Interruptor d'oli: tipus, marques + característiques d'ús
Entre els equips de commutació, l'interruptor d'oli, utilitzat tant en aparells de commutació tancats com oberts de qualsevol tensió, ocupa un lloc d'honor com a veterà.
La seva funció principal és encendre i apagar línies individuals d'un sistema elèctric de funcionament normal o en situacions inusuals. Segons les circumstàncies, l'apagada es produeix automàticament o manualment.
En aquest article analitzarem els tipus existents d'aquests dispositius, la seva classificació i etiquetatge. També prestarem atenció als pros i contres d'aquests interruptors, característiques i regles per al seu ús. Per a una millor comprensió del material, hem seleccionat esquemes, taules, fotos visuals i ressenyes de vídeos temàtics.
El contingut de l'article:
Pros i contres dels interruptors d'oli
Aquests dispositius tenen un disseny relativament senzill. Tenen una bona capacitat de commutació i no es veuen afectats per les condicions meteorològiques. Si es produeixen errors de funcionament, es poden realitzar tasques de reparació. Els tancs MV són adequats per a la instal·lació a l'exterior. Hi ha condicions per a la instal·lació de transformadors de corrent integrats.
La velocitat de divergència de contacte té un paper important en el funcionament de la MV. Es pot produir una situació quan els contactes divergeixen a una velocitat enorme i l'arc assoleix instantàniament una longitud que és crítica per a ell. En aquest cas, la magnitud de la tensió de recuperació pot no ser suficient per trencar la bretxa d'intercontacte.
Els interruptors de tancs tenen més desavantatges.El primer és la presència d'un gran volum d'oli, per tant, les dimensions considerables d'aquestes unitats i aparells de commutació. El segon és el perill d'incendi i d'explosió; en situacions d'emergència, les conseqüències poden ser les més imprevisibles.
El nivell d'oli tant al dipòsit com a les entrades, així com el seu estat, s'ha de mantenir sota control periòdic. Si hi ha una MT a les xarxes de subministrament d'alimentació, és necessari disposar d'una instal·lació especial de petroli.
Classificació dels interruptors d'oli
L'ús dels interruptors d'oli va començar a finals del segle anterior. Gairebé fins a mitjans del segle XX, simplement no hi havia cap altre dispositiu de desconnexió a les xarxes d'alta tensió.
Hi ha dos grans grups d'aquests dispositius:
- Tanc, que es caracteritzen per la presència d'un gran volum d'oli. Per a aquest equip, és tant el medi en què s'extingeix l'arc com l'aïllament.
- Oli baix o volum baix. El nom mateix parla de la quantitat de farciment que hi ha. Aquests interruptors contenen elements dielèctrics i només requereixen oli per a l'extinció de l'arc.
Els primers s'utilitzen principalment en instal·lacions de distribució de 35 a 220 kV. El segon - fins a 10 kV. Els dispositius de baix contingut d'oli de la sèrie VMT també s'utilitzen en aparells de commutació exteriors dissenyats per a 110 i 220 kV.
El principi d'extinció d'arc és idèntic per als dos tipus. L'arc que apareix quan s'obren els contactes d'alta tensió de l'interruptor provoca una ràpida evaporació de l'oli. Això condueix a la creació d'una carcassa de gas al voltant de l'arc. Aquesta formació està formada per vapor d'oli (aproximadament un 20%) i hidrogen (H2).
La bretxa d'arc es desionitza com a resultat del refredament ràpid del canó d'arc mitjançant la barreja de gasos d'alta i baixa temperatura a la carcassa.
En el moment de l'arc a la zona de contacte, la temperatura és molt alta: uns 6000⁰. Depenent de la instal·lació, hi ha interruptors que s'utilitzen per a ús intern i extern, així com per al seu ús en KRP: aparells de commutació complets.
Tipus #1: equips tipus tanc
Els equips de commutació d'aquest tipus poden tenir un o més dipòsits segons la tensió. En el primer cas, és de fins a 10 kV, en alguns casos fins a 35. Cada fase dels interruptors que funcionen en instal·lacions d'alta tensió es col·loca en un dipòsit individual.
