Interruttori isolati con gas: punti di riferimento e regole di connessione

Il funzionamento delle reti elettriche ad alta tensione per caratteristiche attuali non è paragonabile al lavoro di analoghi domestici. Di conseguenza, in caso di emergenza, sono necessari dispositivi più potenti dei dispositivi automatici standard per spegnere l'apparecchiatura e spegnere l'arco elettrico.

Come strutture di protezione, vengono utilizzati gli interruttori di circuito SF6 (EM), che possono essere controllati sia in modalità manuale che mediante l'automazione. Abbiamo descritto in dettaglio le caratteristiche di progettazione e il principio di funzionamento dei dispositivi. Hanno dato raccomandazioni per l'installazione, il collegamento e la manutenzione.

Definizione e utilizzo del gas SF6

SF6 è esafluoruro di zolfo, classificato come gas elettrico. Grazie alle sue proprietà isolanti, è attivamente utilizzato nella produzione di dispositivi elettrici.

Allo stato neutro, il gas SF6 è un gas non infiammabile senza colore e odore. Se lo confrontiamo con l'aria, allora possiamo notare un'alta densità (6,7) e una massa molecolare che supera la massa d'aria di 5 volte.

Uno dei vantaggi del gas SF6 è la sua resistenza alle manifestazioni esterne. Non cambia le caratteristiche in nessuna condizione. Se si verifica un decadimento durante una scarica elettrica, presto è necessario un recupero completo per il lavoro.

Il segreto è che le molecole di SF6 si legano agli elettroni e formano ioni negativi. La qualità dello "elettronegativo" conferiva allo zolfo 6-fluoruro una caratteristica come la resistenza elettrica.

In pratica, la forza elettrica dell'aria è 2-3 volte più debole della stessa proprietà di SF6. Tra le altre cose, è ignifugo, in quanto si riferisce a sostanze non combustibili e ha capacità di raffreddamento.

Quando è stato necessario trovare gas per estinguere l'arco elettrico, hanno iniziato a studiare le proprietà di SF6 (esafluoruro di zolfo), cloruro di 4 carbonio e freon. In prove ha vinto SF6

Le caratteristiche elencate hanno reso il gas SF6 più adatto all'uso nell'industria elettrica, in particolare nei seguenti dispositivi:

• trasformatori di potenza funzionanti secondo il principio dell'induzione magnetica;
• quadri di tipo completo;
• linee ad alta tensione che collegano installazioni remote;
• interruttori di alta tensione.

Ma alcune delle proprietà di SF6 hanno portato al fatto che era necessario migliorare il design dell'interruttore. Lo svantaggio principale riguarda la transizione della fase gassosa nel liquido, e ciò è possibile con determinati rapporti di pressione e temperatura.

Affinché l'apparecchiatura funzioni senza interruzioni, è necessario garantire condizioni confortevoli. Supponiamo che per il funzionamento dei dispositivi SF6 a -40º, siano necessari una pressione non superiore a 0,4 MPa e una densità inferiore a 0,03 g / cm³. In pratica, se necessario, il gas viene riscaldato, il che impedisce il passaggio alla fase liquida.

Design dell'interruttore SF6

Se confrontiamo i dispositivi isolati con gas con analoghi di altri tipi, per progettazione sono più vicini ai dispositivi a petrolio. La differenza sta nel riempire le camere per estinguere l'arco.

Come riempitivo interruttori di circuito olio Viene utilizzata una miscela di olio, mentre per le miscele di SF6 - 6-fluoruro di zolfo. Il vantaggio della seconda opzione è la durata e la minima manutenzione.

Schema di un dispositivo a colonna isolato con gas. I moduli ad arco montati su un rack alto si trovano nella parte superiore, il quadro elettrico nella parte inferiore

I metodi per estinguere un arco elettrico dipendono da molti fattori, tra cui decisivi sono la corrente e la tensione nominali, nonché le condizioni per l'utilizzo del dispositivo.

In totale, si distinguono quattro tipi di veicoli elettrici:

• con scoppio elettromagnetico;
• con scoppio in gas SF6 - con 1 stadio di pressione;
• con scoppio longitudinale - con 2 livelli di pressione;
• con scoppio generato automaticamente.

Se nei dispositivi ad aria in procinto di estinguere il gas dell'arco entra nell'atmosfera, allora nel gas SF6 rimane in uno spazio limitato riempito con una miscela di gas. Allo stesso tempo, rimane una leggera pressione in eccesso.

