виды + правила и особенности эксплуатации

Функционирование высоковольтных электрических сетей по токовым характеристикам не сопоставимо с работой бытовых аналогов. Соответственно, при возникновении аварийной ситуации для отключения оборудования и гашения электродуги необходимы более мощные устройства, чем стандартные автоматические приборы.

В качестве защитных конструкций применяют элегазовые выключатели (ЭВ), которыми можно управлять как в ручном режиме, так и с помощью автоматики. Мы детально описали конструктивные особенности и принцип действия устройств. Привели рекомендации по установке, подключению и обслуживанию.

Содержание статьи:

Определение и применение элегаза

Элегаз – это шестифтористая сера, которую относят к электротехническим газам. Благодаря изоляционным свойствам ее активно применяют при производстве электротехнических устройств.

В нейтральном состоянии элегаз представляет собой негорючий газ без цвета и запаха. Если его сравнивать с воздухом, то можно отметить высокую плотность (6,7) и молекулярную массу, превышающую воздушную в 5 раз.

Одно из преимуществ элегаза – устойчивость к внешним проявлениям. Он не меняет характеристик при любых условиях. Если происходит распад во время электроразряда, то вскоре наступает полноценное, необходимое для работы восстановление.

Секрет в том, что молекулы элегаза связывают электроны и образуют отрицательные ионы. Качество «электроотрицания» наделило 6-фтористую серу такой характеристикой, как электрическая прочность.

На практике электропрочность воздуха в 2-3 раза слабее, чем то же свойство элегаза. Кроме прочего, он пожаробезопасен, так как относится к негорючим веществам, и обладает охлаждающей способностью.

Когда возникла необходимость отыскать газ для гашения электродуги, стали изучать свойства SF6 (шестифтористой серы), 4-хлористого углерода и фреона. В испытаниях победила SF6

Перечисленные характеристики сделали элегаз максимально подходящим для применения в электротехнической сфере, в частности, в следующих устройствах:

• силовые трансформаторы, работающие по принципу магнитной индукции;
• распределительные устройства комплектного типа;
• линии высокого напряжения, связывающие удаленные установки;
• высоковольтные выключатели.

Но некоторые свойства элегаза привели к тому, что пришлось усовершенствовать конструкцию выключателя. Основной недостаток касается перехода газообразной фазы в жидкую, а это возможно при определенных соотношениях параметров давления и температуры.

Чтобы оборудование работало без перебоев, необходимо обеспечить комфортные условия. Предположим, для функционирования элегазовых устройств при -40º необходимо давление не более 0,4 МПа и плотность менее 0,03 г/см³. На практике при необходимости газ подогревают, что препятствует переходу в жидкую фазу.

Конструкция элегазового выключателя

Если сравнивать элегазовые устройства с аналогами других видов, то по конструкции они ближе всего к масляным приборам. Разница заключается в наполнении камер для гашения дуги.

В качестве наполнителя у используется масляная смесь, а у элегазовых – 6-фтористая сера. Преимущество второго варианта в долговечности и минимуме технического обслуживания.

Схема элегазового устройства колонкового типа. Дугогасительные модули, закрепленные на высокой стойке, находятся в верхней части, шкаф управления – в нижней

Способы гашения электродуги зависят от многих факторов, среди которых решающими являются номинальный ток и напряжение, а также условия использования устройства.

Всего выделяют четыре вида ЭВ:

• с электромагнитным дутьем;
• с дутьем в элегазе – с 1 ступенью давления;
• с продольным дутьем – с 2-мя ступенями давления;
• с автогенерирующим дутьем.

Если в воздушных приборах в процессе гашения дуги газ поступает в атмосферу, то в элегазовых он остается в замкнутом пространстве, наполненном газовой смесью. При этом сохраняется небольшое избыточное давление.

Колонковые и баковые устройства

На практике применяются два вида элегазовых установок:

• баковые;
• колонковые.

Отличия касаются как конструкционных особенностей, так и принципа гашения электродуги. По внешнему устройству колонковые напоминают маломасляные аналоги: состоят из двух функциональных частей – дугогасительной и контактной, имеют одинаково объемные размеры.

Отключающие устройства рассчитаны на работу от сети 220 В и относятся к однофазному оборудованию. Пример элегазового выключателя колонкового типа – LF 10 Schneider Electric.

Управление оборудованием может производиться двумя различными способами: вручную, когда регулировка и контроль осуществляются с помощью механических устройств, и дистанционно, автоматически

Баковые элегазовые приборы меньше по размерам и оснащены приводом с несколькими фазами. Такое распределение позволяет лучше контролировать и плавно регулировать параметры напряжения.

Одно из преимуществ баковых ЭВ – способность выдерживать увеличенные нагрузки. Такое качество обеспечивает внедренный в конструкцию трансформатор тока

Образцом бакового устройства является элегазовая установка DT2-550 F3 Alstom Grid. Подобные устройства положительно зарекомендовали себя в электросистемах с напряжением 500 кВ.

Конструкция собрана и оснащена таким образом, что функционирует без сбоев при низких температурах (критических), повышенной влажности, а также в регионах с сейсмической активностью и превышенной загрязненностью атмосферы.

Принцип гашения дуги

Как срабатывает устройство, рассмотрим на примере выключателя LW36 китайского производителя CHINT.

При отключении пружина действует на динамические элементы цилиндра, и они опускаются вниз. Все контакты, кроме дугогасительных, размыкаются. Когда отсоединяются и дугогасительные контакты, по которым проходит ток, возникает электрическая дуга.

Горячий газ перемещается в тепловую камеру, срабатывает обратный клапан. Когда газ из тепловой камеры выдувается в промежуток, происходит гашение дуги.

Если происходит отключение небольших по величине токов, то давления в тепловой камере недостаточно, поэтому привлекается давление из компрессионной камеры (оно всегда выше). Открывается обратный клапан, газ беспрепятственно поступает в промежуток и при переходе через ноль гасит дугу.

Схема внутреннего расположения и работы подвижных, неподвижных клапанов, декомпрессионных, обратных клапанов. Позиция 1 – включение; позиция 2 – отключение больших токов; позиция 3 – отключение малых токов; позиция 4 – отключение прибора

Современные колонковые установки обладают улучшенными характеристиками. Техническое обслуживание снижено до минимума, коммутационный ресурс увеличен. Элегазовые выключатели отличаются низким уровнем шума, надежной механикой, простотой монтажных и испытательных работ.

Регулировка баковых моделей производится с помощью привода и трансформаторов. Пружинный или пружинно-гидравлический привод контролирует процессы включения/отключения, уровень удержания электродуги.

Для чего нужен привод?

Привод призван выполнять все операции, связанные с включением/выключением или удержанием установки в определенном положении. На схеме показано, где именно может располагаться привод. Обычно это поверхность земли или невысокая опора, обеспечивающая обслуживающему персоналу легкий доступ к регулирующим устройствам.

Схема конструкции бакового выключателя: 1 – фарфоровые или полимерные модули; 2 – трансформаторы; 3 – бак с газогасительным устройством; 4 – камера с газом; 5 – привод гидравлического типа; 6 – металлическая рама; 7 – разъем для введения элегаза

Привод состоит из механизма включения, фиксирующего устройства – защелки, расцепляющего механизма. Процесс включения должен происходить максимально быстро, что избежать приваривания контактов.

Во время включения прилагают большие усилия для преодоления силы трения всех задействованных элементов. Отключение производится проще и заключается в обратном движении защелки, которая обеспечивает включение и его удержание.

Способов включения/отключения несколько:

• механический;
• пружинный;
• грузовой;
• пневматический;
• электромагнитный.

Для маломощных систем используют ручное управление. В этом случае достаточно силы одного оператора. Выключение ручных механизмов обычно осуществляется в автоматическом режиме. Пружинный привод также приводится в действие вручную, но иногда привлекаются маломощные электродвигатели.

Традиционное расположение привода – около монтажной металлической рамы. Целостность и функционирование механизма обеспечивает прочный металлический кожух – ящик с удобной дверцей для операторской работы

Для применения электромагнитного привода требуется больше энергии, поэтому необходим постоянный источник тока примерно 58 А с напряжением 220 В. В качестве резервного механизма отключения имеется ручной рычаг. отличаются надежностью, поэтому их успешно эксплуатируют в зонах с суровыми зимами. Минус – потребность в мощном аккумуляторе.

Пневматический привод отличается тем, что вместо электромагнита главным рабочим элементом является пара цилиндр/поршень. Благодаря сжатому воздуху скорость включения намного выше, чем у предыдущих моделей.