Els accionaments dels interruptors de tancs i de baix nivell d'oli poden ser manuals, automàtics, muntats en una bobina d'accionament de solenoide o amb molla. En el segon cas, s'utilitza la propietat magnètica del solenoide, que li permet estrènyer el nucli metàl·lic connectat mitjançant un sistema especial a l'eix MV.
Quan es subministra corrent elèctric continu al bobinatge del solenoide, la unitat s'encén retraint la vareta del nucli magnètic i després girant l'eix de l'interruptor.
Un pestell especial manté l'eix en aquesta posició. Simultàniament a l'encesa, el solenoide estableix una determinada posició a les molles d'apagada, que, després de rebre un impuls elèctric especial, apagaran la MV.
El procés d'apagada inicia el segon solenoide eliminant el mecanisme del rodet (pescat).Com a resultat, l'eix gira a l'instant a causa de la molla i s'apaga. Perquè l'accionament del solenoide funcioni, cal que hi hagi una bateria per alimentar-lo amb corrent continu.
Quan no hi ha bateria, s'utilitza un accionament de molla. El canvi es realitza mitjançant un motor elèctric o mitjançant esforç muscular. L'apagada manual és possible per a unitats de baixa potència amb un valor de corrent de curtcircuit de fins a 30 kA, per apagar-les cal aplicar una força màxima de 25 kg.
MV monotanc amb arc obert
Alguns aparells estan equipats amb disjuntors de tancs que no tenen canals d'arc. L'arc elèctric aquí s'extingeix de la manera més senzilla: trencant els contactes en un recipient ple d'oli dues vegades. Aquests dispositius amb arc obert inclouen els models domèstics VMB i VME. Estan dissenyats per a un corrent nominal d'1,25 kA.
El símbol "E" significa excavadora, el número 6 és la tensió nominal de 6 kV, 200 és el corrent nominal en amperes. El llindar de corrent d'aturada per a aquest MV és d'1,25 kA. El dipòsit d'aquest MV està fet d'acer i connectat a una tapa de ferro colat mitjançant cargols. Les parets del dipòsit estan cobertes amb aïllament (13).
Sis aïllants de porcellana que passen per l'extrem de la tapa en suports de coure que serveixen com a contactes de treball fixos. La sèrie VME té una tracció manual al volant.
Hi ha contactes mòbils a la travessa o al pont de contacte. També es troben aquí els contactes mòbils d'extinció d'arc en forma de quadrats de llautó.Les plaques de coure amb puntes de llautó situades als extrems inferiors dels aïllants són contactes d'arc estacionari. Una vareta aïllant comunica el moviment als contactes mòbils mitjançant el contacte amb el mecanisme d'accionament.
Quan la travessa es troba en posició elevada, els contactes fixos es tanquen, es comprimeix la molla responsable de l'aturada i s'activa la MV. L'interruptor està connectat a un eix d'accionament del pestell, que el manté en la posició de funcionament. Sempre que es desconnecta, s'allibera el pestell, s'allibera la molla i la travessa es mou ràpidament cap avall. En aquest cas, els contactes de treball s'obren seqüencialment: 4 i 5, després 7,8.
Això fa que cada pol de l'interruptor obri el circuit en dos punts, l'arc i la descomposició de l'oli. Dins de les closques 12, la pressió arriba de 0,5 a 1 MPa, activant així el procés de desionització. En un màxim de 0,1 s, els arcs s'apagan, i les petxines, pujant, acaben sota la coberta i augmenten el volum del coixí d'aire.
Aquest últim actua com a amortidor, reduint la força d'impacte durant el procés d'extinció de l'arc. L'alçada normal del coixí d'aire és aproximadament el 25% del volum. Superar aquest llindar pot provocar una explosió.
Aquests interruptors són fàcils d'utilitzar, relativament econòmics i còmodes d'utilitzar en subestacions obertes. Però els vapors d'oli calent, fins i tot en simple contacte amb l'oxigen, són fàcilment inflamables.
La crema d'un arc en un entorn d'oli desencadena el procés de policondensació, que deteriora la força elèctrica de l'oli. El dipòsit s'obstrueix amb un sediment format per partícules de carboni. Per tant, són necessàries les inspeccions de la unitat amb un canvi d'oli.
