Элегазовые выключатели: виды + правила и особенности эксплуатации

Работа высоковольтных электрических сетей по токовым характеристикам не сопоставима с работой отечественных аналогов. Следовательно, в аварийной ситуации требуются более мощные устройства для тушения оборудования и гашения электрической дуги, чем стандартные автоматические устройства.

Выключатели SF6 (EV) используются в качестве защитных конструкций, управление которыми возможно как в ручном режиме, так и с помощью автоматики. Мы подробно описали особенности конструкции и принцип работы устройств. Даны рекомендации по установке, подключению и обслуживанию.

Определение и применение элегаза SF6

SF6 – это гексафторид серы, называемый электрическими газами. Благодаря своим изоляционным свойствам он активно используется при изготовлении электрических устройств.

В нейтральном состоянии SF6 представляет собой негорючий газ без цвета и запаха. Если мы сравним его с воздухом, мы увидим высокую плотность (6,7) и молекулярную массу в 5 раз выше, чем у воздуха.

Одним из преимуществ газа SF6 является его устойчивость к внешним проявлениям. Не меняет своих характеристик ни при каких условиях. Если распад происходит при электрическом разряде, вскоре наступает полное выздоровление, что необходимо для работы.

Секрет в том, что молекулы SF6 связывают электроны и образуют отрицательные ионы. «Электроотрицательное» качество наделило 6-фторид такой характеристикой, как электрическая сила.

На практике электрическая прочность воздуха в 2-3 раза слабее, чем такое же свойство газа SF6. Помимо прочего, он пожаробезопасен, так как относится к негорючим веществам и обладает охлаждающей способностью.

Когда возникла необходимость найти газ для гашения электрической дуги, начали изучать свойства SF6 (гексафторида серы), 4-хлористого углерода и фреона. SF6 выиграл испытания

Перечисленные характеристики сделали элегаз более подходящим для использования в электрической области, в частности, в следующих устройствах:

  • силовые трансформаторы, работающие по принципу магнитной индукции;
  • комплектные распределительные щиты;
  • высоковольтные линии, соединяющие удаленные объекты;
  • переключатели высокого напряжения.

Однако некоторые свойства газа SF6 привели к необходимости улучшения конструкции переключателя. Главный недостаток – переход газовой фазы в жидкость, а это возможно при определенных соотношениях параметров давления и температуры.

Чтобы техника работала без перебоев, необходимо обеспечить комфортные условия. Предположим, что для работы элегазовых устройств при -40º требуется давление не более 0,4 МПа и плотность менее 0,03 г / см³. На практике при необходимости газ нагревается, что предотвращает переход в жидкую фазу.

Конструкция переключателя SF6

Если сравнивать элегазовые устройства с аналогами других типов, то по конструкции они ближе к масляным. Отличие заключается в наполнении дугогасительных камер.

Смесь масла используется в качестве наполнителя для масляных выключателей, а фторид серы 6 используется для выключателей SF6. Преимущество второго варианта – долговечность и минимальные затраты на обслуживание.

Схема устройства газоизолированного колонного типа. Модули дугогашения, закрепленные на высокой стойке, расположены вверху, шкаф управления – внизу

Способы гашения электрической дуги зависят от многих факторов, среди которых номинальный ток и напряжение, а также условия использования устройства являются решающими.

Всего существует четыре типа электромобилей:

  • с электромагнитным обдувом;
  • продуваемый элегазом – с 1 ступенью давления;
  • с продольным обдувом – с 2 ступенями давления;
  • с самовыдуванием.

Если в устройствах с воздухом в процессе гашения дуги газ попадает в атмосферу, то в устройствах с элегазом он остается в замкнутом пространстве, заполненном газовой смесью. При этом сохраняется небольшое избыточное давление.

Колонно-емкостные устройства

На практике используются два типа газовых систем SF6:

  • бак;
  • ядро.

Отличия касаются как конструктивных особенностей, так и принципа гашения электрической дуги. Внешне сердечники напоминают маломасляные аналоги: они состоят из двух функциональных частей – дугогасительной и контактной и имеют одинаковые объемные размеры.