Преимущества и недостатки использования ЭВ

Элегазовые выключатели, как и другие типы электрораспределительных устройств, имеют ряд преимуществ и недостатков. При выборе установки производят необходимые расчеты и, кроме технических характеристик и конструкционных особенностей, учитывают плюсы и минусы моделей.

Галерея изображений

Фото из

Универсальное применение в высоковольтных системах

Оперативность выполнения рабочих функций

Надежность и долговечность конструкции

Работают с током высокого напряжения

Выключатели элегазового типа функционируют в сложных условиях с периодическими вибрациями, низкими температурами (с подогревом), в пожароопасных зонах.

К недостаткам относят высокую стоимость наполнителя – элегаза, специфику монтажа на щит или фундамент, необходимость определенной квалификации операторского состава.

Правила подключения и обслуживания ЭВ

Все действия, касающиеся монтажа, включения/выключения, ремонта и обслуживания элегазовых устройств, подчиняются строгим правилам, которые регламентированы ПУЭ 1.8.21.

Для подключения установки необходимо проверить наличие минимального давления в газонаполненной камере, иначе выключатель выйдет из строя. Чтобы предотвратить повреждения, установлена сигнализация, которая срабатывает при критическом понижении параметров давления. Уровень давления можно отследить с помощью манометра.

В шкафу привода установлены нагревательные элементы, эффективно препятствующие возникновению конденсата на элементах механизма. Оператору необходимо следить, чтобы нагреватели постоянно находились во включенном состоянии.

Осмотр установки производится каждый день в светлое время суток и примерно 2 раза в месяц в темное время суток. Если произошло аварийное отключение по одной из причин, требуется внеплановый осмотр

В процессе осмотра выключателя необходимо проверить наружную защиту, удалить загрязнения, исправить повреждения. Если нагреваются контакты, следует выяснить причину.

При наличии треска, подозрительного шума нужно выявить источник. Металлическая монтажная конструкция одновременно является частью , поэтому следует проверять ее целостность.

Обязательно снимаются показатели манометра. Давление должно соответственно норме, рассчитанной производителем. Необходимо проверить исправность регулирующих и контролирующих приборов, а при выходе из строя одного или нескольких элементов принять меры – совершить замену или отправить в ремонт.

Если давление газа уменьшилось, следует пополнить камеру элегазом. Изоляция в чистке не нуждается, так как конструкция полностью герметична.

Выводы и полезное видео по теме

Как устроены элегазовые выключатели, по какому принципу происходит гашение дуги и какие бывают виды устройств, вы можете узнать из полезного и информативного видео.

Видео #1. Обзор элегазовых выключателей с описанием устройства и принципа работы:

Видео #2. Особенности конструкции установок:

Видео #3. Как производится монтаж выключателя:

Элегазовые выключатели выходят с заводского конвейера в полной эксплуатационной готовности и предназначены для работы в разнообразных климатических зонах, от тропической до холодной, поэтому активно применяются промышленными компаниями различных стран.

Элегазовые выключатели: принцип действия, конструктивные освобенности

Для того чтобы безопасно отключать электропотребителя или нагрузку от сети переменного тока при высоких напряжениях нужны специальные надёжные устройства одни из них называется выключатель элегазовый. Он разработан специально для того, чтобы разрывать большие токи, и возникшую при этом дугу, для того чтобы она не смогла стать причиной пожара или же разрушения. Более техническими словами это коммутационный аппарат, для оперативного дистанционного управления, который может отключать линию от сети в аварийных случаях, чаще всего короткого замыкания или же перегрузки. Особое отличие, с часто применяемыми на подстанциях выключателями с маслинным наполнением, заключается в том что внутри элегазового выключателя нет масла, а значит, отсутствует вероятности возгорания и взрыва. Для коммутации в сетях низкого напряжения такие выключатели не используются, так как в них достаточно и обычных дугогасящих камер.

Принцип действия

Основная особенность этого выключателя это надёжная изоляция каждой из фаз с высоким напряжением, которое считается от 1000 Вольт, за счёт применения специального диэлектрического вещества элегаза. Что же это такое? Элегаз — это электротехнический газ, представляющий собой смесь химических элементов, а точнее, шестифтористую серу (шестифтор).

При обычной рабочей температуре он представляет собой газ:

1. без цвета;
2. без запаха;
3. не поддающийся горению;
4. не меняющий свои свойства и структуру со временем;
5. химически не активен, а также не агрессивен к металлу;
6. распадающийся при возникновении электрической дуги, и быстро восстанавливающийся при её исчезновении.

Высокая электрическая прочность обусловлена особенностью газа захватывать электроны, поэтому даже небольшие расстояния между силовыми контактами дают отличный разрыв электрической цепи, а значит и отключения данного участка от высокого напряжения.

Принцип работы самого механизма разрыва довольно прост. После поступления сигнала на привод, который работает за счёт пружинно-гидравлического механизма, контактная подвижная часть увеличивает расстояние между замкнутыми ранее элементами, возникает, естественно, электрическая дуга которая в среде такого газа быстро тухнет.

Конструктивные особенности и виды выключателей

По конструктивным особенностям элегазовые выключатели делятся на:

• Колонковые. Они не отличаются от масляных не по размерам ни по внешним признакам, однако, имеют только один разрыв на фазу.

• Баковые. Имеют значительно меньшие размеры, один общий привод на все три полюса, а также встроенные внутрь устройства трансформаторы тока.

Все данные элегазовые выключатели также можно разделить по способу гашения электрической дуги, возникающей при разрыве цепи. Этот способ зависит от следующих факторов:

1. Номинального напряжения аппарата;
2. Номинального тока отключения;
3. Особенностей мест установки и эксплуатации.

Для гашения дуги используются следующие способы гашения дуги:

1. Автокомпрессионные с дутьём в элегазе. Имеют одну степень давления, которое создаётся компрессорным механизмом;
2. С электромагнитным дутьём. Гашение дуги выполняется вращением её по кольцевым контактам под воздействием поперечного магнитного поля, которое создано самим током отключения;
3. Двухступенчатое давление. В них сжатый предварительно газ поступает из специальной ёмкости где он находится под относительно высоким давлением. Имеет две ступени давления;
4. Автоматически генерирующимся дутьём. Как и предыдущий вариант имеет продольное дутьё, но теперь повышение давление газа происходит непосредственно за счёт разогрева самой электрической дугой.

Привод данного выключателя должен надёжно удерживать контакты во включенном положении, а также в случае получения сигнала на отключение выполнить его. Вал выключателя и вал самого привода соединяются между собой посредством целой системы рычагов и тяг. Оттого как эта связка работает, зависит надёжность, а также быстрота срабатывания.

Здесь могут применяться два типа приводов:

• Пружинный. Управляется он за счёт кинематической системы кулачков, валов, а также рычагов;
• Пружинно-гидравлический, управляется системой, основанной на работе гидравлического механизма.

Преимущества и недостатки

Среди основных преимуществ выключателей с элегазовым наполнением выделяются:

1. Широкий спектр применения на всевозможные напряжения выше 1000 В;
2. Сам процесс гашения дуги происходит в замкнутом изолированном пространстве поэтому нет выхлопа в атмосферу;
3. Небольшие габариты, соответственно и вес;
4. Быстродействие;
5. Взрывобезопасен, а также не вызывает не контролируемого горения, то есть пожара;
6. Высокая отключающая способность;
7. Надёжность отключения небольших индуктивных, а также емкостных переменных токов в момент перехода тока через нулевую отметку без появления перенапряжений и среза;
8. Низкий износ контактов, участвующих в дугогашении;
9. При работе не производит большого шума;
10. Пригоден как для наружной, так и для внутренней электроустановки;
11. Можно эксплуатировать в различных климатических условиях даже очень суровых для человека;
12. Возможно изготовление серийных устройств с идентичными унифицированными узлами.

Как и любое устройство элегазовые выключатели имеют свои недостатки:

1. Требуется очень высокая точность при изготовлении, что влечёт за собой высокую стоимость продукции.
2. Нельзя использовать некачественный или низкокачественный газ;
3. Нужны дополнительные устройства для перекачки, наполнения, а также очистки элегаза;
4. Относительная дороговизна самого элегаза, без которого устройство работает не эффективно.

Особенности обслуживания и эксплуатации

В процессе эксплуатации таких коммутационных устройств на ОРУ (открытых распределительных устройствах) нужно учитывать что в шкафах приводов выключателей может скапливаться конденсат, который приводит к коррозии систем механизма, а также вторичных цепей управления и сигнализации. Для этого внутри шкафов заводом изготовителем предусмотрены нагревательные резисторы, работающие постоянно.