Interruptors d'oli amb canal d'arc
La capacitat de ruptura i la fiabilitat dels interruptors automàtics de tipus dipòsit s'incrementen significativament per la presència d'un canal d'arc. Es col·loca a l'oli situat al dipòsit. En els interruptors automàtics de tres dipòsits, cada fase es col·loca en un dipòsit separat.
El disseny és més complex que el d'una VM sense canals d'arc i consta de:
- pals (1);
- transformador de corrent (2);
- carcassa de la unitat (3);
- varetes (4);
- contacte fix (5);
- cambra d'extinció d'arc (6);
- aïllament (7);
- element de calefacció (8);
- dispositius de drenatge d'oli (9).
La part superior de la càmera està equipada amb un contacte fix. Quan s'encén, hi penetra un contacte mòbil en forma de vareta. En cas de desconnexió, la vareta abandona el contacte fix, donant lloc a l'aparició d'un arc a la cambra. La quantitat de pressió generada en aquest cas és un ordre de magnitud superior al paràmetre corresponent dels interruptors que no estan equipats amb un canal d'arc.
Una pressió de 8 -7 MPa redueix el diàmetre de l'arc i augmenta la força de ruptura de la bretxa després que el corrent passi per la marca zero. Com a resultat, es produeix un procés d'extinció de l'arc més ràpid. Després de la sortida del contacte mòbil de la cambra, els gasos s'alliberen a través del forat lliure amb captura parcial d'oli.
El barril d'arc es refreda ràpidament i es produeix una desionització intensa. A mesura que augmenta el corrent, augmenta l'eficiència del canal d'arc.El MV també pot funcionar com a equip d'arc obert en cas d'una petita interrupció de corrent.
El tipus de bufat automàtic està determinat pel disseny de la rampa d'arc. En el primer cas, el vector de la mescla de vapor té una direcció longitudinal respecte a l'eix de l'arc (fragment a). Amb una direcció transversal de bufat, el flux es mou en una direcció perpendicular a la columna de l'arc o amb un angle determinat (fragment b).
En el cas que el flux tingui una direcció oposada al vector de moviment del contacte mòbil amb l'arc, es produeix un contrabufat. Les combinacions d'aquests mètodes s'utilitzen sovint en dispositius d'extinció d'arcs.
En l'última etapa, la cambra està preparada per participar en el següent cicle d'aturada. Per a l'apagada automàtica, aquest pas és extremadament important.
Tipus #2: interruptors d'olla o baix nivell d'oli
En instal·lacions tancades, els interruptors de potència s'utilitzen com a generadors i circuits de distribució. En oberts - com a subestació i distribució. L'oli no realitza funcions aïllants en interruptors d'aquest tipus; només és necessari com a mitjà per extingir l'arc.
El risc d'incendi i d'explosió de les VM de petit volum és significativament menor que el de les basades en tancs.S'instal·len tant en aparells exteriors com en aparells interiors de qualsevol tensió fins a 110 kV. La funció d'aïllar els pols entre si i amb el sòl és realitzada per dielèctrics com ara porcellana, resina colada, esteatita.
L'oli d'aquests VM ocupa només entre el 3 i el 4% del volum del pol. Un petit volum d'oli, un pes baix i unes dimensions convenients són els avantatges innegables d'aquest equip. No obstant això, s'utilitzen en components d'aquest tipus de sistemes on no hi ha grans exigències als interruptors.
Aquestes limitacions s'expliquen per la forta connexió entre la capacitat de desconnexió i el corrent interromput, i la incapacitat del disseny per funcionar en condicions d'interrupcions freqüents.
Un altre motiu és la dificultat d'implementar múltiples tancaments automàtics d'alta velocitat. En els interruptors de petit volum, s'utilitzen els següents tipus d'explosió d'oli: transversal, longitudinal, mixta. Els experts consideren que el primer és el més efectiu.
Per als interruptors d'aquest tipus, destinats a aparells tancats, els contactes es col·loquen en un dipòsit d'acer. Les MT amb tensions de 35 kV i superiors tenen una carcassa de porcellana. L'equip més utilitzat és suspès 6-10 kV. El seu cos està fixat en un marc comú a tots els pals. Els tres pols tenen una cambra d'extinció d'arc, cadascun està dissenyat per a una ruptura de contacte i a altes tensions per a 2 o més.
