Малообъемные масляные выключатели 3-10 кВ - Масляные выключатели ВМГ

2. МАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ТИПА ВМГ
Конструкция выключателей. В действующих электро установках применяются выключатели типа ВМГ* пяти исполнений: ВМГ-122, ВМГ-133, ВМГ-133 I, ВМГ-133 II, ВМГ-133 III. Выключатели типа ВМГ с индексами II и III не отличаются от ранее выпускавшегося выключателя ВМГ-133. Выключатель ВМГ с индексом I отличается от ВМГ-122 новой конструкцией камеры и расположением маслоуказателя, который смещен от центра бака на 30° вправо.

Расшифровка букв в обозначении типа:
В — выключатель, М — масляный, Г — горшковый.

Режим работы выключателя типа ВМГ-133 с приводами ПС-10, ПРБА, УПГП

При обозначении циклов работы приняты сокращения:                                    
О — отключение, В — включение, Т — время паузы.

Основной несущей частью выключателя является рама 1 (рис. 1). К нижней части рамы болтами М12 крепятся три сдвоенных опорных изолятора 2. На них с помощью подпорных болтов 15 подвешиваются цилиндры 3 выключателя.

Рис. 1. Выключатель типа ВМГ-133 I (ВМГ-122).
1— рама выключателя; 2 — опорные изоляторы; 3 — цилиндры; 4 — подшипники вала; 5 — вал; 6 — двуплечие рычаги; 7 — фарфоровая тяга-изолятор; 8 — контактные стержни; 9— колодки гибкой связи; 10 — проходной изолятор; 11— контактный угольник; 12 — гибкая связь; 13 — нижний контакт; 14 — рычаг дистанционной передачи; 15 — подпорные болты цилиндра; 16 — отключающие пружины; 17 — пружинный буфер; 18 — масляный буфер; 19 — маслоуказатель ВМГ-122; 19а — маслоуказатель ВМГ-133 I; 20 — болт заземления; 21 — болт с гайкой для регулировки натяжения отключающих пружин.

Рис. 2. Цилиндры выключателей ВМГ.
а — цилиндр выключателя ВМГ-133 I; б — цилиндр выключателя  ВМГ-122; в — цилиндр выключателя ВМГ-133, ВМГ-133 II, ВМГ III.
1 — корпус цилиндра; 2 — маслоотделитель; 3 — пробка спускного отверстия; 4 — маслоуказатель; 5 — распорный бакелитовый цилиндр; 6 — прокладка розеточного контакта; 7 — крепящая гайка; 8 — розеточный контакт; 9 — хвост розеточного контакта (нижний контакт); 10 — фанерное кольцо; 11 — опорный бакелитовый цилиндр; 12 — изоляционный бакелитовый цилиндр; 13 — гасительная камера; 14 — проходной изолятор; 15 — фланец-крышка проходного изолятора; 16 — кронштейн; 17 — прилив-ушко для подвески цилиндра; 18 — подпорный болт; 19 — шариковый клапан; 20 —отверстие в цилиндре, 21 — перегородка маслоотделителя; 22 — отверстие для стока масла, 23— болт; 24 — неподвижный промежуточный контакт; 25 — поперечный канал; 26 — воздушная полость: 27 — дополнительный резервуар; 28—внутренняя полость дополнительного резервуара; 29 — пробка наливного отверстия; 30 — карман камеры.

