오일 스위치 : 유형, 표시 + 사용 특성
개폐장비 중 모든 전압의 폐쇄형 및 개방형 배전반에 모두 사용되는 오일 차단기는 베테랑으로서 명예로운 자리를 차지하고 있습니다.
주요 기능은 정상적으로 작동하는 전기 시스템이나 비정상적인 상황에서 개별 라인을 켜고 끄는 것입니다. 상황에 따라 자동 또는 수동으로 종료됩니다.
이 기사에서는 이러한 장치의 기존 유형, 분류 및 라벨링을 살펴보겠습니다. 또한 이러한 스위치의 장단점, 기능 및 사용 규칙에 대해서도 주의를 기울일 것입니다. 자료를 더 잘 이해하기 위해 다이어그램, 표, 시각적 사진 및 주제별 비디오 리뷰를 선택했습니다.
기사 내용:
오일 스위치의 장단점
이러한 장치는 비교적 단순한 디자인을 가지고 있습니다. 스위칭 용량이 좋고 기상 조건의 영향을 받지 않습니다. 오작동이 발생한 경우 수리 작업을 수행할 수 있습니다. 탱크 MV는 옥외 설치에 적합합니다. 내장 변류기 설치 조건이 있습니다.
접촉 발산 속도는 MV 작동에 중요한 역할을 합니다. 접점이 엄청난 속도로 갈라지고 아크가 즉시 중요한 길이에 도달하는 상황이 발생할 수 있습니다. 이 경우 회복 전압의 크기가 접촉 간극을 돌파하기에 충분하지 않을 수 있습니다.
탱크 스위치에는 더 많은 단점이 있습니다.첫 번째는 다량의 오일이 존재하기 때문에 이러한 장치와 스위치기어의 크기가 상당하다는 것입니다. 두 번째는 화재 및 폭발 위험으로, 긴급 상황에서는 결과가 가장 예측 불가능할 수 있습니다.
탱크와 흡입구의 오일 레벨과 그 상태를 정기적으로 모니터링해야 합니다. 서비스되는 전원 공급망에 MV가 있는 경우 특수 석유 시설이 필요합니다.
오일 스위치의 분류
오일 스위치의 사용은 지난 세기 말에 시작되었습니다. 20세기 중반까지 거의 고전압 네트워크에는 다른 분리 장치가 없었습니다.
이러한 장치에는 두 가지 큰 그룹이 있습니다.
- 탱크, 이는 다량의 오일이 존재하는 것이 특징입니다. 이 장비의 경우 아크가 소멸되는 매개체이자 절연체입니다.
- 낮은 오일 또는 적은 양. 이름 자체는 필러의 양을 나타냅니다. 이 스위치에는 유전체 요소가 포함되어 있으며 아크 소화에만 오일이 필요합니다.
전자는 주로 35~220kV의 배전 설비에 사용됩니다. 두 번째 - 최대 10kV. VMT 시리즈의 저유량 장치는 110 및 220 kV용으로 설계된 실외 개폐 장치에도 사용됩니다.
아크 소멸의 원리는 두 유형 모두 동일합니다. 스위치의 고전압 접점이 열릴 때 나타나는 아크는 오일의 급속한 증발을 유발합니다. 이로 인해 호 주변에 가스 껍질이 생성됩니다. 이 형성물은 유증기(약 20%)와 수소(H2)로 구성됩니다.
쉘에 고온 가스와 저온 가스를 혼합하여 아크 배럴을 급속 냉각한 결과 아크 갭이 탈이온화됩니다.
접촉 영역에서 아크가 발생하는 순간 온도는 약 6000⁰로 매우 높습니다. 설치에 따라 내부용, 외부용 및 KRP(완전한 스위치기어)에 사용되는 스위치가 있습니다.
유형 #1 - 탱크형 장비
이 유형의 스위칭 장비는 전압에 따라 하나 이상의 탱크를 가질 수 있습니다. 첫 번째 경우 최대 10kV, 경우에 따라 최대 35kV입니다. 고전압 설치에서 작동하는 스위치의 각 단계는 개별 탱크에 배치됩니다.
탱크 및 저유량 스위치에 대한 드라이브는 수동, 자동, 솔레노이드 작동 코일에 조립되거나 스프링 장착형일 수 있습니다. 두 번째 경우에는 솔레노이드의 자기 특성이 사용되어 특수 시스템을 통해 MV 샤프트에 연결된 금속 코어를 조일 수 있습니다.
