SF6 effektbrytare: riktlinjer för val och anslutningsregler

Funktionen hos elektriska högspänningsnät när det gäller nuvarande egenskaper är inte jämförbar med driften av hushållsanaloger.Följaktligen, i händelse av en nödsituation, behövs mer kraftfulla enheter än vanliga automatiska enheter för att stänga av utrustningen och släcka ljusbågen.

SF6-brytare (EGS) används som skyddskonstruktioner, som kan styras både manuellt och automatiskt. Vi har beskrivit i detalj designfunktionerna och funktionsprincipen för enheterna. Tillhandahåller rekommendationer för installation, anslutning och underhåll.

Definition och tillämpning av SF6-gas

SF6-gas är svavelhexafluorid, som klassificeras som en elektrisk gas. På grund av dess isolerande egenskaper används det aktivt i produktionen av elektriska apparater.

I neutralt tillstånd är SF6-gasen en icke brännbar, färglös och luktfri gas. Om vi ​​jämför det med luft kan vi notera dess höga densitet (6,7) och molekylvikt, som är 5 gånger högre än luft.

En av fördelarna med SF6-gas är dess motståndskraft mot yttre manifestationer. Det ändrar inte egenskaper under några förhållanden. Om sönderfall inträffar under en elektrisk urladdning, sker snart en fullständig återställning som är nödvändig för drift.

Hemligheten är att SF6-molekyler binder elektroner och bildar negativa joner. Kvaliteten på "elektronegation" gav 6-svavelfluorid en sådan egenskap som elektrisk styrka.

I praktiken är luftens elektriska styrka 2-3 gånger svagare än samma egenskap hos SF6-gas.Det är bland annat brandsäkert, då det är ett icke brandfarligt ämne, och har kylande egenskaper.

När behovet uppstod att hitta en gas för att släcka ljusbågen började man studera egenskaperna hos SF6 (svavelhexafluorid), kol 4-klorid och freon. SF6 vann testerna

De angivna egenskaperna gjorde SF6-gas mest lämplig för användning inom det elektriska fältet, särskilt i följande enheter:

• krafttransformatorer som arbetar enligt principen om magnetisk induktion;
• kompletta ställverk;
• högspänningsledningar som ansluter fjärrinstallationer;
• högspänningsbrytare.

Men vissa egenskaper hos SF6-gas ledde till behovet av att förbättra designen av switchen. Den största nackdelen gäller övergången av gasfasen till vätskefasen, och detta är möjligt under vissa förhållanden mellan tryck och temperaturparametrar.

För att utrustningen ska fungera utan avbrott är det nödvändigt att tillhandahålla bekväma förhållanden. Låt oss anta att för drift av SF6-enheter vid -40º krävs ett tryck på högst 0,4 MPa och en densitet på mindre än 0,03 g/cm³. I praktiken, vid behov, värms gasen upp, vilket förhindrar övergången till vätskefasen.

SF6 effektbrytare design

Om vi ​​jämför SF6-enheter med analoger av andra typer, är de i design närmast oljeenheter. Skillnaden ligger i fyllningen av kamrarna för att släcka bågen.

Som fyllmedel oljebrytare en oljeblandning används, medan SF6 använder 6-svavelfluorid. Fördelen med det andra alternativet är hållbarhet och minimalt underhåll.

Schema för en SF6-gasanordning av kolonntyp.Ljusbågsmodulerna, monterade på ett högt stativ, är placerade i den övre delen, kontrollskåpet är i den nedre delen

Metoder för att släcka en elektrisk ljusbåge beror på många faktorer, bland vilka märkströmmen och spänningen, såväl som användningsvillkoren för enheten, är avgörande.

Det finns fyra typer av elbilar totalt:

• med elektromagnetisk sprängning;
• med SF6 gasblästring – med 1 trycksteg;
• med längsgående sprängning – med 2 trycknivåer;
• med självgenererande blast.

Om i luftanordningar gasen kommer in i atmosfären under bågsläckningsprocessen, förblir den i SF6-anordningar i ett slutet utrymme fyllt med en gasblandning. Samtidigt kvarstår ett litet övertryck.

