Olajmegszakító: típusok, jelölés + használati sajátosságok

A kapsolóberendezések között megtisztelő helyet foglal el veteránként az olajmegszakító, amelyet zárt és nyitott elosztóberendezésekben egyaránt használnak bármilyen feszültségen.

Alapvető funkciója a normálisan működő elektromos rendszer egyes vonalainak be- és kikapsolása, vagy nem szabványos helyzetekben. A kikapcsolás a körülményektől függően automatikusan vagy kézi úton történik.

Ebben a cikkben megvizsgáljuk ezen eszközök meglévő típusait, osztályozásukat és jelölésüket. Külön figyelmet szentelünk az ilyen megszakítók előnyeinek és hátrányainak, használatuk sajátosságainak és szabályainak. A jobb megértés érdekében sémákat, táblázatokat, szemléltető fotókat és tematikus videó-áttekintéseket választottunk.

Az olajmegszakítók előnyei és hátrányai

Ezek az eszközök viszonylag egyszerű felépítésűek. Jó kikapcsolási képességgel rendelkeznek, nem függnek az időjárási viszonyoktól. Meghibásodás esetén javítási munkálatok végezhetőkç A tartályos MV alkalmaz külső telepítésre. Lehetnek feltéelk a beépített áramváltók felszerelésze.

AZ MV működésében fontos szeerepet játszik az érintkezők szétválásának sebestége. Előfordulhat olyan helyzet, amikor az érintkezők rendkívül gyorsan válnak szét, és az ív azonnal eléri a sámára kritikus hosszúságot. Ekközben a viszzaáló feszültség nagysága nem bíztos, hogy elegendő az érintkezők kozöttí résfeszültségnek áttöréséhe

A tartályos megszakítóknak több hátrányuk van. Az első – nagy mennyiségű olaj jeleléte, eből adódóan ezen egységek és elosztóberendezések jelentős méretűek. A második – tűz- és robbanásveszély, nem szabványos helyzetekben a következmények a legsúlyosabbak lehetnek.

Az olaj szintjét mind a tartályban, mind a bevezetésekben, valamint annak állapotát rendszeres ellenőrzés alatt kell tartani. Ha a szervizelt villamosenergia-ellátó hálózatokban MV van, akkor szükségszerű egy speiális olajgazdálkodási rendszer fenntartása.

A képen VMG olajmegszakító lákható. Bármilyen terhelési áramot és zárlati áramot képes kikapcsolni, beleértve a maximális kikapcsolási áramot is. Ezt a típust széles körben használják traanszformátorállomásokon.

Az olajmegszakítók osztályozása

Az olajmegszakítók használatát a múlt száazad végen kezdték meg. A 20. száazad közepéig szinte más kikapcsoló eszköz nem is volt a nagyfeszültségű hálózatokban.

Ezen készülékeknek két nagy csoportja létezik:

1. Tartályos típusok, amelyekre jellemző a nagy olajmennyiség. Ezen berendezésekben az olaj egyszerre szolgál az ív oltásának közegéül és szigetelőanyagként.
2. Kis olajtartalmú vagy kis térfogatú típusok. A név maga beszél a töltőanyag mennyiségéről. Ezek a megszakítók dielektromos elemeket tartalmaznak, az olaj itt csak az ívoltáshoz szükséges.

Az elsőket főként 35 és 220 kV közötti elosztóberendezésekben használják. A másodikat 10 kV-ig. A VMT sorozatú kis olajtartalmú készülékeket a külső, 110 és 220 kV-ra méretezett kapcsolóberendezésekben is alkalmazzák.

Az ívoltás elve mindkét típusnál azonos. A megszakító nagyfeszültségű érintkezőinek szétkapcsolásakor keletkező ív az olaj gyors elpárolgását okozza. Ez gázburok kialakulásához vezet az ív körül. Ez a képződmény olajgőzből (kb. 20%) és hidrogénből (H2) áll.

Az ívköz deionizálódik az ívcső gyors lehűlésének eredményeként, ami a burokban lévő magas és alacsony hőmérsékletű gázok keveredésével jön létre.

Az ív keletkezésekor az érintkezők zónájában a hőmérséklet igen magas, körülbelül 6000⁰. A telepítéstől függően megkülönböztetünk belső, külső alkalmazásra szánt, valamint a KRP – komplett kapcsolóberendezésekben való alkalmazásra szolgáló megszakítókat.

