Αυτόματοι διακόπτες κυκλώματος SF6: οδηγίες για την επιλογή και τους κανόνες σύνδεσης

Η λειτουργία των ηλεκτρικών δικτύων υψηλής τάσης όσον αφορά τα χαρακτηριστικά ρεύματος δεν είναι συγκρίσιμη με τη λειτουργία οικιακών αναλόγων.Αντίστοιχα, σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, χρειάζονται πιο ισχυρές συσκευές από τις τυπικές αυτόματες συσκευές για την απενεργοποίηση του εξοπλισμού και την κατάσβεση του ηλεκτρικού τόξου.

Οι διακόπτες κυκλώματος SF6 (EGS) χρησιμοποιούνται ως προστατευτικές δομές, οι οποίες μπορούν να ελεγχθούν τόσο χειροκίνητα όσο και αυτόματα. Περιγράψαμε λεπτομερώς τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά και την αρχή λειτουργίας των συσκευών. Παρείχε συστάσεις για εγκατάσταση, σύνδεση και συντήρηση.

Ορισμός και Εφαρμογή Αερίου SF6

Το αέριο SF6 είναι εξαφθοριούχο θείο, το οποίο ταξινομείται ως ηλεκτρικό αέριο. Λόγω των μονωτικών ιδιοτήτων του, χρησιμοποιείται ενεργά στην παραγωγή ηλεκτρικών συσκευών.

Στην ουδέτερη του κατάσταση, το αέριο SF6 είναι ένα μη εύφλεκτο, άχρωμο και άοσμο αέριο. Αν το συγκρίνουμε με τον αέρα, μπορούμε να σημειώσουμε την υψηλή του πυκνότητα (6,7) και το μοριακό του βάρος, που είναι 5 φορές μεγαλύτερο από τον αέρα.

Ένα από τα πλεονεκτήματα του αερίου SF6 είναι η αντοχή του σε εξωτερικές εκδηλώσεις. Δεν αλλάζει χαρακτηριστικά σε καμία περίπτωση. Εάν συμβεί αποσύνθεση κατά τη διάρκεια μιας ηλεκτρικής εκφόρτισης, τότε σύντομα θα συμβεί μια πλήρης αποκατάσταση που είναι απαραίτητη για τη λειτουργία.

Το μυστικό είναι ότι τα μόρια SF6 δεσμεύουν ηλεκτρόνια και σχηματίζουν αρνητικά ιόντα. Η ποιότητα της «ηλεκτρονής άρνησης» προίκισε το φθόριο 6-θείου με ένα τέτοιο χαρακτηριστικό όπως η ηλεκτρική αντοχή.

Στην πράξη, η ηλεκτρική ισχύς του αέρα είναι 2-3 φορές ασθενέστερη από την ίδια ιδιότητα του αερίου SF6.Μεταξύ άλλων, είναι πυρίμαχο, καθώς είναι άφλεκτη ουσία, και έχει ψυκτικές ιδιότητες.

Όταν προέκυψε η ανάγκη να βρουν αέριο για να σβήσουν το ηλεκτρικό τόξο, άρχισαν να μελετούν τις ιδιότητες του SF6 (εξαφθοριούχο θείο), του άνθρακα 4-χλωριούχου και του φρέον. Το SF6 κέρδισε τις δοκιμές

Τα αναφερόμενα χαρακτηριστικά καθιστούν το αέριο SF6 πιο κατάλληλο για χρήση στο ηλεκτρικό πεδίο, ιδίως στις ακόλουθες συσκευές:

• μετασχηματιστές ισχύος που λειτουργούν με βάση την αρχή της μαγνητικής επαγωγής.
• πλήρους τύπου διακόπτες?
• γραμμές υψηλής τάσης που συνδέουν απομακρυσμένες εγκαταστάσεις.
• διακόπτες υψηλής τάσης.

Αλλά ορισμένες ιδιότητες του αερίου SF6 οδήγησαν στην ανάγκη βελτίωσης του σχεδιασμού του διακόπτη. Το κύριο μειονέκτημα αφορά τη μετάβαση της αέριας φάσης στην υγρή φάση, και αυτό είναι δυνατό υπό ορισμένες αναλογίες παραμέτρων πίεσης και θερμοκρασίας.