Отключающие устройства предназначены для работы от сети 220 В и относятся к однофазному оборудованию. Примером выключателя с элегазовой изоляцией является колонный выключатель LF 10 от Schneider Electric.

Управлять оборудованием можно двумя способами: вручную, когда регулировка и управление осуществляется механическими устройствами, и дистанционно, автоматически

Устройства с газовым резервуаром меньше по размеру и оснащены многофазным приводом. Такое распределение позволяет лучше контролировать и плавно регулировать параметры напряжения.

Одним из преимуществ автоцистерн с электромобилями является способность выдерживать более высокие нагрузки. Это качество гарантируется встроенным трансформатором тока

Примером резервуарного устройства является газоизолированная система Alstom Grid DT2-550 F3. Такие устройства положительно зарекомендовали себя в электрических системах напряжением 500 кВ.

Конструкция собрана и оборудована таким образом, чтобы без сбоев работала при низких (критических) температурах, повышенной влажности, а также в регионах с сейсмической активностью и чрезмерным загрязнением воздуха.

Принцип гашения дуги

Как устроено устройство, рассмотрим на примере выключателя LW36 от китайского производителя CHINT.

При отпускании пружина воздействует на динамические элементы цилиндра, и они опускаются. Все контакты, кроме дуговых, разомкнуты. При размыкании дуговых контактов, по которым протекает ток, возникает электрическая дуга.

Горячий газ поступает в тепловую камеру, срабатывает обратный клапан. Когда газ из термокамеры выталкивается в пустое пространство, дуга гаснет.

Если есть остановка малых токов, давления в тепловой камере не хватает, поэтому давление из камеры сжатия притягивается (всегда выше). Обратный клапан открывается, газ свободно течет в пространстве и гасит дугу при переходе через ноль.

Схема внутреннего устройства и работы мобильного, стационарного, декомпрессионного и обратного клапанов. Положение 1 – включить; положение 2 – остановка больших токов; положение 3 – отключение малых токов; положение 4 – выключить прибор

Современные колонные системы улучшили производительность. Сводится к минимуму обслуживание, увеличивается коммутационный ресурс. Выключатели SF6 отличаются низким уровнем шума, надежной механикой, простотой установки и тестирования.

Модели цистерн регулируются с помощью привода и трансформаторов. Пружинный или гидравлический пружинный привод контролирует процессы включения / выключения, степень натяжения электрической дуги.

Для чего предназначен агрегат?

Привод предназначен для выполнения всех операций, связанных с включением / выключением агрегата или удержанием агрегата в определенном положении. На схеме показано, где именно можно разместить привод. Обычно это поверхность земли или низкая опора, которая обеспечивает обслуживающему персоналу легкий доступ к устройствам управления.

Конструктивная схема танкового выключателя: 1 – фарфоровые или полимерные модули; 2 – трансформаторы; 3 – бак с устройством газового пожаротушения; 4 – газовая камера; 5 – гидропривод; 6 – металлический каркас; 7 – штуцер для ввода газа SF6

Агрегат состоит из механизма сцепления, запорного устройства – защелки, механизма разблокировки. Процесс воспламенения должен происходить как можно быстрее, чтобы избежать сварочного контакта.

Во время зажигания прилагаются большие усилия, чтобы преодолеть силу трения всех задействованных элементов. Отключение облегчено и заключается в обратном движении защелки, что гарантирует ее включение и удержание.

Есть несколько способов включить / отключить:

  • механик;
  • весна;
  • нагрузка;
  • шина;
  • электромагнитный.

Для маломощных систем используется ручное управление. В этом случае силы оператора достаточно. Отключение ручных механизмов обычно происходит автоматически. Пружинный привод также управляется вручную, но иногда задействуются моторы малой мощности.