1. típus – tartály típusú berendezés

Az ilyen típusú kapcsolóberendezések feszültségtől függően egy vagy több tartállyal rendelkezhetnek. Az első esetben ez 10 kV-ig, néhány esetben 35 kV-ig terjed. A nagyobb feszültségű berendezésekben működő megszakítók minden fázisa külön tartályban van elhelyezve.

Minden tartályos megszakító megközelítőleg azonos felépítésű. Az olajos bevezetésekkel ellátott acéltartály tartalmazza az ívoltó kamrákat. A külső érintkezőket egy traverz hidalja át.

Mind a tartályos, mind a kis olajtartalmú megszakítók hajtóműve lehet kézi, automatizált, szolenoid bekapcsoló tekercsre szerelt, vagy rugós. A második esetben a szolenoid mágneses tulajdonságát használják ki, amely lehetővé teszi a fém mag behúzását, amely egy speciális rendszeren keresztül csatlakozik az MV (olajmegszakító) tengelyéhez.

Amikor a szolenoid tekercsére egyenáramot kapcsolnak, a berendezés bekapcsol a mágneses mag rúdjának behúzásával, ami a megszakító tengelyének elfordulását eredményezi.

A tengelyt ebben a helyzetben egy speciális retesz tartja. A szolenoid a bekapcsolással egyidejűleg meghatározott helyzetbe állítja a kikapcsoló rugókat, amelyek egy speciális elektromos impulzus hatására kikapcsolják az MV-t.

A kikapcsolási folyamatot egy második szolenoid indítja el a görgős mechanizmus (retesz) kiütésével. Ennek eredményeként a tengely a rugó hatására azonnal elfordul, és megtörténik a kikapcsolás. A szolenoid hajtómű működéséhez akkumulátorra van szükség, amely egyenárammal táplálja azt.

Amikor az akkumulátor hiányzik, rugós hajtást alkalmaznak. A bekapcsolást elektromotorral vagy izomerővel végzik. A kézi kikapcsolás lehetséges kisteljesítményű egységeknél, amelyek zárlati árama legfeljebb 30 kA, és amelyek kikapcsolásához legfeljebb 25 kg erőkifejtés szükséges.

Egy tartályos nyílt ívű olajmegszakító

Néhány elosztóberendezésben olyan tartályos megszakítókat szerelnek, amelyek nem rendelkeznek ívoltó kamrákkal. Az elektromos ívet itt a legegyszerűbb módon oltják el: az érintkezők kétszeri megszakításával olajjal töltött edényben. Az ilyen nyílt ívű berendezések közé tartoznak a hazai VMB és VME modellek. Névleges áramuk 1,25 kA.

VME-6-200 kapcsolási rajza. A szerkezet a következőkből áll: tartály (1), fedél (2), porcelán szigetelők (3), álló érintkezők (4), mozgó érintkezők (5), keresztfej (6), ívoltó érintkezők (7), lemezek (8), rugó (9), tengely (10)

Az «E» betű a kotró típust jelöli, a 6-os szám a 6 kV-os névleges feszültséget, a 200 az amperben mért névleges áramot. Ennek a megszakítónak a küszöb-kikapcsolási árama 1,25 kA. A megszakító tartálya acélból készült, és csavarokkal csatlakozik az öntöttvas fedélhez. A tartály falai szigeteléssel (13) vannak bevonva.

Hat porcelán szigetelő halad át a fedélen, melyek réz kapcsokban végződnek, amelyek az álló munkakontaktusok funkcióját töltik be. A VME sorozat kézi lendkerekes hajtással rendelkezik.

A keresztfejen vagy érintkező hídon találhatók a mozgó érintkezők. Itt helyezkednek el az ívoltó mozgó érintkezők is sárgaréz sarokvasak formájában. Az alsó részen, a szigetelők végein elhelyezkedő rézlemezek sárgaréz végekkel az álló ívoltó érintkezők. A szigetelő rúd a hajtóművel való érintkezés útján mozgást közvetít a mozgó érintkezőknek.