솔레노이드 권선에 직류 전류를 공급하면 자기 코어 로드를 후퇴시킨 후 스위치 축을 회전시켜 장치를 켭니다.
특수 래치가 샤프트를 이 위치에 고정합니다. 전원을 켜는 것과 동시에 솔레노이드는 차단 스프링에 특정 위치를 설정하고, 특수 전기 충격을 받으면 MV가 꺼집니다.
종료 프로세스는 롤러 메커니즘(래치)을 녹아웃하여 두 번째 솔레노이드를 시작합니다.결과적으로 샤프트는 스프링으로 인해 순간적으로 회전하고 스위치가 꺼집니다. 솔레노이드 드라이브가 작동하려면 직류로 전원을 공급할 수 있는 배터리가 있어야 합니다.
배터리가 없으면 스프링 드라이브가 사용됩니다. 전환은 전기 모터를 사용하거나 근육 활동을 통해 수행됩니다. 단락 전류 값이 최대 30kA인 저전력 장치의 경우 수동 종료가 가능하며, 끄려면 최대 25kg의 힘을 가해야 합니다.
개방형 아크가 있는 단일 탱크 MV
일부 개폐 장치에는 아크 슈트가 없는 탱크 회로 차단기가 장착되어 있습니다. 여기서 전기 아크는 가장 간단한 방법으로 소멸됩니다. 즉, 오일이 채워진 용기의 접점을 두 번 끊는 것입니다. 개방형 아크를 갖는 이러한 장치에는 국내 모델 VMB 및 VME가 포함됩니다. 정격 전류 1.25kA용으로 설계되었습니다.
기호 "E"는 굴삭기를 나타내며, 숫자 6은 정격 전압 6kV, 200은 정격 전류(암페어)를 나타냅니다. 이 MV의 임계 차단 전류는 1.25kA입니다. 이 MV의 탱크는 강철로 만들어졌으며 볼트를 사용하여 주철 뚜껑에 연결되었습니다. 탱크 벽은 단열재(13)로 덮여 있습니다.
고정된 작동 접점 역할을 하는 구리 브래킷의 뚜껑 끝 부분을 통과하는 6개의 도자기 절연체. VME 시리즈에는 수동 플라이휠 구동 장치가 있습니다.
트래버스 또는 접촉 브리지에는 이동식 접점이 있습니다. 황동 사각형 형태의 아크 소화 모바일 접점도 여기에 있습니다.절연체 하단 끝에 황동 팁이 있는 구리판은 고정 아크 접점입니다. 절연 로드는 구동 메커니즘과의 접촉을 통해 이동 접점에 움직임을 전달합니다.
트래버스가 상승 위치에 있으면 고정 접점이 닫히고 차단을 담당하는 스프링이 압축되어 MV가 켜집니다. 스위치는 작동 위치에 고정되는 래치 구동 샤프트에 연결됩니다. 분리될 때마다 래치가 풀리고 스프링이 풀리며 트래버스가 빠르게 아래로 이동합니다. 이 경우 작업 접점은 4와 5, 7,8 순으로 열립니다.
이로 인해 스위치의 각 극이 두 지점에서 회로를 열어 아크가 발생하고 오일이 분해됩니다. 쉘(12) 내부의 압력은 0.5 ~ 1MPa에 도달하여 탈이온화 과정을 활성화합니다. 최대 0.1초 이내에 아크가 꺼지고 상승하는 껍질이 덮개 아래로 들어가 에어 쿠션의 부피가 증가합니다.
후자는 완충 역할을 하여 아크 소멸 과정에서 충격력을 감소시킵니다. 에어쿠션의 일반적인 높이는 부피의 약 25%입니다. 이 임계값을 초과하면 폭발이 발생할 수 있습니다.
이러한 스위치는 작동하기 쉽고 상대적으로 저렴하며 개방형 변전소에서 사용하기 편리합니다. 그러나 뜨거운 오일 증기는 단순히 산소와 접촉하더라도 쉽게 인화될 수 있습니다.
오일 환경에서 아크를 태우면 중축합 과정이 시작되어 오일의 전기적 강도가 저하됩니다. 탱크가 탄소 입자로 구성된 침전물로 막히게 됩니다. 따라서 오일 교환 시 장치 점검이 필요합니다.