Традиционное расположение агрегата – рядом с металлической монтажной рамой. Целостность и функционирование механизма обеспечивает прочный металлический кожух: ящик с удобной дверцей для работы оператора

Использование электромагнитного привода требует больше энергии, поэтому источник постоянного тока примерно 58 А с напряжением 220 В. Ручной рычаг доступен в качестве механизма аварийной остановки. Электромагнитные устройства надежны, поэтому успешно применяются в районах с суровыми зимами. Обратной стороной является необходимость в мощном аккумуляторе.

Пневматический привод отличается тем, что вместо электромагнита основным рабочим элементом является пара цилиндр / поршень. Благодаря сжатому воздуху скорость активации намного выше, чем у предыдущих моделей.

Преимущества и недостатки использования электромобиля

Автоматические выключатели из SF6, как и другие типы электрических щитов, имеют множество преимуществ и недостатков. При выборе установки производятся необходимые расчеты, причем помимо технических характеристик и особенностей конструкции учитываются плюсы и минусы моделей.

Галерея изображенийФотографии из SF6 автоматические выключатели универсальны: они используются независимо от сетевого напряжения. Для гашения электрической дуги в аварийной ситуации устройству с элегазом требуется доли секунды. Все части системы могут работать без ремонта в течение десятилетий, а элегаз не требует регулярной работы. Замена устройств гашения дуги SF6 может легко справиться с системами отключения высокого напряжения. Для сравнения: вакуумные аналоги не выдерживают высокое напряжение. Универсальное применение в высоковольтных системах. Эффективность рабочих функций. Надежность и долговечность конструкции. Работа с током высокого напряжения

Выключатели с газовой изоляцией работают в суровых условиях с периодическими вибрациями, низкими температурами (с нагревом), в зонах с риском возгорания.

К недостаткам можно отнести дороговизну наполнителя – элегаза SF6, специфику монтажа на экране или фундаменте, необходимость определенной квалификации операторского персонала.

Правила подключения и обслуживания электронных устройств

Все действия, связанные с установкой, включением / выключением, ремонтом и обслуживанием элегазовых устройств, подчиняются строгим правилам, которые регулируются ПУЭ 1.8.21.

Для подключения агрегата необходимо проверить минимальное давление в газонаполненной камере, иначе выключатель выйдет из строя. Во избежание поломки установлена ​​сигнализация, которая срабатывает при слишком низких параметрах давления. Уровень давления можно контролировать с помощью манометра.

Нагревательные элементы установлены в шкафу преобразователя, эффективно предотвращая образование конденсата на элементах механизма. Оператор должен следить за тем, чтобы обогреватели были постоянно включены.

Растение проверяют каждый день днем ​​и примерно два раза в месяц ночью. Если аварийная остановка произошла по одной из причин, требуется внеплановая проверка

При осмотре выключателя необходимо проверить внешнюю защиту, удалить загрязнения, устранить повреждения. Если контакты перегреваются, следует выяснить, почему.

Если есть треск и подозрительный шум, необходимо определить источник. Металлическая монтажная конструкция одновременно является частью контура заземления, поэтому необходимо проверить ее целостность.

Показатели манометра необходимо снять. Давление должно соответствовать норме, рассчитанной производителем. Необходимо проверить работоспособность регулирующих и контролирующих устройств и при выходе из строя одного или нескольких элементов принять меры: заменить их или отправить в ремонт.

Если давление газа упало, камеру необходимо заполнить элегазом. Утеплитель в чистке не нуждается, так как конструкция полностью герметична.

Выводы и полезные видео по теме

Как работают элегазовые переключатели, по какому принципу гасится дуга и какие бывают типы устройств, вы можете узнать из полезного и информативного видео.

Видео № 1. Обзор элегазовых выключателей с описанием устройства и принципа действия:

Видео № 2. Характеристики растений:

Видео №3. Как устанавливается коммутатор:

Элегазовые выключатели выходят с заводского конвейера в полной эксплуатационной готовности и рассчитаны на работу в различных климатических зонах, от тропических до холодных, поэтому активно используются промышленными компаниями разных стран.

Источник – https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/elegazovye-vyklyuchateli.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: