SF6 devre kesiciler: seçim ve bağlantı kuralları için yönergeler

Yüksek voltajlı elektrik şebekelerinin akım özellikleri açısından işleyişi, ev analoglarının çalışmasıyla karşılaştırılamaz.Buna göre acil bir durumda ekipmanların kapatılması ve elektrik arkının söndürülmesi için standart otomatik cihazlardan daha güçlü cihazlara ihtiyaç duyulmaktadır.

SF6 devre kesiciler (EGS) hem manuel hem de otomatik olarak kontrol edilebilen koruyucu yapılar olarak kullanılmaktadır. Cihazların tasarım özelliklerini ve çalışma prensibini detaylı olarak anlattık. Kurulum, bağlantı ve bakım için önerilerde bulunuldu.

SF6 Gazının Tanımı ve Uygulaması

SF6 gazı, elektrik gazı olarak sınıflandırılan kükürt heksaflorürdür. Yalıtım özelliğinden dolayı elektrikli cihazların üretiminde aktif olarak kullanılmaktadır.

Nötr haldeki SF6 gazı yanıcı olmayan, renksiz ve kokusuz bir gazdır. Hava ile karşılaştırırsak, yüksek yoğunluğunu (6,7) ve havadan 5 kat daha yüksek olan moleküler ağırlığını not edebiliriz.

SF6 gazının avantajlarından biri de dış etkenlere karşı dayanıklılığıdır. Hiçbir koşulda özelliğini değiştirmez. Bir elektrik deşarjı sırasında parçalanma meydana gelirse, çalışma için gerekli olan tam bir restorasyon kısa sürede gerçekleşir.

İşin sırrı, SF6 moleküllerinin elektronları bağlaması ve negatif iyonlar oluşturmasıdır. "Elektronegasyon" kalitesi, 6-kükürt florüre elektriksel dayanım gibi bir özellik kazandırdı.

Pratikte havanın elektriksel gücü aynı özellikteki SF6 gazına göre 2-3 kat daha zayıftır.Diğer özelliklerinin yanı sıra, yanıcı olmayan bir madde olduğundan yanmaz ve soğutma özelliklerine sahiptir.

Elektrik arkını söndürecek bir gaz bulma ihtiyacı ortaya çıktığında, SF6 (kükürt heksaflorür), karbon 4-klorür ve freonun özelliklerini incelemeye başladılar. SF6 testleri kazandı

Listelenen özellikler, SF6 gazını elektrik alanında, özellikle aşağıdaki cihazlarda kullanım için en uygun hale getirmiştir:

• manyetik indüksiyon prensibine göre çalışan güç transformatörleri;
• komple tip şalt cihazları;
• uzak tesisleri birbirine bağlayan yüksek gerilim hatları;
• yüksek gerilim anahtarları.

Ancak SF6 gazının bazı özellikleri, anahtarın tasarımının iyileştirilmesi ihtiyacını doğurdu. Ana dezavantaj, gaz fazından sıvı faza geçişle ilgilidir ve bu, belirli basınç ve sıcaklık parametreleri oranları altında mümkündür.

Ekipmanların kesintisiz çalışabilmesi için konforlu koşulların sağlanması gerekmektedir. SF6 cihazlarının -40° sıcaklıkta çalışması için 0,4 MPa'dan fazla olmayan bir basınca ve 0,03 g/cm³'den az bir yoğunluğa ihtiyaç duyulduğunu varsayalım. Uygulamada gerekirse gaz ısıtılarak sıvı faza geçiş engellenir.

SF6 devre kesici tasarımı

SF6 cihazlarını diğer tipteki analoglarla karşılaştırırsak, tasarım açısından bunlar yağ cihazlarına en yakın olanlardır. Aradaki fark, arkı söndürmek için odaların doldurulmasında yatmaktadır.

Dolgu maddesi olarak yağ anahtarları bir yağ karışımı kullanılırken SF6 olanlar 6-kükürt florür kullanır. İkinci seçeneğin avantajı dayanıklılık ve minimum bakımdır.

Sütun tipi bir SF6 gaz cihazının şeması.Yüksek bir stand üzerine monte edilen ark modülleri üst kısımda, kontrol kabini ise alt kısımda bulunur.

Bir elektrik arkını söndürme yöntemleri, aralarında nominal akım ve voltajın yanı sıra cihazın kullanım koşullarının da belirleyici olduğu birçok faktöre bağlıdır.

Toplamda dört tür EV vardır:

• elektromanyetik patlama ile;
• SF6 gaz püskürtmeli – 1 basınç kademeli;
• uzunlamasına püskürtmeli – 2 basınç seviyeli;
• kendi kendine oluşan bir patlamayla.

Havalı cihazlarda ark söndürme işlemi sırasında gaz atmosfere girerse, SF6 cihazlarında gaz karışımıyla dolu kapalı bir alanda kalır. Aynı zamanda hafif bir aşırı basınç kalır.

