Interruptors SF6: pautes de selecció i normes de connexió
El funcionament de les xarxes elèctriques d'alta tensió pel que fa a les característiques actuals no és comparable amb el funcionament dels anàlegs domèstics.En conseqüència, en cas d'emergència, es necessiten dispositius més potents que els dispositius automàtics estàndard per apagar l'equip i apagar l'arc elèctric.
Els disjuntors SF6 (EGS) s'utilitzen com a estructures de protecció, que es poden controlar tant manualment com automàticament. Hem descrit amb detall les característiques de disseny i el principi de funcionament dels dispositius. Proporciona recomanacions d'instal·lació, connexió i manteniment.
El contingut de l'article:
Definició i Aplicació del Gas SF6
El gas SF6 és hexafluorur de sofre, que es classifica com a gas elèctric. A causa de les seves propietats aïllants, s'utilitza activament en la producció de dispositius elèctrics.
En estat neutre, el gas SF6 és un gas no inflamable, incolor i inodor. Si el comparem amb l'aire, podem observar la seva alta densitat (6,7) i pes molecular, que és 5 vegades més gran que l'aire.
Un dels avantatges del gas SF6 és la seva resistència a manifestacions externes. No canvia les característiques sota cap condició. Si la desintegració es produeix durant una descàrrega elèctrica, aviat es produeix una restauració completa necessària per al funcionament.
El secret és que les molècules de SF6 uneixen electrons i formen ions negatius. La qualitat de l'"electronegació" va dotar al fluorur de sofre 6 d'una característica com la força elèctrica.
A la pràctica, la força elèctrica de l'aire és 2-3 vegades més feble que la mateixa propietat del gas SF6.Entre altres coses, és ignífuga, ja que és una substància no inflamable, i té propietats refrigerants.
Les característiques enumerades van fer que el gas SF6 sigui més adequat per al seu ús en el camp elèctric, en particular en els dispositius següents:
- transformadors de potència que funcionen segons el principi d'inducció magnètica;
- aparells de commutació de tipus complet;
- línies d'alta tensió que connecten instal·lacions remotes;
- interruptors d'alta tensió.
Però algunes propietats del gas SF6 van provocar la necessitat de millorar el disseny de l'interruptor. El principal desavantatge es refereix a la transició de la fase gasosa a la fase líquida, i això és possible sota determinades relacions de paràmetres de pressió i temperatura.
Perquè l'equip funcioni sense interrupcions, cal proporcionar unes condicions còmodes. Suposem que per al funcionament dels dispositius SF6 a -40º es requereix una pressió no superior a 0,4 MPa i una densitat inferior a 0,03 g/cm³. A la pràctica, si cal, el gas s'escalfa, cosa que impedeix la transició a la fase líquida.
Disseny d'interruptors SF6
Si comparem els dispositius SF6 amb anàlegs d'altres tipus, en disseny són els més propers als dispositius d'oli. La diferència rau en l'ompliment de les cambres per apagar l'arc.
Com a farciment interruptors d'oli s'utilitza una barreja d'oli, mentre que les de SF6 utilitzen fluorur de sofre 6. L'avantatge de la segona opció és la durabilitat i el manteniment mínim.
Els mètodes d'extinció d'un arc elèctric depenen de molts factors, entre els quals el corrent nominal i la tensió, així com les condicions d'ús del dispositiu, són determinants.
Hi ha quatre tipus de vehicles elèctrics en total:
- amb explosió electromagnètica;
- amb explosió de gas SF6 – amb 1 etapa de pressió;
- amb explosió longitudinal - amb 2 nivells de pressió;
- amb explosió autogenerada.
Si en els dispositius d'aire el gas entra a l'atmosfera durant el procés d'extinció de l'arc, en els dispositius SF6 roman en un espai tancat ple d'una barreja de gasos. Al mateix temps, es manté un lleuger excés de pressió.
Dispositius de columna i dipòsit
A la pràctica, s'utilitzen dos tipus de plantes de gas SF6:
- dipòsit;
- nucli.
Les diferències es relacionen tant amb les característiques del disseny com amb el principi d'extinció de l'arc elèctric. Pel que fa a la seva estructura externa, les barres centrals s'assemblen a anàlegs amb baix contingut d'oli: consten de dues parts funcionals: extinció de l'arc i contacte, i tenen les mateixes dimensions volumètriques.
Els dispositius de desconnexió estan dissenyats per funcionar des d'una xarxa de 220 V i pertanyen a equips monofàsics. Un exemple d'interruptor de gas SF6 de tipus columna és l'LF 10 Schneider Electric.
Els aparells SF6 basats en tancs són de mida més petita i estan equipats amb un accionament multifàsic. Aquesta distribució permet un millor control i un ajust suau dels paràmetres de tensió.
Un exemple de dispositiu de tanc és la instal·lació de gas DT2-550 F3 Alstom Grid. Aquests dispositius s'han demostrat en sistemes elèctrics amb una tensió de 500 kV.
L'estructura està muntada i equipada de manera que funcioni sense fallades a baixes temperatures (crítiques), alta humitat, així com en regions amb activitat sísmica i excessiva contaminació atmosfèrica.
Principi d'extinció de l'arc
Vegem com funciona el dispositiu utilitzant l'exemple de l'interruptor LW36 del fabricant xinès CHINT.
Quan es desconnecta, la molla actua sobre els elements dinàmics del cilindre i cauen. Tots els contactes, excepte els d'extinció d'arcs, estan oberts. Quan es desconnecten els contactes d'arc que transporten corrent, es produeix un arc elèctric.
