Jističe SF6: pokyny pro výběr a pravidla připojení

Fungování vysokonapěťových elektrických sítí z hlediska proudových charakteristik není srovnatelné s provozem domácích analogů.V důsledku toho jsou v případě nouze zapotřebí výkonnější zařízení než standardní automatická zařízení k vypnutí zařízení a uhašení elektrického oblouku.

Jako ochranné konstrukce se používají jističe SF6 (EGS), které lze ovládat ručně i automaticky. Podrobně jsme popsali konstrukční vlastnosti a princip fungování zařízení. Poskytuje doporučení pro instalaci, připojení a údržbu.

Definice a použití plynu SF6

Plyn SF6 je fluorid sírový, který je klasifikován jako elektrický plyn. Pro své izolační vlastnosti se aktivně používá při výrobě elektrických zařízení.

V neutrálním stavu je plyn SF6 nehořlavý, bezbarvý plyn bez zápachu. Pokud jej porovnáme se vzduchem, můžeme si všimnout jeho vysoké hustoty (6,7) a molekulové hmotnosti, která je 5krát vyšší než u vzduchu.

Jednou z výhod plynu SF6 je jeho odolnost vůči vnějším projevům. Za žádných podmínek nemění vlastnosti. Pokud dojde k rozpadu během elektrického výboje, dojde brzy k úplné obnově potřebné pro provoz.

Tajemství spočívá v tom, že molekuly SF6 vážou elektrony a tvoří záporné ionty. Kvalita „elektronegace“ vybavila fluorid sírový takovou charakteristikou, jako je elektrická síla.

V praxi je elektrická síla vzduchu 2-3krát slabší než stejná vlastnost plynu SF6.Mimo jiné je ohnivzdorný, jelikož se jedná o nehořlavou látku, má chladivé vlastnosti.

Když vyvstala potřeba najít plyn k uhašení elektrického oblouku, začali studovat vlastnosti SF6 (sulfur hexafluorid), 4-chloridu uhlíku a freonu. SF6 vyhrál testy

Díky uvedeným vlastnostem je plyn SF6 nejvhodnější pro použití v elektrickém poli, zejména v následujících zařízeních:

• výkonové transformátory pracující na principu magnetické indukce;
• kompletní typ rozvaděčů;
• vedení vysokého napětí spojující vzdálené instalace;
• vysokonapěťové spínače.

Některé vlastnosti plynu SF6 však vedly k potřebě zlepšit konstrukci spínače. Hlavní nevýhoda se týká přechodu plynné fáze do fáze kapalné, a to je možné za určitých poměrů tlakových a teplotních parametrů.

Aby zařízení fungovalo bez přerušení, je nutné zajistit pohodlné podmínky. Předpokládejme, že pro provoz zařízení SF6 při -40º je vyžadován tlak maximálně 0,4 MPa a hustota menší než 0,03 g/cm³. V praxi se v případě potřeby plyn zahřívá, což zabraňuje přechodu do kapalné fáze.

Konstrukce jističe SF6

Pokud porovnáme zařízení SF6 s analogy jiných typů, pak jsou v designu nejblíže olejovým zařízením. Rozdíl spočívá v plnění komor pro uhašení oblouku.

Jako výplň olejové spínače používá se olejová směs, zatímco SF6 používají 6-fluorid sírový. Výhodou druhé možnosti je odolnost a minimální údržba.

Schéma sloupového plynového zařízení SF6.Zhášecí moduly, namontované na vysokém stojanu, jsou umístěny v horní části, ovládací skříň je ve spodní části

Způsoby uhašení elektrického oblouku závisí na mnoha faktorech, mezi nimiž je rozhodující jmenovitý proud a napětí a také podmínky použití zařízení.

Celkem existují čtyři typy EV:

• s elektromagnetickým výbuchem;
• s proudem plynu SF6 – s 1 tlakovým stupněm;
• s podélným tryskáním – se 2 úrovněmi tlaku;
• se samogenerujícím výbuchem.

Pokud ve vzduchových zařízeních plyn při procesu zhášení oblouku vstupuje do atmosféry, pak v zařízeních SF6 zůstává v uzavřeném prostoru naplněném směsí plynů. Současně zůstává mírný přetlak.

