Comutatoare izolate cu gaz: puncte de referință și reguli de conectare

Funcționarea rețelelor electrice de înaltă tensiune după caracteristicile actuale nu este comparabilă cu munca analogilor casnici. În consecință, în caz de urgență, sunt necesare dispozitive mai puternice decât dispozitivele automate standard pentru oprirea echipamentului și stingerea arcului electric.

Ca structuri de protecție, se folosesc întrerupătoare de circuit SF6 (EM), care pot fi controlate atât în ​​modul manual, cât și cu ajutorul automatizării. Am descris în detaliu caracteristicile de proiectare și principiul funcționării dispozitivelor. Au dat recomandări pentru instalare, conectare și întreținere.

Definirea și utilizarea gazului SF6

SF6 este hexafluorura de sulf, care este clasificată drept gaz electric. Datorită proprietăților sale izolatoare, este utilizat în mod activ la fabricarea dispozitivelor electrice.

În stare neutră, gazul SF6 este un gaz neinflamabil, fără culoare și miros. Dacă îl comparăm cu aerul, putem observa o densitate mare (6,7) și o masă moleculară care depășește masa de aer de 5 ori.

Unul dintre avantajele gazelor SF6 este rezistența sa la manifestările externe. Nu schimbă caracteristicile în nicio condiție. Dacă în timpul unei descărcări electrice are loc degradarea, în curând este necesară o recuperare completă pentru muncă.

Secretul este că moleculele SF6 leagă electronii și formează ioni negativi. Calitatea „electronegativului” a dat sulfului cu 6 fluoruri cu o caracteristică, cum ar fi rezistența electrică.

În practică, puterea electrică a aerului este de 2-3 ori mai slabă decât aceeași proprietate a SF6. Printre altele, este rezistent la foc, deoarece se referă la substanțe incombustibile și are capacitate de răcire.

Când a devenit necesar să găsească gaz pentru stingerea arcului electric, au început să studieze proprietățile SF6 (hexafluorură de sulf), clorură de 4 carbon și freon. În procese câștigate SF6

Caracteristicile enumerate au făcut ca gazul SF6 să fie cel mai potrivit pentru utilizarea în industria electrică, în special în următoarele dispozitive:

• Transformatoare de putere care funcționează pe principiul inducției magnetice;
• Panouri de comutare de tip complet;
• linii de înaltă tensiune care conectează instalații la distanță;
• întreruptoare de înaltă tensiune.

Dar unele dintre proprietățile SF6 au condus la faptul că a fost necesară îmbunătățirea designului întrerupătorului. Dezavantajul principal se referă la tranziția fazei gazoase în lichid, iar acest lucru este posibil cu anumite raporturi de presiune și temperatură.

Pentru ca echipamentul să funcționeze fără întreruperi, este necesar să se asigure condiții confortabile. Să presupunem că pentru funcționarea dispozitivelor SF6 la -40º este necesară o presiune de cel mult 0,4 MPa și o densitate mai mică de 0,03 g / cm³. În practică, dacă este necesar, gazul este încălzit, ceea ce împiedică trecerea la faza lichidă.

Proiectare întreruptor SF6

Dacă comparăm dispozitivele izolate pe gaz cu analogii de alte tipuri, atunci prin proiectare, acestea sunt cele mai apropiate de dispozitivele petroliere. Diferența constă în umplerea camerelor pentru stingerea arcului.

Ca material de completare întrerupătoare de ulei Se folosește un amestec de ulei, în timp ce pentru amestecuri SF6 - sulf cu 6 fluoruri. Avantajul celei de-a doua opțiuni este în durabilitate și întreținere minimă.

Schema unui dispozitiv de tip coloană izolată cu gaz. Modulele de arcuire montate pe un suport înalt sunt amplasate în partea superioară, dulapul de control în partea inferioară

Metodele de stingere a unui arc electric depind de mulți factori, printre care determinanți sunt curentul și tensiunea nominală, precum și condițiile de utilizare a dispozitivului.

În total, se disting patru tipuri de EV:

• cu explozie electromagnetică;
• cu explozie în gaz SF6 - cu 1 stadiu de presiune;
• cu explozie longitudinală - cu 2 niveluri de presiune;
• cu explozie generată automat.

Dacă în dispozitivele cu aer în procesul de stingere a gazului arc intră în atmosferă, atunci în gazul SF6 acesta rămâne într-un spațiu limitat umplut cu un amestec de gaz. În același timp, rămâne o ușoară presiune în exces.

