Przełączniki w izolacji gazowej: punkty odniesienia i zasady podłączania

Funkcjonowanie sieci elektrycznych wysokiego napięcia według charakterystyki prądowej nie jest porównywalne z pracą analogów domowych. W związku z tym w przypadku awarii potrzebne są mocniejsze urządzenia niż standardowe urządzenia automatyczne do wyłączenia sprzętu i gaszenia łuku elektrycznego.

Jako konstrukcje ochronne stosuje się wyłączniki SF6 (EM), które można kontrolować zarówno w trybie ręcznym, jak i za pomocą automatyki. Szczegółowo opisaliśmy cechy konstrukcyjne i zasadę działania urządzeń. Podali zalecenia dotyczące instalacji, podłączenia i konserwacji.

Definicja i zastosowanie gazu SF6

SF6 to sześciofluorek siarki, który jest klasyfikowany jako gaz elektryczny. Ze względu na swoje właściwości izolacyjne jest aktywnie wykorzystywany w produkcji urządzeń elektrycznych.

W stanie neutralnym gaz SF6 jest gazem niepalnym bez koloru i zapachu. Jeśli porównamy to z powietrzem, możemy zauważyć wysoką gęstość (6,7) i masę cząsteczkową przekraczającą masę powietrza 5 razy.

Jedną z zalet gazu SF6 jest odporność na objawy zewnętrzne. Nie zmienia właściwości pod żadnym warunkiem. Jeśli rozpad wystąpi podczas wyładowania elektrycznego, wkrótce pełnoprawny odzysk jest niezbędny do pracy.

Sekret polega na tym, że cząsteczki SF6 wiążą elektrony i tworzą jony ujemne. Jakość „elektroujemnej” nadała siarce 6-fluorkowej cechę taką jak wytrzymałość elektryczna.

W praktyce siła elektryczna powietrza jest 2-3 razy słabsza niż ta sama właściwość SF6. Jest między innymi ognioodporny, ponieważ odnosi się do substancji niepalnych i ma zdolność chłodzenia.

Gdy konieczne stało się znalezienie gazu do gaszenia łuku elektrycznego, zaczęli badać właściwości SF6 (heksafluorek siarki), chlorku 4-węgla i freonu. W próbach wygrał SF6

Wymienione cechy sprawiają, że gaz SF6 jest najbardziej odpowiedni do stosowania w przemyśle elektrycznym, w szczególności w następujących urządzeniach:

• transformatory mocy działające na zasadzie indukcji magnetycznej;
• rozdzielnice kompletnego typu;
• linie wysokiego napięcia łączące zdalne instalacje;
• wyłączniki wysokiego napięcia.

Ale niektóre właściwości SF6 doprowadziły do ​​tego, że konieczne było ulepszenie konstrukcji wyłącznika. Główna wada dotyczy przejścia fazy gazowej w ciecz i jest to możliwe przy określonych stosunkach ciśnienia i temperatury.

Aby sprzęt działał bez zakłóceń, konieczne jest zapewnienie komfortowych warunków. Załóżmy, że do działania urządzeń SF6 w temperaturze -40º konieczne jest ciśnienie nie większe niż 0,4 MPa i gęstość mniejsza niż 0,03 g / cm3. W praktyce, w razie potrzeby, gaz jest podgrzewany, co zapobiega przejściu do fazy ciekłej.

Konstrukcja wyłącznika SF6

Jeśli porównamy urządzenia izolowane gazem z analogami innych typów, to z założenia są one najbliższe urządzeń olejowych. Różnica polega na wypełnieniu komór w celu gaszenia łuku.

Jako wypełniacz w wyłączniki olejowe Stosuje się mieszaninę olejów, a dla mieszanin SF6 - siarkę 6-fluorkową. Zaletą drugiej opcji jest trwałość i minimalna konserwacja.

Schemat urządzenia typu kolumny z izolacją gazową. Moduły łukowe zamontowane na wysokim stojaku znajdują się w górnej części, a szafka sterownicza w dolnej

Metody gaszenia łuku elektrycznego zależą od wielu czynników, wśród których decydujący jest prąd znamionowy i napięcie, a także warunki użytkowania urządzenia.

W sumie rozróżnia się cztery typy EV:

• z podmuchem elektromagnetycznym;
• z podmuchem gazu SF6 - z 1 stopniem ciśnienia;
• z podłużnym wybuchem - z 2 poziomami ciśnienia;
• z automatycznie generowanym podmuchem.

Jeśli w urządzeniach powietrznych podczas gaszenia gaz łukowy przedostaje się do atmosfery, wówczas w gazie SF6 pozostaje w zamkniętej przestrzeni wypełnionej mieszaniną gazów. Jednocześnie pozostaje niewielki nadciśnienie.