Zařízení kolon a nádrží

V praxi se používají dva typy plynáren SF6:

• nádrž;
• jádro.

Rozdíly se týkají jak konstrukčních prvků, tak principu zhášení elektrického oblouku. Z hlediska vnější struktury se jádrové tyče podobají nízkoolejovým analogům: skládají se ze dvou funkčních částí - zhášení oblouku a kontaktu a mají stejné objemové rozměry.

Odpojovací zařízení jsou určena pro provoz ze sítě 220 V a patří k jednofázovým zařízením. Příkladem sloupového spínače plynu SF6 je LF 10 Schneider Electric.

Zařízení lze ovládat dvěma různými způsoby: ručně, když se nastavení a ovládání provádí pomocí mechanických zařízení, a na dálku, automaticky

Spotřebiče SF6 na bázi nádrže jsou menší velikosti a jsou vybaveny vícefázovým pohonem. Toto rozdělení umožňuje lepší kontrolu a plynulé nastavení parametrů napětí.

Jednou z výhod tankových EV je schopnost odolat zvýšené zátěži. Tuto kvalitu zajišťuje proudový transformátor integrovaný do konstrukce.

Příkladem nádržového zařízení je plynová instalace DT2-550 F3 Alstom Grid. Taková zařízení se osvědčila v elektrických systémech s napětím 500 kV.

Konstrukce je sestavena a vybavena tak, aby bezporuchově fungovala při nízkých teplotách (kritických), vysoké vlhkosti, jakož i v oblastech se seismickou aktivitou a nadměrným znečištěním ovzduší.

Princip zhášení oblouku

Podívejme se, jak zařízení funguje na příkladu přepínače LW36 od čínského výrobce CHINT.

Při odpojení působí pružina na dynamické prvky válce a ty padají dolů. Všechny kontakty, kromě kontaktů pro zhášení oblouku, jsou otevřené. Když jsou kontakty elektrického oblouku přenášející proud rozpojeny, vznikne elektrický oblouk.

Horký plyn se pohybuje do tepelné komory a je aktivován zpětný ventil. Když je plyn z tepelné komory vháněn do mezery, oblouk zhasne.

Pokud jsou vypnuty malé proudy, pak tlak v tepelné komoře nestačí, takže je přitahován tlak z kompresní komory (je vždy vyšší). Zpětný ventil se otevře, plyn volně proudí do mezery a při překročení nuly zhasne oblouk.

Schéma vnitřního umístění a činnosti pohyblivých, pevných ventilů, dekompresních, zpětných ventilů. Poloha 1 – zapnutí; poloha 2 – vypnutí vysokých proudů; poloha 3 – vypnutí malých proudů; poloha 4 – vypněte zařízení

Moderní jádrové instalace mají vylepšené vlastnosti. Údržba je snížena na minimum, životnost spínání se prodlužuje. Jističe SF6 se vyznačují nízkou hlučností, spolehlivou mechanikou a snadnou instalací a testováním.

Modely nádrží se nastavují pomocí pohonu a transformátorů. Pružinový nebo pružinově-hydraulický pohon řídí procesy zapnutí/vypnutí a úroveň zadržení oblouku.

K čemu je pohon?

Pohon je navržen tak, aby prováděl všechny operace související se zapínáním/vypínáním nebo držením instalace v určité poloze. Schéma přesně ukazuje, kde může být jednotka umístěna. Obvykle je to povrch země nebo nízká podpěra, která personálu údržby poskytuje snadný přístup k ovládacím zařízením.

Schéma provedení spínače nádrže: 1 – porcelánové nebo polymerové moduly; 2 – transformátory; 3 – nádrž s plynovým hasicím zařízením; 4 – komora s plynem; 5 – hydraulický pohon; 6 – kovový rám; 7 – konektor pro přivádění plynu SF6

Pohon se skládá z aktivačního mechanismu, aretačního zařízení - západky a uvolňovacího mechanismu. Spínací proces by měl proběhnout co nejrychleji, aby nedošlo ke svaření kontaktů.

Při zapínání je vynaloženo velké úsilí na překonání třecí síly všech zúčastněných prvků. Deaktivace je jednodušší a zahrnuje zpětný pohyb západky, který zajišťuje aktivaci a udržení.

