Õlilüliti: liigid, märgistus + kasutuse eripära

Kommutatsiooniseadmete hulgas on õlikaitselüliti auväärsel kohal veteranina, seda kasutatakse nii suletud kui ka avatud jaotusseadmetes igal pingel.

Selle põhifunktsioon on normaalselt töötava elektrisüsteemi üksikute liinide sisse- ja väljalülitamine või eriolukordades. Väljalülitamine toimub olenevalt asjaoludest automaatselt või käsitsi.

Selles artiklis vaatleme nende seadmete olemasolevaid liike, nende klassifikatsiooni ja märgistust. Pöörame tähelepanu ka selliste lülitite plussidele ja miinustele, nende kasutamise eripäradele ja reeglitele. Materjali paremaks mõistmiseks oleme valinud skeeme, tabeleid, selgeid fotosid ja teemakohaseid videoülevaateid.

Õlikaitselülitite plussid ja miinused

Need seadmed on suhteliselt lihtsa ehitusega. Neil on hea väljalülitusvõime, nad ei sõltu ilmastikutingimustest. Rikete korral saab teha remonditöid. Paagitäüpi MV sobivad välispaigalduseks. On tingimused sisseehitatud voolutrafode paigaldamiseks.

MV töös mängib olulist rolli kontaktide lahknemiskiirus. Võib tekkida olukord, kus kontaktid lahknevad tohutu kiirusega ja kaar saavutab hetkega pikkuse, mis on sellele kriitiline. Sellisel juhul ei pruugi taastuva pinge väärtusest piisata kontaktvahe läbimurdmiseks.

Paaglülititel on rohkem puudusi. Esimene — suure õlikoguse olemasolu, sellest tulenevalt nende agregaatide ja jaotusseadmete märkimisväärsed mõõtmed. Teine — tule- ja plahvatusoht, hädaolukordades võivad tagajärjed olla kõige ettearvamatud.

Õlitaset nii paagis kui ka sisendites, samuti selle seisukorda tuleb perioodiliselt kontrollida. Kui teenindatavates elektrivarustusvõrkudes on MV, peab olema spetsiaalne õlimajandus.

Fotol on VMG õlikaitselüliti. See suudab välja lülitada kõik koormus- ja lühisvoolud, sealhulgas piirväljalülitusvoolu. Seda tüüpi kasutatakse laialdaselt trafoalajaamades.

Õlikaitselülitite klassifikatsioon

Õlikaitselüliteid hakati kasutama juba 19. sajandi lõpus. Peaaegu kuni XX sajandi keskpaigani polnud kõrgepingevõrkudes lihtsalt muid väljalülitusseadmeid.

Neid aparaate on kaks suurt rühma:

1. Paagiga tüüpi, mida iseloomustab suure õlikoguse olemasolu. Selle seadme puhul on õli nii keskkond, milles kaar kustutatakse, kui ka isolatsioon.
2. Väikese õlikogusega või väikese mahuga. Nende täiteaine kogusest räägib juba nimi ise. Need lülitid sisaldavad dielektrilisi elemente ning õli on siin vajalik ainult kaare kustutamiseks.

Esimisi kasutatakse peamiselt jaotusseadmetes vahemikus 35 kuni 220 kV. Teisi kasutatakse kuni 10 kV. Väikese õlikogusega seadmeid seeriast VMT kasutatakse ka välistingimustes kasutatavates jaotusseadmetes, mis on ette nähtud 110 ja 220 kV jaoks.

Kaare kustutamise põhimõte on mõlema tüübi puhul identne. Lüliti kõrgepingekontaktide avamisel tekkiv kaar põhjustab õli kiiret aurustumist. See viib gaasikesta tekkeni ümber kaare. See moodustis koosneb õliaurudest (umbes 20%) ja vesinikust (H2).

Kaarevahe deioniseerub kaarekeha kiire jahutamise tulemusel, segades kestas kõrge ja madala temperatuuriga gaase.