아크 슈트가 있는 오일 스위치
아크 슈트를 사용하면 탱크형 회로 차단기의 차단 용량과 신뢰성이 크게 향상됩니다. 탱크에 위치한 오일에 배치됩니다. 3탱크 회로 차단기에서는 각 상이 별도의 탱크에 배치됩니다.
설계는 아크 슈트가 없는 VM보다 더 복잡하며 다음으로 구성됩니다.
- 극(1);
- 변류기(2);
- 드라이브 하우징(3);
- 막대(4);
- 고정 접점(5);
- 아크 소화실(6);
- 단열재(7);
- 발열체(8);
- 오일 배출 장치(9).
카메라 상단에는 고정 접점이 장착되어 있습니다. 전원을 켜면 막대 모양의 움직이는 접점이 관통됩니다. 연결이 끊어지면 로드가 고정 접점을 벗어나 챔버에 아크가 나타납니다. 이 경우 생성되는 압력의 양은 아크 슈트가 장착되지 않은 스위치의 해당 매개변수보다 훨씬 더 높습니다.
8 -7 MPa의 압력은 아크의 직경을 줄이고 전류가 영점을 통과한 후 간격의 파괴 강도를 증가시킵니다. 결과적으로 더 빠른 아크 소멸 프로세스가 발생합니다. 챔버에서 움직이는 접점이 빠져나간 후, 오일이 부분적으로 포획되면서 가스가 자유 구멍을 통해 방출됩니다.
아크 배럴이 빠르게 냉각되고 강렬한 탈이온화가 발생합니다. 전류가 증가함에 따라 아크 슈트의 효율이 증가합니다.MV는 소전류 차단이 발생하는 경우 개방형 아크 장비로 작동할 수도 있습니다.
자동 송풍 유형은 아크 슈트의 설계에 따라 결정됩니다. 첫 번째 경우, 증기 혼합물의 벡터는 호 축(조각 a)에 대해 길이 방향을 갖습니다. 횡 방향의 송풍으로 흐름은 호 기둥에 수직 인 방향 또는 특정 각도 (조각 b)로 이동합니다.
흐름이 호와의 이동 접촉 이동 벡터와 반대 방향을 갖는 경우 역류가 발생합니다. 이러한 방법의 조합은 종종 아크 소화 장치에 사용됩니다.
마지막 단계에서 챔버는 다음 종료 주기에 참여할 준비가 됩니다. 자동 재종료를 위해서는 이 단계가 매우 중요합니다.
유형 #2 - 포트 또는 오일 부족 스위치
폐쇄형 설치에서는 포트 회로 차단기가 발전기 및 배전 회로로 사용됩니다. 개방형에서는 변전소 및 배전용으로 사용됩니다. 오일은 이러한 유형의 스위치에서 절연 기능을 수행하지 않으며 아크를 끄는 매개체로만 필요합니다.
소규모 VM의 화재 및 폭발 위험은 탱크 기반 VM보다 훨씬 낮습니다.이는 최대 110kV 전압의 실외 개폐 장치와 실내 개폐 장치 모두에 설치됩니다. 극과 접지를 서로 연결하여 절연하는 역할은 도자기, 주조 수지, 동석과 같은 유전체에 의해 수행됩니다.
이러한 VM의 오일은 전주 부피의 3~4%만을 차지합니다. 적은 양의 오일, 낮은 무게 및 편리한 크기는 이 장비의 부인할 수 없는 장점입니다. 그러나 스위치에 대한 요구가 높지 않은 시스템 구성 요소에 사용됩니다.
이러한 제한은 차단 용량과 차단 전류 사이의 강력한 연결과 빈번한 정전 조건에서 작동할 수 없는 설계로 인해 설명됩니다.
또 다른 이유는 다중 고속 자동 재폐쇄를 구현하기가 어렵다는 점입니다. 소량 스위치에는 가로형, 세로형, 혼합형 오일 블래스트 유형이 사용됩니다. 전문가들은 첫 번째 방법이 가장 효과적이라고 생각합니다.
폐쇄형 스위치기어용으로 설계된 이 유형의 스위치의 경우 접점은 강철 탱크에 배치됩니다. 35kV 이상의 전압을 갖는 MV에는 도자기 껍질이 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 장비는 6-10kV로 정지됩니다. 본체는 모든 극에 공통된 프레임에 고정되어 있습니다. 3개의 극 모두에는 아크 소화실이 있으며, 각각은 1개의 접점 차단을 위해 설계되었으며 2개 이상의 고전압에서 설계되었습니다.