Urządzenia kolumnowe i czołgowe

W praktyce stosuje się dwa rodzaje instalacji SF6:

• czołg;
• rdzeń.

Różnice dotyczą zarówno cech konstrukcyjnych, jak i zasady gaszenia łuku elektrycznego. Jeśli chodzi o układ zewnętrzny, podstawowe przypominają analogi o niskiej zawartości oleju: składają się z dwóch funkcjonalnych części - wyładowania łukowego i styku, mają te same wymiary objętościowe.

Urządzenia rozłączające są zaprojektowane do pracy w sieci 220 V i dotyczą urządzeń jednofazowych. Przykładem wyłącznika SF6 typu kolumnowego jest LF 10 Schneider Electric.

Urządzeniem można sterować na dwa różne sposoby: ręcznie, gdy regulacja i sterowanie są przeprowadzane za pomocą urządzeń mechanicznych, i zdalnie, automatycznie

Urządzenia gazowe Tank SF6 są mniejsze i wyposażone w napęd wielofazowy. Ten rozkład umożliwia lepszą kontrolę i płynną regulację parametrów napięcia.

Jedną z zalet czołgu EV jest możliwość wytrzymania zwiększonego obciążenia. Taką jakość zapewnia wprowadzony do konstrukcji przekładnik prądowy.

Przykładem urządzenia zbiornikowego jest instalacja gazowa DT2-550 F3 Alstom Grid. Takie urządzenia sprawdziły się w układach elektrycznych o napięciu 500 kV.

Konstrukcja jest zmontowana i wyposażona w taki sposób, że działa bezawaryjnie w niskich temperaturach (krytycznych), wysokiej wilgotności, a także w regionach o aktywności sejsmicznej i nadmiernym zanieczyszczeniu atmosferycznym.

Zasada gaszenia łuku

Jak działa urządzenie, rozważ przykład przełącznika LW36 chińskiego producenta CHINT.

Po odłączeniu sprężyna działa na dynamiczne elementy cylindra i opadają. Wszystkie kontakty, z wyjątkiem kontaktów przerywacza, są otwarte.Gdy styki iskrowe, przez które przepływa prąd, zostają odłączone, powstaje łuk elektryczny.

Gorący gaz przedostaje się do komory cieplnej, zawór zwrotny jest aktywowany. Gdy gaz z komory cieplnej jest wdmuchiwany do szczeliny, następuje wygaszenie łuku.

Jeśli małe prądy są wyłączone, wówczas ciśnienie w komorze cieplnej jest niewystarczające, dlatego przyciągane jest ciśnienie z komory sprężania (zawsze jest wyższe). Zawór zwrotny otwiera się, gaz przepływa bez przeszkód do szczeliny i gaśnie łuk podczas przejścia przez zero.

Schemat wewnętrznej lokalizacji i działania ruchomych, stałych zaworów, dekompresji, zaworów zwrotnych. Pozycja 1 - włączenie; pozycja 2 - odłączenie dużych prądów; pozycja 3 - odłączenie małych prądów; pozycja 4 - wyłącz urządzenie

Nowoczesne jednostki podstawowe mają lepszą wydajność. Utrzymanie jest zredukowane do minimum, zwiększone zasoby przełączania. Wyłączniki SF6 wyróżniają się niskim poziomem hałasu, niezawodną mechaniką, łatwością instalacji i testowania.

Modele zbiorników są regulowane za pomocą napędu i transformatorów. Napęd sprężynowy lub sprężynowo-hydrauliczny kontroluje procesy włączania / wyłączania, poziom retencji łuku elektrycznego.

Do czego służy dysk?

Napęd jest zaprojektowany do wykonywania wszystkich operacji związanych z włączaniem / wyłączaniem lub utrzymywaniem urządzenia w określonej pozycji. Schemat pokazuje, gdzie dokładnie może znajdować się dysk. Zwykle jest to powierzchnia ziemi lub niskie wsparcie, zapewniające personelowi konserwacyjnemu łatwy dostęp do urządzeń sterujących.

Konstrukcja wyłącznika zbiornikowego: 1 - moduły porcelanowe lub polimerowe; 2 - transformatory; 3 - zbiornik z urządzeniem gaśniczym; 4 - komora z gazem; 5 - napęd hydrauliczny; 6 - metalowa rama; 7 - złącze do wprowadzenia gazu

Napęd składa się z mechanizmu przełączającego, urządzenia blokującego - zapadki, mechanizmu wyzwalającego. Proces włączania powinien przebiegać tak szybko, jak to możliwe, aby uniknąć spawania styków.

Podczas rozruchu dokładają wielkich starań, aby pokonać siły tarcia wszystkich zaangażowanych elementów. Wyłączenie jest prostsze i polega na odwróceniu ruchu zatrzasku, co zapewnia włączenie i utrzymanie.

