Odklopniki SF6: smernice za izbiro in pravila za priključitev

Delovanje visokonapetostnih električnih omrežij glede na tokovne značilnosti ni primerljivo z delovanjem gospodinjskih analogov.V skladu s tem so v nujnih primerih potrebne močnejše naprave od standardnih avtomatskih naprav za izklop opreme in gašenje električnega obloka.

SF6 odklopniki (EGS) se uporabljajo kot zaščitne strukture, ki jih je mogoče krmiliti tako ročno kot samodejno. Podrobno smo opisali oblikovne značilnosti in načelo delovanja naprav. Zagotovljena priporočila za namestitev, priključitev in vzdrževanje.

Opredelitev in uporaba plina SF6

Plin SF6 je žveplov heksafluorid, ki je razvrščen kot električni plin. Zaradi svojih izolacijskih lastnosti se aktivno uporablja v proizvodnji električnih naprav.

V nevtralnem stanju je plin SF6 negorljiv plin brez barve in vonja. Če ga primerjamo z zrakom, lahko opazimo njegovo visoko gostoto (6,7) in molekulsko maso, ki je 5-krat večja od zraka.

Ena od prednosti plina SF6 je njegova odpornost na zunanje manifestacije. Pod nobenim pogojem ne spremeni lastnosti. Če med električnim praznjenjem pride do razpada, se kmalu pojavi popolna obnova, potrebna za delovanje.

Skrivnost je v tem, da molekule SF6 vežejo elektrone in tvorijo negativne ione. Kakovost "elektronegacije" je 6-žveplovemu fluoridu podelila tako lastnost, kot je električna trdnost.

V praksi je električna trdnost zraka 2-3 krat šibkejša od iste lastnosti plina SF6.Med drugim je ognjevarna, saj je negorljiva snov, in ima hladilne lastnosti.

Ko se je pojavila potreba po iskanju plina za gašenje električnega obloka, so začeli preučevati lastnosti SF6 (žveplov heksafluorid), ogljikovega 4-klorida in freona. SF6 je zmagal na testih

Zaradi naštetih lastnosti je plin SF6 najbolj primeren za uporabo na električnem področju, predvsem v naslednjih napravah:

• močnostni transformatorji, ki delujejo na principu magnetne indukcije;
• kompletne stikalne naprave;
• visokonapetostni vodi, ki povezujejo oddaljene instalacije;
• visokonapetostna stikala.

Toda nekatere lastnosti plina SF6 so povzročile potrebo po izboljšanju zasnove stikala. Glavna pomanjkljivost se nanaša na prehod plinaste faze v tekočo fazo, kar je možno pri določenih razmerjih parametrov tlaka in temperature.

Da bi oprema delovala brez prekinitev, je treba zagotoviti udobne pogoje. Predpostavimo, da je za delovanje naprav SF6 pri -40º potreben tlak največ 0,4 MPa in gostota manj kot 0,03 g/cm³. V praksi se po potrebi plin segreje, kar prepreči prehod v tekočo fazo.

Zasnova odklopnika SF6

Če primerjamo naprave SF6 z analogi drugih vrst, potem so po zasnovi najbližje oljnim napravam. Razlika je v polnjenju komor za gašenje obloka.

Kot polnilo oljna stikala uporablja se oljna mešanica, medtem ko SF6 uporablja 6-žveplov fluorid. Prednost druge možnosti je trajnost in minimalno vzdrževanje.

Shema stolpne plinske naprave SF6.Obločni moduli, nameščeni na visokem stojalu, se nahajajo v zgornjem delu, krmilna omarica je v spodnjem delu

Načini gašenja električnega obloka so odvisni od številnih dejavnikov, med katerimi so odločilni nazivni tok in napetost ter pogoji uporabe naprave.

Obstajajo štiri vrste električnih vozil:

• z elektromagnetnim udarom;
• s pihanjem plina SF6 – z 1 tlačno stopnjo;
• z vzdolžnim pihanjem – z 2 stopnjama pritiska;
• s samogenerirajočim udarcem.

Če v zračnih napravah plin vstopi v atmosfero med procesom gašenja obloka, potem v napravah SF6 ostane v zaprtem prostoru, napolnjenem z mešanico plinov. Hkrati ostane rahel nadtlak.

Naprave za kolone in rezervoarje

V praksi se uporabljata dve vrsti plinskih naprav SF6:

• rezervoar;
• jedro.