Kaarte tekkimise hetkel kontakttsoonis on temperatuur väga kõrge – umbes 6000⁰. Olenevalt paigaldusest eristatakse lüliteid, mida kasutatakse sise-, välistingimustes ning ka KRP-s – komplektsetes jaotusseadmetes.

Tüüp #1 — paagitäüpi seadmed

Selle tüübi lülitusseade võib sõltuvalt pingest omada ühte või mitut paaki. Esimesel juhul kuni 10 kV, mõnel juhul kuni 35. Suurema pingega seadmetes töötavate lülitite iga faas on paigutatud eraldi paaki.

Kõigil paagiga lülititel on ligikaudu sama paigutus. Sisenditel olev terasest paak koos õliga paigutab kaarekustutuskambrid. Väliskontakte ühendab travers.

Ajameid nii paagiga kui ka väikese õlikogusega lülititele võivad olla käsitsi, automaatsed, mis on kokku pandud solenoidi sisselülitusmähisele või vedruga. Teisel juhul kasutatakse solenoidi magnetilist omadust, mis võimaldab tõmmata metallist südamikku, mis on ühendatud spetsiaalse süsteemi kaudu MB võlliga.

Solenoidi mähisele alalisvoolu andmisel lülitub seade sisse tänu magnetsüdamiku varda sissetõmbamisele, millele järgneb lüliti võlli pööramine.

Võlli selles asendis hoiab spetsiaalne riiv. Samaaegselt sisselülitamisega seab solenoid väljalülitusvedrudele kindla asendi, mis spetsiaalse elektrilise impulsi saabumisel lülitavad MB välja.

Väljalülitusprotsessi käivitab teine solenoid, lüües välja rullmehhanismi (riivi). Selle tulemusel pöördub võll hetkega vedru toimel ja toimub väljalülitamine. Solenoidajami tööks on vajalik akupatarei olemasolu, et toita seda alalisvooluga.

Kui aku puudub, kasutatakse vedruajamit. Sisselülitamine toimub elektrimootori või lihasjõu abil. Käsitsi väljalülitamine on võimalik väikese võimsusega seadmete puhul, mille lühisvoolu väärtus on kuni 30 kA, mille väljalülitamiseks on vaja rakendada jõudu maksimaalselt 25 kg.

Ühepaagiline avatud kaarega õlilüliti

Mõnedes jaotusseadmetes paigaldatakse paaglülitid, millel puuduvad kaarekustutuskambrid. Siin kustutatakse elektrikaar lihtsamal viisil – kontaktide kahekordse katkestamise teel õliga täidetud mahutis. Selliste avatud kaarega seadmete hulka kuuluvad kodumaised mudelid VMB ja VME. Need on ette nähtud nimivooluks 1,25 kA.

VME-6-200 skeem. Konstruktsioon koosneb paagist (1), kaanest (2), portselanisolaatoritest (3), liikumatutest kontaktidest (4), liikuvatest kontaktidest (5), traversist (6), kaarekustutuskontaktidest (7), plaatidest (8), vedrust (9), võllist (10).

Sümbol «E» tähistab ekskavaatorit, number 6 – nimipinget 6 kV, 200 – nimivoolu amprites. Selle õlilüliti lävivool on 1,25 kA. Selle õlilüliti paak on valmistatud terasest ja ühendatud malmvalust kaanega poltide abil. Paagi seinad on kaetud isolatsiooniga (13).

Kuus portselanisolaatorit, mis läbivad kaane, lõpevad vaskklambritega, mis täidavad liikumatu töökontakti funktsiooni. Seeria VME on varustatud käsitsi hoorattaga ajamiga.

Traaversil ehk kontaktsillal asuvad liikuvad kontaktid. Siin paiknevad ka kaarekustutusliikuvad kontaktid messingnurkade kujul. Vaskplaadid messingotsikutega, mis asuvad allpool isolaatorite otstes, on liikumatud kaarekustutuskontaktid. Isolatsioonivarras annab liikumise liikuvatele kontaktidele läbi kontaktiajamimehhanismiga.

