Gasgeïsoleerde schakelaars: referentiepunten en aansluitregels

De werking van hoogspanningsnetwerken door huidige kenmerken is niet vergelijkbaar met het werk van huishoudelijke analogen. Dienovereenkomstig zijn in geval van nood krachtigere apparaten dan standaard automatische apparaten nodig om de apparatuur uit te schakelen en de elektrische boog te doven.

Als beschermingsconstructies worden SF6-stroomonderbrekers (EM) gebruikt, die zowel in handmatige modus als met automatisering kunnen worden bestuurd. We hebben de ontwerpkenmerken en het werkingsprincipe van de apparaten in detail beschreven. Ze gaven aanbevelingen voor installatie, aansluiting en onderhoud.

Definitie en gebruik van SF6-gas

SF6 is zwavelhexafluoride, dat is geclassificeerd als elektrisch gas. Vanwege zijn isolerende eigenschappen wordt het actief gebruikt bij de vervaardiging van elektrische apparaten.

In neutrale toestand is SF6-gas een onbrandbaar gas zonder kleur en geur. Als we het vergelijken met lucht, kunnen we een hoge dichtheid (6.7) en een molecuulmassa vaststellen die de luchtmassa 5 keer overschrijdt.

Een van de voordelen van SF6-gas is de weerstand tegen externe manifestaties. Het verandert onder geen enkele voorwaarde de kenmerken. Als er verval optreedt tijdens een elektrische ontlading, dan is spoedig een volledig herstel nodig voor het werk.

Het geheim is dat SF6-moleculen elektronen binden en negatieve ionen vormen. De kwaliteit van "electronegative" gaf 6-fluoride zwavel een kenmerk zoals elektrische sterkte.

In de praktijk is de elektrische sterkte van lucht 2-3 keer zwakker dan dezelfde eigenschap van SF6. Het is onder andere brandveilig, omdat het betrekking heeft op niet-brandbare stoffen, en heeft een koelend vermogen.

Toen het nodig werd om gas te vinden om de elektrische boog te doven, begonnen ze de eigenschappen van SF6 (zwavelhexafluoride), 4-koolstofchloride en freon te bestuderen. In proeven won SF6

De vermelde kenmerken maakten SF6-gas het meest geschikt voor gebruik in de elektrische industrie, met name in de volgende apparaten:

• vermogenstransformatoren die werken volgens het principe van magnetische inductie;
• schakelapparatuur van compleet type;
• hoogspanningslijnen die afgelegen installaties verbinden;
• hoogspanningsstroomonderbrekers.

Maar sommige eigenschappen van SF6 leidden ertoe dat het ontwerp van de stroomonderbreker moest worden verbeterd. Het grootste nadeel heeft betrekking op de overgang van de gasfase naar de vloeistof, en dit is mogelijk met bepaalde verhoudingen van druk en temperatuur.

Om ervoor te zorgen dat de apparatuur zonder onderbrekingen werkt, is het noodzakelijk om comfortabele omstandigheden te garanderen. Stel dat voor de werking van SF6-apparaten bij -40 °, een druk van niet meer dan 0,4 MPa en een dichtheid van minder dan 0,03 g / cm³ nodig zijn. In de praktijk wordt het gas indien nodig verwarmd, wat de overgang naar de vloeibare fase verhindert.

SF6-stroomonderbrekerontwerp

Als we de gasgeïsoleerde apparaten vergelijken met analogen van andere typen, komen ze qua ontwerp het dichtst bij olie-apparaten. Het verschil zit in het vullen van de kamers voor het blussen van de boog.

Als vulmiddel olie stroomonderbrekers Een oliemengsel wordt gebruikt, terwijl voor SF6-mengsels - 6-fluoride zwavel. Het voordeel van de tweede optie is duurzaamheid en minimaal onderhoud.

Schema van een gasgeïsoleerd kolomtype apparaat. De boogmodules die op een hoog rek zijn gemonteerd, bevinden zich in het bovenste gedeelte, de schakelkast in het onderste gedeelte

De methoden voor het blussen van een elektrische boog zijn afhankelijk van vele factoren, waaronder de nominale stroom en spanning, evenals de gebruiksomstandigheden van het apparaat.

In totaal worden vier typen EV onderscheiden:

• met elektromagnetische ontploffing;
• met explosie in SF6 gas - met 1 druktrap;
• met longitudinale explosie - met 2 drukniveaus;
• met automatisch gegenereerde explosie.

Als in luchtapparaten tijdens het blussen van het booggas de atmosfeer binnenkomt, blijft het in SF6-gas in een besloten ruimte gevuld met een gasmengsel. Tegelijkertijd blijft er een lichte overdruk bestaan.

