Interrupteurs à isolation gazeuse: points de référence et règles de connexion

Le fonctionnement des réseaux électriques haute tension par les caractéristiques du courant n'est pas comparable au travail des analogues domestiques. En conséquence, en cas d'urgence, des appareils plus puissants que les appareils automatiques standard sont nécessaires pour éteindre l'équipement et éteindre l'arc électrique.

En tant que structures de protection, des disjoncteurs SF6 (EM) sont utilisés, qui peuvent être commandés à la fois en mode manuel et en utilisant l'automatisation. Nous avons décrit en détail les caractéristiques de conception et le principe de fonctionnement des appareils. Ils ont donné des recommandations pour l'installation, la connexion et la maintenance.

Définition et utilisation du gaz SF6

Le SF6 est l'hexafluorure de soufre, qui est classé comme gaz électrique. En raison de ses propriétés isolantes, il est activement utilisé dans la fabrication d'appareils électriques.

À l'état neutre, le gaz SF6 est un gaz ininflammable sans couleur ni odeur. Si nous le comparons à l'air, nous pouvons noter une densité élevée (6,7) et une masse moléculaire dépassant la masse d'air de 5 fois.

Un des avantages du gaz SF6 est sa résistance aux manifestations externes. Il ne change en aucun cas les caractéristiques. Si la décomposition se produit pendant une décharge électrique, une récupération complète est bientôt nécessaire pour le travail.

Le secret est que les molécules de SF6 se lient aux électrons et forment des ions négatifs. La qualité du soufre "électronégatif" doté de 6-fluorure avec une caractéristique telle que la force électrique.

En pratique, la résistance électrique de l'air est 2 à 3 fois plus faible que la même propriété du SF6. Entre autres choses, il est ignifuge, car il concerne les substances non combustibles, et a une capacité de refroidissement.

Quand il est devenu nécessaire de trouver du gaz pour éteindre l'arc électrique, ils ont commencé à étudier les propriétés du SF6 (hexafluorure de soufre), du chlorure de carbone 4 et du fréon. Dans les essais a remporté SF6

Les caractéristiques énumérées ont fait du gaz SF6 le plus approprié pour une utilisation dans l'industrie électrique, en particulier dans les appareils suivants:

• transformateurs de puissance fonctionnant sur le principe de l'induction magnétique;
• appareillages de commutation de type complet;
• lignes à haute tension reliant des installations distantes;
• disjoncteurs haute tension.

Mais certaines des propriétés du SF6 ont conduit au fait qu'il était nécessaire d'améliorer la conception du disjoncteur. Le principal inconvénient concerne la transition de la phase gazeuse dans le liquide, ce qui est possible avec certains rapports de pression et de température.

Pour que l'équipement fonctionne sans interruption, il est nécessaire d'assurer des conditions confortables. Supposons que pour le fonctionnement des appareils SF6 à -40º, une pression ne dépassant pas 0,4 MPa et une densité inférieure à 0,03 g / cm³ soient nécessaires. En pratique, si nécessaire, le gaz est chauffé, ce qui empêche la transition vers la phase liquide.

Conception de disjoncteur SF6

Si nous comparons les dispositifs isolés au gaz avec des analogues d'autres types, alors par conception, ils sont les plus proches des dispositifs à huile. La différence réside dans le remplissage des chambres d'extinction de l'arc.

En tant que remplisseur disjoncteurs d'huile Un mélange d'huile est utilisé, tandis que pour les mélanges de SF6 - 6-fluorure de soufre. L'avantage de la deuxième option est sa durabilité et son entretien minimal.

Schéma d'un dispositif de type colonne à isolation gazeuse. Les modules d'arc montés sur un rack haut sont situés dans la partie supérieure, l'armoire de commande dans la partie inférieure

Les méthodes d'extinction d'un arc électrique dépendent de nombreux facteurs, parmi lesquels sont déterminants le courant et la tension assignés, ainsi que les conditions d'utilisation de l'appareil.

Au total, quatre types d'EV sont distingués:

• avec explosion électromagnétique;
• avec soufflage dans le gaz SF6 - avec 1 étage de pression;
• avec souffle longitudinal - avec 2 niveaux de pression;
• avec explosion générée automatiquement.

Si dans les appareils à air en train d'éteindre le gaz d'arc pénètre dans l'atmosphère, alors dans le gaz SF6, il reste dans un espace confiné rempli d'un mélange de gaz. Dans le même temps, une légère surpression subsiste.