Razlike se nanašajo tako na oblikovne značilnosti kot na princip gašenja električnega obloka. Po zunanji strukturi so jedrne palice podobne analogom z nizko vsebnostjo olja: sestavljene so iz dveh funkcionalnih delov - obločnega in kontaktnega ter imajo enake volumetrične dimenzije.

Odklopne naprave so zasnovane za delovanje iz omrežja 220 V in spadajo med enofazno opremo. Primer stolpnega stikala za plin SF6 je LF 10 Schneider Electric.

Opremo je mogoče krmiliti na dva različna načina: ročno, ko se nastavitev in krmiljenje izvajata z mehanskimi napravami, in daljinsko, samodejno.

Naprave SF6, ki temeljijo na rezervoarju, so manjše velikosti in so opremljene z večfaznim pogonom. Ta porazdelitev omogoča boljši nadzor in gladko prilagajanje parametrov napetosti.

Ena od prednosti EV-jev s cisternami je sposobnost, da prenesejo povečane obremenitve. To kakovost zagotavlja tokovni transformator, ki je vgrajen v konstrukcijo.

Primer rezervoarske naprave je plinska instalacija DT2-550 F3 Alstom Grid. Takšne naprave so se izkazale v električnih sistemih z napetostjo 500 kV.

Konstrukcija je sestavljena in opremljena tako, da brezhibno deluje pri nizkih temperaturah (kritičnih), visoki vlažnosti, pa tudi v območjih s potresno aktivnostjo in čezmerno onesnaženostjo ozračja.

Načelo ugasnitve obloka

Poglejmo, kako naprava deluje na primeru stikala LW36 kitajskega proizvajalca CHINT.

Ko je vzmet odklopljena, deluje na dinamične elemente cilindra in ti padejo navzdol. Vsi kontakti, razen kontaktov za gašenje obloka, so odprti. Ko so obločni kontakti, po katerih teče tok, odklopljeni, nastane električni oblok.

Vroči plin se premakne v toplotno komoro in aktivira se povratni ventil. Ko se v režo vpihne plin iz toplotne komore, oblok ugasne.

Če so majhni tokovi izklopljeni, potem tlak v toplotni komori ni zadosten, zato se pritegne pritisk iz kompresijske komore (vedno je višji). Kontrolni ventil se odpre, plin prosto teče v režo in pri prehodu na ničlo ugasne oblok.

Diagram notranje lokacije in delovanja premičnih, fiksnih ventilov, dekompresijskih, kontrolnih ventilov. Položaj 1 – vklop; položaj 2 – izklop velikih tokov; položaj 3 – izklop nizkih tokov; položaj 4 – izklop naprave

Sodobne jedrne instalacije imajo izboljšane lastnosti. Vzdrževanje je zmanjšano na minimum, življenjska doba preklopa se podaljša. SF6 odklopnike odlikuje nizka raven hrupa, zanesljiva mehanika ter enostavna namestitev in testiranje.

Modeli rezervoarjev se prilagajajo s pogonom in transformatorji. Vzmetni ali vzmetno-hidravlični pogon krmili procese vklopa/izklopa in stopnjo zadrževanja obloka.

Čemu je namenjen pogon?

Pogon je zasnovan za izvajanje vseh operacij, povezanih z vklopom/izklopom ali držanjem napeljave v določenem položaju. Diagram natančno prikazuje, kje lahko postavite pogon. Običajno je to talna površina ali nizka opora, ki vzdrževalcem omogoča enostaven dostop do krmilnih naprav.

Shema načrtovanja stikala rezervoarja: 1 – moduli iz porcelana ali polimera; 2 – transformatorji; 3 – rezervoar z napravo za gašenje plina; 4 – komora s plinom; 5 – hidravlični pogon; 6 – kovinski okvir; 7 – priključek za dovod plina SF6

Pogon je sestavljen iz aktivirnega mehanizma, zaklepne naprave - zapaha in sprostitvenega mehanizma. Postopek preklopa mora potekati čim hitreje, da se prepreči varjenje kontaktov.

Med vklopom se močno trudijo premagati torne sile vseh vpletenih elementov. Onemogočanje je enostavnejše in vključuje vzvratno gibanje zapaha, kar zagotavlja aktiviranje in zadrževanje.

Obstaja več načinov za omogočanje/onemogočanje:

• mehanski;
• pomlad;
• tovor;
• pnevmatski;
• elektromagnetni.