위 다이어그램에 따르면 최대 20kV의 전압을 위해 설계된 VMP, VMG, MG 스위치가 생산됩니다. 고전류 정격용 스위치의 설계 특징은 작동 접점이 외부에 있고 아크 소멸 접점이 탱크 내부에 있다는 것입니다.
VMP 시리즈 회로 차단기는 폐쇄 장치뿐만 아니라 6-10kV 개폐 장치에도 자주 사용됩니다. VK 시리즈 스위치기어는 완전한 스위치기어에 설치됩니다. 내장된 전자기 또는 스프링 드라이브가 장착되어 있으며 20 - 31.5 kA의 차단 전류 및 630 - 3150 A의 전류 정격을 위해 설계되었습니다.
스위치기어용으로 특별히 제작된 컬럼 스위치는 접이식 디자인으로 구별됩니다. 35kV 설치에는 VMK 및 VMUE 시리즈의 컬럼형 VM이 설치됩니다. RU 110, 220kV에는 VMT 시리즈 회로 차단기가 장착되어 있습니다. 이 장치에는 세 개의 기둥이 있는 용접 베이스가 있습니다. 제어 - 스프링 드라이브.
사진의 오른쪽에는 모듈이 표시됩니다. 여기서 1은 하향 도체이고 2는 전류 수집 장치를 통해 하향 도체에 연결된 이동 접점입니다. 아크 챔버는 3번으로 지정되고 고정 접점은 5입니다. 위의 모든 항목은 도자기로 만들어진 중공 절연체(4)에 배치됩니다. 내부에는 변압기 오일이 있고 상단에는 캡(6)이 있습니다.
후자에는 모듈의 압력을 모니터링하는 압력 게이지가 장착되어 있습니다. 또한, 커버에는 압축가스 혼합물을 충전하는 장치, 자동 해제 밸브 및 오일 표시기(8)가 있습니다. 이동 접점과 제어 장치는 절연봉으로 연결됩니다.
폴의 디자인은 전체 스위치 시리즈에서 동일합니다. 630A ~ 1600A의 전류 정격을 위한 MV 탱크에는 5.5kg의 오일(1600A 이상 최대 3150A 포함 - 8kg)이 포함되어 있습니다.
신뢰성을 높이기 위해 개별 스위치 설계에는 추가 제어 및 보호 요소가 포함됩니다.
- 전자석 분리;
- 임계 전류에서 즉시 작동하고 지연되는 릴레이;
- 최소 전압 릴레이;
- 추가 연락처.
배치 방식에 따라 아크 슈트가 하단에 위치하고 반대쪽 상단에 위치하는 저유압 차단기가 있습니다. 첫 번째 경우, 이동 접점은 위에서 아래로의 움직임을 구현하고, 두 번째 경우에는 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 후자의 차단 용량이 더 높습니다.
오일 스위치 마킹
제조업체가 오일 스위치에 적용한 표시를 해독하면 이에 대한 기본 정보를 익힐 수 있습니다. VMG-133 스위치의 표시를 예로 들어 보겠습니다. 첫 번째 문자 "B"는 앞에 스위치가 있음을 나타냅니다.
두번째 - "중" 는 스위치 유형을 나타냅니다. 이 경우에는 오일이 적습니다. 편지 "G" 특정 종에 속하는지 결정합니다. 133 - MV 시리즈.
MV 운영 규칙
수리 및 작동 인력, 오일 스위치의 유지 관리 및 작동과 관련된 전문가는 장비의 관련 지침, 구조 및 작동 원리를 알아야 합니다.
작동 중에 MV를 서비스하는 작업자는 다음을 모니터링해야 합니다.
- 유효 전압, 부하 전류. 지표는 표 값을 넘어서는 안 됩니다.
- 기둥의 오일 기둥 높이, 누출 없음.
- 마찰 부품에 윤활유가 존재합니다.마찰 요소의 윤활제가 두꺼워지고 더러워지면 접점이 이동성을 잃고 얼어붙을 수 있습니다.
- 개폐 장치가 있는 공간의 먼지.
- 작동되는 스위치의 기계적 특성이 표 표준을 준수합니다.
