قواطع الدائرة SF6: إرشادات لقواعد الاختيار والاتصال
إن أداء الشبكات الكهربائية ذات الجهد العالي من حيث الخصائص الحالية لا يمكن مقارنته بتشغيل نظائرها المنزلية.وبناء على ذلك، في حالة الطوارئ، هناك حاجة إلى أجهزة أكثر قوة من الأجهزة الأوتوماتيكية القياسية لإيقاف تشغيل المعدات وإطفاء القوس الكهربائي.
تُستخدم قواطع الدائرة SF6 (EGS) كهياكل وقائية، والتي يمكن التحكم فيها يدويًا وتلقائيًا. لقد وصفنا بالتفصيل ميزات التصميم ومبدأ تشغيل الأجهزة. قدمت توصيات للتثبيت والاتصال والصيانة.
محتوى المقال:
تعريف وتطبيق غاز SF6
غاز SF6 هو سداسي فلوريد الكبريت، والذي يصنف على أنه غاز كهربائي. نظرًا لخصائصه العازلة، فإنه يستخدم بنشاط في إنتاج الأجهزة الكهربائية.
في حالته المحايدة، يعتبر غاز SF6 غازًا غير قابل للاشتعال وعديم اللون والرائحة. وإذا قارناه بالهواء، يمكننا أن نلاحظ كثافته العالية (6.7) ووزنه الجزيئي، وهو أعلى بخمس مرات من الهواء.
ومن مميزات غاز SF6 مقاومته للمظاهر الخارجية. لا يغير الخصائص تحت أي ظرف من الظروف. إذا حدث التفكك أثناء التفريغ الكهربائي، فستحدث الاستعادة الكاملة اللازمة للتشغيل قريبًا.
السر هو أن جزيئات SF6 تربط الإلكترونات وتشكل أيونات سالبة. لقد منحت جودة "السالبة الكهربية" فلوريد الكبريت 6 بخاصية مثل القوة الكهربائية.
ومن الناحية العملية، تكون القوة الكهربائية للهواء أضعف بمقدار 2-3 مرات من نفس خاصية غاز SF6.ومن بين أمور أخرى، أنها مقاومة للحريق، كما أنها مادة غير قابلة للاشتعال، ولها خصائص التبريد.
الخصائص المذكورة تجعل غاز SF6 هو الأكثر ملاءمة للاستخدام في المجال الكهربائي، وخاصة في الأجهزة التالية:
- محولات الطاقة التي تعمل على مبدأ الحث المغناطيسي.
- المفاتيح الكهربائية من النوع الكامل؛
- خطوط الجهد العالي التي تربط المنشآت البعيدة؛
- مفاتيح الجهد العالي.
لكن بعض خصائص غاز SF6 أدت إلى ضرورة تحسين تصميم المفتاح. ويتعلق العيب الرئيسي بانتقال الطور الغازي إلى الطور السائل، وهذا ممكن في ظل نسب معينة من معلمات الضغط ودرجة الحرارة.
لكي تعمل المعدات دون انقطاع، من الضروري توفير ظروف مريحة. لنفترض أنه لتشغيل أجهزة SF6 عند -40 درجة مئوية، يلزم ضغط لا يزيد عن 0.4 ميجا باسكال وكثافة أقل من 0.03 جم/سم مكعب. في الممارسة العملية، إذا لزم الأمر، يتم تسخين الغاز، مما يمنع الانتقال إلى الطور السائل.
تصميم قاطع الدائرة SF6
إذا قارنا أجهزة SF6 مع نظائرها من الأنواع الأخرى، فهي الأقرب إلى الأجهزة النفطية في التصميم. الفرق يكمن في ملء الغرف لإطفاء القوس.
كمادة حشو مفاتيح النفط يتم استخدام خليط الزيت، بينما يستخدم خليط SF6 فلوريد 6 الكبريت. ميزة الخيار الثاني هي المتانة والحد الأدنى من الصيانة.
تعتمد طرق إطفاء القوس الكهربائي على العديد من العوامل، من بينها التيار المقدر والجهد، وكذلك شروط استخدام الجهاز.
هناك أربعة أنواع من المركبات الكهربائية في المجموع:
- مع الانفجار الكهرومغناطيسي.
- مع انفجار غاز SF6 - مع مرحلة ضغط واحدة؛
- مع انفجار طولي – مع مستويين للضغط؛
- مع انفجار ذاتي التوليد.
إذا دخل الغاز في الأجهزة الهوائية إلى الغلاف الجوي أثناء عملية إطفاء القوس، فإنه في أجهزة SF6 يبقى في مساحة مغلقة مملوءة بخليط الغاز. وفي الوقت نفسه، لا يزال هناك ضغط زائد طفيف.
