O funcionamento das redes elétricas de alta tensão para as características atuais não é comparável ao trabalho das contrapartes domésticas. Assim, em caso de emergência, são necessários dispositivos mais potentes que os dispositivos automáticos padrão para desligar o equipamento e extinguir o arco elétrico.
Como estruturas de proteção, são usados os disjuntores isolados a gás (EF), que podem ser controlados tanto no modo manual quanto com a ajuda da automação. Descrevemos em detalhes os recursos de design e o princípio de operação dos dispositivos. Deu recomendações para instalação, conexão e manutenção.
Conteúdo do artigo:
- Determinação e aplicação do gás SF6
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Design do disjuntor SF6
- Kolonkovye e dispositivos de tanque
- Princípio da extinção do arco
- Qual é a unidade para?
- Vantagens e desvantagens do uso de EV
- Regras de conexão e manutenção de EV
- Conclusões e vídeos úteis sobre o tema
Determinação e aplicação do gás SF6
O hexafluoreto de enxofre é o hexafluoreto de enxofre, que é classificado como um gás elétrico. Devido às suas propriedades isolantes, é ativamente usado na fabricação de dispositivos elétricos.
No estado neutro, o gás SF6 é um gás não combustível sem cor ou odor. Se compararmos com o ar, podemos notar uma alta densidade (6,7) e um peso molecular que é 5 vezes a massa de ar.
Uma das vantagens do gás SF6 é a resistência a manifestações externas. Não altera as características sob quaisquer condições. Se ocorrer um decaimento durante uma descarga elétrica, é necessária uma restauração completa.
O segredo é que as moléculas de SF6 ligam elétrons e formam íons negativos. A qualidade dos “eletronegativos” conferiu ao enxofre com 6 fluoreto uma característica como a rigidez dielétrica.
Na prática, a força elétrica do ar é 2-3 vezes mais fraca que a mesma propriedade do gás SF6. Entre outras coisas, é à prova de fogo, já que se refere a substâncias não combustíveis, e tem uma capacidade de refrigeração.
Quando se tornou necessário encontrar um gás para a extinção de arcos elétricos, eles começaram a estudar as propriedades do SF6 (hexafluoreto de enxofre), carbono de 4-cloro e freon. SF6 venceu em testes
As características listadas fizeram SF6 o mais adequado para uso na esfera eletrotécnica, em particular, nos seguintes dispositivos:
- transformadores de potência operando segundo o princípio de indução magnética;
- comutadores do tipo completo;
- linhas de alta tensão que conectam instalações remotas;
- interruptores de alta tensão.
Mas algumas propriedades do gás SF6 levaram à necessidade de melhorar o design do interruptor. A principal desvantagem diz respeito à transição da fase gasosa para o líquido, e isso é possível com certas proporções dos parâmetros de pressão e temperatura.
Que o equipamento trabalhou sem interrupções, é necessário fornecer condições cômodas. Suponha que para a operação de dispositivos isolados a gás a -40º, uma pressão de não mais que 0.4 MPa e uma densidade menor que 0.03 g / cm³ sejam necessárias. Na prática, se necessário, o gás é aquecido, o que impede a transição para a fase líquida.
Design do disjuntor SF6
Se compararmos dispositivos isolados a gás com análogos de outros tipos, então, por padrão, eles estão mais próximos dos dispositivos de óleo. A diferença está no preenchimento das câmaras de extinção de arco.
Como um enchimento para interruptores de óleo uma mistura de óleo é usada, e em gás-isolado - enxofre 6-fluor. A vantagem da segunda opção em durabilidade e manutenção mínima.
Diagrama do dispositivo do tipo núcleo isolado a gás. Os módulos de arco instalados em um rack alto estão na parte superior, o gabinete de controle está na parte inferior
As formas de extinção do arco elétrico dependem de muitos fatores, dentre os quais a corrente e a tensão nominais, bem como as condições de uso do dispositivo, são decisivas.
No total, existem quatro tipos de EV:
- com explosão eletromagnética;
- com explosão em gás - com 1 estágio de pressão;
- com sopro longitudinal - com 2 níveis de pressão;
- com explosão autogerada.
Se nos dispositivos de ar no processo de extinção do arco o gás entra na atmosfera, então no gás isolado a gás permanece em um espaço confinado preenchido com uma mistura de gás. Isso mantém uma ligeira sobrepressão.
Kolonkovye e dispositivos de tanque
Na prática, existem dois tipos de instalações isoladas a gás:
- tanque;
- kolonkovye.