Все действия по включению или же отключению аппаратов возможны только, если давление газа не меньше допустимого, если пренебречь этим то появляется высокая вероятность повреждения и выхода со строя относительно дорого выключателя. Для этих целей должна быть налажена сигнализация минимального давления, а также блокировка управляющих цепей. Если же персонал заметил что давление упало, аппарат нужно вывести в ремонт и приступить к поиску причин снижения этого жизненно важного для него показателя. Естественно, что вывод его из работы должен выполняться со всеми необходимыми требованиями безопасности, предъявляемыми к данной электроустановке и изложенных в местных инструкциях. Для контроля давления должен быть обязательно исправный манометр, а после устранения утечки газа стоит дополнить его через специальное присоединение, которое расположено внутри приводного механизма.

Осмотр элегазовых выключателей выполняется ежедневно, а также один раз за две недели в ночное время суток. В сырую влажную погоду нужно обращать внимание на возникновение электрической коронации. Если величина отключаемого тока была предельно допустимая (при коротких замыканиях), то следует обеспечить качественное техническое обслуживание. Количество отключений как плановых, так и аварийных фиксируется в специально выделенных для этих нужд журналах.

Несмотря на существующие недостатки, элегазовый выключатель имеет свои сильные стороны поэтому является достойной заменой не только масляных, но и воздушных выключателей высокого напряжения.

Видео о высоковольтном элегзовом выключателе

Баковые и колонковые элегазовые выключатели

Основным оборудованием электрической подстанции являются выключатели, позволяющие осуществлять оперативные коммутации участков электрических сетей в нормальном режиме работы, а также отключать аварийные токи коротких замыканий величиной несколько десятков килоампер, тем самым предотвращая аварии на энергообъектах, влекущие за собой большие материальные потери.

«Электроаппарат» выпускает выключатели с 1925 года, когда было освоено производство масляных выключателей типов ВМ-5, ВМ-12 и ВМ-101. В 1928 году на предприятии изготовлен первый масляный выключатель типа ВМ-125 для напряжения 120 кВ. В 1933 году — масляные выключатели типа МКП-274 на 220 кВ.

Воздушные выключатели «Электроаппарат» типов ВВБ, ВВБК, ВВШ, выпускаемые с 1960-х по 1980-е, до настоящего времени исправно выполняют свою функцию в энергосистеме России и сопредельных стран. Первые в нашей стране элегазовые выключатели серии ВЭК-110 были выпущены «Электроаппаратом» в 1978 г. С 1995 г. налажен выпуск элегазовых баковых выключателей серии ВГБ и ВГБУ, отлично зарекомендовавших себя в эксплуатации.

С 2004 г. предприятие выпускает колонковые выключатели серии ВГП c дугогасительными камерами собственной разработки, использующие автокомпрессионный способ гашения дуги с термо-накачкой, что позволяет применить менее мощные пружинные привода.

С 2009г. «Электроаппаратом» освоены элегазовые баковые выключатели нового поколения серии ВБ с пружинным приводом мощностью 2400 кДж и встроенными трансформаторами тока. «Электроаппарат» первым освоил серийный выпуск элегазового оборудования в России.

Выбирая выключатели производства нашей компании, вы можете быть уверенными в их качестве и соблюдении соответствующих технологических процессов, сертифицированных в системе менеджмента качества что означает, что все стадии производства выключателей, от закупки комплектующих до поставки заказчику, включая разработку, проходят с соблюдением процедур, позволяющим постоянно повышать качество продукции и отвечать высоким требованиям Заказчика.

Сборка выключателей проводится в специально оборудованном цехе, спроектированном с учетом опта производства элегазового высоковольтного оборудования. Производственные участки сборки дугогасительных камер оснащены специальной системой кондиционирования воздуха, что обеспечивает низкое содержание пыли и, следовательно, высокое рабочие характеристики камер. Проверка класса точности обмоток трансформаторов тока для баковых выключателей проводится на автоматизированных испытательных стендах, оснащенных метрологическим оборудованием ведущих европейских фирм. Специальная экранированная высоковольтная лаборатория с фоном помех менее 2 пКл для испытаний электрической прочности изоляции расположена рядом со сборочным цехом.

Как устроены и работают SF6 выключатели

Ситуация следующая. Масло и воздух уступают элегазу и вакууму. Старые воздушные и масляные выключатели заменяют на новые элегазовые и вакуумные, старые РУ заменяют на новые. Идет процесс апгрейда энергосистем. Но не всех и не везде и не так быстро, как всем этого бы хотелось. Но лично видел это и всегда приятно, когда приезжаешь в новенькое РУ.

Преимущества и особенности элегаза были рассмотрены тут. В данной же статье речь пойдет про выключатели элегазовые.

Начнем с определения. Элегазовый выключатель — электрический аппарат, предназначенный для коммутаций (процессов включения и отключения) электрической цепи в нормальных и аварийных режимах.

Выпускаются элегазовые выключатели на напряжение среднее (6-35кВ) и высокое-сверхвысокое (110-750кВ). На среднее напряжение это могут быть выключатели для распредустройств 6-10 кВ, выключатели генераторного напряжения, выключатели КРУЭ (про КРУЭ будет отдельная статья). На напряжение выше 35 кВ выключатели бывают колонковые, баковые и смешанного типа.

Выпуском элегазовых выключателей занимаются: Mitsubishi Electric, ABB, Areva (ныне называется Orano вроде, хотя Арева реорганизуется постоянно и не знаю какое-именно подразделение занимается элегазовыми выключателями), Schneider Electric, Siemens, Электроаппарат, HEAG, ЗЭТО и прочие и прочие. Не злитесь сильно, если кого-то забыл упомянуть.

Принципы гашения дуги (дугогасительные устройства)

В различной каталожно-справочной литературе одни и те же способы гашения дуги в ДУ имеют различные названия, которые неподготовленному студенту, например, могут показаться различными способами. Поэтому классифицировать их становится сложно. Но, постараюсь справиться. Значит, в принципе есть три механизма гашения:

• автокопрессия (гашение дутьем, когда дуга находится на месте, а у газа есть две ступени давления, газ поступает из области с высоким давлением в область с низким и гасит дугу)
• электромагнитное дутье (гашение дуги в неподвижном элегазе, когда под действием магнитного поля дуга вращается и происходит ее гашение)
• автопневматическое дутье (необходимый перепад давления создается за счет привода выключателя)
• автогенерация

Также встречаются ДУ, где дуга вращается в магнитном поле и при этом еще происходит перетекание элегаза под давлением. То есть на таком обширном рынке все стремятся создать неоспоримое преимущество. Так, например, в выключателях 220кВ ВГТ имеется по два ДУ на фазу, что уменьшает в два раза отключаемую мощность и увеличивает эксплуатационный срок службы выключателя. На отдельных выключателях высокого напряжения уже стоит система мониторинга, которая, также будет следить за тем, чтобы выключатели не принесли неожиданных сюрпризов.

Выключатели 6-10кВ

В этом классе напряжений элегаз не так распространен, как вакуум. Однако, выбор есть. В таблице выше я привел данные по отдельным представителям из открытых источников по этому классу напряжения.

Элегазовые выключатели >35 кВ

Здесь выбор гораздо шире, чем у выключателей младшего класса напряжения. И производителей поболее. Конструктивно выключатели могут быть баковые, колонковые и смешанного типа (Жмите по картинке для увеличения таблицы).

В выключателях Аревы имеется один тип дугогасительной камеры, который устанавливается на выключатели всех классов напряжения. То есть 1 камера -245,300кВ; 2 камеры -362,550кВ; 4 камеры — 800 кВ.

У сименса определить колонковый или баковый можно по марке. Если в названии есть LT (Live Tank) — то это колонковый. А если DT (Dead Tank) — баковый.

У выключателей фирмы ABB кроме популярного автокомпрессионного (auto-puffer) способа гашения дуги можно встретить компрессионный (puffer). Автокомпрессионный показывает лучшие показатели при гашении токов кз больших величин. Так как для их погашения требуется меньшая мощность привода.

Также стоит отметить, что для элегазовых выключателей кроме самого SF6 могут применяться и различные смеси:

• элегаз и азот (SF6+N2)
• элегаз и хладон (SF6+CF4)

Из чего состоит элегазовый выключатель и как это всё приводит к отключению дуги

Так как выключатели могут иметь исполнение баковое, колонковое или же быть вообще для установки в КРУ. А кроме этого существуют различные виды ДУ, то и для каждого выключателя будет отдельный принцип работы и состав частей.

Рассмотрим, например, в этой статье для примера популярный выключатель шнайдер электрик с автокомпрессией на напряжение 12 кВ типа LFP.

