В баковых выключателях с большим объемом масла (серий МКП, У, С и др.) масло используется как для гашения дуги, так и для изоляции токопроводящих частей от заземленных конструкций, в маломасляных выключателях серий ВМГ, ВМП, ВМПГТ, ВМПЭ, ВК, МГГ, ВМК и др. — для гашения дуги и не обязательно для изоляции от земли частей, находящимся под напряжением. Их баки специально изолируются от земли. Выключатели изготавливают с раздельными полюсами.
Промышленность выпускает маломасляные выключатели и на напряжение 110-220 кВ серии ВМТ. Отличительной особенностью конструкций этой серии выключателей являются маслонаполненные фарфоровые колонны, каждая из которых состоит из опорного и камерного изоляторов. В камерных изоляторах размещены дугогасительные устройства и механизмы управления. Маслонаполненные колонны герметичны. Надмасляное пространство в них заполнено газом (азотом), находящимся под постоянным давлением (0,5... 1 МПа) Давление создается перед вводом выключателя в работу и сохраняется без пополнения до очередного ремонта.
Гашение дуги в масляных выключателях обеспечивается воздействием на нее дугогасящей среды — масла. Процесс сопровождается сильным нагревом, разложением масла и образованием газа в виде газового пузыря (температура газовой смеси в камере выключателя Т 800...2500 К) В газовой смеси содержится до 70% водорода, что и определяет высокую дугогасящую способность масла, так как в водороде дугой отдается в десятки раз больше энергии, чем в воздухе. Быстрое нарастание давления в газовом пузыре до значений,, превышающих атмосферное (при отключении тока к.з. давление может достичь 3...8 МПа), способствует эффективной деионизации межконтактного пространства в выключателе.
Дуга между расходящимися контактами гаснет в момент прохождения тока через нулевое значение, так как в это время к ней практически не подводится мощность, температура дуги падает, и дуговой промежуток почти теряет проводимость. Однако первое погасание дуги не исключает ее повторного зажигания. Все зависит от двух принципиально отличных друг от друга обстоятельств: скорости нарастания, так называемого восстанавливающегося напряжения, стремящегося пробить промежуток между контактами, и скорости нарастания изолирующих свойств промежутка, препятствующих пробою. Если скорость восстановления напряжения на контактах полюса выключателя окажется выше скорости восстановления изолирующих свойств среды, дуга загорится, и процесс ее гашения повторится. Прекращение процесса зажигания дуги наступит лишь тогда, когда восстанавливающееся напряжение станет недостаточным для пробоя все увеличивающегося промежутка вследствие движения подвижных контактов.
В современных масляных выключателях применяются эффективные дугогасящие устройства, ускоряющие восстановление электрической прочности промежутка. Помогают снизить скорость восстановления напряжения в выключателях некоторых типов шунтирующие резисторы, присоединяемые параллельно главным контактам дугогасительных камер.
Кроме скорости восстановления напряжения на длительность горения дуги в масляных выключателях влияют следующие факторы: сила тока, отключаемого выключателем; высота слоя масла над контактами; скорость расхождения контактов.
Чем больше значение отключаемого тока, тем интенсивнее газообразование и тем успешнее гашение дуги.
При отключении небольших токов гашение дуги может затянуться, так как энергии, выделяемой при этом дугой, бывает недостаточно для ее гашения. При отключении токов намагничивания процесс гашения сопровождается возникновением перенапряжений, связанных с обрывом (срезом) тока до момента его естественного прохождения через нуль. Перенапряжения приводят к повторным пробоям. Упомянутые выше шунтирующие резисторы позволяют снизить кратность перенапряжений. Положительную роль они играют и при отключении зарядных токов линий электропередачи. Через шунтирующие резисторы разряжается емкость отключаемой линии, благодаря чему напряжение на проводах, созданное остаточным зарядом, понижается. При сниженной амплитуде напряжения, воздействующего на каждый полюс выключателя, уменьшается вероятность повторных пробоев.
Высота слоя масла над контактами имеет существенное значение при гашении дуги. Чем больше слой масла, тем больше давление в газовом пузыре, тем интенсивнее процесс деионизации. Вместе с тем высокий уровень масла в баке снижает объем воздушной подушки, что может привести к опасному повышению давления внутри бака и сильному удару масла в крышку.
При небольшом слое масла над контактами горючие газы, проходя через него, не успевают охладиться и в результате смешения с кислородом воздуха могут образовать гремучую смесь.
Скорость расхождения контактов в выключателе играет важную роль. При высокой скорости движения контактов дуга быстро достигает своей критической длины, при которой восстанавливающееся напряжение оказывается недостаточным для пробоя большого промежутка. Одним из способов увеличения скорости удлинения дуги является увеличение числа последовательных разрывов в каждом полюсе выключателя.
Вязкость масла в выключателе отрицательно сказывается на скорости движения контактов. Вязкость увеличивается с понижением температуры масла.
Загустение и загрязнение смазки трущихся частей передаточных механизмов и приводов в значительной степени отражаются на скоростных характеристиках выключателей. В ряде случаев движение контактов может оказаться замедленным или вообще прекратиться, контакты зависнут. При ремонтах необходимо удалять старую смазку в узлах трения и заменять ее новой консистентной незамерзающей смазкой марок ЦИАТИМ-221, ЦИАТИМ-201, ГОИ-54.