Цилиндры выключателей ВМГ-133 I и ВМГ-122 (рис. 2,а и б) выполняются из листовой стали толщиной 3 мм. Для уменьшения индукционного нагрева цилиндра вихревыми токами продольный шов и донышко цилиндра приварены латунью. Из листовой стали толщиной 3 мм выполняются также цилиндры выключателей ВМГ-133 и ВМГ-133 II на номинальные токи 400— 600 а (рис. 2,в). Конструктивно от цилиндров выключателей ВМГ-133 I и ВМГ-122 они отличаются тем, что маслоотделитель 2 имеет больший объем и большее число перегородок и сообщается с воздушной полостью 26 цилиндра через три отверстия 20 в металлическом цилиндре 1 и распорном бакелитовом цилиндре 5.
Цилиндры выключателей ВМГ-133 III (рис. 2,в) изготавливаются из листовой латуни толщиной 4 мм. Донышко цилиндра— из красной меди.
Для увеличения объема масла к цилиндру выключателей ВМГ-133, ВМГ-133 II и ВМГ-133 III приваривается дополнительный резервуар 27 с внутренней полостью 28, который сообщается с полостью цилиндра через шариковый клапан 19. В момент отключения при повышении давления в цилиндре клапан закрывает отверстие из цилиндра в дополнительный резервуар. Маслоуказатель 4 выключателей ВМГ-133 II и ВМГ-133 III не имеет шарикового клапана, чем конструктивно отличается от маслоуказателя выключателей ВМГ-133 I и ВМГ-122, В выключателях ВМГ-133 I и ВМГ-122 шариковый клапан в момент отключения препятствует выбросу масла и газов через маслоуказатель.
В верхней части цилиндра выключателей типа ВМГ располагается маслоотделитель 2, назначение которого— предотвратить выброс масла из цилиндра выключателя при отключении токов короткого замыкания. Выброс предотвращается вертикальными перегородками. Для выхода газов из цилиндра и сообщения его с атмосферой в нем имеются жалюзийные пазы.
В нижней части цилиндра имеется маслоспускная пробка, а в верхней его части маслозаливная пробка. При заливке масла в выключатели ВМГ-133 I и ВМГ- 122 масло поступает непосредственно в цилиндр выключателя. При заливке выключателей ВМГ-133, ВМГ-133 II и ВМГ-133 III масло поступает в дополнительный резервуар.
В верхней части рамы выключателя пропущен вал 5 (рис. 1) диаметром 32 мм. Вал укреплен в двух съемных подшипниках. Концы вала выведены на обе
стороны рамы для установки рычага дистанционной передачи привода. К валу приварены три двуплечих рычага 6. К длинным плечам рычага 6 через фарфоровую тягу 7 подвешивается контактный медный стержень 8, который при включении и отключении свободно перемещается в проходном изоляторе 10.
Включение осуществляется при помощи передачи усилия привода на вал выключателя и поворота длинных плеч рычага 6 вниз. При этом контактные стержни входят в неподвижные розеточные контакты, установленные на дне цилиндра. Передача движения от рычагов вала к токоведущим частям осуществляется фарфоровыми тягами 7.
Для отключения выключателя и удержания его в отключенном положении на раме установлены две отключающие пружины 16. Нижние концы пружин с помощью переходных деталей и болтов 21 крепятся к специальному угольнику рамы, верхние концы—к коротким плечам двух крайних рычагов 6.
Короткое плечо среднего рычага 6 используется для демпфирования выключателя. Для демпфирования вверху рамы установлены два буфера: верхний пружинный и нижний масляный, в головки которых в зависимости от положения выключателя (включено или отключено) упирается коротким плечом средний рычаг 6 вала 5. Пружинный буфер необходим для смягчения ударов при включении выключателя и для создания необходимой скорости в момент выхода контактного стержня из розеточного контакта. Масляный буфер служит для смягчения ударов при отключении выключателя и ограничения хода контактных свечей.
Устройство пружинного и масляного буферов показано на рис. 3 и 4. Амортизирующим элементом пружинного буфера является пружина, масляного буфера— масло. Пружина масляного буфера способствует возврату в исходное положение поршня при включении выключателя.
При включении выключателя ток (рис. 1) проходит через контактный угольник 11, гибкую связь 12, контактный стержень 8, розеточный контакт 13.

Контактный стержень и розеточный контакт образуют для данного типа выключателей одновременно и рабочий и искрогасительный контакт и от качества его зависит надежная эксплуатация выключателей. Контактный стержень выполняется и в круглой меди с наружной или внутренней нарезкой вверху для колодки гибкой связи и внутренней нарезкой внизу для сменного наконечника.

Рис. 3. Пружинный буфер. 1 — угольник рамы выключателя; 2 — корпус; 3 — стержень; 4 — пружина; 5 — шайба; 6— регулировочная гайка; 7 — отверстие для смазки.

Рис. 4. Масляный буфер. 1 — корпус; 2 — поддон корпуса; 3 — пружина; 4 — поршень; 5 — крышка; 6— шток; 7 — уплотняющая прокладка; 8 — стяжные болты; 9 — гайки; 10—головка штока.

Розеточный контакт (рис. 5) выполняется из шестигранного медного основания, к которому через наборные гибкие связи болтами крепятся шесть медных сегментов. Давление сегментов на контактный стержень создается пружинами. Пружины упираются с одной стороны в гнезда сегментов, а с другой — в гетинаксовое кольцо и удерживаются в нем винтами.
Как указывалось выше (см. § 1), масло в малообъемных масляных выключателях является в основном дугогасительной средой, а не изоляцией. Для изоляции подвижного контактного стержня от бака выключателя используются проходной изолятор и бакелитовые цилиндры: опорный, изоляционный и распорный, которые также необходимы для удержания дугогасительной камеры в заданном положении. Выключатели ВМГ- 122 и ВМГ-133 имеют три цилиндра: опорный, изоляционный и распорный. У выключателей типа ВМГ-133 I, ВМГ- 133 II и ВМГ-133 III имеются два цилиндра: опорный и распорный, причем последний выполняет также функции изоляционного цилиндра.

Рис 5. Розеточный контакт.