أجهزة العمود والخزان
عملياً، يتم استخدام نوعين من محطات غاز SF6:
- خزان؛
- جوهر.
تتعلق الاختلافات بكل من ميزات التصميم ومبدأ إطفاء القوس الكهربائي. من حيث هيكلها الخارجي، تشبه القضبان الأساسية نظائرها منخفضة الزيت: فهي تتكون من جزأين وظيفيين - إطفاء القوس والاتصال، ولها نفس الأبعاد الحجمية.
تم تصميم أجهزة الفصل لتعمل من شبكة 220 فولت وتنتمي إلى معدات أحادية الطور. مثال على مفتاح الغاز SF6 من النوع العمودي هو LF 10 Schneider Electric.
أجهزة SF6 القائمة على الخزان أصغر حجمًا ومجهزة بمحرك متعدد المراحل. يسمح هذا التوزيع بتحكم أفضل وتعديل سلس لمعلمات الجهد.
مثال على جهاز الخزان هو تركيب الغاز DT2-550 F3 Alstom Grid. لقد أثبتت هذه الأجهزة نفسها في الأنظمة الكهربائية بجهد 500 كيلو فولت.
يتم تجميع الهيكل وتجهيزه بحيث يعمل دون فشل في درجات الحرارة المنخفضة (الحرجة)، والرطوبة العالية، وكذلك في المناطق ذات النشاط الزلزالي والتلوث الجوي المفرط.
مبدأ انقراض القوس
دعونا نلقي نظرة على كيفية عمل الجهاز باستخدام مثال مفتاح LW36 من الشركة المصنعة الصينية CHINT.
عند فصله، يعمل الزنبرك على العناصر الديناميكية للأسطوانة، وتسقط. جميع جهات الاتصال، باستثناء جهات اتصال إطفاء القوس، مفتوحة. عندما يتم فصل الاتصالات الانحناء التي تحمل التيار، يحدث قوس كهربائي.
ينتقل الغاز الساخن إلى الغرفة الحرارية، ويتم تنشيط صمام الفحص. عندما يتم نفخ الغاز من غرفة الحرارة إلى الفجوة، ينطفئ القوس.
إذا تم إيقاف التيارات الصغيرة، فإن الضغط في الغرفة الحرارية لا يكفي، لذلك يتم جذب الضغط من غرفة الضغط (يكون أعلى دائمًا). يفتح صمام الفحص، ويتدفق الغاز بحرية إلى الفجوة، وعند عبور الصفر، يطفئ القوس.
تتميز التركيبات الأساسية الحديثة بخصائص محسنة. يتم تقليل الصيانة إلى الحد الأدنى، ويتم زيادة عمر التبديل. تتميز قواطع الدائرة SF6 بمستويات ضوضاء منخفضة، وميكانيكا موثوقة، وسهولة التركيب والاختبار.
يتم تعديل نماذج الخزانات باستخدام محرك ومحولات. يتحكم محرك زنبركي أو محرك هيدروليكي في عمليات التشغيل/الإيقاف ومستوى الاحتفاظ بالقوس.
ما هو محرك الأقراص ل؟
تم تصميم محرك الأقراص لإجراء جميع العمليات المتعلقة بالتشغيل/الإيقاف أو تثبيت التثبيت في موضع معين. يوضح الرسم التخطيطي المكان الذي يمكن أن يوجد فيه محرك الأقراص بالضبط. عادة ما يكون هذا هو سطح الأرض أو دعامة منخفضة توفر لموظفي الصيانة إمكانية الوصول بسهولة إلى أجهزة التحكم.
يتكون محرك الأقراص من آلية التنشيط وجهاز القفل - المزلاج وآلية التحرير. يجب أن تتم عملية التبديل في أسرع وقت ممكن لتجنب لحام جهات الاتصال.
أثناء التشغيل، يتم بذل جهود كبيرة للتغلب على قوة الاحتكاك لجميع العناصر المعنية. يعد التعطيل أبسط ويتضمن الحركة العكسية للمزلاج، مما يضمن التنشيط والاحتفاظ.
هناك عدة طرق لتمكين/تعطيل:
- ميكانيكي؛
- ربيع؛
- البضائع؛
- هوائي؛
- الكهرومغناطيسي.
