SF6 prekidači: smjernice za odabir i pravila spajanja

Rad visokonaponskih električnih mreža u smislu strujnih karakteristika nije usporediv s radom analoga kućanstva.Sukladno tome, u slučaju nužde potrebni su snažniji uređaji od standardnih automatskih uređaja za isključivanje opreme i gašenje električnog luka.

Kao zaštitne strukture koriste se SF6 prekidači (EGS), kojima se može upravljati ručno i automatski. Detaljno smo opisali značajke dizajna i princip rada uređaja. Dane preporuke za instalaciju, spajanje i održavanje.

Definicija i primjena SF6 plina

Plin SF6 je sumporni heksafluorid, koji je klasificiran kao električni plin. Zbog svojih izolacijskih svojstava aktivno se koristi u proizvodnji električnih uređaja.

U svom neutralnom stanju, plin SF6 je nezapaljiv plin bez boje i mirisa. Ako ga usporedimo sa zrakom, možemo uočiti njegovu veliku gustoću (6,7) i molekularnu težinu, koja je 5 puta veća od zraka.

Jedna od prednosti plina SF6 je njegova otpornost na vanjske manifestacije. Ne mijenja karakteristike ni pod kojim uvjetima. Ako tijekom električnog pražnjenja dođe do raspada, tada se uskoro događa potpuna obnova potrebna za rad.

Tajna je u tome što molekule SF6 vežu elektrone i tvore negativne ione. Kvaliteta "elektronegacije" dala je 6-sumpor fluoridu takvu karakteristiku kao što je električna čvrstoća.

U praksi je električna čvrstoća zraka 2-3 puta slabija od istog svojstva plina SF6.Između ostalog, otporan je na vatru, jer je nezapaljiva tvar, te ima svojstva hlađenja.

Kada se pojavila potreba za pronalaženjem plina za gašenje električnog luka, počeli su proučavati svojstva SF6 (sumporov heksafluorid), ugljikovog 4-klorida i freona. SF6 je pobijedio na testovima

Navedene karakteristike učinile su plin SF6 najprikladnijim za uporabu u električnom polju, posebice u sljedećim uređajima:

• energetski transformatori koji rade na principu magnetske indukcije;
• cjeloviti sklopni uređaji;
• vodovi visokog napona koji povezuju udaljene instalacije;
• visokonaponske sklopke.

Ali neka svojstva plina SF6 dovela su do potrebe za poboljšanjem dizajna prekidača. Glavni nedostatak odnosi se na prijelaz plinovite faze u tekuću fazu, a to je moguće pod određenim omjerima parametara tlaka i temperature.

Kako bi oprema radila bez prekida, potrebno je osigurati ugodne uvjete. Pretpostavimo da je za rad SF6 uređaja na -40º potreban tlak ne veći od 0,4 MPa i gustoća manja od 0,03 g/cm³. U praksi, ako je potrebno, plin se zagrijava, čime se sprječava prijelaz u tekuću fazu.

Dizajn SF6 prekidača

Ako usporedimo SF6 uređaje s analozima drugih vrsta, tada su po dizajnu najbliži uljnim uređajima. Razlika je u punjenju komora za gašenje luka.

Kao punilo prekidači ulja koristi se uljna mješavina, dok oni SF6 koriste 6-sumpor fluorid. Prednost druge opcije je trajnost i minimalno održavanje.

Shema plinskog uređaja SF6 stupnog tipa.Lučni moduli, montirani na visokom postolju, nalaze se u gornjem dijelu, upravljački ormar je u donjem dijelu

Načini gašenja električnog luka ovise o mnogim čimbenicima, među kojima su odlučujući nazivna struja i napon, kao i uvjeti uporabe uređaja.

Ukupno postoje četiri vrste električnih vozila:

• s elektromagnetskim udarom;
• s SF6 plinskim udarom – s 1 stupnjem tlaka;
• s uzdužnim puhanjem – s 2 razine tlaka;
• sa samogenerirajućom eksplozijom.

Ako kod zračnih uređaja plin ulazi u atmosferu tijekom procesa gašenja luka, onda kod SF6 uređaja ostaje u zatvorenom prostoru ispunjenom mješavinom plinova. Istodobno ostaje blagi višak tlaka.

Uređaji kolone i spremnika

U praksi se koriste dvije vrste plinskih postrojenja SF6:

• tenk;
• jezgra.

