Gasisolierte Schalter: Typen + Regeln und Betriebsmerkmale

Die Funktionsweise elektrischer Hochspannungsnetze für Stromkennlinien ist nicht mit der Arbeit von Haushaltsgegenstücken vergleichbar. Dementsprechend sind im Notfall leistungsstärkere Geräte als Standardautomaten erforderlich, um das Gerät auszuschalten und den Lichtbogen zu löschen.

Als Schutzstrukturen werden gasisolierte Leistungsschalter (EF) eingesetzt, die sowohl im Handbetrieb als auch mit Hilfe der Automatisierung gesteuert werden können. Wir haben die Konstruktionsmerkmale und die Funktionsweise der Geräte ausführlich beschrieben. Empfehlungen für die Installation, den Anschluss und die Wartung.

Inhalt des Artikels:

  • Bestimmung und Anwendung von SF6-Gas
  • SF6-Leistungsschalterdesign
    • Kolonkovye und Panzer Geräte
    • Prinzip der Lichtbogenlöschung
    • Wofür ist der Antrieb?
  • Vor- und Nachteile der Verwendung von EV
  • Regeln für den Anschluss und die Wartung von EV
  • Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Bestimmung und Anwendung von SF6-Gas

Schwefelhexafluorid ist Schwefelhexafluorid, das als elektrisches Gas eingestuft wird. Aufgrund seiner isolierenden Eigenschaften wird es aktiv bei der Herstellung von Elektrogeräten eingesetzt.

Im neutralen Zustand ist SF6-Gas ein nicht brennbares Gas ohne Farbe oder Geruch. Wenn wir es mit Luft vergleichen, können wir eine hohe Dichte (6,7) und ein Molekulargewicht feststellen, das das Fünffache der Luftmasse beträgt.

Einer der Vorteile von SF6-Gas ist die Beständigkeit gegen äußere Einflüsse. Es ändert die Eigenschaften unter keinen Umständen. Tritt während einer elektrischen Entladung ein Zerfall auf, ist eine vollständige Restauration erforderlich.

Das Geheimnis ist, dass die SF6-Moleküle Elektronen binden und negative Ionen bilden. Die Qualität von "Elektronegativen" verlieh 6-Fluorid-Schwefel eine Eigenschaft wie die Durchschlagfestigkeit.

In der Praxis ist die elektrische Stärke von Luft 2-3 mal schwächer als die gleiche Eigenschaft von SF6-Gas. Es ist unter anderem feuerfest, da es sich um nicht brennbare Stoffe handelt, und hat eine Kühlleistung.

SF6 für Hochspannungsnetze

Als es notwendig wurde, ein Gas zum Löschen von Lichtbögen zu finden, begannen sie, die Eigenschaften von SF6 (Schwefelhexafluorid), 4-Chlorid-Kohlenstoff und Freon zu untersuchen. SF6 gewann in Versuchen

Aufgrund der aufgeführten Eigenschaften eignet sich SF6 am besten für den Einsatz im elektrotechnischen Bereich, insbesondere in folgenden Geräten:

  • Leistungstransformatoren nach dem Prinzip der magnetischen Induktion;
  • Schaltanlagen des vollständigen Typs;
  • Hochspannungsleitungen, die Ferninstallationen verbinden;
  • Hochspannungsschalter.

Einige Eigenschaften des SF6-Gases führten jedoch dazu, dass das Design des Schalters verbessert werden musste. Der Hauptnachteil betrifft den Übergang der Gasphase in die Flüssigkeit, und dies ist bei bestimmten Verhältnissen der Parameter Druck und Temperatur möglich.

Damit die Ausrüstung ohne Unterbrechungen funktioniert, ist es notwendig, komfortable Bedingungen zu schaffen. Angenommen, für den Betrieb gasisolierter Geräte bei -40 º sind ein Druck von nicht mehr als 0,4 MPa und eine Dichte von weniger als 0,03 g / cm³ erforderlich. In der Praxis wird gegebenenfalls das Gas erwärmt, was den Übergang in die flüssige Phase verhindert.

SF6-Leistungsschalterdesign

Wenn gasisolierte Geräte mit Analoga anderer Typen verglichen werden sollen, sind sie konstruktionsbedingt den Ölgeräten am nächsten. Der Unterschied liegt in der Befüllung der Löschkammern.