Amikor a keresztfej emelt helyzetben van, az álló érintkezők zártak, a kikapcsolásért felelős rugó össze van nyomva, a megszakító be van kapcsolva. A megszakító a rögzítő retesz hajtótengelyéhez kapcsolódik, amely üzemi helyzetben tartja. Bármilyen kikapcsoláskor a retesz kiold, a rugó kitágul, és a keresztfej gyorsan lefelé mozog. Eközben a munkakontaktusok egymás utáni szakadása következik be: 4 és 5, majd 7,8.

Ez a megszakító minden pólusán az áramkör két ponton történő megszakadását, ív megjelenését és az olaj bomlását idézi elő. A 12 burkolatok belsejében a nyomás 0,5 és 1 MPa között van, ezáltal aktiválva a deionizációs folyamatot. Legfeljebb 0,1 másodperc alatt az ívek kialszanak, és a burkolatok felemelkedve a fedél alá kerülnek, megnövelve a légpárna térfogatát.

Amikor a megszakító minden fázisa egyetlen edényben van, az olaj szigeteli az érintkezőket egymástól és a tartálytesttől, amelyet kötelező földelni.

Az utóbbi puffer szerepet tölt be, csökkentve az ütés erejét az ívoltó folyamat során. A légpárna normál magassága a térfogat körülbelül 25%-a. E küszöb túllépése robbanáshoz vezethet.

Az ilyen megszakítók egyszerűen üzemeltethetők, viszonylag olcsók, és kényelmesen alkalmazhatók nyitott alállomásokon. De a forró olajgőzök már az oxigénnel való egyszerű érintkezéstől is könnyen meggyulladnak.

Az ív égése olajos közegben elindítja a polikondenzáció folyamatát, ami rontja az olaj elektromos szilárdságát. A tartályt eltömíti a szénrészecskékből álló üledék. Ezért az egység felülvizsgálata és olajcsere szükséges.

Olajmegszakítók ívoltó kamrával

A tartály típusú megszakítók megszakító képességét és üzembiztonságát jelentősen növeli az ívoltó kamra jelenléte. A kamrát a tartályban lévő olajba helyezik. A háromtartályos megszakítókban minden fázist külön tartályba helyeznek.

Egy tartályos megszakító egy pólusa metszetben. Fel van szerelve C-35-630-10 típusú ívoltó kamrával. A jelölés azt jelenti, hogy a megszakító 35 kV-os és annál nagyobb feszültségű kapcsolóberendezésekbe való beszerelésre szolgál, névleges árama 630,4 kA, megszakító névleges értéke 10 kA.

A szerkezet bonyolultabb, mint az ívoltó kamrák nélküli olajmegszakítóké, és a következőkből áll:

• pólus (1);
• áramváltó (2);
• hajtás háza (3);
• rúd (4);
• álló érintkező (5);
• ívoltó kamra (6);
• szigetelés (7);
• fűtőelem (8);
• olajleeresztő berendezés (9).

A kamra felső része álló érintkezővel van felszerelve. Bekapcsoláskor a mozgó érintkező, amely rúd alakú, behatol abba. Kikapcsoláskor a rúd elhagyja az álló érintkezőt, aminek következtében ív keletkezik a kamrában. Az ekkor keletkező nyomás nagyságrenddel meghaladja az ívoltó kamrával nem rendelkező megszakítók megfelelő paraméterét.

A 8-7 MPa nyomás csökkenti az ív átmérőjét, növeli a rés áttörési szilárdságát, miután az áram átlépte a nullapontot. Ennek eredményeként az ív oltása gyorsabb folyamat. A mozgó érintkező kamrából való kilépése után a szabad nyíláson keresztül gázkivezetés következik be, részleges olajfogással.

Az ív törzse gyorsan lehűl, intenzív deionizáció megy végbe. Az áram növekedésével az ívoltó kamra működési hatékonysága nő. Az olajmegszakító nyílt ívű berendezésként is működhet kis áramok kikapcsolásakor.

Az ívközbeni gőzkeverék nyomásának növelése mellett az ív kioltásának gyorsítására olyan módszert is alkalmaznak, mint a gőzkoktél fokozott fúvása az ív zónájába. Létezik hosszirányú, keresztirányú és szembeirányú fúvás.