Razlike se odnose i na značajke dizajna i na princip gašenja električnog luka. Po svojoj vanjskoj strukturi, jezgrene šipke nalikuju malouljnim analogima: sastoje se od dva funkcionalna dijela - za gašenje luka i kontakta, i imaju iste volumetrijske dimenzije.

Uređaji za odvajanje su dizajnirani za rad iz mreže od 220 V i pripadaju jednofaznoj opremi. Primjer plinskog prekidača stupnog tipa SF6 je LF 10 Schneider Electric.

Opremom se može upravljati na dva različita načina: ručno, kada se podešavanje i upravljanje provode pomoću mehaničkih uređaja, i daljinski, automatski

SF6 uređaji na bazi spremnika su manjih dimenzija i opremljeni su višefaznim pogonom. Ova raspodjela omogućuje bolju kontrolu i glatku prilagodbu parametara napona.

Jedna od prednosti tenkovskih električnih vozila je sposobnost podnošenja povećanih opterećenja. Ovu kvalitetu osigurava strujni transformator integriran u dizajn.

Primjer spremnika je plinska instalacija DT2-550 F3 Alstom Grid. Takvi uređaji dokazali su se u električnim sustavima s naponom od 500 kV.

Konstrukcija je sastavljena i opremljena tako da funkcionira bez kvarova na niskim temperaturama (kritičnim), visokoj vlažnosti, kao iu područjima sa seizmičkom aktivnošću i prekomjernim zagađenjem atmosfere.

Princip gašenja luka

Pogledajmo kako uređaj radi na primjeru sklopke LW36 kineskog proizvođača CHINT.

Kada se odvoji, opruga djeluje na dinamičke elemente cilindra i oni padaju. Svi kontakti, osim kontakata za gašenje luka, otvoreni. Kada se lučni kontakti kroz koje teče struja odvoje, nastaje električni luk.

Vrući plin ulazi u toplinsku komoru i aktivira se povratni ventil. Kada se plin iz toplinske komore upuhne u raspor, luk se gasi.

Ako se isključe male struje, tada tlak u toplinskoj komori nije dovoljan, pa se privlači tlak iz kompresijske komore (on je uvijek viši). Nepovratni ventil se otvara, plin slobodno teče u raspor i, kada prijeđe nulu, gasi luk.

Dijagram unutarnjeg položaja i rada pokretnih, fiksnih ventila, dekompresijskih, povratnih ventila. Pozicija 1 – uključenje; pozicija 2 – isključenje velikih struja; pozicija 3 – isključivanje slabih struja; pozicija 4 – isključiti uređaj

Moderne jezgrene instalacije imaju poboljšane karakteristike. Održavanje je smanjeno na minimum, vijek trajanja sklopki je povećan. SF6 prekidače karakterizira niska razina buke, pouzdana mehanika te jednostavna ugradnja i testiranje.

Modeli spremnika se podešavaju pomoću pogona i transformatora. Opružni ili opružno-hidraulički pogon kontrolira procese uključivanja/isključivanja i razinu zadržavanja luka.

Čemu služi pogon?

Pogon je dizajniran za obavljanje svih operacija vezanih uz uključivanje/isključivanje ili držanje instalacije u određenom položaju. Dijagram točno pokazuje gdje se pogon može smjestiti. To je obično površina tla ili niska potpora koja osoblju za održavanje omogućuje lak pristup kontrolnim uređajima.

Dijagram dizajna sklopke spremnika: 1 – moduli od porculana ili polimera; 2 – transformatori; 3 – spremnik s uređajem za gašenje plinom; 4 – komora s plinom; 5 – hidraulički pogon; 6 – metalni okvir; 7 – priključak za uvođenje plina SF6

Pogon se sastoji od mehanizma za aktiviranje, uređaja za zaključavanje - zasuna i mehanizma za otpuštanje. Proces prebacivanja trebao bi se dogoditi što je brže moguće kako bi se izbjeglo zavarivanje kontakata.

Tijekom uključivanja ulažu se veliki napori da se savlada sila trenja svih uključenih elemenata. Isključivanje je jednostavnije i uključuje obrnuto kretanje zasuna, čime se osigurava aktivacija i zadržavanje.

Postoji nekoliko načina za uključivanje/isključivanje:

• mehanički;
• Proljeće;
• teret;
• pneumatski;
• elektromagnetski.