Als Füllstoff für Ölschalter Es wird eine Ölmischung verwendet, und in gasisolierten Fällen 6-Fluor-Schwefel. Der Vorteil der zweiten Option bei Langlebigkeit und minimalem Wartungsaufwand.

Schema Gastankgerätetyp

Diagramm des gasisolierten Kerntyps. Die auf einem Hochregal montierten Lichtbogenmodule befinden sich im oberen Teil, der Schaltschrank im unteren

Die Art und Weise, wie der Lichtbogen gelöscht wird, hängt von vielen Faktoren ab, unter denen der Nennstrom und die Nennspannung sowie die Betriebsbedingungen des Geräts ausschlaggebend sind.

Insgesamt gibt es vier Arten von EV:

  • mit elektromagnetischer Explosion;
  • mit Druckgas - mit 1 Druckstufe;
  • mit Längsblasen - mit 2 Druckstufen;
  • mit autogenerierter Explosion.

Wenn in Luftgeräten beim Löschen des Lichtbogens das Gas in die Atmosphäre gelangt, verbleibt es in gasisoliertem Gas in einem geschlossenen Raum, der mit einem Gasgemisch gefüllt ist. Dadurch bleibt ein leichter Überdruck erhalten.

Kolonkovye und Panzer Geräte

In der Praxis gibt es zwei Arten von gasisolierten Anlagen:

  • Tank;
  • kolonkovye.

Die Unterschiede betreffen sowohl strukturelle Merkmale als auch das Prinzip der Lichtbogenlöschung. Laut externem Gerät ähneln die Kernkomponenten ölarmen Analoga: Sie bestehen aus zwei Funktionsteilen - Lichtbogen- und Kontaktteilen - und haben die gleichen volumetrischen Abmessungen.

Trennvorrichtungen sind für den Betrieb mit 220 V ausgelegt und gehören zur einphasigen Ausrüstung. Ein Beispiel für einen isolierten Gasleistungsschalter ist LF 10 Schneider Electric.

SF6-Leistungsschaltersteuerung

Die Ausrüstung kann auf zwei verschiedene Arten gesteuert werden: manuell, wenn die Einstellung und Steuerung unter Verwendung mechanischer Geräte erfolgt, und automatisch aus der Ferne

Gasisolierte Gasgeräte sind kleiner und mit einem Mehrphasenantrieb ausgestattet. Mit dieser Verteilung können Sie die Spannungsparameter besser steuern und reibungslos anpassen.

Gastankschalter

Einer der Vorteile von Tank-Elektrofahrzeugen ist die Fähigkeit, erhöhten Belastungen standzuhalten. Diese Qualität wird durch einen im Design eingebetteten Stromwandler gewährleistet.

Ein Beispiel für ein Tankgerät ist die gasisolierte Installation DT2-550 F3 Alstom Grid. Derartige Geräte haben sich in elektrischen Anlagen mit einer Spannung von 500 kV positiv bewährt.

Das Design ist so zusammengebaut und ausgestattet, dass es bei niedrigen Temperaturen störungsfrei funktioniert. (kritisch), hohe Luftfeuchtigkeit sowie in Regionen mit seismischer Aktivität und Überschuss Verschmutzung der Atmosphäre.

Prinzip der Lichtbogenlöschung

Wie das Gerät funktioniert, sehen Sie am Beispiel des Schalters LW36 des chinesischen Herstellers CHINT.

Im abgekoppelten Zustand wirkt die Feder auf die dynamischen Elemente des Zylinders und sie fallen nach unten. Alle Kontakte mit Ausnahme der Lichtbogenunterdrückung sind geöffnet. Beim Abschalten der vom Strom durchflossenen Lichtbogenkontakte entsteht ein Lichtbogen.

Heißgas strömt in die Wärmekammer, das Rückschlagventil ist aktiviert. Wenn Gas aus der Wärmekammer in den Spalt geblasen wird, erlischt der Lichtbogen.

Wenn kleine Ströme abgeschaltet werden, ist der Druck in der Wärmekammer nicht ausreichend, daher wird der Druck aus der Kompressionskammer angezogen (er ist immer höher). Das Rückschlagventil öffnet, das Gas strömt frei in den Spalt und löscht den Lichtbogen beim Durchgang durch Null.