Istnieje kilka sposobów włączania / wyłączania:

• mechaniczne;
• wiosna;
• ładunek;
• pneumatyczny;
• elektromagnetyczny.

W przypadku systemów o niskiej mocy stosuje się sterowanie ręczne. W tym przypadku wystarczy siła jednego operatora. Ręczne biegi są zwykle automatycznie wyłączane. Napęd sprężynowy jest również uruchamiany ręcznie, ale czasami w grę wchodzą silniki małej mocy.

Tradycyjne ustawienie napędu znajduje się w pobliżu metalowej ramy montażowej. Integralność i funkcjonowanie mechanizmu zapewnia mocna metalowa obudowa - skrzynia z wygodnymi drzwiami do pracy operatora

Zastosowanie napędu elektromagnetycznego wymaga więcej energii, dlatego źródło stałego prądu około 58 A o napięciu 220 V. Urządzenia elektromagnetyczne są niezawodne, dlatego z powodzeniem działają na obszarach o surowych zimach. Minus - potrzeba wydajnej baterii.

Napęd pneumatyczny charakteryzuje się tym, że zamiast elektromagnesu głównym elementem roboczym jest para cylinder / tłok. Dzięki sprężonemu powietrzu prędkość przełączania jest znacznie wyższa niż w poprzednich modelach.

Zalety i wady korzystania z EV

Wyłączniki SF6, podobnie jak inne rodzaje rozdzielnic, mają kilka zalet i wad. Wybierając zakład, wykonuje się niezbędne obliczenia, a także, oprócz właściwości technicznych i cech konstrukcyjnych, bierze pod uwagę zalety i wady modeli.

Wyłączniki SF6 działają w trudnych warunkach z okresowymi wibracjami, niskimi temperaturami (z ogrzewaniem), w obszarach zagrożonych pożarem.

Wady obejmują wysoki koszt wypełniacza - gaz SF6, specyfikę montażu na tarczy lub fundamencie, potrzebę pewnej kwalifikacji konstrukcji napędu.

Zasady podłączania i utrzymywania EV

Wszelkie działania związane z instalacją, włączaniem / wyłączaniem, naprawą i konserwacją urządzeń w izolacji gazowej podlegają surowym przepisom regulowanym przez PUE 1.8.21.

Aby podłączyć instalację, konieczne jest sprawdzenie minimalnego ciśnienia w komorze wypełnionej gazem, w przeciwnym razie przełącznik ulegnie awarii. Aby zapobiec uszkodzeniom, ustawiany jest alarm, który jest uruchamiany, gdy nastąpi krytyczny spadek parametrów ciśnienia. Poziom ciśnienia można monitorować za pomocą manometru.

Elementy grzejne są zainstalowane w szafie napędowej, co skutecznie zapobiega kondensacji na elementach mechanizmu. Operator musi upewnić się, że grzejniki są stale włączone.

Kontrola instalacji przeprowadzana jest codziennie w ciągu dnia i około 2 razy w miesiącu w ciemności. Jeśli nastąpi awaryjne wyłączenie z jednego z powodów, wymagana jest nieplanowana kontrola.

Podczas kontroli wyłącznika należy sprawdzić ochronę zewnętrzną, usunąć brud i naprawić uszkodzenia. Jeśli kontakty się nagrzeją, powinieneś znaleźć przyczynę.

W obecności dorsza, podejrzanego hałasu, musisz zidentyfikować źródło. Metalowa konstrukcja montażowa jest jednocześnie częścią pętla uziemienia, dlatego należy sprawdzić jego integralność.

Pamiętaj, aby usunąć manometr. Ciśnienie musi być zgodne z normą obliczoną przez producenta. Konieczne jest sprawdzenie przydatności urządzeń regulacyjnych i kontrolnych, aw przypadku awarii jednego lub kilku elementów, podjęcie środków - dokonanie wymiany lub wysłanie do naprawy.

Jeśli ciśnienie gazu spadło, uzupełnij komorę gazem SF6. Izolacja nie musi być czyszczona, ponieważ konstrukcja jest całkowicie szczelna.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Jak rozmieszczone są przełączniki w izolacji gazowej, na jakiej zasadzie ma miejsce wygaszanie łuku i jakie są rodzaje urządzeń, można dowiedzieć się z przydatnego i pouczającego wideo.

Wideo nr 1. Przegląd wyłączników SF6 z opisem urządzenia i zasadą działania:

Wideo nr 2. Funkcje konstrukcyjne:

Wideo nr 3. Jak zainstalować przełącznik:

Wyłączniki SF6 wychodzą z przenośnika fabrycznego w pełnej gotowości operacyjnej i są przeznaczone do pracy w różnych strefach klimatycznych, od tropikalnych po zimne, dlatego są aktywnie wykorzystywane przez firmy przemysłowe w różnych krajach.