Προκειμένου ο εξοπλισμός να λειτουργεί χωρίς διακοπή, είναι απαραίτητο να παρέχονται άνετες συνθήκες. Ας υποθέσουμε ότι για τη λειτουργία συσκευών SF6 στους -40º, απαιτείται πίεση όχι μεγαλύτερη από 0,4 MPa και πυκνότητα μικρότερη από 0,03 g/cm³. Στην πράξη, εάν είναι απαραίτητο, το αέριο θερμαίνεται, γεγονός που εμποδίζει τη μετάβαση στην υγρή φάση.

Σχεδιασμός διακόπτη κυκλώματος SF6

Εάν συγκρίνουμε συσκευές SF6 με ανάλογα άλλων τύπων, τότε στο σχεδιασμό είναι πιο κοντά στις συσκευές λαδιού. Η διαφορά έγκειται στο γέμισμα των θαλάμων για να σβήσει το τόξο.

Ως πληρωτικό διακόπτες λαδιού χρησιμοποιείται ένα μείγμα λαδιών, ενώ τα SF6 χρησιμοποιούν φθόριο 6-θείου. Το πλεονέκτημα της δεύτερης επιλογής είναι η ανθεκτικότητα και η ελάχιστη συντήρηση.

Σχέδιο συσκευής αερίου τύπου στήλης SF6.Οι μονάδες τόξου, τοποθετημένες σε ψηλή βάση, βρίσκονται στο επάνω μέρος, ο πίνακας ελέγχου βρίσκεται στο κάτω μέρος

Οι μέθοδοι κατάσβεσης ενός ηλεκτρικού τόξου εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες, μεταξύ των οποίων το ονομαστικό ρεύμα και η τάση, καθώς και οι συνθήκες χρήσης της συσκευής είναι καθοριστικές.

Υπάρχουν τέσσερις τύποι ηλεκτρικών οχημάτων συνολικά:

• με ηλεκτρομαγνητική έκρηξη?
• με έκρηξη αερίου SF6 – με 1 στάδιο πίεσης.
• με διαμήκη έκρηξη – με 2 επίπεδα πίεσης.
• με αυτοπαραγωγική έκρηξη.

Εάν στις συσκευές αέρα το αέριο εισέλθει στην ατμόσφαιρα κατά τη διαδικασία κατάσβεσης τόξου, τότε στις συσκευές SF6 παραμένει σε κλειστό χώρο γεμάτο με μείγμα αερίων. Ταυτόχρονα, παραμένει μια ελαφρά υπερβολική πίεση.

Συσκευές στήλης και δεξαμενής

Στην πράξη, χρησιμοποιούνται δύο τύποι εγκαταστάσεων αερίου SF6:

• Δεξαμενή;
• πυρήνας.

Οι διαφορές σχετίζονται τόσο με τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά όσο και με την αρχή της κατάσβεσης του ηλεκτρικού τόξου. Όσον αφορά την εξωτερική τους δομή, οι ράβδοι πυρήνα μοιάζουν με ανάλογα χαμηλής περιεκτικότητας σε λάδι: αποτελούνται από δύο λειτουργικά μέρη - σβήσιμο τόξου και επαφή και έχουν τις ίδιες ογκομετρικές διαστάσεις.

Οι συσκευές αποσύνδεσης είναι σχεδιασμένες να λειτουργούν από δίκτυο 220 V και ανήκουν σε μονοφασικό εξοπλισμό. Ένα παράδειγμα διακόπτη αερίου τύπου στήλης SF6 είναι ο LF 10 Schneider Electric.

Ο εξοπλισμός μπορεί να ελεγχθεί με δύο διαφορετικούς τρόπους: χειροκίνητα, όταν η ρύθμιση και ο έλεγχος πραγματοποιούνται με τη χρήση μηχανικών συσκευών και εξ αποστάσεως, αυτόματα

Οι συσκευές SF6 που βασίζονται σε ρεζερβουάρ είναι μικρότερες σε μέγεθος και είναι εξοπλισμένες με πολυφασική κίνηση. Αυτή η κατανομή επιτρέπει καλύτερο έλεγχο και ομαλή ρύθμιση των παραμέτρων τάσης.