Segons el diagrama anterior, es produeixen interruptors VMP, VMG, MG, dissenyats per a tensions de fins a 20 kV. Una característica de disseny dels interruptors d'alta intensitat és que els contactes de treball es troben a l'exterior i els contactes d'extinció d'arcs es troben a l'interior del dipòsit.
Els interruptors de la sèrie VMP s'utilitzen sovint en dispositius tancats, així com en aparells de commutació de 6-10 kV. Els aparells de la sèrie VK s'instal·len en aparells complets. Estan equipats amb un accionament electromagnètic o de molla integrat i estan dissenyats per a corrents de ruptura de 20 - 31,5 kA i corrents nominals de 630 - 3150 A.
Els interruptors de columna, fabricats específicament per a aparells, es distingeixen pel seu disseny retràctil. A les instal·lacions de 35 kV, s'instal·len VMs tipus columna de les sèries VMK i VMUE. RU 110, 220 kV estan equipats amb interruptors automàtics de la sèrie VMT. La unitat té una base soldada sobre la qual es troben els seus tres pols. Control - accionament de molla.
El costat dret de la foto mostra un mòdul, on: 1 és un conductor de baixada, 2 és un contacte mòbil connectat al conductor de baixada mitjançant col·lectors de corrent. La cambra d'arc està designada amb el número 3, el contacte fix és 5. Tot l'anterior es col·loca en un aïllant buit (4) de porcellana. Hi ha oli de transformador al seu interior i un tap (6) a la part superior.
Aquest últim està equipat amb un manòmetre per controlar la pressió al mòdul. A més, la coberta té una unitat per omplir amb una mescla de gas comprimit, una vàlvula d'alliberament automàtica i un indicador d'oli (8). El contacte mòbil i el dispositiu de control estan connectats mitjançant barres aïllants.
El disseny del pal és idèntic per a tota la sèrie d'interruptors. Els dipòsits MV per a intensitats nominals de 630 a 1600 A contenen 5,5 kg d'oli, per sobre de 1600 i fins a 3150 A inclosos - 8 kg.
Per augmentar la fiabilitat, el disseny dels interruptors individuals inclou elements de control i protecció addicionals:
- desconnexió d'electroimants;
- els relés funcionen a l'instant i amb un retard a un corrent llindar;
- relé de tensió mínima;
- contactes addicionals.
Depenent del mètode de disseny, hi ha interruptors automàtics de baix nivell d'oli amb el canal d'arc situat a la part inferior i el contrari a la part superior. En el primer cas, el contacte mòbil implementa el moviment de dalt a baix, en el segon, viceversa. La capacitat de trencament d'aquest últim és més gran.
Marcatge dels interruptors d'oli
Desxifrar les marques aplicades pel fabricant a l'interruptor d'oli us permetrà familiaritzar-vos amb la informació bàsica al respecte. Vegem les marques de l'interruptor VMG-133 com a exemple. El primer caràcter "B" indica que hi ha un interruptor davant vostre.
segon - "M" indica el tipus d'interruptor, en aquest cas en particular: baix contingut d'oli. Carta "G" determina la pertinença a una determinada espècie - en test. 133 - Sèrie MV.
Normes de funcionament del MV
El personal de reparació i operació, especialistes associats amb el manteniment i el funcionament dels interruptors d'oli han de conèixer les instruccions, l'estructura i el principi de funcionament pertinents de l'equip.
Durant l'operació, els treballadors que donen servei a la MT han de vigilar:
- Tensió efectiva, corrent de càrrega. Els indicadors no han d'anar més enllà dels valors de la taula.
- L'alçada de la columna d'oli als pols, l'absència de fuites.
- Presència de lubricant a les peces de fregament.Els contactes poden perdre mobilitat i congelar-se si el lubricant dels elements de fregament es fa gruixut i brut.
- Pols a les habitacions on es troben els aparells.
- Compliment de les característiques mecàniques dels interruptors accionats amb les normes tabulars.
Després de cada viatge de curtcircuit, cal inspeccionar l'equip. La informació sobre aquestes interrupcions es registra en un registre especial. Hi ha d'haver un registre de defectes per registrar informació sobre els errors detectats durant el funcionament de la unitat. L'interruptor en què s'ha produït l'aturada com a resultat d'un curtcircuit està subjecte a inspecció.
