Le fonctionnement des réseaux électriques à haute tension pour les caractéristiques de courant n'est pas comparable au travail des homologues domestiques. Par conséquent, en cas d'urgence, des dispositifs plus puissants que les dispositifs automatiques standard sont nécessaires pour éteindre l'équipement et éteindre l'arc électrique.
Des disjoncteurs à isolation gazeuse (EF) sont utilisés comme structures de protection, qui peuvent être contrôlés à la fois en mode manuel et à l'aide de l'automatisation. Nous avons décrit en détail les caractéristiques de conception et le principe de fonctionnement des appareils. Donne des recommandations pour l'installation, la connexion et la maintenance.
Contenu de l'article:
- Détermination et application du gaz SF6
-
Conception du disjoncteur SF6
- Kolonkovye et des dispositifs de réservoir
- Principe d'extinction d'arc
- A quoi sert le lecteur?
- Avantages et inconvénients de l'utilisation de EV
- Règles de connexion et de maintenance de VE
- Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Détermination et application du gaz SF6
L'hexafluorure de soufre est l'hexafluorure de soufre, qui est classé comme un gaz électrique. En raison de ses propriétés isolantes, il est activement utilisé dans la fabrication de dispositifs électriques.
À l'état neutre, le gaz SF6 est un gaz non combustible sans couleur ni odeur. Si on le compare à l'air, on note une densité élevée (6,7) et un poids moléculaire égal à 5 fois la masse d'air.
L'un des avantages du gaz SF6 est sa résistance aux manifestations externes. Cela ne change en rien les caractéristiques. Si une dégradation se produit pendant une décharge électrique, une restauration complète est nécessaire.
Le secret est que les molécules de SF6 se lient aux électrons et forment des ions négatifs. La qualité des «électronégatifs» confère au 6-fluorure de soufre une caractéristique telle que la rigidité diélectrique.
En pratique, la force électrique de l'air est 2 à 3 fois plus faible que la même propriété du gaz SF6. Entre autres choses, il est ignifuge, car il fait référence à des substances non combustibles et a une capacité de refroidissement.
Quand il est devenu nécessaire de trouver un gaz pour éteindre les arcs électriques, ils ont commencé à étudier les propriétés du SF6 (hexafluorure de soufre), du carbone 4-chlorure et du fréon. SF6 gagné aux essais
Les caractéristiques énumérées ont fait du SF6 le plus approprié pour une utilisation dans le domaine électrotechnique, en particulier dans les dispositifs suivants:
- transformateurs de puissance fonctionnant sur le principe de l'induction magnétique;
- appareillage de commutation du type complet;
- lignes à haute tension reliant des installations distantes;
- commutateurs haute tension.
Mais certaines propriétés du gaz SF6 ont conduit à la nécessité d’améliorer la conception du commutateur. Le principal inconvénient concerne le passage de la phase gazeuse au liquide, ce qui est possible avec certains rapports des paramètres de pression et de température.
Que le matériel fonctionne sans interruption, il est nécessaire de fournir des conditions confortables. Supposons que pour le fonctionnement d'appareils à isolation gazeuse à -40 ° C, une pression maximale de 0,4 MPa et une densité inférieure à 0,03 g / cm³ soient nécessaires. En pratique, si nécessaire, le gaz est chauffé, ce qui empêche le passage à la phase liquide.
Conception du disjoncteur SF6
Si comparer des dispositifs isolés au gaz avec des analogues d’autres types, ils sont donc, de par leur conception, plus proches des dispositifs à huile. La différence réside dans le remplissage des chambres d'extinction d'arc.
En tant que charge pour commutateurs d'huile on utilise un mélange d'huile et, dans les mélanges à isolation gazeuse, le soufre 6-fluorique. L'avantage de la deuxième option en termes de durabilité et de maintenance minimale.
Schéma du dispositif à noyau isolé du gaz. Les modules d'arc montés sur un rack haut se trouvent dans la partie supérieure, l'armoire de commande dans la partie inférieure.
Les manières d'éteindre l'arc électrique dépendent de nombreux facteurs, parmi lesquels le courant et la tension nominaux, ainsi que les conditions d'utilisation du dispositif, sont déterminants.
Au total, il existe quatre types de VE:
- avec souffle électromagnétique;
- à jet de gaz - avec 1 palier de pression;
- avec soufflage longitudinal - avec 2 niveaux de pression;
- avec explosion auto-générée.
Si, dans les dispositifs pneumatiques en cours d'extinction de l'arc, le gaz pénètre dans l'atmosphère, il reste alors dans un gaz à isolation gazeuse dans un espace confiné rempli d'un mélange de gaz. Cela maintient une légère surpression.
Kolonkovye et des dispositifs de réservoir
En pratique, il existe deux types d'installations à isolation gazeuse:
- réservoir;
- kolonkovye.