Dispositifs de colonne et de réservoir

En pratique, deux types de plantes SF6 sont utilisés:

• réservoir;
• noyau.

Les différences concernent à la fois les caractéristiques structurelles et le principe d'extinction d'un arc électrique. En termes d'agencement extérieur, les noyaux rappellent les analogues à faible teneur en huile: ils se composent de deux parties fonctionnelles - arc et contact, ils ont les mêmes dimensions en volume.

Les dispositifs de déconnexion sont conçus pour fonctionner sur un réseau 220 V et concernent des équipements monophasés. Un exemple de disjoncteur SF6 à colonne est le LF 10 Schneider Electric.

L'équipement peut être contrôlé de deux manières différentes: manuellement, lorsque le réglage et le contrôle sont effectués à l'aide de dispositifs mécaniques, et à distance, automatiquement

Les appareils à gaz SF6 sont plus petits et équipés d'un entraînement multiphasé. Cette distribution vous permet de mieux contrôler et d'ajuster en douceur les paramètres de tension.

L'un des avantages du réservoir EV est sa capacité à résister à des charges accrues. Cette qualité est assurée par le transformateur de courant introduit dans la conception

Un exemple de dispositif de réservoir est l'installation de gaz DT2-550 F3 Alstom Grid. De tels dispositifs ont fait leurs preuves dans les systèmes électriques avec une tension de 500 kV.

La conception est assemblée et équipée de manière à fonctionner sans défaillance à basse température (critique), humidité élevée, ainsi que dans les régions à activité sismique et à pollution atmosphérique excessive.

Principe d'extinction d'arc

Comment fonctionne l'appareil, considérons l'exemple du commutateur LW36 du fabricant chinois CHINT.

Lorsqu'il est déconnecté, le ressort agit sur les éléments dynamiques du cylindre et ils tombent. Tous les contacts, à l'exception des contacts d'interruption, sont ouverts.Lorsque les contacts d'arc, à travers lesquels passe le courant, sont déconnectés, un arc électrique apparaît.

Le gaz chaud pénètre dans la chambre de chaleur, le clapet anti-retour est activé. Lorsque le gaz de la chambre de chaleur est soufflé dans l'espace, l'extinction de l'arc se produit.

Si de petits courants sont coupés, la pression dans la chambre de chaleur n'est pas suffisante, donc la pression de la chambre de compression est attirée (elle est toujours plus élevée). Le clapet anti-retour s'ouvre, le gaz circule sans entrave dans l'espace et éteint l'arc en passant par zéro.

Schéma de l'emplacement interne et du fonctionnement des valves mobiles fixes, décompression, clapets anti-retour. Position 1 - inclusion; position 2 - déconnexion de grands courants; position 3 - déconnexion des petits courants; position 4 - éteignez l'appareil

Les unités centrales modernes ont des performances améliorées. La maintenance est réduite au minimum, la ressource de commutation est augmentée. Les disjoncteurs SF6 se distinguent par un faible niveau de bruit, une mécanique fiable, une facilité d'installation et de test.

Les modèles de réservoir sont ajustés à l'aide d'un variateur et de transformateurs. L'entraînement à ressort ou à ressort hydraulique contrôle les processus marche / arrêt, le niveau de rétention de l'arc électrique.

À quoi sert un lecteur?

Le variateur est conçu pour effectuer toutes les opérations associées à la mise sous / hors tension ou au maintien de l'unité dans une certaine position. Le schéma montre où se trouve exactement le lecteur. Il s'agit généralement de la surface de la terre ou d'un support bas, offrant au personnel de maintenance un accès facile aux dispositifs de commande.

Conception de disjoncteur de réservoir: 1 - modules en porcelaine ou en polymère; 2 - transformateurs; 3 - réservoir avec dispositif d'extinction à gaz; 4 - une chambre à gaz; 5 - entraînement hydraulique; 6 - structure métallique; 7 - connecteur pour l'introduction de gaz

L'entraînement se compose d'un mécanisme de commutation, d'un dispositif de verrouillage - un verrou, un mécanisme de déclenchement. Le processus d'inclusion doit se produire le plus rapidement possible pour éviter le soudage des contacts.

Au démarrage, ils font de gros efforts pour vaincre les forces de frottement de tous les éléments impliqués. La désactivation est plus simple et consiste dans le mouvement inverse du verrou, ce qui assure l'inclusion et sa rétention.