Sütun ve tank cihazları

Uygulamada iki tip SF6 gaz tesisi kullanılmaktadır:

• tankı;
• çekirdek.

Farklılıklar hem tasarım özellikleri hem de elektrik arkını söndürme prensibi ile ilgilidir. Dış yapıları açısından çekirdek çubuklar, düşük yağlı analoglara benzer: ark söndürme ve temas olmak üzere iki fonksiyonel parçadan oluşurlar ve aynı hacimsel boyutlara sahiptirler.

Bağlantı kesme cihazları 220 V'luk bir ağdan çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve tek fazlı ekipmanlara aittir. Sütun tipi SF6 gaz anahtarının bir örneği LF 10 Schneider Electric'tir.

Ekipman iki farklı şekilde kontrol edilebilir: ayarlama ve kontrol mekanik cihazlar kullanılarak yapıldığında manuel olarak ve uzaktan, otomatik olarak

Tank bazlı SF6 cihazlarının boyutu daha küçüktür ve çok fazlı bir tahrikle donatılmıştır. Bu dağıtım, voltaj parametrelerinin daha iyi kontrol edilmesini ve düzgün şekilde ayarlanmasını sağlar.

Tank EV'lerin avantajlarından biri artan yüklere dayanma yeteneğidir. Bu kalite tasarıma entegre edilmiş akım trafosu ile sağlanmaktadır.

Tank cihazına örnek olarak DT2-550 F3 Alstom Grid gaz tesisatı verilebilir. Bu tür cihazlar 500 kV gerilime sahip elektrik sistemlerinde kendilerini kanıtlamıştır.

Yapı, düşük sıcaklıklarda (kritik), yüksek nemde, sismik aktivite ve aşırı atmosferik kirliliğin olduğu bölgelerde hatasız çalışacak şekilde monte edilmiş ve donatılmıştır.

Ark söndürme prensibi

Çinli üretici CHINT'in LW36 anahtarı örneğini kullanarak cihazın nasıl çalıştığına bakalım.

Bağlantı kesildiğinde yay, silindirin dinamik elemanlarına etki eder ve düşer. Ark söndürme kontakları hariç tüm kontaklar açık. Akım taşıyan ark kontaklarının bağlantısı kesildiğinde bir elektrik arkı meydana gelir.

Sıcak gaz termal odaya hareket eder ve çek valf etkinleştirilir. Isı odasından gaz boşluğa üflendiğinde ark söndürülür.

Küçük akımlar kapatılırsa termal odadaki basınç yeterli olmaz, dolayısıyla sıkıştırma odasından gelen basınç çekilir (her zaman daha yüksektir). Çek valf açılır, gaz boşluğa serbestçe akar ve sıfırı geçerken arkı söndürür.

Hareketli, sabit valflerin, dekompresyon valflerinin, çek valflerin iç konumunun ve çalışmasının şeması. Konum 1 – açma; konum 2 – yüksek akımların kapatılması; konum 3 – düşük akımların kapatılması; konum 4 – cihazı kapatın

Modern çekirdek kurulumları gelişmiş özelliklere sahiptir. Bakım minimuma indirilir, anahtarlama ömrü artar. SF6 devre kesiciler, düşük gürültü seviyeleri, güvenilir mekanik özellikleri ve kurulum ve test kolaylığı ile karakterize edilir.

Tank modelleri bir tahrik ve transformatörler kullanılarak ayarlanır. Yaylı veya yaylı hidrolik tahrik, açma/kapama işlemlerini ve ark tutma seviyesini kontrol eder.

Sürüş ne için?

Sürücü, kurulumun açılması/kapatılması veya belirli bir konumda tutulmasıyla ilgili tüm işlemleri gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır. Diyagramda sürücünün tam olarak nereye yerleştirilebileceği gösterilmektedir. Bu genellikle bakım personelinin kontrol cihazlarına kolay erişimini sağlayan zemin yüzeyi veya alçak bir destektir.

Tank anahtarı tasarım şeması: 1 – porselen veya polimer modüller; 2 – transformatörler; 3 - gazlı söndürme cihazlı tank; 4 - gazlı oda; 5 – hidrolik tahrik; 6 – metal çerçeve; 7 – SF6 gazını vermek için konektör

Sürücü bir aktivasyon mekanizması, bir kilitleme cihazı - bir mandal ve bir serbest bırakma mekanizmasından oluşur. Kontakların kaynaklanmasını önlemek için anahtarlama işlemi mümkün olduğu kadar çabuk gerçekleşmelidir.

Çalıştırma sırasında, ilgili tüm elemanların sürtünme kuvvetinin üstesinden gelmek için büyük çaba sarf edilir. Devre dışı bırakmak daha basittir ve mandalın ters hareketini içerir, bu da aktivasyonu ve tutmayı sağlar.

Etkinleştirmenin/devre dışı bırakmanın birkaç yolu vardır:

• mekanik;
• bahar;
• kargo;
• pnömatik;
• elektromanyetik.