Existuje několik způsobů, jak povolit/zakázat:

• mechanické;
• jaro;
• náklad;
• pneumatický;
• elektromagnetické.

U nízkopříkonových systémů se používá ruční ovládání. V tomto případě stačí síla jednoho operátora. Ruční mechanismy se obvykle vypínají automaticky. Pružinový pohon je také ovládán ručně, ale někdy se používají elektromotory s nízkým výkonem.

Tradiční umístění pohonu je blízko montážního kovového rámu.Celistvost a funkčnost mechanismu je zajištěna odolným kovovým pláštěm - boxem s pohodlnými dvířky pro práci operátora

Provoz magnetického pohonu vyžaduje větší výkon a vyžaduje zdroj konstantního proudu přibližně 58 A při 220 V. Ruční páka je k dispozici jako záložní vypínací mechanismus. Elektromagnetická zařízení Jsou spolehlivé, takže se úspěšně používají v oblastech s tuhými zimami. Nevýhodou je potřeba výkonné baterie.

Pneumatický pohon se liší tím, že místo elektromagnetu je hlavním pracovním prvkem dvojice válec/píst. Díky stlačenému vzduchu je rychlost aktivace mnohem vyšší než u předchozích modelů.

Výhody a nevýhody používání EV

Jističe SF6 mají stejně jako jiné typy elektrických rozvodných zařízení řadu výhod a nevýhod. Při výběru instalace se provádějí potřebné výpočty a kromě technických charakteristik a konstrukčních prvků se berou v úvahu klady a zápory modelů.

Spínače typu SF6 pracují v obtížných podmínkách s periodickými vibracemi, nízkými teplotami (s ohřevem) a v oblastech s nebezpečím požáru.

Mezi nevýhody patří vysoká cena plniva - SF6, specifika instalace na panel nebo základ a potřeba určité kvalifikace personálu obsluhy.

Pravidla pro připojování a servis EV

Veškeré činnosti související s instalací, zapínáním/vypínáním, opravami a údržbou zařízení SF6 podléhají přísným pravidlům, která jsou regulována PUE 1.8.21.

Pro připojení instalace je nutné zkontrolovat přítomnost minimálního tlaku v plynové komoře, jinak spínač selže. Aby se zabránilo poškození, je nainstalován alarm, který se spustí, když parametry tlaku kriticky poklesnou. Úroveň tlaku lze sledovat pomocí tlakoměru.

Skříň pohonu je vybavena topnými tělesy, které účinně zabraňují tvorbě kondenzace na prvcích mechanismu. Obsluha musí zajistit, aby byly topné články stále zapnuté.

Instalace je kontrolována každý den za denního světla a přibližně 2x za měsíc za tmy. Pokud dojde z některého z důvodů k nouzovému vypnutí, je nutná neplánovaná kontrola

Při kontrole jističe je nutné zkontrolovat vnější ochranu, odstranit nečistoty, opravit poškození. Pokud se kontakty zahřejí, měli byste zjistit důvod.

Pokud se ozývá praskání nebo podezřelý zvuk, musíte určit zdroj. Součástí je i kovová montážní konstrukce zemní smyčka, proto je třeba zkontrolovat jeho integritu.

Musí být provedeny údaje na tlakoměru. Tlak musí odpovídat normě vypočítané výrobcem.Je nutné zkontrolovat provozuschopnost regulačních a monitorovacích zařízení a pokud selže jeden nebo více prvků, zasáhnout - vyměnit nebo poslat do opravy.

Pokud se tlak plynu sníží, komora by měla být znovu naplněna plynem SF6. Izolaci není třeba čistit, protože konstrukce je zcela utěsněna.

Závěry a užitečné video k tématu

Jak jsou spínače SF6 navrženy, na jakém principu je oblouk zhášen a jaké typy zařízení existují, se dozvíte z užitečného a informativního videa.

Video #1. Recenze spínačů SF6 s popisem zařízení a principu činnosti:

Video #2. Vlastnosti návrhu instalace:

Video #3. Jak nainstalovat přepínač:

Jističe SF6 opouštějí tovární montážní linku v plné provozní připravenosti a jsou navrženy pro provoz v různých klimatických pásmech, od tropických po chladné, a proto je aktivně využívají průmyslové podniky v různých zemích.