Dispozitive de coloană și rezervor

În practică, se folosesc două tipuri de plante SF6:

• respectivul rezervor;
• nevăstuică.

Diferențele se referă atât la caracteristicile structurale, cât și la principiul stingerii unui arc electric. În ceea ce privește amenajarea externă, cele de bază amintesc de analogii cu conținut scăzut de ulei: constau din două părți funcționale - arcuire și contact, au aceleași dimensiuni volumetrice.

Dispozitivele de deconectare sunt proiectate să funcționeze pe o rețea de 220 V și se referă la echipamente monofazate. Un exemplu de întrerupător de tip SF6 tip coloană este LF 10 Schneider Electric.

Echipamentele pot fi controlate în două moduri diferite: manual, atunci când reglarea și controlul se efectuează cu ajutorul dispozitivelor mecanice și automat de la distanță

Aparatele cu benzină rezervor SF6 sunt mai mici și sunt echipate cu o acțiune cu mai multe faze. Această distribuție vă permite să controlați și să reglați mai bine parametrii tensiunii.

Unul dintre avantajele EV-ului rezervorului este capacitatea de a rezista la sarcini crescute. Această calitate este asigurată de transformatorul curent introdus în proiectare.

Un exemplu de dispozitiv cu rezervor este instalația de gaz DT2-550 F3 Alstom Grid. Astfel de dispozitive s-au dovedit pozitiv în sisteme electrice cu o tensiune de 500 kV.

Proiectarea este montată și echipată astfel încât să funcționeze fără defecțiuni la temperaturi scăzute (critice), umiditate ridicată, precum și în regiuni cu activitate seismică și poluare atmosferică excesivă.

Principiul extincției arcului

Cum funcționează dispozitivul, luați în considerare exemplul comutatorului LW36 al producătorului chinez CHINT.

Când este deconectat, arcul acționează asupra elementelor dinamice ale cilindrului, iar acestea cad în jos. Toate contactele, cu excepția contactelor întrerupător, sunt deschise.Când contactele de arcuire, prin care trece curentul, sunt deconectate, apare un arc electric.

Gazul fierbinte se deplasează în camera de căldură, supapa de control este activată. Când gazul din camera de căldură este aruncat în gol, are loc extincția arcului.

Dacă se oprește curenți mici, atunci presiunea din camera de căldură nu este suficientă, prin urmare, presiunea din camera de compresie este atrasă (este întotdeauna mai mare). Se deschide supapa de retur, gazul curge nestingherit în gol și stinge arcul când trece prin zero.

Schema de amplasare internă și funcționare a supapelor mobile, fixe, decompresie, valve de reținere. Poziția 1 - includerea; poziția 2 - deconectarea curenților mari; poziția 3 - deconectarea curenților mici; poziția 4 - opriți dispozitivul

Unitățile de bază moderne au performanțe îmbunătățite. Întreținerea este redusă la minim, resursa de comutare este crescută. Întrerupătoarele SF6 se disting prin nivel scăzut de zgomot, mecanică fiabilă, ușurință de instalare și testare.

Modelele rezervorului sunt reglate cu ajutorul unui antrenor și a unor transformatoare. Unitatea hidraulică cu arc sau cu arc controlează procesele de pornire / oprire, nivelul de retenție a arcului electric.

Pentru ce este unitatea?

Unitatea este proiectată pentru a efectua toate operațiunile asociate cu pornirea / oprirea sau menținerea unității într-o anumită poziție. Diagrama arată unde se poate localiza exact unitatea. De obicei aceasta este suprafața pământului sau un suport scăzut, oferind personalului de întreținere acces ușor la dispozitivele de control.

Proiectare întrerupător circuit: 1 - module de porțelan sau polimer; 2 - transformatoare; 3 - rezervor cu dispozitiv de stingere a gazului; 4 - o cameră cu gaz; 5 - acționare hidraulică; 6 - cadru metalic; 7 - conector pentru introducerea gazului

Unitatea constă dintr-un mecanism de comutare, un dispozitiv de blocare - un zăvor, un mecanism de declanșare. Procesul de includere ar trebui să aibă loc cât mai repede posibil pentru a evita sudarea contactelor.

În timpul pornirii, depun eforturi mari pentru a depăși forțele de frecare ale tuturor elementelor implicate. Dezactivarea este mai simplă și constă în mișcarea inversă a zăvorului, care asigură includerea și reținerea acesteia.