Düşük güçlü sistemler için manuel kontrol kullanılır. Bu durumda bir operatörün gücü yeterlidir. Manuel mekanizmalar genellikle otomatik olarak kapatılır. Yay tahriki de manuel olarak çalıştırılır, ancak bazen düşük güçlü elektrik motorları kullanılır.

Sürücünün geleneksel konumu montaj metal çerçevesinin yakınındadır.Mekanizmanın bütünlüğü ve işleyişi, operatörün çalışması için uygun bir kapıya sahip bir kutu olan dayanıklı bir metal kasa ile sağlanır.

Manyetik aktüatörün çalışması daha fazla güç gerektirir ve 220 V'ta yaklaşık 58 A sabit akım kaynağı gerektirir. Yedek kapatma mekanizması olarak bir manüel kol sağlanır. Elektromanyetik cihazlar Güvenilirdirler, bu nedenle sert kışların yaşandığı bölgelerde başarıyla kullanılırlar. Dezavantajı güçlü bir bataryaya duyulan ihtiyaçtır.

Pnömatik tahrik, bir elektromıknatıs yerine ana çalışma elemanının bir silindir/piston çifti olmasıyla farklılık gösterir. Basınçlı hava sayesinde aktivasyon hızı önceki modellere göre çok daha hızlıdır.

EV kullanmanın avantajları ve dezavantajları

SF6 devre kesiciler, diğer elektrik dağıtım cihazı türleri gibi bir takım avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Kurulum seçerken gerekli hesaplamalar yapılır ve teknik özellikler ve tasarım özelliklerinin yanı sıra modellerin artıları ve eksileri de dikkate alınır.

SF6 tipi şalterler periyodik titreşimlerin olduğu zor koşullarda, düşük sıcaklıklarda (ısıtmayla birlikte) ve yangın tehlikesi olan alanlarda çalışır.

Dezavantajları arasında dolgu maddesinin yüksek maliyeti - SF6, bir panel veya temel üzerine kurulumun özellikleri ve operatör personelinin belirli niteliklerine duyulan ihtiyaç bulunmaktadır.

EV'lerin bağlanması ve bakımına ilişkin kurallar

SF6 cihazlarının kurulumu, açılması/kapatılması, onarımı ve bakımı ile ilgili tüm işlemler, PUE 1.8.21 tarafından düzenlenen katı kurallara tabidir.

Tesisatı bağlamak için gaz dolu haznede minimum basıncın varlığını kontrol etmek gerekir, aksi takdirde anahtar arızalanır. Hasarı önlemek için, basınç parametreleri kritik düzeyde düştüğünde tetiklenen bir alarm kuruludur. Basınç seviyesi bir manometre kullanılarak izlenebilir.

Sürücü kabini, mekanizma elemanları üzerinde yoğuşma oluşumunu etkili bir şekilde önleyen ısıtma elemanları ile donatılmıştır. Operatör ısıtıcıların her zaman açık olduğundan emin olmalıdır.

Tesisat gündüz saatlerinde her gün, karanlık saatlerde ise ayda yaklaşık 2 kez denetlenmektedir. Herhangi bir nedenden dolayı acil kapatma meydana gelirse, planlanmamış bir inceleme gereklidir

Devre kesicinin muayenesi sırasında harici korumanın kontrol edilmesi, kirin temizlenmesi ve hasarın düzeltilmesi gerekir. Kontaklar ısınırsa nedenini öğrenmelisiniz.

Çıtırtı veya şüpheli bir ses varsa kaynağını belirlemeniz gerekir. Metal montaj yapısı da bir parçasıdır topraklama döngüsübu nedenle bütünlüğü kontrol edilmelidir.

Basınç göstergesi okumaları alınmalıdır. Basınç, üretici tarafından hesaplanan normlara uygun olmalıdır.Düzenleme ve izleme cihazlarının servis verilebilirliğini kontrol etmek ve bir veya daha fazla elemanın arızalanması durumunda harekete geçmek - değiştirmek veya onarıma göndermek gerekir.

Gaz basıncının düşmesi durumunda haznenin tekrar SF6 gazı ile doldurulması gerekmektedir. Yapı tamamen kapatıldığı için yalıtımın temizlenmesine gerek yoktur.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı video

SF6 anahtarların nasıl tasarlandığını, arkın hangi prensiple söndürüldüğünü, ne tür cihazların bulunduğunu faydalı ve bilgilendirici bir videodan öğrenebilirsiniz.

Video #1. Cihazın açıklaması ve çalışma prensibi ile SF6 anahtarlarının gözden geçirilmesi:

2. video. Kurulum tasarımının özellikleri:

Video #3. Anahtar nasıl kurulur:

SF6 devre kesiciler fabrika montaj hattından tam operasyonel durumda çıkar ve tropik iklimden soğuğa kadar çeşitli iklim bölgelerinde çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve bu nedenle çeşitli ülkelerdeki sanayi şirketleri tarafından aktif olarak kullanılmaktadır.