Les différences concernent à la fois les caractéristiques structurelles et le principe d'extinction d'arc électrique. Selon l’appareil externe, les composants centraux ressemblent à des analogues à faible niveau d’huile: ils se composent de deux parties fonctionnelles - les pièces d’arc et de contact - et ont les mêmes dimensions volumétriques.
Les dispositifs de déconnexion sont conçus pour fonctionner à partir de 220 V et appartiennent à l'équipement monophasé. Un exemple de disjoncteur à gaz isolé est le LF 10 Schneider Electric.
L'équipement peut être contrôlé de deux manières différentes: manuellement, lorsque le réglage et le contrôle sont effectués à l'aide de dispositifs mécaniques, et à distance, automatiquement.
Les appareils à gaz à isolation gazeuse sont plus petits et équipés d'un entraînement multiphase. Cette distribution vous permet de mieux contrôler et d’ajuster en douceur les paramètres de tension.
L'un des avantages des véhicules électriques à réservoir est leur capacité à supporter des charges accrues. Cette qualité est assurée par un transformateur de courant intégré dans la conception.
Un exemple de dispositif de réservoir est l'installation à isolation gazeuse DT2-550 F3 Alstom Grid. De tels dispositifs ont fait leurs preuves dans les systèmes électriques avec une tension de 500 kV.
La conception est assemblée et équipée de manière à fonctionner sans défaillance à basses températures. (critique), une humidité élevée, ainsi que dans les régions à activité sismique et pollution de l'atmosphère.
Principe d'extinction d'arc
Comment l'appareil fonctionne, prenons l'exemple du commutateur LW36 du fabricant chinois CHINT.
Lorsqu'il est déconnecté, le ressort agit sur les éléments dynamiques du cylindre et ceux-ci tombent. Tous les contacts, à l'exception des suppresseurs d'arc, sont ouverts. Lorsque les contacts d'arc sont déconnectés, à travers lesquels le courant passe, un arc électrique se produit.
Le gaz chaud se déplace dans la chambre de chauffe, le clapet anti-retour est activé. Lorsque le gaz de la chambre de chauffage est insufflé dans l’intervalle, l’arc s’éteint.
Si de petits courants sont déconnectés, la pression dans la chambre de chauffe est insuffisante et la pression de la chambre de compression est donc attirée (elle est toujours supérieure). Le clapet anti-retour s'ouvre, le gaz s'écoule librement dans l'espace et éteint l'arc lorsqu'il passe à zéro.
Schéma de la disposition interne et du fonctionnement des vannes mobiles fixes, décompression, clapets anti-retour. Position 1 - inclusion; position 2 - désactiver les courants importants; position 3 - off petits courants; position 4 - éteindre l'appareil
Les installations modernes de Kolonkovy possèdent les caractéristiques améliorées. La maintenance est réduite au minimum, la ressource de commutation est augmentée. Les commutateurs à isolation gazeuse se caractérisent par leur faible niveau sonore, leur mécanique fiable, leur facilité d'installation et les travaux d'essai.
Le réglage des modèles de réservoir est effectué à l'aide d'un entraînement et de transformateurs. L'entraînement à ressort ou hydraulique à ressort contrôle les processus marche / arrêt, le niveau de rétention d'arc électrique.
A quoi sert le lecteur?
Le variateur est conçu pour effectuer toutes les opérations associées à la mise sous / hors tension ou au maintien de l'unité dans une certaine position. Le diagramme montre exactement où le lecteur peut être situé. Il s’agit généralement de la surface du sol ou d’un support bas, offrant au personnel de maintenance un accès facile aux dispositifs de contrôle.
La conception de l'interrupteur de réservoir: 1 - modules en porcelaine ou en polymère; 2 - transformateurs; 3 - réservoir avec dispositif d'extinction de gaz; 4 chambres à gaz; 5 - entraînement de type hydraulique; 6 - cadre en métal; 7 - connecteur pour Injection de gaz SF6
L'entraînement comprend le mécanisme de commutation, le dispositif de verrouillage - le loquet, le mécanisme de déclenchement. Le processus de mise en marche doit avoir lieu le plus rapidement possible afin d’éviter le soudage des contacts.
Au cours de la phase de démarrage, de grands efforts sont déployés pour surmonter la force de friction de tous les éléments impliqués. La déconnexion est facilitée et consiste en un mouvement inverse du loquet, qui assure l'inclusion et la rétention.
Il y a plusieurs façons d'activer / désactiver:
- mécanique;
- printemps;
- fret;
- pneumatique;
- électromagnétique.
Pour les systèmes à faible consommation, utilisez le contrôle manuel. Dans ce cas, la force d'un opérateur suffit. La désactivation des mécanismes manuels est généralement effectuée en mode automatique. L'entraînement par ressort est également actionné manuellement, mais des moteurs électriques de faible puissance sont parfois impliqués.