Az automatikus fúvás típusát az ívfúvó kamra szerkezete határozza meg. Az első esetben a gőzkeverék vektora hosszanti irányú az ívoszlophoz képest (a ábrarész). Keresztirányú fúvás esetén az áramlás az ívoszlopra merőleges vagy meghatározott szögben mozog (b ábrarész).

Ha az áramlás iránya ellentétes a mozgó érintkező ívvel együtt történő mozgásának vektorával, akkor szembe fúvásról beszélünk. Az ívfúvó készülékekben gyakran e módszerek kombinációit alkalmazzák.

Az MV-ben lévő ív 3 szakaszban oltódik ki. Az első (a) szakaszban az ívben elektromos energia szabadul fel, és a zárt burokban nagy nyomás keletkezik. A keverék burokból való kilépésének pillanatában kezdődik a második szakasz (b). A harmadik (c) – a felmelegedett gázok és bomlástermékek maradványainak eltávolítása a kamrából.

Az utolsó szakaszban a kamra felkészítése történik a következő kikapcsolási ciklusban való részvételre. Az automatikus ismételt kikapcsoláshoz ez a szakasz rendkívül fontos.

2. típus – edényes vagy kisolajú megszakítók

A zárt berendezésekben az edényes megszakítókat generátor- és elosztó megszakítóként használják. A nyitottakban alállomási és elosztó megszakítóként. Az ilyen típusú megszakítókban az olaj nem tölt be szigetelő funkciót, csak az ív oltásához szükséges közegként.

A kis térfogatú MV-k tűz- és robbanásveszélyessége lényegesen alacsonyabb, mint a tartályosaké. Felszerelik őket mind az ORU-ban, mind a ZRU-ban bármilyen feszültségig, 110 kV-ig. A pólusok egymáshoz és a földhöz viszonyított szigetelésének szerepét olyan dielektrikumok látják el, mint a porcelán, az öntött gyanta, a steatit.

Az olaj ezekben az MV-kben csupán a pólus térfogatának 3-4%-át foglalja el. A kis olajtérfogat, a kis tömeg és a kényelmes méretek ennek a berendezésnek a vitathatatlan előnyei. Azonban a rendszer olyan csomópontjaiban alkalmazzák, ahol a megszakítókkal szemben nem támasztanak magas követelményeket.

E korlátozásokat a leválasztási képesség erős kapcsolata a kikapcsolási árammal, valamint a szerkezet alkalmatlansága a gyakori kikapcsolások körülményei közötti munkára magyarázzák.

További ok a többszörös gyors APV megvalósításának nehézségei. A kis térfogatú megszakítókban a következő olajfúvás típusokat alkalmazzák: keresztirányú, hosszanti, vegyes. A szakemberek az elsőt tartják a leghatékonyabbnak.

Az ebbe a típusba tartozó, ZRU-ra szánt megszakítóknál az érintkezők acél tartályba vannak helyezve. A 35 kV és annál nagyobb feszültségű MV-k porcelán burkolattal rendelkeznek. A 6-10 kV-os függesztett berendezés használatosabb. A háza az összes pólus számára közös keretre van rögzítve. Mindhárom pólus rendelkezik ívfúvó kamrával, mindegyik egy érintkezőszakadásra van méretezve, nagyobb feszültségeknél pedig 2 vagy több szakadásra.

A kismennyiségű olajmegszakítók szerkezete tartalmaz mozgó és rögzített érintkezőket (1 és 3), ívoltási kamrát (2), munkafázisok (4) érintkezőit.

A megadott séma szerint készülnek a VMP, VMG, MG megszakítók, amelyek 20 kV-ig terjedő feszültségre vannak méretezve. A nagy névleges áramú megszakítók szerkezetének sajátossága, hogy kívül helyezkednek el a munkafázisok, a tartály belsejében pedig az ívoltási érintkezők.

A VMP sorozatú megszakítókat gyakran használják zárt berendezésekben, valamint 6-10 kV-os KRU-kban. A komplett elosztóberendezésekben VK sorozatú megszakítókat szerelnek. Ezek beépített elektromágneses vagy rugós hajtóművel vannak felszerelve, és 20–31,5 kA megszakítóáram-értékekre, valamint 630–3150 A névleges áramokra vannak méretezve.