Dispositivi a colonna e serbatoio

In pratica, vengono utilizzati due tipi di impianti SF6:

• detto serbatoio;
• donnola.

Le differenze riguardano sia le caratteristiche strutturali sia il principio di estinzione di un arco elettrico. In termini di disposizione esterna, i nuclei ricordano gli analoghi a basso contenuto di petrolio: sono costituiti da due parti funzionali: arco e contatto, hanno le stesse dimensioni volumetriche.

I dispositivi di disconnessione sono progettati per funzionare su una rete 220 V e si riferiscono ad apparecchiature monofase. Un esempio di interruttore a colonna SF6 è l'LF 10 Schneider Electric.

Le apparecchiature possono essere controllate in due modi diversi: manualmente, quando la regolazione e il controllo vengono effettuati utilizzando dispositivi meccanici e in remoto, automaticamente

Gli apparecchi a gas Tank SF6 sono più piccoli e dotati di un azionamento multifase. Questa distribuzione consente di controllare meglio e regolare senza problemi i parametri di tensione.

Uno dei vantaggi del serbatoio EV è la capacità di resistere a carichi maggiori. Questa qualità è garantita dall'attuale trasformatore introdotto nel design

Un esempio di un dispositivo serbatoio è l'installazione del gas DT2-550 F3 Alstom Grid. Tali dispositivi si sono dimostrati positivi in ​​sistemi elettrici con una tensione di 500 kV.

Il design è assemblato e attrezzato in modo tale da funzionare senza guasti a basse temperature (critiche), elevata umidità, nonché in regioni con attività sismica e eccessivo inquinamento atmosferico.

Principio di estinzione dell'arco

Come funziona il dispositivo, si consideri l'esempio dello switch LW36 del produttore cinese CHINT.

Quando è scollegata, la molla agisce sugli elementi dinamici del cilindro e cadono. Tutti i contatti, tranne quelli dell'interruttore, si aprono.Quando i contatti di arco, attraverso i quali passa la corrente, vengono scollegati, si verifica un arco elettrico.

Il gas caldo si sposta nella camera di calore, la valvola di ritegno viene attivata. Quando il gas dalla camera di calore viene soffiato nello spazio, si verifica l'estinzione dell'arco.

Se si verifica un arresto di piccole correnti, la pressione nella camera di calore non è sufficiente, quindi la pressione dalla camera di compressione viene attratta (è sempre più alta). La valvola di non ritorno si apre, il gas scorre senza ostacoli nella fessura ed estingue l'arco quando passa attraverso lo zero.

Schema della posizione interna e funzionamento di valvole mobili, fisse, decompressione, valvole di ritegno. Posizione 1 - inclusione; posizione 2 - disconnessione di grandi correnti; posizione 3 - disconnessione di piccole correnti; posizione 4 - spegnere il dispositivo

Le unità core moderne hanno prestazioni migliorate. La manutenzione è ridotta al minimo, il passaggio di risorse è aumentato. Gli interruttori SF6 si distinguono per basso livello di rumore, meccanica affidabile, facilità di installazione e collaudo.

I modelli di serbatoi vengono regolati utilizzando un convertitore e trasformatori. L'azionamento a molla o idraulico-idraulico controlla i processi di accensione / spegnimento, il livello di ritenzione dell'arco elettrico.

A cosa serve un disco?

L'azionamento è progettato per eseguire tutte le operazioni associate all'accensione / spegnimento o al mantenimento dell'unità in una determinata posizione. Il diagramma mostra dove si trova esattamente l'unità. Di solito questa è la superficie della terra o un supporto basso, che fornisce al personale addetto alla manutenzione un facile accesso ai dispositivi di controllo.

Design dell'interruttore del serbatoio: 1 - moduli in porcellana o polimero; 2 - trasformatori; 3 - serbatoio con estintore a gas; 4 - una camera con gas; 5 - azionamento idraulico; 6 - telaio metallico; 7 - connettore per l'introduzione di gas

L'azionamento è costituito da un meccanismo di commutazione, un dispositivo di blocco: un dispositivo di chiusura, un meccanismo di scatto. Il processo di inclusione dovrebbe avvenire il più rapidamente possibile per evitare la saldatura dei contatti.

Durante l'avvio, fanno grandi sforzi per superare le forze di attrito di tutti gli elementi coinvolti. La disabilitazione è più semplice e consiste nel movimento inverso del fermo, che garantisce l'inclusione e la sua conservazione.