As diferenças dizem respeito tanto às características estruturais quanto ao princípio da extinção de arco elétrico. De acordo com o dispositivo externo, os núcleos se assemelham a análogos de baixo teor de óleo: eles consistem em duas partes funcionais - arcos e partes de contato - que possuem as mesmas dimensões volumétricas.
Os dispositivos de desconexão são projetados para operar a partir de 220 V e pertencem ao equipamento monofásico. Um exemplo de um disjuntor a gás isolado é o LF 10 Schneider Electric.
O equipamento pode ser controlado de duas maneiras diferentes: manualmente, quando o ajuste e o controle são realizados usando dispositivos mecânicos, e remotamente, automaticamente
Os aparelhos a gás com isolamento a gás são menores e equipados com um acionamento multifásico. Esta distribuição permite controlar melhor e ajustar suavemente os parâmetros de tensão.
Uma das vantagens dos tanques EVs é a capacidade de suportar cargas maiores. Essa qualidade é garantida por um transformador de corrente embutido no design.
Um exemplo de dispositivo de tanque é a instalação isolada a gás DT2-550 F3 Alstom Grid. Tais dispositivos têm se comprovado positivamente em sistemas elétricos com tensão de 500 kV.
O projeto é montado e equipado de tal maneira que funciona sem falhas em baixas temperaturas. (crítico), alta umidade, bem como em regiões com atividade sísmica e excesso poluição da atmosfera.
Princípio da extinção do arco
Como o dispositivo funciona, considere o exemplo do interruptor LW36 fabricante chinês CHINT.
Quando desconectada, a mola atua nos elementos dinâmicos do cilindro e cai. Todos os contatos, com exceção da supressão de arco, abrem. Quando os contatos de arco são desconectados, através dos quais a corrente flui, surge um arco elétrico.
O gás quente se move para a câmara de calor, a válvula de retenção é ativada. Quando o gás da câmara de aquecimento é soprado no espaço, o arco se extingue.
Se pequenas correntes são desconectadas, então a pressão na câmara de calor é insuficiente, portanto a pressão da câmara de compressão é atraída (é sempre maior). A válvula de retenção abre, o gás flui livremente para dentro do intervalo e extingue o arco ao passar pelo zero.
Diagrama do arranjo interno e operação de válvulas móveis, fixas, descompressão, válvulas de retenção. Posição 1 - inclusão; posição 2 - desabilita grandes correntes; posição 3 - fora de pequenas correntes; posição 4 - desligue o aparelho
Instalações kolonkovy modernas possuem as características melhoradas. A manutenção é reduzida a um mínimo, o recurso de comutação é aumentado. Interruptores isolados a gás são notáveis por baixo nível de ruído, mecânica confiável, facilidade de instalação e trabalho de teste.
O ajuste dos modelos de tanque é feito com a ajuda de um inversor e transformadores. A mola ou acionamento hidráulico por mola controlam os processos on / off, o nível de retenção do arco elétrico.
Qual é a unidade para?
A unidade foi projetada para executar todas as operações associadas à ativação / desativação ou à manutenção da unidade em uma determinada posição. O diagrama mostra exatamente onde a unidade pode ser localizada. Normalmente, essa é a superfície do solo ou um suporte baixo, fornecendo ao pessoal de serviço fácil acesso aos dispositivos de controle.
O design do interruptor do tanque: 1 - módulos de porcelana ou polímero; 2 - transformadores; 3 - tanque com dispositivo de extinção de gás; 4 - câmara com gás; 5 - acionamento do tipo hidráulico; 6 - armação metálica; 7 - conector para Injeção de gás SF6
A unidade consiste no mecanismo de comutação, o dispositivo de bloqueio - o trinco, o mecanismo de disparo. O processo de ligação deve ocorrer o mais rápido possível, a fim de evitar a soldagem dos contatos.
Durante o start-up, grandes esforços são feitos para superar a força de atrito de todos os elementos envolvidos. A desconexão é facilitada e consiste no movimento inverso do trinco, o que garante a inclusão e retenção.
Existem várias maneiras de ativar / desativar:
- mecânico;
- primavera;
- frete;
- pneumático;
- eletromagnético.
Para sistemas de baixa potência, use o controle manual. Nesse caso, a força de um operador é suficiente. Desligar mecanismos manuais geralmente é realizado no modo automático. O acionamento por mola também é acionado manualmente, mas os motores elétricos de baixa potência são às vezes envolvidos.