각 단락 여행 후에는 장비를 검사해야 합니다. 이러한 중단에 대한 정보는 특수 로그에 기록됩니다. 장치 작동 중에 식별된 오작동에 대한 정보를 기록하는 결함 로그가 있어야 합니다. 단락으로 인해 셧다운이 발생한 스위치는 검사 대상입니다.
오일 누출을 확인하십시오. 이런 일이 대량으로 발생하면 이는 단락이 비정상적으로 종료되었음을 나타냅니다. 장비의 사용을 중단하고 검사합니다. 오일이 어두워지면 교환해야 합니다. 개방 속도는 오일의 점도에 의해 부정적인 영향을 받으며 온도가 떨어지면 점도가 증가합니다.
수리 중에 오래된 윤활유를 새 윤활유로 교체해야 하는 경우가 있습니다. CIATIM-221, GOI-54 또는 CIATIM-201.
MV가 작동에서 제거된 후 지지 절연체, 로드 및 탱크 단열재에 균열이 있는지 철저한 검사를 받습니다. 심하게 오염된 단열재를 닦아냅니다. 특정 수의 단락이 발생한 후에는 긴급 수리가 필요합니다.
정기점검(PI)은 매월 실시됩니다. 이 경우 스위치의 발열 정도에 주의하십시오. TR(현재 수리)은 매년 수행됩니다. 여기에는 패스너, 드라이브 운동학, 오일 레벨 및 씰의 결함을 검사하고 제거하는 작업이 포함됩니다.절연 부품의 무결성도 검사됩니다.
대수리 후 3~4년이 지나면 중간수리(SR)를 실시한다. 여기에는 전체 TR 작업 세트가 포함되며 극의 접촉 저항을 추가로 측정하고 기계적 및 속도 매개변수를 확인합니다.
모니터링된 특성과 표 데이터 사이에 불일치가 감지되면 스위치가 분해되고 조정 및 전체 범위의 고전압 테스트가 수행됩니다.
특별 수리 중에는 일반적으로 이전 조정 내용을 변경하지 않고 그대로 두려고 합니다. 이러한 이유로 스위치는 최소한으로 분해됩니다. 주요 수리 빈도는 6~8년입니다. 해당 범위에서는 일반 검사가 수행되고, 실린더가 프레임에서 제거되고, 타이어가 분리되고, 드라이브, 아크 소화 장치 및 블록 접점이 수리됩니다.
모든 작업이 끝나면 조정, 도색, 타이어 연결, 테스트가 진행됩니다. 모든 작업에 대한 문서가 작성됩니다.
오일식 스위치 외에도 다른 분리 장치도 고전압 네트워크에 사용됩니다. 예를 들어 SF6 및 진공. 당사 웹 사이트에는 이러한 유형의 스위치의 특성과 디자인은 물론 사용 기능에 대해 자세히 설명하는 다른 기사가 있습니다.
주제에 대한 결론 및 유용한 비디오
MV의 설계, 유형, 목적 및 운영:
VMP-10의 상세 검토:
오일 스위치는 또한 고전압 조건에서 작동하는 회로 차단기에 대한 모든 기본 요구 사항을 충족합니다.대부분은 안전하고 안정적으로 작동하며 빠른 종료를 제공하고 설치가 쉽습니다. 그럼에도 불구하고 제조업체는 MV에 대해 제시된 요구 사항을 더욱 잘 준수하기 위해 노력하고 있습니다.
오일 스위치에 대한 지식이 있고 제시된 자료에 유용한 정보를 추가하고 싶으십니까? 아마도 불일치나 오류를 발견하셨나요? 아니면 해당 주제에 대해 여전히 질문이 있나요? 기사 아래에 이에 대해 알려 주시면 감사하겠습니다.
VMP와 VPM 오일 스위치의 차이점을 알려주십시오.
VPM(및 이전 VMG)의 적용 범위는 내부 설치에 있으며 VMP는 폐쇄형 개폐 장치와 6-10 kV 개폐 장치에 있습니다.
좀 더 명확하게 설명하기 위해 조금 더 설명하겠습니다. VMP-10 및 VPM-10의 예를 사용합니다. 두 스위치 모두 저유압형이며 3극 스위칭 장치 형태로 구현됩니다. VMP-10 및 VPM-10은 고전압 교류를 사용하는 폐쇄 설치에서 작동하도록 설계되었습니다. 차이점은 디자인 기능과 설치 방법에 있습니다. 사진첨부.