Traaversi tõstetud asendis on liikumatud kontaktid suletud, väljalülitamise eest vastutav vedru on kokku surutud, õlilüliti on sisse lülitatud. Lüliti on ühendatud riivi ajamivõlliga, mis hoiab seda tööasendis. Iga väljalülitamise korral vabaneb riiv, vedru tõuseb lahti ja traavers liigub kiiresti alla. Seejuures toimub töökontaktide järjestikune avamine: 4 ja 5, seejärel 7,8.

See põhjustab lüliti igal poolusel ahela katkestamise kahes punktis, kaare tekkimise ja õli lagunemise. Kestade 12 sees ulatub rõhk 0,5–1 MPa-ni, aktiveerides sellega deioniseerimisprotsessi. Maksimaalselt 0,1 sekundi jooksul kaared kustutatakse ning kestad tõustes satuvad kaane alla ja suurendavad õhkpadja mahtu.

Kui kõik õlilüliti faasid on ühes mahutis, isoleerib õli kontaktid üksteisest ja paagi korpusest, mis tuleb kindlasti maandada.

Viimane täidab puhvri rolli, vähendades löögijõudu kaarekustutusprotsessis. Normaalne õhkpadja kõrgus on umbes 25% mahust. Selle läve ületamine võib põhjustada plahvatuse.

Sellised lülitid on lihtsad kasutada, suhteliselt odavad, neid on mugav kasutada avatud alajaamades. Kuid kuumad õliaurud süttivad kergesti isegi lihtsal kokkupuutel hapnikuga.

Kaare põlemine õlikeskkonnas käivitab polükondensatsiooni protsessi, mis halvendab õli elektrilist tugevust. Paaki ummistab süsinikuosakestest koosnev sete. Seetõttu on vajalikud seadme ülevaatused koos õli vahetusega.

Õlilülitid kaarekustutuskambriga

Paagitüüpi lülitite väljalülitusvõime ja töökindlus suureneb oluliselt kaarekustutuskambri olemasolul. See asetatakse paagis olevasse õli. Kolmepaagilistes lülitites paikneb iga faas eraldi paagis.

Üks paagilüliti poolus läbilõikes. See on varustatud kaarekustutuskambriga С-35–630–10. Tähis tähendab, et lüliti on ette nähtud paigaldamiseks jaotusseadmesse 35 kV ja üle selle, nimivool 630,4 kA, väljalülitusvõime 10 kA.

Konstruktsioon on keerulisem kui õlilülititel ilma kaarekustutuskambriteta ja koosneb:

• poolus (1);
• voolutrafo (2);
• ajami korpus (3);
• varras (4);
• liikumatu kontakt (5);
• kaarekustutuskamber (6);
• isolatsioon (7);
• kütteelement (8);
• õli tühjendusseade (9).

Kambri ülemine osa on varustatud liikumatu kontaktiga. Sisselülitamisel tungib sellesse liikuv kontakt, mis on varda kujuline. Väljalülitamise korral lahkub varras liikumatust kontaktist, mille tulemusena tekib kambris kaar. Tekkiv rõhu suurus on suurusjärgu võrra suurem kui vastav parameeter lülititel, mis ei ole varustatud kaarekustutuskambriga.

Rõhk 8-7 MPa vähendab kaare läbimõõtu, suurendab vahe läbilöögitugevust pärast seda, kui vool on läbinud nullmärgi. Lõpuks toimub kaare kustumise kiirem protsess. Pärast liikuva kontakti väljumist kambrist järgneb vaba ava kaudu gaaside väljalaske koos osalise õli kaasahaaramisega.

Kaare tüvi jahtub kiiresti, toimub intensiivne deionisatsioon. Voolu suurenemisega kasvab kaarekustutuskambri töö efektiivsus. Õlilüliti võib töötada ka avatud kaarega seadmena väikeste voolude väljalülitamisel.

Lisaks auru segu rõhu tõstmisele kaare vahemikus kasutatakse kaare kustumise kiirendamiseks sellist meetodit nagu auru kokteili tõhustatud puhumine kaare tsooni. On olemas piki-, põiki- ja vastupuhumine.