Prinzip der Lichtbogenlöschung

Diagramm der internen Anordnung und Funktionsweise von mobilen, festen Ventilen, Dekompressions- und Rückschlagventilen. Position 1 - Aufnahme; Position 2 - große Ströme deaktivieren; Position 3 - Aus kleinen Strömen; Position 4 - Gerät ausschalten

Moderne Kolonkovy-Anlagen besitzen die verbesserten Eigenschaften. Der Wartungsaufwand wird auf ein Minimum reduziert, der Schaltaufwand erhöht. Gasisolierte Schalter zeichnen sich durch einen niedrigen Geräuschpegel, zuverlässige Mechanik, einfache Installation und Testarbeiten aus.

Die Einstellung der Panzermodelle erfolgt mit Hilfe eines Antriebs und von Transformatoren. Der feder- oder federhydraulische Antrieb steuert den Ein- und Ausschaltvorgang sowie die Lichtbogenretention.

Wofür ist der Antrieb?

Der Antrieb ist so ausgelegt, dass er alle Vorgänge ausführt, die mit dem Ein- und Ausschalten oder dem Halten des Geräts in einer bestimmten Position zusammenhängen. Das Diagramm zeigt genau, wo sich der Antrieb befindet. In der Regel ist dies die Bodenoberfläche oder eine niedrige Auflage, die dem Servicepersonal einen einfachen Zugang zu den Steuergeräten ermöglicht.

Das Design des Tankschalters

Das Design des Tankschalters: 1 - Porzellan- oder Polymermodule; 2 - die transformatoren; 3 - Tank mit Gaslöscheinrichtung; 4 - Kammer mit Gas; 5 - hydraulischer Antrieb; 6 - Metallrahmen; 7 - Stecker für SF6-Gasinjektion

Der Antrieb besteht aus dem Schaltmechanismus, der Verriegelung - dem Riegel, dem Auslösemechanismus. Der Einschaltvorgang sollte so schnell wie möglich erfolgen, um ein Verschweißen der Kontakte zu vermeiden.

Während des Starts werden große Anstrengungen unternommen, um die Reibungskraft aller beteiligten Elemente zu überwinden. Das Trennen wird erleichtert und besteht in der Rückwärtsbewegung des Riegels, die das Einschließen und Halten gewährleistet.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten zum Aktivieren / Deaktivieren:

  • mechanisch;
  • Frühling;
  • Fracht;
  • pneumatisch;
  • elektromagnetisch.

Verwenden Sie für Systeme mit geringem Stromverbrauch die manuelle Steuerung. In diesem Fall ist die Stärke eines Bedieners ausreichend. Das Ausschalten der manuellen Mechanismen erfolgt normalerweise im Automatikmodus. Der Federantrieb wird ebenfalls manuell betätigt, manchmal handelt es sich jedoch um Elektromotoren mit geringer Leistung.

Laufwerksstandort wechseln

Die traditionelle Position des Laufwerks - über den Metallrahmen. Die Unversehrtheit und Funktionsfähigkeit des Mechanismus sorgt für ein langlebiges Metallgehäuse - eine Box mit einer praktischen Tür für Kameraarbeiten

Um einen elektromagnetischen Antrieb zu nutzen, wird mehr Energie benötigt, daher wird eine Konstantstromquelle von ca. 58 A mit einer Spannung von 220 V benötigt. Es gibt einen manuellen Hebel als Sicherungsmechanismus. Elektromagnetische Geräte sind zuverlässig und werden daher in Gebieten mit strengen Wintern erfolgreich eingesetzt. Minus - die Notwendigkeit einer leistungsstarken Batterie.

Der pneumatische Antrieb unterscheidet sich dadurch, dass anstelle eines Elektromagneten das Hauptarbeitselement ein Zylinder / Kolben-Paar ist. Dank Druckluft ist die Schaltgeschwindigkeit deutlich höher als bei den Vorgängermodellen.

Vor- und Nachteile der Verwendung von EV

Gasisolierte Leistungsschalter haben wie andere Arten elektrischer Schaltanlagen eine Reihe von Vor- und Nachteilen. Bei der Auswahl einer Installation werden die erforderlichen Berechnungen vorgenommen und neben den technischen Merkmalen und Konstruktionsmerkmalen auch die Vor- und Nachteile der Modelle berücksichtigt.