Comproveu si hi ha fuites d'oli. Si això passa, i en grans quantitats, això indica una parada anormal del curtcircuit. L'equip es deixa fora de servei i es revisa. Quan l'oli és fosc, cal canviar-lo. La velocitat d'obertura es veu afectada negativament per la viscositat de l'oli, que augmenta a mesura que baixa la temperatura.
De vegades es fa necessari substituir el lubricant antic per un de nou durant les reparacions: CIATIM-221, GOI-54 o CIATIM-201.
Després de treure el MV del funcionament, els aïllants de suport, les barres i l'aïllament del dipòsit estan subjectes a una inspecció exhaustiva per detectar la presència d'esquerdes. Es neteja l'aïllament molt contaminat. La necessitat de reparacions d'emergència apareix després d'un cert nombre de curtcircuits.
La inspecció periòdica (PI) es realitza mensualment. En aquest cas, presteu atenció al grau d'escalfament de l'interruptor. TR (reparacions actuals) es realitzen anualment. Inclou treballs com la comprovació i eliminació de defectes en els elements de subjecció, la cinemàtica d'accionament, el nivell d'oli i els segells.També es comprova la integritat de les parts aïllants.
Després de 3-4 anys després de les reparacions importants, es realitza una reparació mitjana (SR). Inclou tot el conjunt d'obres TR, a més de mesurar addicionalment la resistència de contacte dels pals i comprovar els paràmetres mecànics i de velocitat.
Si es detecta una discrepància entre les característiques monitoritzades i les dades tabulars, l'interruptor es desmunta, s'ajusta i es realitzen un ventall complet de proves d'alta tensió.
Durant les reparacions extraordinàries, generalment intenten deixar sense canvis l'ajust anterior. Per aquest motiu, l'interruptor es desmunta al mínim. La freqüència de les reparacions importants és de 6 a 8 anys. En el seu abast, es realitza una inspecció general, es retiren els cilindres del bastidor, es desconnecten els pneumàtics, es reparen l'accionament, els dispositius d'extinció d'arcs i els contactes del bloc.
Després de tot, es fan els ajustos, es pinta, es connecten els pneumàtics i es fan proves. S'elabora la documentació de tots els treballs.
A més dels interruptors d'oli, també s'utilitzen altres dispositius de desconnexió a les xarxes d'alta tensió. Per exemple, SF6 i el buit. Tenim altres articles al nostre lloc web que comenten amb detall les característiques i el disseny d'aquest tipus d'interruptors, així com les característiques del seu ús:
- Interruptor de buit: dispositiu i principi de funcionament + matisos de selecció i connexió
- Interruptors SF6: pautes de selecció i normes de connexió
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Disseny, tipus, finalitat i funcionament de la MT:
Revisió detallada de VMP-10:
Els interruptors d'oli també compleixen tots els requisits bàsics per als interruptors automàtics que funcionen en condicions d'alta tensió.La majoria d'ells són segurs i fiables en funcionament, proporcionen un apagat ràpid i són fàcils d'instal·lar. Malgrat això, els fabricants s'esforcen per garantir un compliment encara més gran dels requisits plantejats per a la MT.
Tens coneixements sobre interruptors d'oli i vols complementar el material presentat amb informació útil? Potser heu notat una discrepància o un error? O encara tens preguntes sobre el tema? Si us plau, escriviu-nos sobre això a l'article: us estarem agraïts.
Si us plau, digueu-me quina diferència hi ha entre els interruptors d'oli VMP i VPM?
L'àmbit d'aplicació de VPM (i el seu predecessor VMG) és en instal·lacions internes, i VMP és en aparells tancats, així com aparells de 6-10 kV.
Per deixar-ho més clar, us explicaré una mica més. Utilitzant l'exemple de VMP-10 i VPM-10. Tots dos interruptors són del tipus baix en petroli i s'implementen en forma de dispositius de commutació de tres pols. VMP-10 i VPM-10 estan dissenyats per funcionar en instal·lacions tancades amb corrent altern d'alta tensió. La diferència rau en les característiques del disseny i els mètodes d'instal·lació. Adjuntant foto.