Esistono diversi modi per abilitare / disabilitare:

• meccanica;
• molla;
• carico;
• pneumatica;
• solenoide.

Per i sistemi a bassa potenza, viene utilizzato il controllo manuale. In questo caso, la forza di un operatore è sufficiente. Gli ingranaggi manuali vengono normalmente disattivati ​​automaticamente. Anche l'azionamento a molla viene azionato manualmente, ma a volte sono coinvolti motori a bassa potenza.

La disposizione tradizionale dell'unità è vicino al telaio metallico di montaggio. L'integrità e il funzionamento del meccanismo sono garantiti da un robusto involucro metallico: una scatola con una comoda porta per il lavoro dell'operatore

L'uso di un azionamento elettromagnetico richiede più energia, quindi una sorgente di corrente costante di circa 58 A con una tensione di 220 V. Dispositivi elettromagnetici sono affidabili, quindi vengono gestiti con successo in zone con inverni rigidi. Meno: la necessità di una batteria potente.

L'azionamento pneumatico è caratterizzato dal fatto che al posto di un elettromagnete, l'elemento principale di lavoro è una coppia cilindro / pistone. Grazie all'aria compressa, la velocità di commutazione è molto più alta di quella dei modelli precedenti.

Vantaggi e svantaggi dell'utilizzo di EV

Gli interruttori SF6, come altri tipi di quadri, presentano numerosi vantaggi e svantaggi. Quando si sceglie un impianto, vengono effettuati i calcoli necessari e, oltre alle caratteristiche tecniche e alle caratteristiche di progettazione, si tiene conto dei pro e dei contro dei modelli.

Gli interruttori SF6 funzionano in condizioni difficili con vibrazioni periodiche, basse temperature (con riscaldamento), in aree a rischio di incendio.

Gli svantaggi includono l'alto costo del riempitivo - gas SF6, le specifiche del montaggio su uno scudo o una fondazione, la necessità di una certa qualifica dell'equipaggio.

Regole per il collegamento e la manutenzione di veicoli elettrici

Tutte le azioni relative all'installazione, accensione / spegnimento, riparazione e manutenzione di dispositivi isolati con gas sono soggette a rigide regole regolate dalla PUE 1.8.21.

Per collegare l'installazione, è necessario controllare la pressione minima nella camera riempita di gas, altrimenti l'interruttore non funzionerà. Per prevenire danni, viene impostato un allarme che viene attivato quando si verifica una riduzione critica dei parametri di pressione. Il livello di pressione può essere monitorato mediante un manometro.

Gli elementi riscaldanti sono installati nell'armadio di comando, il che impedisce efficacemente la formazione di condensa sugli elementi del meccanismo. L'operatore deve assicurarsi che i riscaldatori siano costantemente accesi.

L'ispezione dell'installazione viene eseguita ogni giorno di giorno e circa 2 volte al mese al buio. Se si verifica un arresto di emergenza per uno dei motivi, è necessaria un'ispezione non programmata.

Durante l'ispezione dell'interruttore, è necessario controllare la protezione esterna, rimuovere lo sporco e correggere i danni. Se i contatti si surriscaldano, dovresti scoprire il motivo.

In presenza di merluzzo bianco, rumore sospetto, è necessario identificare la fonte. La struttura di montaggio in metallo è contemporaneamente parte di anello di massa, pertanto, è necessario verificarne l'integrità.

Assicurarsi di rimuovere il manometro. La pressione deve essere conforme alla norma calcolata dal produttore. È necessario verificare la funzionalità dei dispositivi di regolazione e controllo e, in caso di guasto di uno o più elementi, adottare misure: effettuare una sostituzione o inviare per la riparazione.

Se la pressione del gas è diminuita, riempire la camera con gas SF6. Non è necessario pulire l'isolamento, poiché la struttura è completamente sigillata.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Come sono disposti gli interruttori isolati con gas, in base a quale principio si verifica l'estinzione dell'arco e quali tipi di dispositivi, puoi imparare da un video utile e informativo.

Video n. 1. Panoramica degli interruttori SF6 con una descrizione del dispositivo e il principio di funzionamento:

Video n. 2. Caratteristiche del design:

Video n. 3. Come installare lo switch:

Gli interruttori SF6 lasciano il trasportatore di fabbrica in piena prontezza operativa e sono progettati per funzionare in una varietà di zone climatiche, da quelle tropicali a quelle fredde, pertanto vengono utilizzate attivamente da società industriali in vari paesi.