A KRU számára kifejezetten gyártott oszlopos megszakítók kihúzható kivitelűek. 35 kV-os berendezésekben a VMK és VMUE sorozatú oszlopos típusú VM megszakítókat szerelik. A 110, 220 kV-os kapcsolóberendezések VMT sorozatú megszakítókkal vannak felszerelve. Az egység hegesztett alapzattal rendelkezik, amelyen három pólusa helyezkedik el. A vezérlés rugós hajtómű.

A képen egy VMT-110 megszakító látható. A bal oldali ábrán láthatók azok az egységek, amelyekből felépül: rugós hajtómű (1), a megszakító pólusának tartószigetelője (2), ívoltási berendezés (3), alapzat (4), vezérlőmechanizmus (5)

A fénykép jobb oldalán egy modul látható, ahol: 1 – áramelvezető, 2 – mozgó érintkező, amely áramleszedő berendezéseken keresztül csatlakozik az áramelvezetőhöz. Az ívoltási kamra a 3-as számmal van jelölve, a rögzített érintkező az 5-ös. Mindez egy üreges porcelánszigetelőbe (4) van helyezve. Belül transzformátorolaj található, felül pedig egy sapka (6).

Az utóbbi manométerrel van felszerelve, hogy lehetővé tegye a modul nyomásának ellenőrzését. Ezenkívül a fedélen található egy egység sűrített gázkeverékkel való feltöltéshez, automatikus kiengedő szelep, olajszintjelző (8). A mozgó érintkező és a vezérlőberendezés szigetelő rudakkal van összekötve.

A pólus szerkezeti kialakítása azonos a teljes megszakítósorozatban. Az MV tartályokban a 630–1600 A névleges áramokhoz 5,5 kg olaj van, 1600 A felett és 3150 A-ig (beleértve) 8 kg.

A megbízhatóság növelése érdekében az egyes megszakítók szerkezetébe további vezérlő- és védőelemeket építenek be:

• kioldó elektromágnesek;
• küszöbáramnál azonnal és késleltetéssel működő relék;
• minimumfeszültség-relé;
• kiegészítő érintkezők.

Az elrendezés módjától függően vannak olyan kis olajtartalmú megszakítók, amelyekben az ívoltási kamra alul helyezkedik el, és ellentétes – felül. Az első esetben a mozgó érintkező felülről lefelé mozog, a másodikban fordítva. Az utóbbiak megszakítóképessége magasabb.

Az olajmegszakítók jelölése

A gyártó által az olajmegszakítóra felvitt jelölés megfejtése lehetővé teszi, hogy megismerkedjünk az alapvető információkkal róla. Példaként elemezzük a VMG-133 megszakító jelölését. Az első „V” szimbólum azt jelzi, hogy megszakítóról van szó.

Ez az ábra a nagyfeszültségű megszakítók – köztük az olajjal töltött berendezések – jelölésének összetételét mutatja.

A második – „M” a megszakító típusát jelöli, ebben az esetben a kisolajú típust. A „G” betű egy adott típushoz tartozást határozza meg – az edénytípushoz. A 133 az MV sorozat.

Az MV üzemeltetési szabályai

Az olajmegszakítók karbantartásával és üzemeltetésével foglalkozó javító- és üzemeltető személyzet, valamint a szakemberek kötelesek ismerni a vonatkozó utasításokat, a berendezés felépítését és működési elvét.

Az MV-t karbantartó dolgozóknak az üzemeltetés során ellenőrizniük kell:

1. Az üzemi feszültség és a terhelőáram. Az értékek nem haladhatják meg a táblázatos értékeket.
2. Az olajoszlop magasságát a pólusokban és a szivárgások hiányát.
3. A kenőanyag meglétét a súrlódó részeken. Az érintkezők elveszíthetik mozgékonyságukat és beragadhatnak, ha a súrlódó elemek kenőanyaga besűrűsödik és elkoszolódik.
4. Az elosztóberendezéseket tartalmazó helyiségek porosságát.
5. Az üzemeltetett megszakítók mechanikai jellemzőinek a táblázatos normáknak való megfelelését.

Minden rövidzárlatos kikapcsolás után meg kell vizsgálni a berendezést. Az ilyen kikapcsolások adatait külön naplóba kell bejegyezni. Kötelező rendelkezésre állnia egy hibanaplónak, amelybe az egység működése során észlelt meghibásodások adatait kell feljegyezni. Azt a megszakítót, amelyen rövidzárlat következtében történt kikapcsolás, meg kell vizsgálni.