Выключатель трехполюсный. Каждый полюс находится в изолированном корпусе, который заполнен элегазом под невысоким давлением. Внутри корпуса находится ДУ, на контакты которого посылаются команды включения, отключения или допустимых циклов. Эти команды подаются с пружинного привода, расположенного на лицевой панели или дистанционно.

Также в устройство входят датчики контроля давления элегаза в корпусе и датчики прироста величины давления. Для подключения к силовой цепи есть специальные зажимы сзади корпуса, также имеются клеммники для подключения вторичных цепей.

Принцип работы выключателя построен на автокомпрессионном способе гашения дуги.

Посмотрим на заводскую картинку, приведенную выше. У нас имеются основные контакты (под буквой а, рыжие) и дугогасительные контакты (буква б, темно-синие). Значит поступает команда на отключение выключателя. Основные контакты размыкаются, дугогасительные также размыкаются. В момент когда дугогасительные размыкаются между ними в расширительном объеме (буква с — область ограниченная розовой линией) образуется дуга. На верхнем из дугогасительном контактов расположены катушки. Так вот электрическая дуга под действием магнитного поля этой катушки начинает закручиваться. Объем газа под тепловым воздействием дуги начинает расширяться. Давление газа увеличивается и он ищет выход в область с меньшим давлением. Этот поток элегаза затягивает дугу в нижний дугогасительный контакт (область е на рисунке) и дуга растягивается. А затем в момент, когда ток проходит через ноль — дуга гаснет. В этот момент считается, что выключатель отключен. Это время составляет 70 мс.

В состав пружинного привода входят: двигатель взвода пружин, катушки отключения (YO1, YO2), катушка включения (YF), катушка отключения минимального напряжения (YM), реле прямого действия mitop, счетчик циклов В-О и прочие устройства необходимые для удобства при обслуживании выключателя. У катушек имеется различное число нормально закрытых, нормально открытых контактов и перекидывающий контакт.

Достоинства и недостатки элегазового выключателя

После описания выключателей логичным будет подвести итог. Итог подведу в форме плюсов и минусов использования данного вида оборудования в сравнении с аппаратами, использующими другие среды для гашения дуги.

Достоинства:

• высокая износостойкость и срок службы
• снижение затрат на обслуживание по сравнению с масляными
• высокая экологичность
• быстрая скорость гашения дуги
• высокая взрыво- и пожаробезопасность
• меньший вес и размеры по сравнению с масляными
• высокая химическая стабильность газа
• широкий диапазон рабочих температур

Недостатки:

• персонал может почувствовать удушение из-за попадания большого количества элегаза в закрытое помещение
• высокая стоимость выключателя
• необходимость создания условий для наполнения выключателей элегазом, его транспортировки, хранения
• требуются надежные стыки и прокладки, чтобы обеспечить надежную герметичность и невозможность утечки элегаза
• сам газ не ядовит, но отдельные продукты распада при гашение дуги ядовиты. При ревизии выключателя необходимо тщательно очищать внутренние поверхности, так как с ухудшением свойств газа будут ухудшаться коммутационные способности элегазового выключателя. А ухудшение возможно из-за коррозионных и токсичных свойств продуктов разложения элегаза при гашении дуги

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Самое популярное

---

---

ВГТ-110 (У1, УХЛ1*) Выключатель элегазовый колонковый (трехполюсное/однополюсное исполнение) – ЗАО «ЗЭТО»

Выключатели серии ВГТ изготавливаются как в трехполюсном так и в однополюсном исполнении предназначены, для выполнения коммутационных операций (включений и отключений), а также циклов АПВ при заданных условиях в нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока 50 Гц с номинальным напряжением 110 кВ с заземленной нейтралью.

Номинальное напряжение, кВ	110
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	126
Номинальный ток, А	2000/3150
Номинальный ток отключения, кА	40
Нормированное процентное содержание апериодической составляющей, % не более	45
Нормированные параметры тока включения, кА · наибольший пик · начальное действующее значение периодической составляющей	102 40
Нормированные параметры сквозного тока короткого замыкания, кА: · наибольший пик (ток электродинамической стойкости), кА · среднеквадратичное значение тока за время его протекания, кА · время протекания тока короткого замыкания, с	102 40 3
Нормированный ток отключения не нагруженной воздушной линии, А	31,5
Нормированный ток отключения конденсаторной батареи, А	320
Собственное время отключения, при номинальном напряжении на элементах управления, мс, не более	38
Полное время отключения, при номинальном напряжении на элементах управления, мс, не более	55
Собственное время включения, при номинальном напряжении на элементах управления, мс, не более	60
Нормированная бестоковая пауза при АПВ, с	0,3
Разновременности замыкания и размыкания контактов полюсов с, не более · при включении · при отключении	0,0018 0,0015
Удельная длина пути утечки, см/кВ	2,5
Допустимый уровень утечки газа в год, % не более	0,5
Давление элегаза (SF6) исполнения У1 или газовой смеси (SF6 +CF4) исполнение УХЛ1* приведенное к 20°С, МПа, избыточное: · номинальное (заполнения) · срабатывания предупредительной сигнализации · блокировки управления (или автоматического отключения с блокировкой включения)	Sf6         SF6+CF4 0,4            0,6 0,35          0,52 0,32           0,5
Номинальное напряжение электромагнитов включения и отключения, В, постоянное	220/110
Номинальное напряжение питание электродвигателя привода, В, · трехфазное переменное · однофазное переменное · постоянное переменное	400 или 230 230 220
Ток электромагнитов включения и отключения при номинальном напряжении, А, не более	3/5
Номинальное напряжение питания устройств подогрева, В, переменное однофазное	230
Число пар коммутирующих контактов для внешних цепей: · нормально открытых; · нормально закрытых.	12 12
Температура включения устройств основного подогрева привода, °С	5 ± 2
Габариты (без сборной опорной конструкции), мм, длина, ширина, высота трехполюсное / однополюсное исполнение	4180х870х3790 / 1637х871х4396
Масса выключателя, кг (трехполюсное / однополюсное исполнение)	1570/925

Элегазовые выключатели 110 кВ › Характеристики, преимущества

 

1. Назначение и принцип работы

Элегазовый выключатель — это разновидность высоковольтного выключателя, коммутационный аппарат, использующий элегаз в качестве среды гашения электронной дуги; предназначенный для оперативных подключений и отключений индивидуальных цепей или электрооборудования в энергосистеме.

 

Рисунок 1 – Схема элегазового выключателя

Элегазовые выключатели начали усиленно разрабатываться с 1980 г. и имеют большие перспективы при напряжениях 110…1150 кВ и токах отключения до 80 кА. В технически развитых странах элегазовые выключатели высокого и сверхвысокого напряжения (110-1150 кВ) практически вытеснили все другие типы аппаратов.

Элегазовые выключатели высокого напряжения выполняют работу за счет изоляции фаз друг от друга посредством элегаза. Когда срабатывает уведомление о том, что нужно отключить электрооборудование, контакты некоторых камер (если аппарат колонковый) размыкаются. Таким способом, встроенные контакты образуют дугу, которая помещена в газовую среду. Она разлагает газ на разные компоненты, но при этом и сама уменьшается из-за высокого давления в емкости.

В процессе использования элегазового выключателя выполняются циклы подключения и отключения коммутационного аппарата. При различных дейсвий с выключателем в режимных целях, в большинстве случаев, ток отключения располагается в границах обозначенных значений. Количество потенциально возможных операций зависимо от тока отключения устанавливает изготовитель. Для того, найти суммарное число операций отключения, существенно нужно пользоваться особой диаграммой взаимосвязи, которую можно найти в паспорте выключателя. Чем больше ток, тем меньшее количество возможных циклов включения/отключения элегазового выключателя.
Выключатель специализирован для установки в ОРУ 110кВ, так как его номинальное рабочее напряжение – 126кВ. Выключатель делает работу в согласовании с заявленными производственным изготовителем при условиях:

• установки на возвышенности над ярусом морского побережья не больше тысячи м-ов;
• температуры окружающей среды от -350 С до +400 С;
• установки в согласовании с необходимыми условиями завода-изготовителя;

Элегазовые выключатели различают

• колонковые
• баковые

2 Колонковые выключатели

Колонковый элегазовый выключатель – такое приспособление с автокомпрессией в положении удовлетворить подходящую коммутационную способность всех условиях переключения. Выключатель сделан в колонковом трёхполюсном выполнен с совместной рамой для полюсов и привода. Устройство оснащёно: аппаратом соблюдения порядка плотности элегаза с контактами для предупредительной сигнализации о понижении давления и воспрещения пользоваться выключателем, указателями местоположения «ON — OFF» выключателя и расположения пружин, счётчиком процедур вмешательства, предохранительными клапанами для сбрасывания лишнего давления, манометром соблюдения порядка давления в аппарате, платформами заземления. Шкаф управления имеет герметичную пыле — влагоустойчивую конструкцию с подогревом.