Kolumn- och tankanordningar

I praktiken används två typer av SF6-gasanläggningar:

• tank;
• kärna.

Skillnaderna hänför sig till både designegenskaper och principen att släcka ljusbågen. När det gäller deras yttre struktur liknar kärnstavarna lågoljeanaloger: de består av två funktionella delar - bågsläckning och kontakt, och har samma volymetriska dimensioner.

Frånkopplingsanordningar är utformade för att fungera från ett 220 V-nätverk och tillhör enfasutrustning. Ett exempel på en SF6-gasbrytare av kolonntyp är LF 10 Schneider Electric.

Utrustning kan styras på två olika sätt: manuellt, när justering och kontroll utförs med hjälp av mekaniska anordningar, och fjärrstyrning, automatiskt

Tankbaserade SF6-apparater är mindre i storlek och är utrustade med en flerfasdrift. Denna fördelning möjliggör bättre kontroll och smidig justering av spänningsparametrar.

En av fördelarna med tankbilar är förmågan att motstå ökade belastningar. Denna kvalitet säkerställs av en strömtransformator integrerad i designen.

Ett exempel på en tankanordning är gasinstallationen DT2-550 F3 Alstom Grid. Sådana enheter har visat sig i elektriska system med en spänning på 500 kV.

Strukturen är monterad och utrustad på ett sådant sätt att den fungerar utan fel vid låga temperaturer (kritisk), hög luftfuktighet, såväl som i regioner med seismisk aktivitet och överdriven atmosfärisk förorening.

Principen för bågsläckning

Låt oss titta på hur enheten fungerar med exemplet på LW36-switchen från den kinesiska tillverkaren CHINT.

När den är frånkopplad verkar fjädern på cylinderns dynamiska element och de faller ner. Alla kontakter, utom ljusbågssläckande kontakter, öppnas. När ljusbågskontakterna som bär ström kopplas bort, uppstår en elektrisk ljusbåge.

Het gas rör sig in i den termiska kammaren och backventilen aktiveras. När gas från värmekammaren blåses in i gapet släcks ljusbågen.

Om små strömmar stängs av räcker inte trycket i värmekammaren, så trycket från kompressionskammaren attraheras (det är alltid högre). Backventilen öppnar, gas strömmar fritt in i gapet och, när den passerar noll, släcker bågen.

Diagram över den interna placeringen och driften av rörliga, fasta ventiler, dekompression, backventiler. Läge 1 – påslagning; position 2 – avstängning av höga strömmar; läge 3 – avstängning av låga strömmar; läge 4 – stäng av enheten

Moderna kärninstallationer har förbättrade egenskaper. Underhåll reduceras till ett minimum, kopplingslivslängden förlängs. SF6-brytare kännetecknas av låga ljudnivåer, pålitlig mekanik och enkel installation och testning.

Tankmodeller justeras med hjälp av en drivning och transformatorer. En fjäder- eller fjäderhydraulisk drivning styr till/från-processerna och nivån på ljusbågshållningen.

Vad är drivkraften till för?

Frekvensomriktaren är utformad för att utföra alla operationer relaterade till att slå på/av eller hålla installationen i en viss position. Diagrammet visar exakt var frekvensomriktaren kan placeras. Detta är vanligtvis markytan eller ett lågt stöd som ger underhållspersonalen enkel tillgång till kontrollenheter.

Tankbrytare designdiagram: 1 – porslins- eller polymermoduler; 2 - transformatorer; 3 - tank med gassläckningsanordning; 4 - kammare med gas; 5 - hydraulisk drivning; 6 - metallram; 7 – anslutning för införande av SF6-gas

Drivningen består av en aktiveringsmekanism, en låsanordning - en spärr och en frigöringsmekanism. Växlingsprocessen bör ske så snabbt som möjligt för att undvika svetsning av kontakter.

Under påslagning görs stora ansträngningar för att övervinna friktionskraften hos alla inblandade element. Inaktivering är enklare och involverar omvänd rörelse av spärren, vilket säkerställer aktivering och kvarhållning.