A localização tradicional da unidade - sobre a estrutura metálica de montagem. A integridade e o funcionamento do mecanismo fornecem uma caixa de metal durável - uma caixa com uma porta conveniente para o trabalho de câmera
Para usar um acionamento eletromagnético, mais energia é necessária, portanto, uma fonte de corrente constante de aproximadamente 58 A com uma tensão de 220 V é necessária. Existe uma alavanca manual como mecanismo de backup. Dispositivos eletromagnéticos são confiáveis, portanto, são explorados com sucesso em áreas com invernos rigorosos. Menos - a necessidade de uma bateria poderosa.
O acionamento pneumático é diferente porque, em vez de um eletroímã, o principal elemento de trabalho é um par de cilindros / pistão. Graças ao ar comprimido, a velocidade de comutação é muito superior à dos modelos anteriores.
Vantagens e desvantagens do uso de EV
Os disjuntores isolados a gás, como outros tipos de interruptores elétricos, possuem várias vantagens e desvantagens. Ao escolher uma instalação, os cálculos necessários são feitos e, além das características técnicas e das características do projeto, levam em consideração os prós e contras dos modelos.
Galeria de Imagens
Foto do
Os disjuntores isolados a gás são versáteis - eles são usados independentemente da tensão da rede
Para extinguir o arco elétrico em caso de emergência, o dispositivo isolado a gás requer uma fração de segundo
Todas as partes da instalação são capazes de funcionar sem reparo por décadas, e o gás SF6 não requer substituição regular.
Os dispositivos de arco isolados a gás lidam facilmente com a desconexão de sistemas de alta tensão. Para comparação - os análogos de vácuo não resistem à alta tensão
Aplicação universal em sistemas de alta tensão
Eficiência de desempenho de funções de trabalho
Confiabilidade e durabilidade
Trabalhar com corrente de alta tensão
Os interruptores isolados a gás operam em condições difíceis com vibrações periódicas, baixas temperaturas (aquecidas), em áreas com risco de incêndio.
As desvantagens incluem o alto custo do enchimento - gás SF6, a especificidade de montagem em um escudo ou fundação, a necessidade de uma certa qualificação do pessoal operacional.
Regras de conexão e manutenção de EV
Todas as ações relacionadas à instalação, ativação / desativação, reparo e manutenção de dispositivos isolados a gás estão sujeitas a regras estritas que são reguladas pelo OLC 1.8.21.
Para conectar a instalação, é necessário verificar a presença da pressão mínima na câmara cheia de gás, caso contrário o interruptor falhará. Para evitar danos, um alarme foi configurado, que é acionado quando uma redução crítica nos parâmetros de pressão. O nível de pressão pode ser monitorado usando um manômetro.
No gabinete do inversor, são instalados elementos de aquecimento que efetivamente impedem a formação de condensado nos elementos do mecanismo. O operador deve garantir que os aquecedores estejam sempre ligados.
A inspeção da instalação é feita todos os dias durante o dia e cerca de 2 vezes por mês no escuro. Se ocorrer um desligamento de emergência devido a um dos motivos, será necessária uma inspeção não programada.
Durante a inspeção do disjuntor, é necessário verificar a proteção externa, remover a contaminação, reparar os danos. Se os contatos esquentarem, você deve descobrir o motivo.
Se houver bacalhau, é necessário identificar um ruído suspeito. A estrutura de montagem de metal também faz parte loop de terraportanto, sua integridade deve ser verificada.
Certifique-se de remover os indicadores do medidor. Pressão deve de acordo com a taxa calculada pelo fabricante. É necessário verificar a manutenção dos dispositivos de regulação e controle, e se um ou vários elementos falharem, tome medidas para fazer uma substituição ou enviá-lo para reparo.
Se a pressão do gás diminuiu, recarregue a câmara com gás SF6. Isolamento não precisa de limpeza, como o design é completamente selado.
Conclusões e vídeos úteis sobre o tema
Como os disjuntores isolados a gás estão organizados, qual é o princípio da extinção de arco e quais tipos de dispositivos existem, você pode aprender com o vídeo útil e informativo.
Vídeo # 1. Visão geral dos disjuntores SF6 com uma descrição do dispositivo e o princípio de operação:
Vídeo # 2. Recursos de design de instalações:
Vídeo # 3. Como instalar o comutador:
Comutadores isolados a gás deixam o transportador de fábrica em prontidão operacional total e são projetados para funcionar em várias zonas climáticas, do tropical ao frio, pois são utilizadas ativamente por empresas industriais de vários países.
