключения давление в дугогасительных устройства значительный и гашения дуги происходит успешно. При малых токах давление в камере небольшой и эффективность гашения дуги снижается. Кроме того, давление изменяется и при синусоидальной изменении тока за период: он больше при максимуме тока и меньше при переходе тока через ноль. Для успешного гашения дуги именно при переходе тока через ноль необходимо обеспечить более эффективное воздействие масла на дугу.
Дугогасительные системы (камеры) современных масляных выключателей по принципу действия делятся на три основные группы.
1. Дугогасительные устройства с автодуттям, в которых дутья газопаровой смеси и масла в зону гашения дуги создается за счет энергии, выделяющейся самой дугой.
2. Дугогасительные устройства с принудительным масляных дутьем, в которых масло в зону гашения дуги (к месту разрыва дуги) подается с помощью специальных гидравлических механизмов с помощью постороннего источника энергии.
3. Дугогасительные устройства с магнитным гашением дуги в масле, в которых столб дуги под влиянием поперечного магнитного поля перемещается в узкие, заполненные маслом каналы и щели, образованные стенками из изоляционного материала.
Наиболее распространенными в конструкциях как баковых, так и малооливних выключателей является дугогасительные устройства первой группы, поскольку они обеспечивают большую эффективность тушения сравнительно несложных конструкциях камер. Принципиальные схемы работы простейших дугогасительных камер с автодуттям приведены на рис. 1.3.
Газовый пузырь, который образуется вокруг дуги при размыкании контактов, приводит к существенному повышению давления в ограниченном объеме камеры (состояние I). Масло и продукты ее распада, пытаясь выйти через отверстия в камере, создают интенсивное продольное обдува дуги потоками газопаровой смеси и масла вдоль дуги (рис. 1.3, а) при выходе подвижного контакта с камеры (состояние II), или поперек дуги (рис. 1.3 , б) при наличии выхлопного отверстия, расположенного против места разрыва (состояние II). После гашения дуги камера наполняется маслом (состояние III).
Современные масляные выключатели оборудуются также более сложными камерами, в которых используются показаны принципы в различных комбинациях с одним, двумя и большим количеством разрывов на фазу (phase) или имеют камеры с продольно-поперечным дутьем.
Загрузка...