Рисунок 2 – Конструкция колонкового выключателя

 

3 Баковые выключатели

Элегазовые баковые выключатели – могут быть использованы на подстанциях ОРУ типа классов напряжения 35-220 кВ для осуществления коммутации переходных процессов в энергосистемах, т.е. претворения процедур подключения и отключения индивидуальных цепей при ручном либо автоматическом управлении. Они делаются в трёхполюсном либо однополюсном выполнении. Полюсы коммутационного аппарата, с одноразрывными дугогасительными устройствами и высоковольтными вводами, покрытой горячим цинком и поставлены на опорной раме. Управление данным аппаратом исполняется пружинным приводом. Выключатель в однополюсном выполнении (один пружинный привод на каждый полюс) имеет схему управления, которая дает возможность (с пульта управления) при поддержки электромагнитовоперировать 3 – мя полюсами единовременно либо всяким полюсом отдельно в зависимости от схемы блокировки, управления, сигнализации и релейной защиты.

Преимуществами баковых элегазовых выключателей со встроенными трансформаторами тока перед комплектными наборами «колонковый элегазовый выключатель плюс отдельно стоящий трансформатор тока» являются: повышенная сейсмостойкость, наименьшая площадь отчуждаемой местности территорий подстанции. Также наименьший объем запрашиваемых фундаментных трудовых функций при постройки подстанций, усиленная защищенность состава кадров подстанции (дугогасительные устройства расположены в заземленных металлических резервуарах), вероятность осуществления применения обогрева элегаза при использовании в областях с прохладным климатом.

4. Принцип гашения дуги

Успехи в разработках элегазовых выключтаелей откровенно оказали значительное воздействие на введение в эксплуатационную деятельность компактно размещенных на небольшой территории открытых распределительных устройствах размещенных на открытом воздухе, закрытых распределительных устройствах – размещенных в помещении и элегазовых комплектно распределительных устройствах. В элегазовых выключателях могут использоваться, разные методы гашения дуги зависимо от номинального напряжения, номинального тока отключения и объективных оценок энергосистемы (а также различных электроустановок).

В элегазовых дугогасительных устройствах , в сравнение от воздушных дугогасительных устройств, при гашении дуги истечение газа через сопло происходит не в воздушную среду, а в скрытный в себе объем камеры, наполненный элегазом при условно сравнительно маленьком лишнем давлении.

По методике гашения электрической дуги при выключении различают последующие элегазовые выключатели:

• Автокомпрессионный элегазовый коммутационный аппарат , где существенно нужный крупно масштабный расход элегаза через сопла компрессионного дугогасительного устройства создается по ходу подвижной системы выключателя (автокомпрессионный выключатель с одной ступенью давления).
• Элегазовый выключатель с электромагнитным дутьем, в котором гашение дуги в дугогасительном устройстве гарантируется вращением её по кольцевым контактам под воздействием магнитного поля, формируемого отключаемым током.
• Элегазовый выключатель с камерами низкого и высокого давления, в каком принцип снабжения газового дутья через сопла в дугогасительном аппарате аналогичен воздушным дугогасительным устройствам (Элегазовый выключатель с 2 – мя ступенями давления).
• Автогенерирующий элегазовый выключатель, где очень важный крупномасштабный расход элегаза через сопла дугогасительного устройства формируется за счет подогрева и увеличения давления элегаза дугой отключения в специально подготовленной камере (автогенерирующий элегазовый выключатель с одной ступенью давления).

5. Достоинства и недостатки

Учитывая вышеупомянутое, между плюсами выключателей элегазового типа можно отметить следующее:

• возможность установки в электроустановках как закрытого, так и открытого выполнения буквально всех классов напряжения;
• отмечается простота и надежность конструкции в эксплуатации;
• высокая интенсивность скорости срабатывания;
• низкие динамические нагрузки на фундаментные опоры;
• неплохая отключающая способность;
• небольшие габаритные пропорции и сумма веса;
• наличие в приводе автоматического управления двух ступеней обогрева;
• большой коммутационный ресурс контактной системы;

 Недостатки элегазовых выключателей:

• требуется более внимательное отношение к использованию и учету элегаза;
• высокие необходимые условия к качеству элегаза;
• необходимость специально подготовленных устройств для заполнения, перекачки и фильтрации элегаза;
• относительно высокая стоимость элегаза;
• сложность и накладность изготовления — при производственном изготовлении неизбежно нужно соблюдать высокоё качество аппарата;
• дороговизна конструкции и второстепенных элементов;
• при выводе из строя выключателя в режиме ЧП, починка данного аппарата может быть не актуальной.

6. Технические характеристики

В таблице приведены технические характеристики выключателей ВГТ — 110 кВ.

Таблица 5.1 – Основные технические данные выключателя ВГТ — 110 кВ

Параметр	Допустимое значение
Номинальное напряжение	110 кВ
Время отключения	0,035 с
Номинальный ток	2500 А
Рабочее напряжение (максимальное)	126 кВ
Максимальный ток отключения	40 кА
Пауза при АПВ	0,3 с
Ток КЗ (максимальный)	100 кА
Время протекания тока КЗ	3 с
Утечка элегаза за 12 месяцев	0,8 %
Напряжение подогревательных устройств	220 В
Тип привода	Пружинный
Длина пути утечки	270 см
Масса элегаза	6,3 кг
Количество приводов	1
Масса выключателя	1700 кг
Срок до планового ремонта	12 лет
Срок эксплуатации	25 лет

Вывод:

выключатель использующий элегаз в качестве среды гашения электронной дуги, очень распространен на ОРУ и ЗРУ, без них не обходиться почти ни одна подстанции в мире. Их надежность и высокие технические характеристики дают понять, почему они так популярны в энергосистеме. В целом это оптимальный коммутационный аппарат в ценовой категории, и надежности по сравнению с воздушными, масляными и маломасляными высоковольтными выключателями.

Ссылки

1. ГОСТ 19431-84 «Энергетика и электрификация. Термины и определения»
2. Б.Н.Неклепаев «Электрическая часть электростанций и подстанций »; 2-е издание, переработанное и дополненное, 1980 г.

Элегазовые выключатели: преимущества, недостатки, применение

 

            Благодаря свойствам газа SF6 (элегаз), таким как прекрасное гашение электрической дуги, высокая электроотрицательная природа, и прекрасная диэлектрическая прочность, элегазовые выключатели приобрели популярность в приложениях высоких и сверхвысоких напряжений. Ниже перечисляются некоторые из преимуществ элегазовых выключателей, и их недостатки.

            Преимущества элегазовых выключателей:
Самое главное преимущество элегазовых выключателей заключается в прекрасной изоляции, гашении дуги, физических и химических свойствах газа SF6.
Элегаз не воспламеняется, и химически стабилен. Продукты распада газа не взрывоопасны, т.е., отсутствует риск воспламенения и взрыва.
В связи с диэлектрической прочностью SF6 электрические зазоры очень невелики.
Наружные элегазовые выключатели для сверхвысокого напряжения требуют меньшего количество прерывателей на полюс, чем выключатели с воздушной изоляцией и масляные выключатели. Наружные элегазовые выключатели просты, относительно недороги,  они компактные, и не требуют обслуживания.
На их работу не влияют изменения атмосферных условий.
Они работают бесшумно, не производя таких звуков, какие издают во время работы выключатели с воздушной изоляцией.
Не требуется частой замены контактов — время существования дуги невелико из-за хорошего ее гашения газом SF6, и поэтому эрозия контактов снижена. Контакты также не подвержены окислению.
Поскольку во время существования дуги не образуются частицы углерода, не возникает снижение диэлектрической прочности SF6.
Минимальное обслуживание. Выключатель может потребовать обслуживания один раз в 4-10 лет.
Герметичная конструкция предотвращает загрязнение газа влагой, пылью, песком и т. п. Не требуется дорогостоящей системы сжатого воздуха, как в случае выключателей с воздушной изоляцией.
Тот же самый газ возвращается в систему, снижая общую потребность в газе SF6.
Отсутствуют проблемы перенапряжения. Дуга гасится при естественном нулевом токе, без амплитудного ограничения тока, и связанным с ним перенапряжением, возникающим между клеммами выключателя.
Элегазовый выключатель без каких-либо проблем может выполнять различные задачи, такие как блокировка отказов короткого замыкания, разрыв линий передачи электроэнергии, не имеющих нагрузки, конденсаторная коммутация, реакторное переключение, и т.п.
Хорошие границы нагрузки. Для одного и того же размера проводников, благодаря высокой теплопроводности элегаза, предельная токовая нагрузка элегазовых выключателей, примерно в 1.5 раза выше, чем у выключателей с воздушной изоляцией.