Ένα από τα πλεονεκτήματα των ηλεκτρικών οχημάτων δεξαμενής είναι η ικανότητα να αντέχουν αυξημένα φορτία. Αυτή η ποιότητα διασφαλίζεται από έναν μετασχηματιστή ρεύματος ενσωματωμένος στο σχέδιο.

Ένα παράδειγμα συσκευής δεξαμενής είναι η εγκατάσταση αερίου DT2-550 F3 Alstom Grid. Τέτοιες συσκευές έχουν αποδειχθεί σε ηλεκτρικά συστήματα με τάση 500 kV.

Η κατασκευή είναι συναρμολογημένη και εξοπλισμένη με τέτοιο τρόπο ώστε να λειτουργεί χωρίς αστοχίες σε χαμηλές θερμοκρασίες (κρίσιμες), υψηλή υγρασία, καθώς και σε περιοχές με σεισμική δραστηριότητα και υπερβολική ατμοσφαιρική ρύπανση.

Αρχή εξαφάνισης τόξου

Ας δούμε πώς λειτουργεί η συσκευή χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του διακόπτη LW36 από τον κινέζο κατασκευαστή CHINT.

Όταν αποσυνδεθεί, το ελατήριο δρα στα δυναμικά στοιχεία του κυλίνδρου και πέφτουν κάτω. Όλες οι επαφές, εκτός από τις επαφές κατάσβεσης τόξου, ανοίγουν. Όταν αποσυνδεθούν οι επαφές τόξου που μεταφέρουν ρεύμα, εμφανίζεται ηλεκτρικό τόξο.

Το ζεστό αέριο μετακινείται στον θερμικό θάλαμο και η βαλβίδα αντεπιστροφής ενεργοποιείται. Όταν αέριο από τον θάλαμο θερμότητας διοχετεύεται στο κενό, το τόξο σβήνει.

Εάν απενεργοποιηθούν μικρά ρεύματα, τότε η πίεση στον θερμικό θάλαμο δεν είναι αρκετή, επομένως η πίεση από τον θάλαμο συμπίεσης έλκεται (είναι πάντα μεγαλύτερη). Η βαλβίδα αντεπιστροφής ανοίγει, το αέριο ρέει ελεύθερα στο διάκενο και, όταν διασχίζει το μηδέν, σβήνει το τόξο.

Διάγραμμα εσωτερικής θέσης και λειτουργίας κινητών, σταθερών βαλβίδων, βαλβίδων αποσυμπίεσης, αντεπιστροφής. Θέση 1 – ενεργοποίηση. θέση 2 – διακοπή υψηλών ρευμάτων. θέση 3 – απενεργοποίηση χαμηλών ρευμάτων. θέση 4 – απενεργοποιήστε τη συσκευή

Οι σύγχρονες εγκαταστάσεις πυρήνα έχουν βελτιωμένα χαρακτηριστικά. Η συντήρηση μειώνεται στο ελάχιστο, η διάρκεια της μεταγωγής αυξάνεται. Οι διακόπτες κυκλώματος SF6 χαρακτηρίζονται από χαμηλά επίπεδα θορύβου, αξιόπιστη μηχανική και ευκολία εγκατάστασης και δοκιμής.

Τα μοντέλα δεξαμενών ρυθμίζονται χρησιμοποιώντας μονάδα δίσκου και μετασχηματιστές. Ένα ελατήριο ή ελατηριωτό-υδραυλικό σύστημα κίνησης ελέγχει τις διαδικασίες ενεργοποίησης/απενεργοποίησης και το επίπεδο συγκράτησης του τόξου.

Προς τι η κίνηση;

Ο ηλεκτροκινητήρας έχει σχεδιαστεί για να εκτελεί όλες τις λειτουργίες που σχετίζονται με την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση ή τη διατήρηση της εγκατάστασης σε μια συγκεκριμένη θέση. Το διάγραμμα δείχνει ακριβώς πού μπορεί να βρίσκεται η μονάδα δίσκου. Αυτή είναι συνήθως η επιφάνεια του εδάφους ή ένα χαμηλό στήριγμα που παρέχει στο προσωπικό συντήρησης εύκολη πρόσβαση στις συσκευές ελέγχου.