Automaatse puhumise tüübi määrab kaarekustutuskoja konstruktsioon. Esimesel juhul on aurusegu vektor kaarepõie suhtes pikisuunaline (fragment a). Põikisuunalise suunatuse korral liigub vool kaarepõiega risti või teatud nurga all (fragment b).

Kui voolu suund on vastupidine liikuva kontakti liikumissuunale kaarega, on tegu vastupuhumisega. Sageli kasutatakse kaarekustutusseadmetes nende meetodite kombinatsioone.

Kaar õlilülitis kustutatakse 3 etapis. Esimeses (a) eraldub kaares elektrienergia ja suletud kestas tekib kõrge rõhk. Teine etapp (b) algab segu väljumisel kestast. Kolmandas (c) eemaldatakse kambrist järelejäänud kuumutatud gaasid ja lagunemissaadused.

Viimases etapis valmistatakse kamber ette järgmiseks väljalülitustsükliks. See etapp on automaatse taassulgemise jaoks äärmiselt oluline.

Tüüp #2 — pott- või väikeõlilülitid

Suletud paigaldistes kasutatakse pottlüliteid generaator- ja jaotuslülititena. Lahtistes paigaldistes kasutatakse neid alajaama- ja jaotuslülititena. Seda tüüpi lülitites ei täida õli isolatsioonifunktsiooni, see on vajalik ainult kaare kustutamise keskkonnana.

Väikeõlilülitite tule- ja plahvatusoht on oluliselt väiksem kui paaklülititel. Neid paigaldatakse nii välis- kui ka sisejaotlatesse kõikidel pingetel kuni 110 kV. Pooluste omavahelise ja maa suhtes isolatsiooni rolli täidavad sellised dielektrikud nagu portselan, valatud vaik ja steatiit.

Õli moodustab nendes lülitites vaid 3–4% pooluse mahust. Väike õlikogus, väike mass ja sobivad mõõtmed on selle seadme vaieldamatud eelised. Kuid neid kasutatakse sellistes süsteemisõlmedes, kus lülititele ei seata kõrgeid nõudeid.

Neid piiranguid selgitab lahutusvõime tugev seos väljalülitatava vooluga ning konstruktsiooni kohanematus sagedaste väljalülituste tingimustes töötamiseks.

Teine põhjus on raskused mitmekordse kiire automaatse taassulgemise realiseerimisel. Väikeõlilülitites kasutatakse järgmisi õlipuhumise liike: ristpuhumine, pikisuunaline puhumine, segapuhumine. Ekspertide arvates on kõige tõhusam esimene.

Seda tüüpi sisejaotlatele mõeldud lülititel asuvad kontaktid teraspaagis. 35 kV ja kõrgema pingega õlilülititel on portselankest. Enam kasutatakse rippseadmeid 6-10 kV. Nende korpus on kinnitatud kõikidele poolustele ühisele raamile. Kõik kolm poolust omavad kaarekustutuskambrit, igaüks on ette nähtud üheks kontaktide katkestuseks, kõrgemate pingete puhul aga kaheks või enamaks.

Väikeõlilülitite konstruktsioon hõlmab liikuvat ja liikumatut kontakti (1 ja 3), kaarekustutuskambrit (2), töökontakte (4).

Antud skeemi järgi toodetakse lüliteid VMP, VMG, MG, mis on mõeldud pingele kuni 20 kV. Suure nimivooluga lülitite konstruktsiooni eripära on see, et väljaspool paiknevad töökontaktid ja paagi sees kaarekustutuskontaktid.

VMP-seeria lüliteid kasutatakse sageli suletud seadmetes, samuti KRU 6-10 kV. Kompleksjaotusseadmetesse paigaldatakse VK-seeria lüliteid. Need on varustatud sisseehitatud elektromagnetilise või vedruajamiga ja on mõeldud väljalülitusvooludeks 20–31,5 kA ja nimivooludeks 630–3150 A.