Недостатки элегазовых выключателей:
Некачественные стыки в корпусах выключателей приводят к утечкам газа SF6. Требуется непрерывное наблюдение за устройствами.
Элегаз в какой-то степени является удушающим газом. В случае утечки из корпуса выключателя, элегаз, будучи тяжелее воздуха, заполняет окружающее помещение, и может привести к удушению обслуживающего персонала. При этом он не ядовит.
Элегаз, в котором произошло гашение дуги — ядовит, и следует стараться не вдыхать его.
Внутренние части элегазового выключателя требуют тщательной очистки во время профилактического обслуживания в чистом и сухом окружении. Необходимо удалять пыль тефлона и сульфиды.
Для транспортировки элегаза, его передачи, или поддержки качества газа нужно специальное оборудование. Ухудшение качества SF6 влияет на работу и надежность элегазовых выключателей.

            Применение элегазовых выключателей:
Элегазовые выключатели, в основном, применяются для высокого напряжения. Благодаря вышеперечисленным характеристикам и свойствам элегаза, такие выключатели применяются для задач коммутации, связанных с высоким и сверхвысоким напряжением.

Автоматические выключатели

SF6 — конструкция и принцип работы

Автоматический выключатель на основе гексафторида серы (SF6):

В выключателях SF6 в качестве среды гашения дуги используется гексафторид серы (SF6). SF6 является электроотрицательным газом и имеет сильную тенденцию поглощать свободные электроны. Контакты выключателя размыкаются в потоке газа SF6 под высоким давлением, и между ними зажигается дуга. Проводящие свободные электроны в дуге быстро захватываются газом с образованием относительно неподвижных отрицательных ионов.Эта потеря проводящих электронов в дуге быстро увеличивает прочность изоляции, чтобы погасить дугу. Автоматические выключатели SF6 оказались очень эффективными для работы с высокой мощностью и высоким напряжением.

Конструкция элегазового выключателя:

На приведенном выше рисунке показаны части типичного выключателя SF6 . Он состоит из неподвижных и подвижных контактов, заключенных в камеру (называемую камерой прерывания дуги), содержащую газ SF6.Эта камера соединена с резервуаром для газа SF6. Когда контакты выключателя размыкаются, клапанный механизм позволяет газу SF6 под высоким давлением течь из резервуара в камеру прерывания дуги.

Неподвижный контакт представляет собой полый цилиндрический токопроводящий контакт, снабженный дугогасительным рупором. Подвижный контакт также представляет собой полый цилиндр с прямоугольными отверстиями по бокам, позволяющими газу SF6 выходить через эти отверстия после прохождения вдоль и поперек дуги.Наконечники неподвижного контакта, подвижного контакта и дугогасящего рупора покрыты дугостойким медно-вольфрамовым материалом. Поскольку элегаз является дорогостоящим, его восстанавливают и утилизируют с помощью подходящей вспомогательной системы после каждой операции выключателя.

Принцип работы элегазового выключателя:

В замкнутом положении выключателя SF6 контакты остаются окруженными газом SF6 под давлением около 2 · 8 кг / см2. Когда прерыватель срабатывает, подвижный контакт размыкается, и между контактами зажигается дуга.Движение подвижного контакта синхронизируется с открытием клапана, который пропускает газ SF6 под давлением 14 кг / см2 из резервуара в камеру прерывания дуги.

Поток SF6 под высоким давлением быстро поглощает свободные электроны на пути дуги с образованием неподвижных отрицательных ионов, которые неэффективны в качестве носителей заряда. В результате среда между контактами быстро создает высокую диэлектрическую прочность и вызывает гашение дуги. После срабатывания выключателя (т.е., после гашения дуги) клапан закрывается за счет действия набора пружин.

Преимущества элегазовых выключателей:

Благодаря превосходным свойствам гашения дуги SF6 автоматические выключатели SF6 имеют много преимуществ перед масляными или воздушными выключателями. Некоторые из них перечислены ниже:

(i) Благодаря превосходным свойствам гашения дуги SF6 такие автоматические выключатели имеют очень короткое время горения дуги.

(ii) Поскольку электрическая прочность элегаза SF6 в 2–3 раза выше, чем у воздуха, такие выключатели могут отключать гораздо большие токи.

(iii) Прерыватель цепи SF6 обеспечивает бесшумную работу благодаря замкнутому газовому контуру и отсутствию выхлопа в атмосферу, в отличие от прерывателя цепи воздушного потока.

(iv) Закрытая газовая камера сохраняет внутреннюю часть сухой, чтобы не было проблем с влажностью.

(v) В таких выключателях нет риска возгорания, поскольку газ SF6 негорючий.

(vi) Отсутствие нагара, что устраняет проблемы с трекингом и изоляцией.

(vii) Выключатели SF6 отличаются низкими затратами на техническое обслуживание, легким фундаментом и минимальным количеством вспомогательного оборудования.

(viii) Поскольку элегазовые выключатели полностью закрыты и изолированы от атмосферы, они особенно подходят там, где существует опасность взрыва, например, в угольных шахтах.

SF6 автоматические выключатели Недостатки:

(i) SF6-выключатели дороги из-за высокой стоимости SF6.

(ii) Поскольку газ SF6 необходимо восстанавливать после каждой операции выключателя, для этой цели требуется дополнительное оборудование.

Автоматические выключатели SF6 Применения:

Типовой выключатель SF6 состоит из блоков прерывателей, каждый из которых способен выдерживать токи до 60 кА и напряжения в диапазоне 50–80 кВА. Количество блоков, подключенных последовательно в соответствии с напряжением системы. Выключатели SF6 были разработаны для напряжений от 115 кВ до 230 кВ, номинальной мощности от 10 до 20 МВА и времени отключения менее 3 циклов.

Что такое автоматический выключатель SF6? Конструкция, принцип работы, преимущества и недостатки элегазового выключателя

Автоматический выключатель, в котором для гашения дуги используется газ под давлением SF ₆ , называется автоматическим выключателем SF ₆ .SF ₆ (гексафторид серы) газ обладает отличными диэлектрическими, гашением дуги, химическими и другими физическими свойствами, которые доказали его превосходство над другими средами для гашения дуги, такими как масло или воздух. Выключатели SF ₆ в основном делятся на три типа

• Автоматический выключатель поршневой без нагнетания
• Однопоршневой автоматический выключатель.
• Двухконтурный поршневой выключатель.

В автоматическом выключателе, в котором в качестве изолирующей среды использовались воздух и масло, сила гашения дуги нарастала относительно медленно после перемещения контакта.В высоковольтных выключателях используются свойства быстрого гашения дуги, которые требуют меньше времени для быстрого восстановления, нарастания напряжения. Выключатели SF ₆ в этом отношении обладают хорошими характеристиками по сравнению с масляными или воздушными выключателями. Так в высоковольтных сетях до 760 кВ используются выключатели SF ₆ .

Свойства автоматического выключателя на основе гексафторида серы

Гексафторид серы обладает очень хорошими изоляционными и дугогасящими свойствами. Эти свойства:

• Это бесцветный, без запаха, нетоксичный и негорючий газ.
• SF ₆ Газ чрезвычайно стабилен и инертен, а его плотность в пять раз больше плотности воздуха.
• Он имеет более высокую теплопроводность, чем у воздуха, и способствует лучшему охлаждению токоведущих частей.
• SF ₆ Газ сильно электроотрицателен, что означает, что свободные электроны легко удаляются из разряда за счет образования отрицательных ионов.
• Обладает уникальным свойством быстрой рекомбинации после удаления искры, возбуждающей источник питания.Он в 100 раз более эффективен по сравнению со средой для гашения дуги.
• Его электрическая прочность в 2,5 раза выше, чем у воздуха, и на 30% меньше, чем у диэлектрического масла. При высоком давлении диэлектрическая прочность газа увеличивается.
• Влага очень опасна для автоматического выключателя SF ₆ . Из-за сочетания влажности и газа SF ₆ образуется фтористый водород (при прерывании дуги), который может повредить части выключателей.

Конструкция SF

₆ Автоматические выключатели

SF _{6 Автоматические выключатели} в основном состоят из двух частей, а именно (а) блока прерывателя и (б) газовой системы.

Блок прерывателя — Этот блок состоит из подвижных и неподвижных контактов, состоящих из набора токоведущих частей и датчика дуги. Он соединен с газовым резервуаром SF ₆ . Этот блок состоит из скользящих отверстий в подвижных контактах, через которые газ под высоким давлением попадает в основной резервуар.