Il existe plusieurs façons d'activer / désactiver:

• mécanique;
• printemps;
• fret;
• pneumatique;
• électromagnétique.

Pour les systèmes de faible puissance, une commande manuelle est utilisée. Dans ce cas, la force d'un opérateur suffit. Les engrenages manuels sont généralement désactivés automatiquement. L'entraînement par ressort est également actionné manuellement, mais des moteurs de faible puissance sont parfois impliqués.

La disposition traditionnelle de l'entraînement est proche du cadre métallique de montage. L'intégrité et le fonctionnement du mécanisme sont assurés par un boîtier métallique solide - une boîte avec une porte pratique pour le travail de l'opérateur

L'utilisation d'un entraînement électromagnétique nécessite plus d'énergie, donc une source de courant constant d'environ 58 A avec une tension de 220 V. Appareils électromagnétiques ils sont fiables, par conséquent, ils sont exploités avec succès dans les régions aux hivers rigoureux. Moins - le besoin d'une batterie puissante.

L'entraînement pneumatique est caractérisé en ce qu'au lieu d'un électroaimant, l'élément de travail principal est une paire cylindre / piston. Grâce à l'air comprimé, la vitesse de commutation est beaucoup plus élevée que celle des modèles précédents.

Avantages et inconvénients de l'utilisation d'EV

Les disjoncteurs SF6, comme les autres types d'appareillage, présentent plusieurs avantages et inconvénients. Lors du choix d'une usine, les calculs nécessaires sont effectués et, en plus des caractéristiques techniques et des caractéristiques de conception, prennent en compte les avantages et les inconvénients des modèles.

Les disjoncteurs SF6 fonctionnent dans des conditions difficiles avec des vibrations périodiques, de basses températures (avec chauffage), dans des zones à risque d'incendie.

Les inconvénients incluent le coût élevé de la charge - gaz SF6, les spécificités du montage sur un écran ou une fondation, la nécessité d'une certaine qualification de la structure de l'opérateur.

Règles de connexion et de maintenance d'EV

Toutes les actions liées à l'installation, à la mise sous / hors tension, à la réparation et à la maintenance des appareils isolés au gaz sont soumises à des règles strictes réglementées par le PUE 1.8.21.

Pour connecter l'installation, il est nécessaire de vérifier la pression minimale dans la chambre remplie de gaz, sinon le commutateur échouera. Pour éviter tout dommage, une alarme est définie, qui se déclenche lors d'une baisse critique des paramètres de pression. Le niveau de pression peut être contrôlé à l'aide d'un manomètre.

Des éléments chauffants sont installés dans l'armoire de commande, ce qui empêche efficacement la condensation de se produire sur les éléments du mécanisme. L'opérateur doit s'assurer que les radiateurs sont allumés en permanence.

L'inspection de l'installation est effectuée tous les jours pendant la journée et environ 2 fois par mois dans l'obscurité. Si un arrêt d'urgence se produit pour l'une des raisons, une inspection imprévue est requise.

Lors de l'inspection du disjoncteur, il est nécessaire de vérifier la protection externe, d'enlever la saleté et de corriger les dommages. Si les contacts chauffent, vous devriez en trouver la raison.

En présence de morue, de bruit suspect, vous devez identifier la source. La structure de montage métallique fait simultanément partie de boucle de massepar conséquent, son intégrité doit être vérifiée.

Assurez-vous de retirer le manomètre. La pression doit être conforme à la norme calculée par le fabricant. Il est nécessaire de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs de régulation et de contrôle, et en cas de défaillance d'un ou plusieurs éléments, prendre des mesures - effectuer un remplacement ou l'envoyer en réparation.

Si la pression du gaz a diminué, remplissez la chambre avec du gaz SF6. L'isolation n'a pas besoin d'être nettoyée, car la structure est complètement scellée.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comment les commutateurs isolés au gaz sont disposés, selon quel principe l'extinction d'arc se produit et quels types d'appareils sont, vous pouvez apprendre d'une vidéo utile et informative.

Vidéo n ° 1. Vue d'ensemble des disjoncteurs SF6 avec une description de l'appareil et le principe de fonctionnement:

Vidéo n ° 2. Caractéristiques de conception:

Vidéo n ° 3. Comment installer le commutateur:

Les disjoncteurs SF6 quittent le convoyeur d'usine en pleine préparation opérationnelle et sont conçus pour fonctionner dans une variété de zones climatiques, tropicales à froides, c'est pourquoi ils sont activement utilisés par les entreprises industrielles de divers pays.