Kolom- en tankinrichtingen

In de praktijk worden twee soorten SF6-installaties gebruikt:

• tank;
• kern.

De verschillen hebben betrekking op zowel structurele kenmerken als het uitdovingsprincipe van een elektrische boog. In termen van de externe opstelling doen de kern denken aan analogen met een laag oliegehalte: ze bestaan ​​uit twee functionele delen - boogvorming en contact, ze hebben dezelfde volumetrische afmetingen.

De ontkoppelingsapparaten zijn ontworpen om te werken op een 220 V-netwerk en hebben betrekking op enkelfasige apparatuur. Een voorbeeld van een zekeringautomaat type SF6 is de LF 10 Schneider Electric.

Apparatuur kan op twee verschillende manieren worden bediend: handmatig, wanneer afstelling en besturing worden uitgevoerd met mechanische apparaten, en op afstand automatisch

Tank SF6-gastoestellen zijn kleiner en uitgerust met een meerfasige aandrijving. Met deze verdeling kunt u de spanningsparameters beter regelen en soepel aanpassen.

Een van de voordelen van tank EV is de mogelijkheid om hogere belastingen te weerstaan. Deze kwaliteit wordt gegarandeerd door de huidige transformator die in het ontwerp is geïntroduceerd

Een voorbeeld van een tankinrichting is de DT2-550 F3 Alstom Grid gasinstallatie. Dergelijke apparaten hebben zichzelf positief bewezen in elektrische systemen met een spanning van 500 kV.

Het ontwerp is zo samengesteld en uitgerust dat het zonder storingen functioneert bij lage temperaturen (kritisch), hoge luchtvochtigheid, maar ook in gebieden met seismische activiteit en overmatige luchtverontreiniging.

Arc extinctie principe

Hoe het apparaat werkt, overweeg het voorbeeld van de LW36-schakelaar van de Chinese fabrikant CHINT.

Bij het loskoppelen werkt de veer in op de dynamische elementen van de cilinder en ze vallen naar beneden. Alle contacten, behalve de contacten van de onderbreker, worden geopend.Wanneer de boogcontacten, waardoor de stroom gaat, worden losgekoppeld, ontstaat er een elektrische boog.

Heet gas komt in de warmtekamer, de terugslagklep wordt geactiveerd. Wanneer gas uit de warmtekamer in de opening wordt geblazen, treedt booguitdoving op.

Als kleine stromen worden uitgeschakeld, is de druk in de warmtekamer niet voldoende, daarom wordt de druk uit de compressiekamer aangetrokken (deze is altijd hoger). De terugslagklep gaat open, het gas stroomt ongehinderd in de spleet en dooft de boog bij het passeren van nul.

Regeling van de interne locatie en werking van beweegbare, vaste kleppen, decompressie, terugslagkleppen. Positie 1 - inclusie; positie 2 - ontkoppeling van grote stromen; positie 3 - ontkoppeling van kleine stromen; positie 4 - schakel het apparaat uit

Moderne kerneenheden hebben verbeterde prestaties. Onderhoud wordt tot een minimum beperkt, het overschakelen van hulpbronnen wordt vergroot. SF6-stroomonderbrekers onderscheiden zich door een laag geluidsniveau, betrouwbare mechanica, eenvoudige installatie en testen.

Tankmodellen worden aangepast met een aandrijving en transformatoren. De veer of veerhydraulische aandrijving regelt de aan / uit-processen, het retentieniveau van de elektrische boog.

Waar is een drive voor?

De drive is ontworpen om alle bewerkingen uit te voeren die verband houden met het in- / uitschakelen of het in een bepaalde positie houden van het apparaat. Het diagram laat zien waar de drive precies kan worden geplaatst. Meestal is dit het aardoppervlak of een lage ondersteuning, waardoor onderhoudspersoneel gemakkelijk toegang heeft tot bedieningsapparatuur.

Ontwerp stroomonderbreker tank: 1 - porseleinen of polymeermodules; 2 - transformatoren; 3 - tank met gasblusinrichting; 4 - een kamer met gas; 5 - hydraulische aandrijving; 6 - metalen frame; 7 - connector voor de introductie van gas

De aandrijving bestaat uit een schakelmechanisme, een vergrendelingsmechanisme - een grendel, een struikelmechanisme. Het opnameproces moet zo snel mogelijk plaatsvinden om lassen van de contacten te voorkomen.

Tijdens het opstarten doen ze grote inspanningen om de wrijvingskrachten van alle betrokken elementen te overwinnen. Uitschakelen is eenvoudiger en bestaat uit de omgekeerde beweging van de vergrendeling, wat zorgt voor opname en behoud.