Spetsiaalselt KRU jaoks toodetavad kolonni-tüüpi lülitid eristuvad väljatõmmatava konstruktsiooni poolest. 35 kV seadmetesse paigaldatakse VM-kolonni tüüpi lüliteid seeriatest VMK ja VMUE. RU 110, 220 kV varustatakse VMT-seeria lülititega. Aparaadil on keevitatud alus, millel paiknevad selle kolm poolust. Juhtimine toimub vedruajamiga.

Fotol on lüliti VMT-110. Vasakpoolsel pildil on näidatud sõlmed, millest see koosneb: vedruajam (1), lüliti pooluse tugiisolaator (2), kaarekustutusseade (3), alus (4), juhtimismehhanism (5).

Foto paremal küljel on kujutatud moodul, kus: 1 — voolujuhe, 2 — liikuv kontakt, mis on ühendatud voolujuhiga läbi vooluvõtuseadmete. Kaarekustutuskamber on tähistatud numbriga 3, liikumatu kontakt — 5. Kõik loetletud on paigutatud portselanist õõnsasse isolaatorisse (4). Selle sees on trafoõli, peal on kork (6).

Viimane on varustatud manomeetriga, et võimaldada rõhu kontrollimist moodulis. Lisaks on kaasas sõlm surugaasiseguga täitmiseks, automaatne väljalaskeklapp, õlinäidik (8). Liikuv kontakt ja juhtimisseade on ühendatud isoleertõmbetega.

Pooluse konstruktsioon on identne kogu lülitiseeria ulatuses. MV-paakides nimivooludele 630–1600 A on 5,5 kg õli, üle 1600 kuni 3150 A (kaasa arvatud) — 8 kg.

Usaldusväärsuse suurendamiseks lisatakse üksikute lülitite konstruktsiooni täiendavaid juhtimis- ja kaitseelemente:

• väljalülituselektromagnetid;
• releed, mis toimivad hetkeliselt ja viivitusega lävivoolu korral;
• minimaalpingerelee;
• täiendavad kontaktid.

Sõltuvalt komponeerimisviisist on väikeõlilüliteid, mille kaarekustutuskamber asub all ja vastupidiselt — üleval. Esimesel juhul liigub liikuv kontakt ülevalt alla, teisel juhul vastupidi. Viimaste väljalülitusvõime on suurem.

Õlikaitselülitite märgistus

Tootja poolt õlilülitile kantud märgistuse dešifreerimine võimaldab tutvuda selle põhiandmetega. Vaatame näiteks lüliti VMG-133 märgistust. Esimene sümbol «V» ütleb, et tegemist on lülitiga.

Sellel skeemil on toodud kõrgepingelülitite tingmärkide koostis, sealhulgas ka õlitäitega seadmete jaoks.

Teine — «M» tähistab lüliti tüüpi, antud juhul väikese õlikogusega. Täht «G» määrab kuuluvuse teatud tüüpi — pott-tüüpi. 133 — seeria MV.

MV ekspluatatsioonieeskirjad

Remondi- ja operatiivpersonal, spetsialistid, kes on seotud õlilülitite hoolduse ja käitamisega, on kohustatud tundma vastavaid juhendeid, seadme ehitust ja tööpõhimõtet.

MV-d hooldavad töötajad peavad käitamise ajal kontrollima:

1. Tööpinge, koormusvool. Need näitajad ei tohi ületada tabelis toodud väärtusi.
2. Õlisamba kõrgust poolustes, lekete puudumist.
3. Määrdeaine olemasolu hõõrduvatel osadel. Kontaktid võivad kaotada liikuvuse ja kinni jääda, kui hõõrduvate elementide määre muutub paksuks ja mustaks.
4. Ruumide tolmune seisund, kus paiknevad jaotusseadmed.
5. Kasutusel olevate lülitite mehaaniliste omaduste vastavus tabeli normidele.

Pärast iga lühise väljalülitamist tuleb seadet kontrollida. Teave nende väljalülitamiste kohta kantakse spetsiaalsesse päevikusse. Kohustuslik on omada defektipäevikut, kuhu märgitakse andmed seadme töö käigus tuvastatud rikete kohta. Lüliti, millel toimus väljalülitamine lühise tõttu, tuleb üle vaadata.