Det finns flera sätt att aktivera/inaktivera:

• mekanisk;
• vår;
• frakt;
• pneumatisk;
• elektromagnetiska.

För lågeffektsystem används manuell styrning. I detta fall är styrkan hos en operatör tillräcklig. Manuella mekanismer stängs vanligtvis av automatiskt. Fjäderdriften är också manuellt manövrerad, men ibland används elmotorer med låg effekt.

Den traditionella platsen för enheten är nära metallramen för montering.Mekanismens integritet och funktion säkerställs av ett hållbart metallhölje - en låda med en bekväm dörr för operatörsarbete

Manövrering av magnetiska ställdon kräver mer kraft och kräver en konstant strömkälla på cirka 58 A vid 220 V. En manuell spak tillhandahålls som en reservavstängningsmekanism. Elektromagnetiska enheter De är pålitliga, så de används framgångsrikt i områden med hårda vintrar. Nackdelen är behovet av ett kraftfullt batteri.

Den pneumatiska drivningen skiljer sig genom att i stället för en elektromagnet är huvudarbetselementet ett cylinder/kolvpar. Tack vare tryckluft är aktiveringshastigheten mycket snabbare än tidigare modeller.

Fördelar och nackdelar med att använda elbilar

SF6-brytare, liksom andra typer av elektriska distributionsanordningar, har ett antal fördelar och nackdelar. När du väljer en installation görs nödvändiga beräkningar och, förutom tekniska egenskaper och designegenskaper, beaktas modellernas för- och nackdelar.

Omkopplare av SF6-typ fungerar under svåra förhållanden med periodiska vibrationer, låga temperaturer (med uppvärmning) och i brandfarliga områden.

Nackdelarna inkluderar den höga kostnaden för fyllmedlet - SF6, detaljerna för installation på en panel eller fundament och behovet av vissa kvalifikationer hos operatörspersonalen.

Regler för anslutning och service av elbilar

Alla åtgärder relaterade till installation, påslagning/avstängning, reparation och underhåll av SF6-enheter är föremål för strikta regler som regleras av PUE 1.8.21.

För att ansluta installationen är det nödvändigt att kontrollera närvaron av minimitryck i den gasfyllda kammaren, annars kommer omkopplaren att misslyckas. För att förhindra skador installeras ett larm som utlöses när tryckparametrarna sjunker kritiskt. Trycknivån kan övervakas med en tryckmätare.

Drivskåpet är utrustat med värmeelement som effektivt förhindrar bildandet av kondens på mekanismelementen. Operatören måste se till att värmarna alltid är på.

Installationen inspekteras varje dag under dagsljus och cirka 2 gånger i månaden under mörkertider. Om en nödstopp inträffar av någon av orsakerna krävs en oplanerad inspektion

Under inspektionen av strömbrytaren är det nödvändigt att kontrollera det yttre skyddet, ta bort smuts och korrigera skador. Om kontakterna värms upp bör du ta reda på orsaken.

Om det finns ett sprakande eller misstänkt ljud måste du identifiera källan. Metallmonteringsstrukturen är också en del av jordslinga, därför bör dess integritet kontrolleras.

Tryckmätarens avläsningar måste tas. Trycket måste motsvara den norm som beräknats av tillverkaren.Det är nödvändigt att kontrollera användbarheten hos regler- och övervakningsanordningar, och om ett eller flera element misslyckas, vidta åtgärder - byt ut det eller skicka det för reparation.

Om gastrycket har minskat bör kammaren fyllas på med SF6-gas. Isoleringen behöver inte rengöras, eftersom strukturen är helt tät.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Du kan lära dig hur SF6-omkopplare är designade, på vilken princip bågen är släckt och vilka typer av enheter det finns från en användbar och informativ video.

Video #1. Granskning av SF6-omkopplare med en beskrivning av enheten och funktionsprincipen:

Video #2. Funktioner i installationsdesignen:

Video #3. Så här installerar du switchen:

SF6-brytare lämnar fabrikens monteringslinje i full driftberedskap och är designade för att fungera i en mängd olika klimatzoner, från tropiska till kalla, och används därför aktivt av industriföretag i olika länder.