Ellenőrizni kell, hogy nincs-e olajkifröccsenés. Ha ez történt, mégpedig nagy mennyiségben, az rendellenes rövidzárlati kikapcsolásra utal. A berendezést ki kell vonni az üzemből és meg kell vizsgálni. Ha az olaj sötét, cserére van szükség. A nyitási sebességet hátrányosan befolyásolja az olaj viszkozitása, amely a hőmérséklet csökkenésével nő.

Néha szükségessé válik a régi kenőanyag cseréje újra a javítás során: CIATIM-221, GOI-54 vagy CIATIM-201.

Az olajmegszakítók műszaki jellemzőit tartalmazó táblázat. Ha a tényleges értékek nem felelnek meg a gyári értékeknek, a beállítást megismétlik.

Az MV üzemből való kivonása után a tartószigetelőket, a rudazatokat, a tartályok szigetelését alaposan meg kell vizsgálni repedések szempontjából. Az erősen szennyezett szigetelést le kell törölni. A rendkívüli javítás szükségessége bizonyos számú rövidzárlat után merül fel.

Az időszakos ellenőrzést (PO) havonta végzik. Eközben figyelemmel kísérik a megszakító felmelegedésének mértékét. A folyó javítást (TR) évente hajtják végre. Ez olyan munkákat foglal magában, mint a rögzítőelemek, a hajtás kinematikájának, az olajszintnek és a tömítéseknek a vizsgálata és a hibák kijavítása. Ellenőrzik továbbá a szigetelő alkatrészek épségét is.

3-4 évvel a nagyjavítás után közepes javítást (KJ) végeznek. Ez magában foglalja a teljes TR munkacsomagot, plusz kiegészítőként elvégzik a pólusok átmeneti ellenállásának mérését és ellenőrzik a mechanikai és sebességi paramétereket.

Amennyiben az ellenőrzött jellemzők eltérést mutatnak a táblázatos adatokhoz képest, a kapcsolót szétszerelik, elvégzik a beállítást és a nagyfeszültségű vizsgálatok teljes komplexumát.

A soron kívüli javítás során általában igyekeznek az előző beállítást változatlanul hagyni. Emiatt a kapcsolót minimálisan bontják szét. A nagyjavítás gyakorisága 6-8 év. Ennek keretében általános szemlét végeznek, eltávolítják a hengereket a keretről, leválasztják a sínvezetékeket, javítják a hajtóművet, az ívoltó berendezéseket és a segédérintkezőket.

Ezt követően elvégzik a beállítást, festést, csatlakoztatják a sínvezetékeket, vizsgálatokat végeznek. Minden munkáról dokumentációt készítenek.

Az olajtípusú megszakítókon kívül a nagyfeszültségű hálózatokban más kikapcsoló berendezéseket is használnak. Például SF6-os és vákuumosakat. Weboldalunkon más cikkek is találhatók, amelyek részletesen tárgyalják ezen megszakítótípusok jellemzőit és felépítését, valamint használatuk sajátosságait:

• Vákuumkapcsoló: felépítés és működési elv + kiválasztási és csatlakoztatási részletek
• Gázszigetelésű megszakítók: választási irányelvek és csatlakoztatási szabályok

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Az olajmegszakítók felépítése, típusai, rendeltetése és üzemeltetése:

A VMP-10 részletes áttekintése:

Az olajmegszakítók is megfelelnek a nagyfeszültségű körülmények között működő megszakítókkal szemben támasztott alapvető követelményeknek. Többségük biztonságos és megbízható a működésben, gyors kikapcsolást biztosít, és egyszerűen szerelhető. Ennek ellenére a gyártók arra törekszenek, hogy még jobban megfeleljenek az olajmegszakítókkal szemben támasztott követelményeknek.

Ön rendelkezik ismeretekkel az olajmegszakítókról, és szeretné kiegészíteni a bemutatott anyagot hasznos információkkal? Esetleg észrevett egy eltérést vagy hibát? Vagy vannak még kérdései a témával kapcsolatban? Kérjük, írja meg nekünk a cikk alatt – hálásak leszünk Önnek.