Газовая система — Газовая система с замкнутым контуром используется в автоматических выключателях SF ₆ . Газ SF ₆ стоит дорого, поэтому его восстанавливают после каждой операции.Этот агрегат состоит из камер низкого и высокого давления с аварийной сигнализацией низкого давления и переключателями аварийной сигнализации. Когда давление газа очень низкое, из-за чего снижается диэлектрическая прочность газов и снижается способность гашения дуги выключателей, эта система подает предупреждающий сигнал.

Принцип работы SF

₆ Автоматический выключатель

В нормальных условиях эксплуатации контакты выключателя замкнуты. Когда в системе возникает неисправность, контакты размыкаются, и между ними зажигается дуга.2 таким образом; он хранится в резервуаре низкого давления. Этот газ низкого давления возвращается в резервуар высокого давления для повторного использования.

Теперь давление поршня дневного вытяжного вентилятора используется для создания давления гашения дуги во время операции размыкания с помощью поршня, прикрепленного к подвижным контактам.

Преимущество выключателя SF

₆

SF _{6 Автоматические выключатели} имеют следующие преимущества перед обычными выключателями

1. SF ₆ Газ обладает отличными изоляционными, дугогасящими и многими другими свойствами, которые являются величайшими преимуществами автоматических выключателей SF ₆ .
2. Газ негорючий и химически устойчивый. Продукты их разложения невзрывоопасны и, следовательно, нет риска возгорания или взрыва.
3. Электрический зазор значительно уменьшен из-за высокой диэлектрической прочности SF ₆ .
4. На его производительность не влияют колебания атмосферных условий.
5. Он обеспечивает бесшумную работу и отсутствие проблем с перенапряжением, поскольку дуга гаснет при нулевом естественном токе.
6. Нет снижения электрической прочности диэлектрика, потому что во время дуги не образуются частицы углерода.
7. Требуется меньше обслуживания и не требуется дорогостоящая система сжатого воздуха.
8. SF ₆ выполняет различные функции, такие как устранение коротких замыканий на линии, переключение, размыкание ненагруженных линий электропередачи, реактора трансформатора и т. Д. Без каких-либо проблем.

Недостатки выключателей SF

₆

1. SF ₆ газ до некоторой степени удушает.В случае утечки в баке прерывателя газ SF ₆ тяжелее воздуха и, следовательно, SF ₆ оседает в окружающей среде и приводит к удушению обслуживающего персонала.
2. Попадание влаги в бак выключателя SF ₆ очень вредно для выключателя и вызывает несколько отказов.
3. Внутренние части нуждаются в очистке во время периодического обслуживания в чистой и сухой среде.
4. Требуется специальное сооружение для транспортировки и поддержания качества газа.

Типы автоматических выключателей SF6, принципы работы и техническое обслуживание.

Автоматический выключатель

SF6 — это огнетушитель, в котором для охлаждения и гашения дуги используется газообразный гексафторид серы.

Это тип автоматического выключателя, используемый для защиты электрических сетей, электростанций и распределительных систем.

Газообразный гексафторид серы обладает сильной электроотрицательностью и изолирующими свойствами, что делает их лучшим вариантом, чем воздушные и масляные выключатели.

Типы выключателей на основе гексафторида серы

Три типа элегазовых выключателей, в том числе

• Одиночный прерыватель SF6 CB, они используют напряжение до 245 кВ (220 кВ).
• Двойной прерыватель SF6 CB, используется на напряжениях до 420 кВ (400 кВ).
• Четыре прерывателя SF6 CB, используемые на напряжениях до 800 кВ (715 кВ).

Принцип работы элегазового выключателя

В высоковольтном выключателе, таком как SF6, прерывание тока достигается разделением контактов в газовой среде.

SF6 состоит из неподвижных и подвижных контактов, заключенных в газовую систему под давлением около 2,8 кг / см ² .

При возникновении неисправности подвижные контакты разъединяются, и между ними возникает дуга.

Разделение подвижных контактов осуществляется через открывающийся клапан, который позволяет потоку элегаза под высоким давлением при 14 кг / см. ² зажигать дугу и гасить их.

Поскольку газ SF6 является электроотрицательным и сильно любит свободные электроны, он поглощает проводящие свободные электроны в дуге с образованием неподвижных отрицательных ионов.

Преимущества выключателя SF

₆

В плюсы входят

• Их легче обслуживать.
• Производят неопасный газ.
• Из-за своей замкнутости производят меньше шума.
• Лучшие огнетушители благодаря своим диэлектрическим свойствам.
• Отсутствие риска возникновения пожара, поскольку газ негорючий.

Недостатки

• Вызывает парниковый эффект : Парниковый эффект — это когда газы в атмосфере, такие как CO2, улавливают энергию, которая должна излучаться обратно в космос, делая землю теплее.

Газ SF6 оказывает аналогичное действие при попадании в окружающую среду. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, SF6 является самым мощным парниковым газом, который она оценила, с потенциалом глобального потепления в 22 200 раз больше, чем у CO2, по сравнению с периодом в сто лет.

• Он вытесняет кислород: Поскольку SF ₆ тяжелее воздуха, он может вытеснять кислород. Мы всегда должны быть осторожны при входе в замкнутое пространство, чтобы избежать риска вытеснения кислорода.

• Это дорого из-за стоимости газа SF6.
• Поскольку прерыватель восстанавливает газ после каждой операции, для этой цели требуется дополнительное оборудование.

Свойства элегазового выключателя

• В чистом виде не имеет цвета, запаха и нетоксичен.
• Он имеет хорошую диэлектрическую прочность, примерно в три раза больше, чем у воздуха при атмосферном давлении для расстояния между электродами. Электрическая прочность также увеличивается с увеличением давления.
• Sf6 в 100 раз эффективнее воздуха в гашении случайной дуги.
• Обладают высокой теплопроводностью.
• Это инертный и стабильный газ, его плотность выше, чем у воздуха.
• Sf6 — это электроотрицательный газ, что делает его отличным изолятором.
• Это лучший огнетушитель, чем воздушный носитель.
• SF6 негорючий, что означает отсутствие риска возникновения пожара.

Конструкция выключателя на основе гексафторида серы

Автоматический выключатель на основе гексафторида серы состоит из двух основных частей

• Блок прерывателя
• Газовая система

Блок прерывателя

Прерыватель выключателя с гексафторидом серы содержит неподвижный и подвижный контактный экран в камере, называемой камерой прерывания дуги.

Затем камера соединяется с газовым резервуаром выключателя. Когда прерыватель обнаруживает неисправность, он выпускает газ под высоким давлением из резервуара для охлаждения и гашения дуги.

Газовая система

Газовая система состоит из камеры низкого и высокого давления. Он также имеет сигнализацию низкого давления и переключатель, который сигнализирует, когда давление газа становится низким.

Газ под низким давлением может снизить диэлектрическую проницаемость и мощность тушения выключателя.

А поскольку газ SF6 стоит дорого, его обычно реформируют после каждой операции.

Техническое обслуживание элегазового выключателя

Распространенная проблема с элегазовым выключателем — утечка газа. Когда происходит утечка, давление газа снижается. Это снижает гасящую способность автоматического выключателя.

Чтобы этого избежать, всегда проверяйте выключатели почаще. Вы можете проверить это по стрелке газового манометра.

Если манометр показывает снижение давления газа, проверьте его на утечку газа.

Для испытаний на утечку газа требуется мыльная вода или детектор SF6. Если есть утечка, обратитесь к инженеру для устранения.

Вы также можете заполнить автоматический выключатель новым газом SF6, чтобы уравновесить потерю давления.

Спасибо, что прочитали статью.

Автоматические выключатели SF6

SF6 имеет ряд преимуществ при использовании в качестве электроизолятора.

гексафторид серы (SF6) отличный изолирующий газ и газ для гашения дуги

Краткий обзор основных свойств SF6

1. Бесцветный и без запаха
2. в 5 раз тяжелее воздуха
3. Термостойкость до 500 ° C
4. Химически стабильный
5. Нетоксичный
6. Отличные диэлектрические свойства
7. Невоспламеняющийся
8. Превосходные свойства гашения дуги

Преимущества SF6

SF6

имеет ряд преимуществ при использовании в качестве изолятора.Диэлектрическая прочность SF6 увеличивается с увеличением давления, поэтому можно использовать выключатели меньшего размера при более высоких напряжениях. Выключатели имеют меньшую площадь основания, поэтому они используют меньше недвижимости, что может быть очень дорогим. Они очень надежны и требуют меньшего обслуживания, чем воздушные дробилки или масляные выключатели, и могут эффективно работать при более высоких напряжениях.