Bildergalerie

Foto von der

Universeller Einsatz in Hochspannungsanlagen

Gasisolierte Leistungsschalter sind vielseitig einsetzbar - unabhängig von der Netzspannung

Leistungsfähigkeit von Arbeitsfunktionen

Um den Lichtbogen im Notfall zu löschen, benötigt das gasisolierte Gerät einen Sekundenbruchteil

Zuverlässigkeit und Langlebigkeit

Alle Teile der Anlage können jahrzehntelang ohne Reparatur arbeiten, und SF6-Gas muss nicht regelmäßig ausgetauscht werden.

Mit Hochspannungsstrom arbeiten

Gasisolierte Löschvorrichtungen meistern problemlos die Abschaltung von Hochspannungsanlagen. Zum Vergleich: Vakuumanaloga halten keiner hohen Spannung stand

Universeller Einsatz in Hochspannungsanlagen

Universeller Einsatz in Hochspannungsanlagen

Leistungsfähigkeit von Arbeitsfunktionen

Leistungsfähigkeit von Arbeitsfunktionen

Zuverlässigkeit und Langlebigkeit

Zuverlässigkeit und Langlebigkeit

Mit Hochspannungsstrom arbeiten

Mit Hochspannungsstrom arbeiten

Gasisolierte Schalter arbeiten unter schwierigen Bedingungen mit periodischen Vibrationen, niedrigen Temperaturen (erhitzt) in brandgefährdeten Bereichen.

Die Nachteile sind die hohen Kosten des Füllstoffs - SF6-Gas, die Spezifität der Montage auf einem Schild oder Fundament, die Notwendigkeit einer bestimmten Qualifikation des Bedienpersonals.

Regeln für den Anschluss und die Wartung von EV

Alle Maßnahmen in Bezug auf die Installation, das Ein- und Ausschalten, die Reparatur und die Wartung von gasisolierten Geräten unterliegen strengen Regeln, die im OLC 1.8.21 geregelt sind.

Um die Anlage anzuschließen, muss das Vorhandensein des Mindestdrucks in der gasgefüllten Kammer überprüft werden, da sonst der Schalter ausfällt. Um Schäden zu vermeiden, wurde ein Alarm eingerichtet, der bei einem kritischen Abfall der Druckparameter ausgelöst wird. Das Druckniveau kann mit einem Manometer überwacht werden.

Im Antriebsschrank sind Heizelemente eingebaut, die die Kondensatbildung an den Elementen des Mechanismus wirksam verhindern. Der Betreiber muss sicherstellen, dass die Heizungen immer eingeschaltet sind.

Inspektion der gasisolierten Installation

Die Inspektion der Anlage erfolgt täglich tagsüber und etwa zweimal im Monat im Dunkeln. Wenn aus einem der Gründe eine Notabschaltung erfolgt, ist eine außerplanmäßige Überprüfung erforderlich.

Während der Inspektion des Leistungsschalters muss der äußere Schutz überprüft, Verunreinigungen entfernt und Schäden repariert werden. Wenn sich die Kontakte erwärmen, sollten Sie den Grund herausfinden.

Wenn es Kabeljau gibt, muss verdächtiges Rauschen identifiziert werden. Die Metallbefestigungsstruktur ist ebenfalls Teil von ErdschleifeDaher sollte die Integrität überprüft werden.

Achten Sie darauf, die Anzeigen des Messgeräts zu entfernen. Der Druck sollte der vom Hersteller berechneten Rate entsprechen. Es ist erforderlich, die Funktionsfähigkeit der Regel- und Steuereinrichtungen zu überprüfen und bei Ausfall eines oder mehrerer Elemente einen Austausch vorzunehmen oder zur Reparatur einzusenden.

Wenn der Gasdruck abgenommen hat, füllen Sie SF6-Gas in die Kammer. Die Isolierung muss nicht gereinigt werden, da das Design vollständig versiegelt ist.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Wie die gasisolierten Leistungsschalter angeordnet sind, wie das Prinzip der Lichtbogenlöschung aussieht und welche Gerätetypen es gibt, können Sie dem nützlichen und informativen Video entnehmen.

Video Nr. 1 Übersicht der gasisolierten Leistungsschalter mit Gerätebeschreibung und Funktionsprinzip:

Video Nr. 2 Konstruktionsmerkmale von Anlagen:

Video Nr. 3 So installieren Sie den Switch:

Gasisolierte Schalter verlassen das Werksförderband in voller Betriebsbereitschaft und sind für das Arbeiten ausgelegt Verschiedene Klimazonen, von tropisch bis kalt, werden daher von Industrieunternehmen verschiedener Art aktiv genutzt ländern.

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