1 — основание контакта; 2— хвост контакта; 3 — гибкие связи; 4 — болты, крепящие контактные пластины; 5 — пластины (сегменты) контакта; 6 — контактные пружины; 7 — упорное гетинаксовое кольцо; 8 -винты; 9 — упорное кольцо

Проходной фарфоровый изолятор 1 (рис. 6) армирован в чугунный фланец 2, являющийся крышкой цилиндра выключателя. От механических повреждений головку изолятора предохраняет чугунный колпачок 4.
Для направления контактного стержня при движении и усиления его изоляции от стенок бака в изолятор вставляется бакелитовая трубка 5. В ней укреплена кожаная манжета 6, предотвращающая выброс масла и газов вдоль контактного стержня при отключении. Трубка эластично крепится в изоляторе с помощью распорной пружины 7 и упорного хомута 8 через бакелитовое кольцо 9 и манжету 10, уплотняющую внутреннюю полость цилиндра. Проходной изолятор для выключателя ВМГ-122 отличается от остальных видов более короткой бакелитовой трубкой (330 мм вместо 400 мм). Для уплотнения служит прокладка 3.
Фланец, крышка и колпачок проходного изолятора па номинальный ток 1 000 а изготовляются из немагнитного чугуна.
Дугогасительная камера выключателя ВМГ-133 I (рис. 2,а) имеет центральное отверстие для контактного стержня, вертикальные отверстия и поперечный канал 25, закрытый у включенного выключателя и открывающийся при продвижении контактного стержня вверх, т. е. при отключении выключателя. Неподвижный промежуточный контакт 24 также имеет отверстие для прохождения стержня.

Рис. 6. Проходной изолятор.

Процесс гашения дуги.

При выходе контактного стержня из розеточного контакта возникает «генерирующая» дуга вначале между стержнем и розеточный контактом, а затем — между розеточный и промежуточным контактом. Пока контактный стержень не вышел из промежуточного контакта и не открыл поперечный канал 25, масло и газы, образующиеся под действием «генерирующей» дуги, могут выходить только через узкую кольцевую щель между центральным отверстием камеры и стержнем. Под камерой развивается большое давление.
При дальнейшем движении стержня между ним и промежуточным контактам 24 возникает вторая («гасимая») дуга и открывается поперечный канал. Через него устремляются масло и газы. Они деионизируют дуговой промежуток, дуга гаснет.
Гасительная камера выключателя ВМГ-122 (рис. 2,б) отличается от камеры выключателя ВМГ-133 I тем, что не имеет промежуточного контакта, а количество поперечных каналов, открывающихся по мере продвижения контактного стержня вверх, в камере выключателя ВМГ-122 доведено до трех.
Гасительная камера к выключателям ВМГ-133 11, ВМГ-133 III и ВМГ 133 (рис. 2,в) имеет большее число продольных и поперечных каналов, чем камера выключателей ВМГ-133 I и ВМГ-122 и выполняется из листового изоляционного материала, набранного отдельными перегородками. Перегородки образуют три поперечных канала, которые в верхней части камеры имеют раздельные выходы, и скреплены болтами из изоляционного материала.
Поперечные каналы, расположенные друг над другом по высоте камеры, пересекают ее центральное сквозное отверстие. При включенном выключателе каналы закрыты дугогасительным стержнем, находящимся в центральном отверстии камеры. Они открываются при отключении выключателя по мере продвижения стержня вверх.
После выхода дугогасительного стержня из неподвижного (розеточного) контакта в подкамерном пространстве I (рис. 2,в) под действием возникающей дуги образуются газы и пары масла. Вначале, когда центральное отверстие камеры и ее поперечные каналы закрыты стержнем, газы сжимают воздух, заключенный во внутренней полости дополнительного резервуара 28, которая приварена к цилиндру. При дальнейшем движении стержня последовательно открываются поперечные каналы камеры. Под давлением сжатого в полости воздуха, а также под действием газов и паров масла в подкамерном пространстве масло устремляется в каналы, деионизирует и гасит дугу.
При отключении малых токов давление в нижней части бака может быть недостаточным для создания эффективного дутья в щелях камеры. В этом случае дуга затягивается внутрь центрального отверстия камеры, и масло, находящееся в карманах 30 верхней части камеры, переходит в газообразное состояние. После выхода подвижного контакта из центрального отверстия камеры газы, находящиеся в карманах, создают добавочное продольное дутье, обеспечивающее гашение дуги.
В воздушную полость бака 26 выбрасывается смесь газов и масла. Смесь через отверстия 20 поступает в лабиринтный маслоотделитель 2. Здесь масло оседает на перегородках отделителя и через отверстия 22 стекает в нижнюю часть резервуара. Охлажденные и значительно деионизированные газы выходят наружу через щели.
После окончания отключения уровень масла в резервуаре 27 оказывается несколько выше, чем в цилиндре 1. Поэтому часть масла через шариковый клапан 19 перетекает из резервуара в цилиндр.
Объем масла в баке должен быть достаточен для гашения дуги. У отключенного выключателя конец подвижного контакта должен находиться выше уровня масла, чтобы обеспечить разрыв между контактами воздухе, а не в масле, которое может быть загрязнено, так как объем его невелик.