Aby zautomatyzować pracę urządzeń zasilanych energią elektryczną, stosowane są specjalne przełączniki oleju.
Wyłącznik olejowy – urządzenie załączające lub wyłączające poszczególne obwody w instalacji elektrycznej, w trybie normalnej pracy lub awaryjnym, w trybie ręcznym lub z polecenia układu automatycznego. Podobne urządzenie wykorzystywane jest w organizacji wielu sieci zasilających.
Klasyfikacja sprzętu
Aby zapewnić stabilną pracę sprzętu elektrycznego, można zastosować następujące typy wyłączników olejowych:
- System o dużej pojemności i oleju w nim - zbiornik.
- Używanie elementów dielektrycznych i niewielkiej ilości oleju, niski poziom oleju.
Obwód wyłącznika oleju ma specjalne urządzenie do gaszenia łuku powstałego podczas przerwania obwodu. Zgodnie z zasadą działaniagaśnice łukowe taki sprzęt dzieli się na następujące grupy:
- Korzystanie z wymuszonego nadmuchu powietrza w środowisku pracy. Takie urządzenie posiada specjalny mechanizm hydrauliczny do wytwarzania ciśnienia i dostarczania oleju w miejscu zerwania łańcucha.
- Hasowanie magnetyczne w oleju odbywa się za pomocą specjalnych elementów elektromagnesów, które wytwarzają pole, które przesuwa łuk do wąskich kanałów, aby przerwać powstały obwód.
- Automatycznie przepalony wyłącznik oleju. Schemat tego typu przełącznika oleju przewiduje obecność w układzie specjalnego elementu, który uwalnia energię z powstałego łuku w celu przemieszczenia oleju lub gazu w zbiorniku.
Typ systemu zbiornika
Wyłączniki zbiornikowe są bardzo popularne ze względu na ich prostą konstrukcję. Wyłącznik olejowy składa się z wejścia, gaszenia łuku oraz układu styków, które umieszczone są w zbiorniku z olejem. Przy stosowaniu urządzeń w układzie o napięciu 3-20 kW wszystkie trzy styki (fazy) mogą znajdować się w jednym zbiorniku, przy wzroście wskaźnika napięcia do 35 kV faza musi znajdować się w oddzielnym zbiorniku. W dwóch przypadkach można zastosować system automatycznego lub zdalnego sterowania, jednak w przypadku pierwszej wersji można zastosować tryb ręczny, a w drugiej wymagany jest automatyczny SPZ.
W typie jednozbiornikowym, gdy wszystkie trzy fazy znajdują się w tym samym pojemniku z olejem, zastosowany czynnik roboczy zapewnia izolację styków od siebie i odkorpus zbiornika, który musi być uziemiony. Olej dodatkowo służy do wygaszenia powstałego łuku i odizolowania od siebie faz zasilania w momencie zerwania sieci.
Zasada działania wyłączników jednozbiornikowych
Po wyzwoleniu systemu styk komory łukowej zostaje przerwany. W przypadku przerwania styku sieci wysokiego napięcia powstaje łuk, który pod wpływem wysokiej temperatury rozkłada olej. Gdy łuk działa na ropę, powstaje pęcherzyk gazu, w którym będzie się znajdował sam łuk. Powstały bąbel składa się w 70% z wodoru, a gaz ten w tym stanie będzie dostarczany pod ciśnieniem. Ekspozycja na wodór i sztucznie wytworzone ciśnienie spowoduje dejonizację powstałego łuku podczas zerwania kontaktu. W podobny sposób przełącznik oleju powoduje przerwanie obwodu.
Zasada działania wyłącznika trójzbiornikowego
Przełącznik trójzbiornikowy ma nieco inną zasadę działania, co wiąże się z jego zastosowaniem w sieci wysokiego napięcia. Wyłącznik olejowy, który jest stosowany w sieciach o napięciach powyżej 35 kV, posiada specjalny mechanizm przedmuchu w komorze gaszenia łuku. Zastosowany system gaszenia łuku może składać się z kilku trybów pracy. Pozwalają na zwiększenie szybkości gaszenia łuku podczas otwierania styku.
