Что такое масляные выключатели

Выключатель, отключающий нагрузку от источника электроэнергии – главный элемент любой электрической сети и высоковольтные сети не составляют исключения. Необходимость отключения нагрузки может возникать в различных случаях, например для проведения ремонтных работ или в аварийных ситуациях. Коммутация высоковольтных электрических сетей обычно реализована на масляных выключателях (МВ), в Советском Союзе это был основной тип выключателей в высоковольтных сетях от 6 до 220 кВ.

Чтобы выяснить, что это такое и для чего они используются необходимо разобраться с понятием электрической дуги. В момент отключения нагрузки за счет накопленной в ее индуктивной составляющей энергии между уже разомкнутыми контактами возникает электрическая дуга, за счет чрезвычайно высокой температуры (до 6000°C) несущая огромное разрушающее действие. При размыкании высоковольтных цепей длина дуги может достигать метра.

Для устранения нежелательных последствий используют различные методы борьбы, например:

• в воздушных выключателях (низковольтные сети до 1000 В) электрическую дугу гасят в дугогасительных камерах;
• в вакуумных выключателях отсутствует возможность ионизации воздуха, следовательно, нет условий для возникновения дуги;
• в элегазовых выключателях процесс гашения дуги зависит от свойств элегаза (шестифтористая сера).

Однако данная статья посвящена масляным выключателям, поэтому дальше поговорим именно о них.

Принцип действия, конструкция и типы масляных выключателей

Более чем вековая история использования масляных выключателей (первые из них появились в конце XIX столетия) показала их проверенную временем эффективность. Процесс ускоренного гашения электрической дуги в МВ обеспечивают:

• быстрое расхождение контактов за счет специальных механизмов пружинного типа;
• интенсивное охлаждение электрической дуги, вызванное высокой теплопроводностью водорода, образуемого в ходе разложения масла.

Высокая температура дуги способствует разложению масла на газы. В составе газового пузыря, окружающего плазму до 70% занимает водород, охлаждающий дугу. Дополнительно плазму можно охлаждать поперечным масляным дутьем.

Конструктивно все МВ представлены следующими элементами:

• группой подвижных и неподвижных силовых контактов;
• изоляторами, обеспечивающими электрическую развязку между токопроводящими частями и корпусом выключателя;
• емкостями с трансформаторным маслом (баками), одного общего или трех на каждую контактную группу (фазу) в отдельности;
• механической частью на электромагнитных приводах, обеспечивающих механические алгоритмы работы масляного выключателя, включая механизмы пружинных приводов, отвечающие за скорость движения подвижных контактов;
• контролирующими и управляющими элементами.

По своему исполнению все МВ делятся на два типа:

• баковые, используемые преимущественно в сетях напряжением 35 – 220 кВ;
• маломасляные выключатели, нашедшие широкое применение в сетях до 10 кВ.

В баковых выключателях силовые контактные группы размещены в общем баке или в трех баках (по одному на фазу), масло здесь выполняет функции изолятора и дугогашения. Основным недостатком баковых масляных выключателей считаются:

• крупные габариты, связанные с большим количеством масла;
• высокая степень взрыво- и пожароопасности.

В отличие от масляных баковых высоковольтных выключателей масло в маломасляных выключателях, выполняет исключительно функцию дугогашения, количество его невелико, что позволяет минимизировать размеры выключателей. Силовые контакторы в малообъемных выключателях располагаются в трех отдельных цилиндрах небольшого объема, требующих незначительного количества масла. К примеру, потребность в последнем, испытываемая выключателями ВМП-10, составляет всего 4.5 кг.

Помимо низкой потребности в масле, компактностью и малым весом главным достоинством малообъемных масляных выключателей считается их более высокая безопасность.