Kontrollitakse, kas õli on pritsinud. Kui see on juhtunud ja suures koguses, viitab see ebanormaalsele lühise väljalülitamisele. Seade eemaldatakse kasutusest ja vaadatakse üle. Kui õli on tume, vajab see väljavahetamist. Avamise kiirust mõjutab negatiivselt õli viskoossus, mis suureneb temperatuuri langedes.

Mõnikord tekib vajadus vahetada vana määre remondi käigus uue vastu: TSIATIM-221, GOI-54 või TSIATIM-201.

Tabel õlilülitite tehniliste andmetega. Kui tegelikud väärtused ei vasta tehase omadele, tehakse reguleerimine uuesti.

Pärast MV kasutusest eemaldamist tuleb hoolikalt üle vaadata tugiisolaatorid, tõmbelatid, mahutite isolatsioon pragude suhtes. Tugevalt määrdunud isolatsioon pühitakse puhtaks. Vajadus erakorralise remondi järele ilmneb pärast teatud arvu lühiseid.

Perioodiline ülevaatus (PÜ) tehakse igakuiselt. Seejuures pööratakse tähelepanu lüliti kuumenemise astmele. Jooksev remont (JR) tehakse igal aastal. See hõlmab selliseid töid nagu kinnitusdetailide, ajami kinemaatika, õlitaseme, tihendite kontroll ja defektide kõrvaldamine. Kontrollitakse ka isolatsioonidetailide terviklikkust.

3–4 aastat pärast kapitaalremonti teostatakse keskmine remont (KR). See hõlmab kõiki tehnohoolduse (TH) töid ning lisaks mõõdetakse pooluste üleminekutakistust ja kontrollitakse mehaanilisi ning kiiruse parameetreid.

Kui kontrollitavad omadused ei vasta tabeliandmetele, võetakse lüliti lahti, teostatakse reguleerimine ja täielik kõrgepinge katsetuste komplekt.

Erakorralise remondi ajal püütakse üldjuhul jätta eelmine reguleerimine muutmata. Seetõttu võetakse lüliti lahti minimaalselt. Kapitaalremondi sagedus on 6–8 aastat. Selle käigus teostatakse üldine ülevaatus, eemaldatakse raamilt silindrid, ühendatakse lahti siinid, remonditakse ajam, kaarekustutusseadmed ja plokk-kontaktid.

Pärast kõike teostatakse reguleerimine, värvimine, ühendatakse siinid ja tehakse katsetused. Kõikide tööde kohta vormistatakse dokumentatsioon.

Lisaks õlitüüpi lülititele kasutatakse kõrgepingevõrkudes ka teisi väljalülitusseadmeid. Näiteks SF6- ja vaakumlüliteid. Meie veebisaidil on teisi artikleid, kus on üksikasjalikult käsitletud nende lülititüüpide omadusi ja ehitusi ning nende kasutuse iseärasusi:

• Vaakumlüliti: seade ja tööpõhimõte + valimise ja ühendamise nüansid
• SF6-lülitid: valiku juhised ja ühendamise reeglid

Järeldused ja kasulik video teemal

MV seade, tüübid, otstarve ja käitamine:

VMP-10 üksikasjalik ülevaade:

Kõigile kõrgepingetingimustes töötavatele lülititele esitatavatele põhinõuetele vastavad ka õlilülitid. Enamik neist on ohutud ja töökindlad, tagavad kiire väljalülituse ja on lihtsad paigaldada. Vaatamata sellele püüavad tootjad tagada veel suuremat vastavust MV-le esitatavatele nõuetele.

Teil on teadmisi õlikaitselülitite kohta ja soovite esitatud materjali kasuliku teabega täiendada? Võib-olla märkasite vastuolu või viga? Või on teil teema kohta küsimusi? Palun kirjutage meile sellest artikli all – me oleme teile tänulikud.