W celu zabezpieczenia tego procesu, elementy przenoszące prąd są umieszczane w specjalnym zbiorniku oleju, z oddzielnym zbiornikiem używanym dla każdej fazy. Stosowane są również różne napędyprzełączniki olejowe, które umożliwiają dostarczanie płynu roboczego w wybranym kierunku. System posiada specjalny element do kontrolowania wielkości łuku, który jest reprezentowany przez bocznik. Po zniknięciu powstałego łuku dopływ prądu zostaje całkowicie zatrzymany.
Korzyści systemowe
Ten typ systemu gaszenia łuku ma szereg cech, dzięki którym jest stosowany w wielu obwodach zasilających. Zalety systemu to:
- Wysoka sprawność przerywania obwodu, co pozwala na zastosowanie takiego sprzętu w sieciach wysokiego napięcia.
- Prostota projektu sprawia, że jest niezawodny i łatwy w utrzymaniu. Naprawa przełączników olejowych powinna być wykonywana wyłącznie przez profesjonalistów, ponieważ taki sprzęt jest odpowiedzialny za wykonanie ważnego polecenia z automatycznego systemu sterowania lub operatora. Również ta jakość decyduje o stosunkowo niskich kosztach tego typu sprzętu.
Wady systemu
Pomimo dużej popularności tego systemu do gaszenia łuku elektrycznego, który powstaje w wyniku zerwania styków, ma on pewne wady:
- Korzystanie z dużej ilości oleju w celu zapewnienia niezawodnego wykonywania przydzielonych zadań.
- Duże wymiary gaśnicy łukowej, związane z koniecznością użycia dużej ilości oleju.
- Zagrożenie pożarowe. Wynika to z faktu, że podczas tworzenia się łuku wzrasta temperatura oleju. Jeśli ilość płynu roboczego jest mniejsza niż zalecany poziom, może:gotowanie i zapłon.
Sprzęt o niskim poziomie oleju
Wyłącznik olejowy VMP, czyli niski poziom oleju, oprócz płynu roboczego zapewniającego izolację elementów układu od siebie, posiada specjalne elementy wykonane z materiałów dielektrycznych. W tym przypadku olej służy tylko do tworzenia gazu. Każdy element układu, w którym następuje przerwanie obwodu, ma osobną komorę z urządzeniem łukowym. Wykorzystuje to specjalny napęd w systemie, który zapewnia poprzeczny podmuch.
Z powodu niewielkiej ilości oleju w stanie wyłączonym styki znajdują się powyżej poziomu oleju używanego w komorze, co zwiększa niezawodność przerw w zasilaniu. Ze względu na zanieczyszczenie środowiska pracy może w końcu utracić swoje podstawowe właściwości dielektryczne. Również przy tworzeniu takiego systemu projektanci wzięli pod uwagę fakt, że produkty rozkładu powstają z czasem. Separatory oleju zostały stworzone specjalnie dla nich.
Wady i zalety systemu
Ten typ wyłącznika oleju jest często używany w celu zapewnienia niezawodnej przerwy w sieci w obwodach zasilających o małej długości i małej mocy. Jego zalety to:
- Używanie niewielkiej ilości oleju.
- Stosunkowo małe gabaryty i waga konstrukcji, zwiększające zakres jej zastosowania.
Tak pozytywne cechy umożliwiły zastosowanie systemu przerwania sieci przy aranżacji zasilaniafabryki, biura lub inne budynki przemysłowe, w których znajduje się sieć wysokiego napięcia.
Wady to:
- Aby zapewnić niezawodne działanie, należy stale monitorować poziom oleju i uzupełniać go w razie potrzeby.
- Wysoki koszt sprzętu wiąże się z użyciem do jego produkcji drogich materiałów dielektrycznych.
Typ wyłączników olejowych jest wybierany zgodnie z charakterystyką obwodu zasilania, w którym będą używane.