Za sisteme z nizko porabo energije se uporablja ročni nadzor. V tem primeru zadostuje moč enega operaterja. Ročni mehanizmi se običajno samodejno izklopijo. Vzmetni pogon je tudi ročni, včasih pa se uporabljajo elektromotorji z majhno močjo.

Tradicionalna lokacija pogona je blizu montažnega kovinskega okvirja.Celovitost in delovanje mehanizma zagotavlja trpežno kovinsko ohišje - škatla s priročnimi vrati za delo operaterja

Delovanje magnetnega aktuatorja zahteva več energije in zahteva vir stalnega toka približno 58 A pri 220 V. Ročna ročica je na voljo kot rezervni izklopni mehanizem. Elektromagnetne naprave So zanesljivi, zato se uspešno uporabljajo na območjih z ostrimi zimami. Slaba stran je potreba po močni bateriji.

Pnevmatski pogon se razlikuje po tem, da je namesto elektromagneta glavni delovni element par valj/bat. Zahvaljujoč stisnjenemu zraku je hitrost aktivacije veliko hitrejša kot pri prejšnjih modelih.

Prednosti in slabosti uporabe EV

Odklopniki SF6 imajo tako kot druge vrste električnih distribucijskih naprav številne prednosti in slabosti. Pri izbiri namestitve se opravijo potrebni izračuni in poleg tehničnih značilnosti in konstrukcijskih značilnosti upoštevajo prednosti in slabosti modelov.

Stikala tipa SF6 delujejo v težkih pogojih s periodičnimi vibracijami, nizkimi temperaturami (z ogrevanjem) in v požarno nevarnih območjih.

Pomanjkljivosti vključujejo visoke stroške polnila - SF6, posebnosti namestitve na ploščo ali temelj in potrebo po določenih kvalifikacijah operaterskega osebja.

Pravila za priklop in servisiranje EV

Za vsa dejanja, povezana z namestitvijo, vklopom / izklopom, popravilom in vzdrževanjem naprav SF6, veljajo stroga pravila, ki jih ureja PUE 1.8.21.

Za priključitev instalacije je potrebno preveriti prisotnost minimalnega tlaka v komori, napolnjeni s plinom, sicer bo stikalo odpovedalo. Za preprečevanje poškodb je nameščen alarm, ki se sproži, ko parametri tlaka kritično padejo. Nivo tlaka lahko spremljate z manometrom.

Pogonska omara je opremljena z grelnimi elementi, ki učinkovito preprečujejo nastajanje kondenza na elementih mehanizma. Upravljavec mora zagotoviti, da so grelniki vedno vključeni.

Inštalacija se pregleduje vsak dan podnevi in ​​približno 2-krat mesečno v temnem času. Če zaradi enega od razlogov pride do zasilne zaustavitve, je potreben nenačrtovan pregled

Pri pregledu odklopnika je potrebno preveriti zunanjo zaščito, odstraniti umazanijo in odpraviti poškodbe. Če se kontakti segrejejo, morate ugotoviti razlog.

Če slišite prasketanje ali sumljiv hrup, morate identificirati vir. Kovinska montažna konstrukcija je tudi del ozemljitvena zanka, zato je treba preveriti njegovo celovitost.

Zajeti je treba odčitke manometra. Tlak mora ustrezati normi, ki jo izračuna proizvajalec.Treba je preveriti uporabnost regulacijskih in nadzornih naprav, in če eden ali več elementov odpove, ukrepajte - zamenjajte ga ali pošljite v popravilo.

Če se je tlak plina zmanjšal, je treba komoro ponovno napolniti s plinom SF6. Izolacije ni treba čistiti, saj je konstrukcija popolnoma zatesnjena.

Zaključki in uporaben video na to temo

Kako so zasnovana stikala SF6, na kakšnem principu se ugasne oblok in kakšne vrste naprav obstajajo, se lahko naučite iz uporabnega in informativnega videa.

Video #1. Pregled SF6 stikal z opisom naprave in principom delovanja:

Video #2. Značilnosti zasnove namestitve:

Video #3. Kako namestiti stikalo:

Odklopniki SF6 zapustijo tovarniško tekočo linijo v polni operativni pripravljenosti in so zasnovani za delovanje v različnih podnebnih območjih, od tropskih do hladnih, zato jih aktivno uporabljajo industrijska podjetja v različnih državah.