Διάγραμμα σχεδίασης διακόπτη δεξαμενής: 1 – μονάδες από πορσελάνη ή πολυμερές. 2 – μετασχηματιστές. 3 – δεξαμενή με συσκευή πυρόσβεσης αερίου. 4 – θάλαμος με αέριο. 5 – υδραυλική κίνηση. 6 – μεταλλικό πλαίσιο. 7 – σύνδεσμος για την εισαγωγή αερίου SF6

Η μονάδα δίσκου αποτελείται από έναν μηχανισμό ενεργοποίησης, μια συσκευή ασφάλισης - ένα μάνδαλο και έναν μηχανισμό απελευθέρωσης. Η διαδικασία μεταγωγής πρέπει να πραγματοποιηθεί όσο το δυνατόν γρηγορότερα για να αποφευχθεί η συγκόλληση των επαφών.

Κατά την ενεργοποίηση, καταβάλλονται μεγάλες προσπάθειες για να ξεπεραστεί η δύναμη τριβής όλων των εμπλεκόμενων στοιχείων. Η απενεργοποίηση είναι απλούστερη και περιλαμβάνει την αντίστροφη κίνηση του μάνταλου, η οποία διασφαλίζει την ενεργοποίηση και τη συγκράτηση.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι ενεργοποίησης/απενεργοποίησης:

• μηχανικός;
• άνοιξη;
• φορτίο;
• πνευματικός;
• ηλεκτρομαγνητικός.

Για συστήματα χαμηλής κατανάλωσης, χρησιμοποιείται χειροκίνητος έλεγχος. Σε αυτή την περίπτωση, η δύναμη ενός χειριστή είναι επαρκής. Οι χειροκίνητοι μηχανισμοί συνήθως απενεργοποιούνται αυτόματα. Η κίνηση του ελατηρίου ενεργοποιείται επίσης χειροκίνητα, αλλά μερικές φορές χρησιμοποιούνται ηλεκτροκινητήρες χαμηλής ισχύος.

Η παραδοσιακή θέση της μονάδας είναι κοντά στο μεταλλικό πλαίσιο τοποθέτησης.Η ακεραιότητα και η λειτουργία του μηχανισμού διασφαλίζεται από ένα ανθεκτικό μεταλλικό περίβλημα - ένα κουτί με βολική πόρτα για εργασία χειριστή

Η λειτουργία του μαγνητικού ενεργοποιητή απαιτεί περισσότερη ισχύ και απαιτεί σταθερή πηγή ρεύματος περίπου 58 A στα 220 V. Παρέχεται ένας χειροκίνητος μοχλός ως εφεδρικός μηχανισμός διακοπής. Ηλεκτρομαγνητικές συσκευές Είναι αξιόπιστα, επομένως χρησιμοποιούνται με επιτυχία σε περιοχές με σκληρούς χειμώνες. Το μειονέκτημα είναι η ανάγκη για μια ισχυρή μπαταρία.

Η πνευματική κίνηση διαφέρει στο ότι αντί για ηλεκτρομαγνήτη, το κύριο στοιχείο εργασίας είναι ένα ζεύγος κυλίνδρου/εμβόλου. Χάρη στον πεπιεσμένο αέρα, η ταχύτητα ενεργοποίησης είναι πολύ μεγαλύτερη από τα προηγούμενα μοντέλα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης ηλεκτρικών οχημάτων

Οι διακόπτες κυκλώματος SF6, όπως και άλλοι τύποι ηλεκτρικών συσκευών διανομής, έχουν πολλά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Κατά την επιλογή μιας εγκατάστασης, γίνονται οι απαραίτητοι υπολογισμοί και, εκτός από τα τεχνικά χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού, λαμβάνονται υπόψη τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των μοντέλων.

Οι διακόπτες τύπου SF6 λειτουργούν σε δύσκολες συνθήκες με περιοδικούς κραδασμούς, χαμηλές θερμοκρασίες (με θέρμανση) και σε επικίνδυνους χώρους πυρκαγιάς.

Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν το υψηλό κόστος του πληρωτικού - SF6, τις ιδιαιτερότητες εγκατάστασης σε πάνελ ή βάση και την ανάγκη για ορισμένα προσόντα του προσωπικού χειριστή.

Κανόνες σύνδεσης και συντήρησης EV

Όλες οι ενέργειες που σχετίζονται με την εγκατάσταση, την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση, την επισκευή και τη συντήρηση συσκευών SF6 υπόκεινται σε αυστηρούς κανόνες που ρυθμίζονται από το PUE 1.8.21.

Για να συνδέσετε την εγκατάσταση, είναι απαραίτητο να ελέγξετε την παρουσία ελάχιστης πίεσης στον γεμάτο με αέριο θάλαμο, διαφορετικά ο διακόπτης θα αποτύχει. Για την αποφυγή ζημιών, εγκαθίσταται ένας συναγερμός που ενεργοποιείται όταν οι παράμετροι πίεσης πέφτουν κρίσιμα. Η στάθμη πίεσης μπορεί να παρακολουθηθεί χρησιμοποιώντας ένα μανόμετρο.

Ο πίνακας μετάδοσης κίνησης είναι εξοπλισμένος με θερμαντικά στοιχεία που εμποδίζουν αποτελεσματικά το σχηματισμό συμπύκνωσης στα στοιχεία του μηχανισμού. Ο χειριστής πρέπει να διασφαλίζει ότι οι θερμαντήρες είναι πάντα αναμμένοι.

Η εγκατάσταση ελέγχεται καθημερινά κατά τη διάρκεια της ημέρας και περίπου 2 φορές το μήνα κατά τη διάρκεια του σκότους. Εάν συμβεί έκτακτη διακοπή λειτουργίας για έναν από τους λόγους, απαιτείται μη προγραμματισμένη επιθεώρηση

Κατά την επιθεώρηση του διακόπτη κυκλώματος, είναι απαραίτητο να ελέγξετε την εξωτερική προστασία, να αφαιρέσετε τη βρωμιά και να διορθώσετε τη ζημιά. Εάν οι επαφές θερμαίνονται, θα πρέπει να μάθετε τον λόγο.

Εάν υπάρχει τρίξιμο ή ύποπτος θόρυβος, πρέπει να προσδιορίσετε την πηγή. Η μεταλλική δομή στερέωσης είναι επίσης μέρος της βρόχος γείωσης, επομένως θα πρέπει να ελεγχθεί η ακεραιότητά του.

Πρέπει να λαμβάνονται οι ενδείξεις του μανόμετρου. Η πίεση πρέπει να αντιστοιχεί στον κανόνα που υπολογίζεται από τον κατασκευαστή.Είναι απαραίτητο να ελέγξετε τη δυνατότητα συντήρησης των συσκευών ρύθμισης και παρακολούθησης και εάν ένα ή περισσότερα στοιχεία αποτύχουν, λάβετε μέτρα - αντικαταστήστε το ή στείλτε το για επισκευή.

Εάν η πίεση του αερίου έχει μειωθεί, ο θάλαμος θα πρέπει να ξαναγεμίσει με αέριο SF6. Η μόνωση δεν χρειάζεται καθαρισμό, καθώς η δομή είναι πλήρως σφραγισμένη.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Μπορείτε να μάθετε πώς σχεδιάζονται οι διακόπτες SF6, με ποια αρχή σβήνει το τόξο και ποιοι τύποι συσκευών υπάρχουν από ένα χρήσιμο και κατατοπιστικό βίντεο.

Βίντεο #1. Ανασκόπηση των διακοπτών SF6 με περιγραφή της συσκευής και αρχή λειτουργίας:

Βίντεο #2. Χαρακτηριστικά του σχεδιασμού εγκατάστασης:

Βίντεο #3. Πώς να εγκαταστήσετε το διακόπτη:

Οι διακόπτες κυκλώματος SF6 εγκαταλείπουν τη γραμμή συναρμολόγησης του εργοστασίου σε πλήρη ετοιμότητα λειτουργίας και είναι σχεδιασμένοι να λειτουργούν σε διάφορες κλιματικές ζώνες, από τροπικές έως ψυχρές, και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται ενεργά από βιομηχανικές εταιρείες σε διάφορες χώρες.