El gas calent entra a la cambra tèrmica i s'activa la vàlvula de retenció. Quan el gas de la cambra de calor es bufa a l'espai, l'arc s'extingeix.
Si s'apaguen corrents petites, la pressió a la cambra tèrmica no és suficient, de manera que la pressió de la cambra de compressió s'atreu (sempre és més alta). La vàlvula de retenció s'obre, el gas flueix lliurement a l'espai i, en creuar el zero, apaga l'arc.
Les instal·lacions centrals modernes tenen característiques millorades. El manteniment es redueix al mínim, s'augmenta la vida útil. Els interruptors automàtics SF6 es caracteritzen per nivells baixos de soroll, mecànica fiable i facilitat d'instal·lació i prova.
Els models de tancs s'ajusten mitjançant un accionament i transformadors. Un accionament hidràulic de molla o molla controla els processos d'encesa/apagada i el nivell de retenció de l'arc.
Per a què serveix la unitat?
L'accionament està dissenyat per realitzar totes les operacions relacionades amb l'encesa/apagada o mantenir la instal·lació en una posició determinada. El diagrama mostra exactament on es pot ubicar la unitat. Sol ser la superfície del sòl o un suport baix que proporciona al personal de manteniment un fàcil accés als dispositius de control.
La unitat consta d'un mecanisme d'activació, un dispositiu de bloqueig: un pestell i un mecanisme d'alliberament. El procés de commutació s'ha de fer tan aviat com sigui possible per evitar la soldadura dels contactes.
Durant l'encesa, es fan grans esforços per superar la força de fricció de tots els elements implicats. La desactivació és més senzilla i implica el moviment invers del pestell, que garanteix l'activació i la retenció.
Hi ha diverses maneres d'activar/desactivar:
- mecànic;
- primavera;
- càrrega;
- pneumàtica;
- electromagnètic.
Per a sistemes de baixa potència, s'utilitza el control manual. En aquest cas, la força d'un operador és suficient. Els mecanismes manuals solen apagar-se automàticament. L'accionament de la molla també s'acciona manualment, però de vegades s'utilitzen motors elèctrics de baixa potència.
El funcionament de l'actuador magnètic requereix més potència i una font de corrent constant d'aproximadament 58 A a 220 V. S'ofereix una palanca manual com a mecanisme d'aturada de seguretat. Dispositius electromagnètics Són fiables, de manera que s'utilitzen amb èxit en zones amb hiverns durs. L'inconvenient és la necessitat d'una bateria potent.
L'accionament pneumàtic es diferencia perquè, en lloc d'un electroimant, l'element de treball principal és un parell cilindre/pistó. Gràcies a l'aire comprimit, la velocitat d'activació és molt més ràpida que els models anteriors.
Avantatges i desavantatges de l'ús de vehicles elèctrics
Els interruptors automàtics SF6, com altres tipus de dispositius de distribució elèctrica, tenen una sèrie d'avantatges i desavantatges. A l'hora d'escollir una instal·lació, es fan els càlculs necessaris i, a més de les característiques tècniques i de disseny, es tenen en compte els pros i els contres dels models.
Els interruptors tipus SF6 funcionen en condicions difícils amb vibracions periòdiques, temperatures baixes (amb calefacció) i en zones de risc d'incendi.
Els desavantatges inclouen l'elevat cost del farciment - SF6, les especificitats de la instal·lació en un panell o fonament i la necessitat de certes qualificacions del personal de l'operador.
Normes per a la connexió i el manteniment dels vehicles elèctrics
Totes les accions relacionades amb la instal·lació, l'encesa/apagada, la reparació i el manteniment dels dispositius SF6 estan subjectes a normes estrictes regulades per PUE 1.8.21.
Per connectar la instal·lació, cal comprovar la presència de pressió mínima a la cambra plena de gas, en cas contrari l'interruptor fallarà. Per evitar danys, s'instal·la una alarma que s'activa quan els paràmetres de pressió baixen de manera crítica. El nivell de pressió es pot controlar mitjançant un manòmetre.
L'armari d'accionament està equipat amb elements de calefacció que eviten eficaçment la formació de condensació en els elements del mecanisme. L'operador s'ha d'assegurar que els escalfadors estiguin sempre encesos.
Durant la inspecció de l'interruptor, cal comprovar la protecció externa, eliminar la brutícia i corregir els danys. Si els contactes s'escalfen, hauríeu d'esbrinar el motiu.
Si hi ha un crepitjo o soroll sospitós, cal identificar la font. També forma part de l'estructura de muntatge metàl·lic bucle de terra, per tant, s'ha de comprovar la seva integritat.
S'han de fer les lectures del manòmetre. La pressió ha de correspondre a la norma calculada pel fabricant.Cal comprovar la funcionalitat dels dispositius de regulació i monitorització i, si un o més elements fallen, prendre mesures: substituir-lo o enviar-lo a reparar.
Si la pressió del gas ha disminuït, la cambra s'ha de tornar a omplir amb gas SF6. No cal netejar l'aïllament, ja que l'estructura està completament segellada.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Podeu conèixer com es dissenyen els interruptors SF6, sobre quin principi s'extingeix l'arc i quins tipus de dispositius hi ha a partir d'un vídeo útil i informatiu.
Vídeo #1. Revisió dels interruptors SF6 amb una descripció del dispositiu i principi de funcionament:
Vídeo #2. Característiques del disseny de la instal·lació:
Vídeo #3. Com instal·lar l'interruptor:
Els interruptors SF6 surten de la línia de muntatge de la fàbrica en plena preparació operativa i estan dissenyats per funcionar en una varietat de zones climàtiques, des de tropicals fins a fredes, i per tant són utilitzats activament per empreses industrials de diversos països.