Za sustave male snage koristi se ručno upravljanje. U ovom slučaju dovoljna je snaga jednog operatera. Ručni mehanizmi obično se automatski isključuju. Opružni pogon također se pokreće ručno, ali ponekad se koriste elektromotori male snage.

Tradicionalno mjesto pogona je u blizini montažnog metalnog okvira.Cjelovitost i funkcioniranje mehanizma osigurava izdržljivo metalno kućište - kutija s prikladnim vratima za rad operatera

Rad magnetskog aktuatora zahtijeva više snage i zahtijeva stalni izvor struje od približno 58 A pri 220 V. Ručna poluga je osigurana kao rezervni mehanizam za isključivanje. Elektromagnetski uređaji Pouzdani su, pa se uspješno koriste u područjima s oštrim zimama. Loša strana je potreba za snažnom baterijom.

Pneumatski pogon se razlikuje po tome što je umjesto elektromagneta glavni radni element par cilindar/klip. Zahvaljujući komprimiranom zraku, brzina aktivacije je puno brža od prethodnih modela.

Prednosti i nedostaci korištenja električnih vozila

SF6 prekidači, kao i druge vrste električnih distribucijskih uređaja, imaju brojne prednosti i nedostatke. Prilikom odabira instalacije izrađuju se potrebni izračuni i, osim tehničkih karakteristika i značajki dizajna, uzimaju se u obzir prednosti i mane modela.

Prekidači tipa SF6 rade u teškim uvjetima s periodičnim vibracijama, niskim temperaturama (uz zagrijavanje) iu područjima opasnim od požara.

Nedostaci uključuju visoku cijenu punila - SF6, specifičnosti ugradnje na ploču ili temelj i potrebu za određenim kvalifikacijama operaterskog osoblja.

Pravila za spajanje i servisiranje električnih vozila

Sve radnje povezane s instalacijom, uključivanjem/isključivanjem, popravkom i održavanjem SF6 uređaja podliježu strogim pravilima koja su regulirana PUE 1.8.21.

Za spajanje instalacije potrebno je provjeriti prisutnost minimalnog tlaka u komori ispunjenoj plinom, inače prekidač neće uspjeti. Kako bi se spriječilo oštećenje, ugrađen je alarm koji se aktivira kada parametri tlaka kritično padnu. Razina tlaka može se pratiti pomoću manometra.

Pogonski ormarić opremljen je grijačima koji učinkovito sprječavaju stvaranje kondenzacije na elementima mehanizma. Operater mora osigurati da su grijači uvijek uključeni.

Instalacija se provjerava svaki dan tijekom dana i otprilike 2 puta mjesečno tijekom mraka. Ako dođe do hitnog isključenja iz jednog od razloga, potreban je neplanirani pregled

Prilikom pregleda prekidača potrebno je provjeriti vanjsku zaštitu, ukloniti nečistoće i otkloniti oštećenja. Ako se kontakti zagrijavaju, trebali biste saznati razlog.

Ako se čuje pucketanje ili sumnjiv zvuk, morate identificirati izvor. Metalna konstrukcija za montažu također je dio petlja uzemljenja, stoga treba provjeriti njegovu cjelovitost.

Moraju se uzeti očitanja manometra. Tlak mora odgovarati normi koju je izračunao proizvođač.Potrebno je provjeriti ispravnost regulacijskih i nadzornih uređaja, a ako jedan ili više elemenata zataje, poduzeti mjere - zamijeniti ga ili poslati na popravak.

Ako se tlak plina smanjio, komoru treba ponovno napuniti plinom SF6. Izolaciju nije potrebno čistiti jer je konstrukcija potpuno zabrtvljena.

Zaključci i koristan video na tu temu

Kako su konstruirane SF6 sklopke, na kojem se principu gasi luk i koje vrste uređaja postoje možete saznati iz korisnog i informativnog videa.

Video #1. Pregled SF6 prekidača s opisom uređaja i principom rada:

Video #2. Značajke dizajna instalacije:

Video #3. Kako instalirati prekidač:

SF6 prekidači napuštaju tvorničku montažnu traku u punoj operativnoj spremnosti i dizajnirani su za rad u različitim klimatskim zonama, od tropskih do hladnih, pa ih stoga aktivno koriste industrijske tvrtke u raznim zemljama.