Масляный выключатель относится к разряду коммутационных устройств для электрических цепей, работающих под высоким напряжением. Они выполняют функции включения и выключения в нескольких режимах:
- при длительной нагрузки;
- в момент короткого замыкания;
- в условиях перегрузки;
- при не синхронизированной работе;
- в состоянии холостого хода.
На протяжении всего времени существования масляные выключатели зарекомендовали себя как надёжные устройства во время внесения изменений в схемы электрических установок.
Чтобы масляный выключатель мог выдержать воздействие электродинамических сил, высокой температуры при коротком замыкании, а так же коммутационных перенапряжений во время отключения небольших токов намагничивания, он должен соответствовать таким требованиям:
- чёткое срабатывание на отключение токов в определённом для этого типа выключателей диапазоне;
- быстрота отключения, определяющая скорость гашения дуги. Это значение особенно важно при аварийных ситуациях;
- возможность подключения в автоматическом режиме после аварийного отключения.
Плюсы и минусы коммутирующего устройства
Несмотря на то, что масляные выключатели являются самым «старым» типом устройств управления токами высокого напряжения, их продолжают активно использовать благодаря целому ряду положительных качеств:
- простое конструктивное устройство;
- высокая способность к отключению;
- возможно установки снаружи;
- пригодность для монтажа встроенных трансформаторов.
Среди отрицательных рекомендаций к использованию выделяю такие:
- взрывоопасность;
- возможность возгарания;
- необходимость организации постоянного контроля за уровнем масла, его техническим состоянием;
- использование большого количества масла, что требует значительного времени при его замене, а так же вызывает необходимость иметь запасы этого сырья;
- большие размеры, затрудняющие перевозку, монтаж, установку.
Как действует прибор
В масляном выключателе масло служит для образования газа, в котором электрическая дуга гаснет.
Для того, чтобы масло разложилось, оно должно нагреться до высокой температуры. Высокую температуру даёт электрическая дуга, возникающая в момент разрыва контактов при команде «отключение». В итоге процесса разогрева и разложения масла, образуется пузырь из нескольких газов, главный компонент которого – водород. Большое содержание этого газа заставляет дугу отдавать значительную часть энергии. Гашение дуги происходит в тот момент, когда ток проходит через нулевое значение. В том состоянии дуга не получает подпитки мощностью, её температура снижается, что ведёт к потере проводимости.
Полное гашение дуги может не осуществиться с первого раза из-за восстанавливающего напряжения. Если его значения хватит для пробивания промежутка между контактами, дуга восстановится.
Принцип действия масляного выключателя таков, что отключение большего значения силы тока ведёт к более интенсивному газообразованию. Большое количество газа успешнее гасит дугу.
Существует несколько вариантов, обеспечивающих затухание дуги в масле:
- дуга выделяет энергию, двигающую масло и газ. Коммутационный прибор относятся к классу устройств с автодутьём;
- для нагнетания масла в точку соприкосновения с дугой применяется специальная гидравлика;
- для перемещения масла используется действие магнитного поля.
Классификация выключающих элементов
Различают два основных типа масляных выключателей:
- баковые, в которых масло не только выделяет газ для гашения дуги, но и само служит изоляцией токоведущих элементов;
- горшковые, называемые маломасляными. В этих устройствах масло не является изолятором для токоведущих элементов друг от друга.
Для устройства масляного выключателя первого типа используют баки с маслом. В них помещаются контактная дугогасильная система и вводы. Применяют два основных вида конструкции баковых выключателей:
- однобаковый. Используется для отключения сетей с напряжением до 20 кВ. Имеет два вида управления: ручное, дистанционное. Три фазы находятся в одном баке, где масло является изолятором каждой фазы от другой, а так же изолирует ещё их и от бака;
- трёхбаковый. В таком выключателе фазы расположены каждая в своём баке. Управление осуществляется дистанционно или автоматичски.
Устройство масляного выключателя горшкового типа не позволяет создать словия для изоляции контактов минеральным маслом. Для каждого разрыва дуги предусмотрено использование отдельной камеры, к которой размещено дугогасильное устройство. В этих аппаратах уменьшено количество масло, что делает их использование более предпочтительными. Они имеет меньшую массу, но требуют более тщательного контроля за количеством дугогасильного вещества.
Обратить внимание! Контроль уровня масла можно считать главным фактором обеспечения безопасности эксплуатации выключателей.
Количество масла в ёмкостях важно ля любого вида этих отключающих устройств. Слишком полный бак может не выдержать удар по крышке, возникающий из-за высокого давления во время процесса гашения дуги. Небольшое количество масляной среды создаёт условия для попадания разогретых газов под крышку и дальнейшую их реакцию с кислородом.
Что определяет ГОСТ
Основные характеристики масляного выключателя обозначены в ГОСТе 687-78Е. В нём выделены такие параметры:
- наибольшая величина тока возможная для отключения устройством при условии работы под самым большим рабочим напряжением%
- процент апериодической составляющей тока, который содержит ток отключения;
- цикл операций;
- устойчивость к действию сквозных токов в положении «вкл»;
- действующее и амплитудное значение тока, которое устройство может включить без повреждений для механизмов;
- время отключения конкретного типа прибора, соответствующее интервалу между командой к отключению и разведения контактов;
- время отключения и включения. Отключение – интервал от подачи команды на отключение до полного гашения дуги. Включение – временной промежуток от подачи команды на включение до образования тока в цепи;
- параметры, характеризующие восстановление напряжения.