L'emplacement traditionnel du lecteur - à propos du cadre de montage en métal. L'intégrité et le fonctionnement du mécanisme fournissent un boîtier en métal durable - un boîtier avec une porte commode pour le travail de la caméra
Pour utiliser un variateur électromagnétique, il faut plus d’énergie. Par conséquent, une source de courant constant d’environ 58 A avec une tension de 220 V est nécessaire. Il y a un levier manuel comme mécanisme de secours. Dispositifs électromagnétiques sont fiables, ils sont par conséquent exploités avec succès dans des zones où les hivers sont rigoureux. Moins - la nécessité d'une batterie puissante.
L'entraînement pneumatique est différent en ce qu'au lieu d'un électroaimant, l'élément de travail principal est une paire cylindre / piston. Grâce à l'air comprimé, la vitesse de commutation est bien supérieure à celle des modèles précédents.
Avantages et inconvénients de l'utilisation de EV
Les disjoncteurs à isolation gazeuse, à l'instar d'autres types d'appareillage électrique, présentent de nombreux avantages et inconvénients. Lors du choix d'une installation, les calculs nécessaires sont effectués et, en plus des caractéristiques techniques et des caractéristiques de conception, tiennent compte des avantages et des inconvénients des modèles.
Galerie d'images
Photo de la
Les disjoncteurs à isolation gazeuse sont polyvalents - ils sont utilisés quelle que soit la tension du secteur
Pour éteindre l'arc électrique en cas d'urgence, le dispositif à isolation gazeuse nécessite une fraction de seconde
Toutes les pièces de l'installation peuvent fonctionner sans réparation pendant des décennies et le gaz SF6 ne nécessite pas de remplacement régulier.
Les dispositifs d'arc à isolation gazeuse résistent facilement à la déconnexion des systèmes à haute tension. À titre de comparaison, les analogues du vide ne résistent pas à la haute tension
Application universelle dans les systèmes haute tension
Efficacité d'exécution des fonctions de travail
Fiabilité et durabilité
Travailler avec un courant haute tension
Les commutateurs à isolation gazeuse fonctionnent dans des conditions difficiles avec des vibrations périodiques, des températures basses (chauffées), des zones à risque d'incendie.
Les inconvénients comprennent le coût élevé de la charge - gaz SF6, la spécificité du montage sur un bouclier ou une fondation, la nécessité d’une certaine qualification du personnel d’exploitation.
Règles de connexion et de maintenance de VE
Toutes les actions relatives à l'installation, à la mise en marche / à l'arrêt, à la réparation et à la maintenance des appareils à isolation gaz sont soumises à des règles strictes régies par la loi OLC 1.8.21.
Pour connecter l'installation, il est nécessaire de vérifier la présence de la pression minimale dans la chambre remplie de gaz, sinon l'interrupteur tombera en panne. Pour prévenir les dommages, une alarme a été configurée, qui se déclenche lorsqu'une diminution critique des paramètres de pression. Le niveau de pression peut être surveillé à l'aide d'un manomètre.
Des éléments chauffants sont installés dans l'armoire de commande afin d'empêcher efficacement la formation de condensat sur les éléments du mécanisme. L'opérateur doit s'assurer que les appareils de chauffage sont toujours allumés.
L'inspection de l'installation est effectuée tous les jours dans la journée et environ 2 fois par mois dans le noir. Si un arrêt d'urgence se produit pour l'une des raisons, une inspection imprévue est requise.
Lors de l'inspection du disjoncteur, il est nécessaire de vérifier la protection externe, d'éliminer la contamination, de réparer les dommages. Si les contacts chauffent, vous devriez trouver la raison.
S'il y a de la morue, le bruit suspect doit être identifié. La structure de montage en métal fait également partie de boucle de massepar conséquent, son intégrité doit être vérifiée.
Assurez-vous de retirer les indicateurs de la jauge. La pression doit correspondre au taux calculé par le fabricant. Il est nécessaire de vérifier l’état de fonctionnement des dispositifs de régulation et de contrôle. En cas de défaillance d’un ou plusieurs éléments, prendre des mesures pour effectuer un remplacement ou le renvoyer pour réparation.
Si la pression de gaz a diminué, remplissez la chambre de gaz SF6. L'isolation n'a pas besoin d'être nettoyée, car la conception est complètement scellée.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Comment les disjoncteurs isolés au gaz sont arrangés, quel est le principe d'extinction d'arc et quels types d'appareils il existe, vous pouvez apprendre de la vidéo utile et informative.
Vidéo n ° 1. Vue d'ensemble des disjoncteurs à isolation gazeuse avec description de l'appareil et principe de fonctionnement:
Vidéo n ° 2. Caractéristiques de conception des installations:
Vidéo n ° 3. Comment installer le commutateur:
Les interrupteurs à isolation gazeuse quittent le convoyeur de l'usine en pleine préparation opérationnelle et sont conçus pour fonctionner dans diverses zones climatiques, des régions tropicales aux régions froides, ils sont donc activement utilisés par les entreprises industrielles de diverses régions. pays.