Er zijn verschillende manieren om in / uit te schakelen:

• mechanisch;
• lente;
• vracht;
• pneumatisch;
• elektromagnetisch.

Voor systemen met een laag vermogen wordt handmatige bediening gebruikt. In dit geval is de kracht van één operator voldoende. Handmatige versnellingen worden meestal automatisch uitgeschakeld. De veeraandrijving wordt ook handmatig bediend, maar soms gaat het om motoren met een laag vermogen.

De traditionele opstelling van de aandrijving is in de buurt van het metalen frame. De integriteit en werking van het mechanisme wordt verzekerd door een sterke metalen behuizing - een doos met een handige deur voor operatorwerkzaamheden

Het gebruik van een elektromagnetische aandrijving vereist meer energie, daarom is een constante stroombron van ongeveer 58 A met een spanning van 220 V vereist. Een handmatige hendel is voorzien als back-up uitschakelmechanisme. Elektromagnetische apparaten ze zijn betrouwbaar en worden daarom met succes gebruikt in gebieden met strenge winters. Minpuntje - de behoefte aan een krachtige batterij.

De pneumatische aandrijving wordt gekenmerkt doordat in plaats van een elektromagneet het belangrijkste werkelement een cilinder / zuigerpaar is. Dankzij perslucht is de schakelsnelheid veel hoger dan die van eerdere modellen.

Voor- en nadelen van het gebruik van EV

SF6-stroomonderbrekers hebben, net als andere soorten schakelapparatuur, verschillende voor- en nadelen. Bij het kiezen van een plant worden de nodige berekeningen gemaakt en, naast de technische kenmerken en ontwerpkenmerken, rekening gehouden met de voor- en nadelen van de modellen.

SF6-stroomonderbrekers werken onder moeilijke omstandigheden met periodieke trillingen, lage temperaturen (met verwarming), in brandgevaarlijke gebieden.

De nadelen zijn onder meer de hoge kosten van het vulmiddel - SF6-gas, de specifieke kenmerken van montage op een schild of fundering, de behoefte aan een bepaalde kwalificatie van de bedieningsconstructie.

Regels voor het aansluiten en onderhouden van EV

Alle acties met betrekking tot installatie, aan / uit, reparatie en onderhoud van gasgeïsoleerde apparaten zijn onderworpen aan strikte regels die worden gereguleerd door PUE 1.8.21.

Om de installatie aan te sluiten, moet de minimumdruk in de met gas gevulde kamer worden gecontroleerd, anders mislukt de schakelaar. Om schade te voorkomen, wordt een alarm ingesteld, dat wordt geactiveerd bij een kritische verlaging van de drukparameters. Het drukniveau kan worden gecontroleerd met een manometer.

In de aandrijfkast zijn verwarmingselementen gemonteerd, die effectief voorkomen dat er condensatie op de mechaniekelementen ontstaat. De operator moet ervoor zorgen dat de kachels constant aan staan.

De inspectie van de installatie wordt elke dag overdag uitgevoerd en ongeveer 2 keer per maand in het donker. Als om een ​​van de redenen een noodstop optreedt, is een ongeplande inspectie vereist.

Tijdens de inspectie van de stroomonderbreker is het noodzakelijk om de externe bescherming te controleren, vuil te verwijderen en schade te corrigeren. Als de contacten warm worden, moet u de reden achterhalen.

In aanwezigheid van kabeljauw, verdacht geluid, moet u de bron identificeren. De metalen montagestructuur is tegelijkertijd onderdeel van grondlusdaarom moet de integriteit ervan worden gecontroleerd.

Zorg ervoor dat u de manometer verwijdert. De druk moet in overeenstemming zijn met de door de fabrikant berekende norm. Het is noodzakelijk om de bruikbaarheid van regel- en controleapparaten te controleren en, in het geval van een storing van een of meer elementen, maatregelen te nemen - vervang deze of stuur deze op voor reparatie.

Als de gasdruk is afgenomen, vul de kamer dan bij met SF6-gas. De isolatie hoeft niet te worden gereinigd, omdat de constructie volledig is afgedicht.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Hoe gasgeïsoleerde schakelaars zijn gerangschikt, volgens welk principe de uitdoving optreedt en wat voor soort apparaten zijn, kunt u leren van een nuttige en informatieve video.

Video # 1. Overzicht van SF6-stroomonderbrekers met een beschrijving van het apparaat en het werkingsprincipe:

Video # 2. Ontwerpkenmerken:

Video # 3. Hoe de switch te installeren:

SF6-stroomonderbrekers verlaten de fabrieksband volledig operationeel en zijn ontworpen om te werken in verschillende klimaatzones, van tropisch tot koud, daarom worden ze actief gebruikt door industriële bedrijven in verschillende landen.