Există mai multe modalități de a activa / dezactiva:

• mecanice;
• primăvară;
• mărfuri;
• pneumatice;
• solenoid.

Pentru sistemele cu putere redusă, se utilizează controlul manual. În acest caz, rezistența unui operator este suficientă. Angrenajele manuale sunt de obicei oprite automat. Unitatea de acționare pe arc este, de asemenea, acționată manual, dar motoarele cu putere mică sunt uneori implicate.

Dispunerea tradițională a unității se află în apropierea cadrului metalic de montare. Integritatea și funcționarea mecanismului este asigurată de o carcasă metalică puternică - o cutie cu o ușă convenabilă pentru lucrările operatorului

Utilizarea unei acționări electromagnetice necesită mai multă energie, deci o sursă de curent constant de aproximativ 58 A cu o tensiune de 220 V. Dispozitive electromagnetice sunt fiabile, de aceea sunt operate cu succes în zone cu ierni severe. Minus - nevoia unei baterii puternice.

Unitatea pneumatică este caracterizată prin aceea că, în locul unui electromagnet, elementul principal de lucru este o pereche cilindru / piston. Datorită aerului comprimat, viteza de comutare este mult mai mare decât cea a modelelor anterioare.

Avantajele și dezavantajele utilizării EV

Întrerupătoarele SF6, la fel ca și alte tipuri de tablouri, prezintă mai multe avantaje și dezavantaje. Atunci când alegeți o instalație, se fac calculele necesare și, pe lângă caracteristicile tehnice și caracteristicile de proiectare, se ține cont de avantajele și dezavantajele modelelor.

Întrerupătoarele SF6 funcționează în condiții dificile, cu vibrații periodice, temperaturi scăzute (cu încălzire), în zone periculoase de incendiu.

Dezavantajele includ costul ridicat al umpluturii - gaz SF6, specificul montării pe scut sau fundație, necesitatea unei anumite calificări a structurii operatorului.

Reguli pentru conectarea și întreținerea EV

Toate acțiunile legate de instalarea, pornirea / oprirea, repararea și întreținerea dispozitivelor izolate cu gaz sunt supuse unor reguli stricte reglementate de PUE 1.8.21.

Pentru a conecta instalația, este necesar să verificați presiunea minimă în camera umplută cu gaz, în caz contrar, întrerupătorul va eșua. Pentru a preveni deteriorarea, este setată o alarmă, care este declanșată atunci când o scădere critică a parametrilor de presiune. Nivelul presiunii poate fi monitorizat folosind un manometru.

Elementele de încălzire sunt instalate în dulapul de antrenare, care împiedică efectiv apariția condensului pe elementele mecanismului. Operatorul trebuie să se asigure că încălzitoarele sunt în permanență pornite.

Inspecția instalației se efectuează în fiecare zi în timpul zilei și de aproximativ 2 ori pe lună la întuneric. Dacă are loc o oprire de urgență din unul dintre motive, este necesară o inspecție neprogramată.

În timpul inspecției întrerupătorului, este necesar să verificați protecția externă, să îndepărtați murdăria și să corectați deteriorarea. Dacă contactele se încălzesc, ar trebui să aflați motivul.

În prezența codului, zgomot suspect, trebuie să identificați sursa. Structura de montare metalică face parte simultan bucla la solprin urmare, trebuie verificată integritatea acesteia.

Asigurați-vă că îndepărtați manometrul. Presiunea trebuie să fie în conformitate cu norma calculată de producător. Este necesar să verificați funcționalitatea dispozitivelor de reglare și control, iar în caz de defecțiune a unuia sau mai multor elemente, luați măsuri - faceți o înlocuire sau trimiteți-o pentru reparații.

Dacă presiunea gazului a scăzut, reîncărcați camera cu gaz SF6. Nu trebuie curățată izolația, deoarece structura este complet sigilată.

Concluzii și video util pe această temă

Cum sunt dispuse comutatoarele izolate pe gaz, după ce principiu are loc extincția arcului și ce tipuri de dispozitive sunt, puteți afla dintr-un videoclip util și informativ.

Video # 1. Prezentare generală a întreruptoarelor SF6 cu descrierea dispozitivului și principiul funcționării:

Video # 2. Caracteristici de proiectare:

Video # 3. Cum se instalează comutatorul:

Întrerupătoarele SF6 părăsesc transportorul din fabrică în deplină pregătire operațională și sunt proiectate să funcționeze într-o varietate de zone climatice, de la tropical la frig, de aceea sunt utilizate în mod activ de companii industriale din diferite țări.