بالنسبة للأنظمة منخفضة الطاقة، يتم استخدام التحكم اليدوي. في هذه الحالة، قوة عامل واحد كافية. عادةً ما يتم إيقاف تشغيل الآليات اليدوية تلقائيًا. يتم أيضًا تشغيل محرك الزنبرك يدويًا، ولكن في بعض الأحيان يتم استخدام محركات كهربائية منخفضة الطاقة.
يتطلب تشغيل المحرك المغناطيسي المزيد من الطاقة ويتطلب مصدر تيار ثابت يبلغ حوالي 58 أمبير عند 220 فولت. ويتم توفير رافعة يدوية كآلية رحلة احتياطية. الأجهزة الكهرومغناطيسية إنها موثوقة، لذلك يتم استخدامها بنجاح في المناطق ذات الشتاء القاسي. الجانب السلبي هو الحاجة إلى بطارية قوية.
يختلف المحرك الهوائي في أنه بدلاً من المغناطيس الكهربائي، فإن عنصر العمل الرئيسي هو زوج من الأسطوانات/المكبس. بفضل الهواء المضغوط، أصبحت سرعة التنشيط أسرع بكثير من الموديلات السابقة.
مزايا وعيوب استخدام المركبات الكهربائية
تتمتع قواطع الدائرة SF6، مثل الأنواع الأخرى من أجهزة التوزيع الكهربائية، بعدد من المزايا والعيوب. عند اختيار التثبيت، يتم إجراء الحسابات اللازمة، بالإضافة إلى الخصائص التقنية وميزات التصميم، يتم أخذ إيجابيات وسلبيات النماذج في الاعتبار.
تعمل المفاتيح من نوع SF6 في ظروف صعبة مع اهتزازات دورية ودرجات حرارة منخفضة (مع تسخين) وفي مناطق خطرة للحريق.
تشمل العيوب التكلفة العالية للحشو - SF6، وتفاصيل التثبيت على اللوحة أو الأساس، والحاجة إلى مؤهلات معينة لموظفي المشغل.
قواعد توصيل وصيانة المركبات الكهربائية
تخضع جميع الإجراءات المتعلقة بالتثبيت والتشغيل/الإيقاف والإصلاح والصيانة لأجهزة SF6 لقواعد صارمة ينظمها PUE 1.8.21.
لتوصيل التثبيت، من الضروري التحقق من وجود الحد الأدنى من الضغط في الغرفة المملوءة بالغاز، وإلا فسوف يفشل المفتاح. لمنع الضرر، تم تثبيت إنذار يتم تشغيله عند انخفاض معلمات الضغط بشكل خطير. يمكن مراقبة مستوى الضغط باستخدام مقياس الضغط.
تم تجهيز خزانة القيادة بعناصر تسخين تمنع بشكل فعال تكوين التكثيف على عناصر الآلية. يجب على المشغل التأكد من تشغيل السخانات دائمًا.
أثناء فحص قاطع الدائرة، من الضروري التحقق من الحماية الخارجية وإزالة الأوساخ وتصحيح الضرر. إذا ارتفعت درجة حرارة جهات الاتصال، يجب عليك معرفة السبب.
إذا كان هناك صوت طقطقة أو ضجيج مشبوه، فأنت بحاجة إلى تحديد المصدر. هيكل التركيب المعدني هو أيضًا جزء من حلقة الأرضلذا يجب التحقق من سلامتها.
يجب أخذ قراءات مقياس الضغط. يجب أن يتوافق الضغط مع القاعدة التي تحسبها الشركة المصنعة.من الضروري التحقق من صلاحية أجهزة التنظيم والمراقبة، وإذا فشل عنصر واحد أو أكثر، فاتخذ الإجراء المناسب - استبدله أو أرسله للإصلاح.
إذا انخفض ضغط الغاز، يجب إعادة ملء الغرفة بغاز SF6. لا يحتاج العزل إلى التنظيف، لأن الهيكل مغلق تمامًا.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
يمكنك معرفة كيفية تصميم مفاتيح SF6، وعلى أي مبدأ يتم إطفاء القوس، وما هي أنواع الأجهزة الموجودة من فيديو مفيد وغني بالمعلومات.
الفيديو رقم 1. مراجعة مفاتيح SF6 مع وصف الجهاز ومبدأ التشغيل:
الفيديو رقم 2. ميزات تصميم التثبيت:
الفيديو رقم 3. كيفية تثبيت التبديل:
تترك قواطع الدائرة SF6 خط تجميع المصنع في حالة استعداد تشغيلي كامل وهي مصممة للعمل في مجموعة متنوعة من المناطق المناخية، من المناطق الاستوائية إلى الباردة، وبالتالي يتم استخدامها بنشاط من قبل الشركات الصناعية في مختلف البلدان.