SF6 в холодном климате

Азот и фреон-14 добавляются для обеспечения газификации SF6 при более низких температурах. SF6 имеет тенденцию к сжижению и образованию скоплений при более низких температурах.Это снижает внутреннее давление, что снижает электрическую прочность.

Мертвые танки против живых танков

Мертвые танковые выключатели заземлили танки. В автоматических выключателях резервуаров под напряжением используется изолирующая колонна для размещения механизма и контактных узлов, поэтому они находятся под напряжением системы (под напряжением).

Влага в элегазе SF6

ANSI / NETA MTS определяет влажность элегаза SF6 во время эксплуатации не более 200 ppm. Ссылка ANSI / NETA MTS Таблица 100.13.

Опасные побочные продукты в газе SF6

Поскольку SF6 разлагается во время горения дуги, образуются фториды металлов, которые являются коррозионными.При обслуживании неисправных элегазовых выключателей может потребоваться полная защита тела и кислородные респираторы для предотвращения контакта фторидов с кожей или их вдыхания. Любая влага на теле или в нем образует плавиковую кислоту.

4 категории риска загрязнения элегазом

1. Новый газ в баллонах от производителя газа.
2. Использовалось или обрабатывалось без дуги, но не содержит побочных продуктов дуги
3. Обычно образующиеся коррозионные побочные продукты менее 200 ppm
4. Сильная дуга содержит побочные продукты дуги более одного процента по объему.

SF

⁶ Пределы испытаний газа

Техническое обслуживание выключателя SF6 | Статьи

T&D Guardian

Технология двойного давления и нагнетания используется в конфигурациях силовых выключателей как с живым, так и с мертвым баком. Выключатель бака под напряжением относится к оборудованию, в котором блок прерывателя (включая корпус) всегда находится под напряжением сетевого потенциала.«Мертвые» выключатели резервуаров относятся к оборудованию, в котором прерыватель находится под линейным потенциалом, а резервуар (корпус) находится под потенциалом земли. Внутренние сходства и различия этих двух технологий будут рассмотрены ниже.

Экономика

За последние 10–15 лет многие коммунальные и промышленные пользователи силовых выключателей, заполненных элегазом, столкнулись с необходимостью снизить затраты при сохранении или даже повышении эксплуатационной надежности своей инфраструктуры T&D.Во многих случаях эти требования вынуждали менеджеров по техническому обслуживанию и организации по управлению активами сокращать общую частоту и объем технического обслуживания своих высоковольтных выключателей. В то же время повысилась доступность или «время безотказной работы» оборудования, а также повысились системные требования из-за роста нагрузки и увеличения ввода генерации в сеть T&D. Эти требования учитывают отложенное или даже реактивное обслуживание этого критически важного оборудования. Многие управляющие активами реализуют разнообразную комбинацию программ обслуживания по времени (TBM), обслуживания по состоянию (CBM) и обслуживания, ориентированного на надежность (RCM), чтобы обеспечить выполнение «правильного» обслуживания в «правильные» интервалы времени. правильное «оборудование».

Заявление и вопросы

Техническое обслуживание элегазового выключателя зависит от многих факторов, включая:

1. Применение или режим работы — Автоматический выключатель может быть линейным, защитным выключателем генератора на стороне высокого напряжения, переключением группы или реактора и т.д. срок его службы.
2. Окружающая среда — Окружающая среда, в которой расположен автоматический выключатель, может сильно повлиять на «требования» обслуживания этих выключателей. Например, в прибрежных районах может потребоваться более строгое внешнее обслуживание систем уплотнений, изоляторов проходных изоляторов и оборудования из-за коррозии в результате воздействия соленого воздуха.
3. Предыдущие методы технического обслуживания — Какое техническое обслуживание, если таковое проводилось, было выполнено с выключателем (ами)? Доступны ли какие-либо записи за последний интервал технического обслуживания и / или пусконаладочные испытания для справки, сравнения и анализа тенденций?
4. Знание — Обладает ли местный обслуживающий персонал опытом, чтобы надлежащим образом обслуживать выключатели? В отрасли продолжается «утечка» опыта из-за вывода из эксплуатации и консолидации коммунальных предприятий. В большинстве случаев ответственность за большую и разнообразную группу выключателей может снизить эффективность обслуживающего персонала.
5. Детали — Сокращение запасов на складе владельца, модернизация компонентов OEM и увеличение «срока годности» деталей.
6. Критичность обслуживаемой нагрузки — Последствия незапланированного отключения могут привести к принятию различных стратегий обслуживания одной и той же модели выключателя, применяемой на разных участках сети.Например. TBM может быть подходящим для автоматического выключателя, защищающего биржу, в то время как RCM может быть подходящим подходом для того же выключателя, защищающего менее критическую нагрузку.

Рекомендации по техобслуживанию OEM

Требования к техническому обслуживанию автоматического выключателя

сильно различаются в зависимости от производителя и стиля, класса напряжения и типа механизма. Большинство OEM-производителей рекомендуют сочетание технического обслуживания по времени и по состоянию. TBM ежемесячных визуальных проверок для следующего: регистрация давления (плотности) SF6, отслеживание рабочего счетчика и общая проверка состояния выключателя.Ежегодно выполняется проверка состояния нагревателей шкафа, предотвращающего образование конденсата, общего состояния аппаратуры управления и компонентов механизма в шкафу выключателя. Следующие интервалы TBM (от пяти до семи лет) предназначены для следующих испытаний: синхронизация, контактное сопротивление, контрольная и вспомогательная сигнализация, сигнализация влажности SF6 и низкой плотности газа. В течение этого интервала также рекомендуется техническое обслуживание механизма. Следующий интервал от 10 до 12 лет предназначен для «капитального» обслуживания. Как правило, он включает более раннее (5-7 лет) обслуживание и визуальный осмотр контактов прерывателя, а также замену вышедших из строя уплотнений и осушителя.Рекомендации CBM «ласточкин хвост» в отношении методов TBM, указанных выше, но рассматривают механические операции на гидромолоте (2000-2500) для осмотра и обслуживания. В рекомендациях CBM также учитывается величина (кА) нагрузки при отказе и количество операций по устранению неисправности, которые выключатель должен был прервать, либо во время установки, либо после последнего капитального или капитального ремонта выключателя.

Что и когда делать?

Владельцы оборудования должны учитывать все эти вопросы и условия (и многое другое, конечно) при разработке своих методов и политики обслуживания выключателей.Эти методы могут варьироваться от базового обслуживания (когда оно выходит из строя), до превышения частоты и объема, рекомендованного производителем оборудования, и, очевидно, где-то посередине. Следует учитывать некоторые основные принципы обслуживания:

1. Обязательны периодические внешние осмотры! Они могут варьироваться от ежемесячных визуальных проверок до многолетних испытаний. Мониторы выключателей могут только так много.
2. Применение выключателя напрямую влияет на его требования к техническому обслуживанию.Нечасто используемый выключатель обычно имеет больше проблем, чем часто используемый выключатель.
Обновления
3. — у большинства OEM-производителей есть обновления компонентов или процессов выключателя, чтобы продлить срок службы или функциональность компонентов. Знает ли об этом владелец выключателя?
4. Технология технического обслуживания — от интегрированного программного обеспечения для управления техническим обслуживанием до удаленного мониторинга выключателя.
5. Действующие прерыватели цистерны по сравнению с выключателями глухой цистерны — Действующие выключатели цистерны обычно лучше работают при переключении и имеют более высокую устойчивость к побочным продуктам дуги и загрязнению, чем выключатели мертвой емкости.SF6-выключатели с мертвым баком более похожи на своих предшественников (масляные выключатели) и лучше подходят и работают с точки зрения защиты.
6. Тип рабочего механизма — Ниже приведен список наиболее распространенных типов рабочего механизма. Всем им присущи преимущества и недостатки, но большинство из них используются в промышленности в течение многих лет. Приводной механизм — это компонент выключателя, который требует наиболее частого технического обслуживания.

Пружина / Пружина (необходимо поддерживать надлежащую смазку)

Пружина / гидравлика

Гидравлическое (устранение течи, целостность гидроаккумулятора)

Пневматический

Пружина / пневматика (обслуживание пневмосистемы / компрессора)

7.Вспомогательные компоненты и элементы управления — эти компоненты (реле, таймеры, нагреватели и т. Д.) Следует периодически проверять, чтобы гарантировать правильную работу.

8. Утечка газа SF6 — выключатели SF6 (действующий и мертвый резервуары) обычно имеют комбинацию статических уплотнений (уплотнительных колец и прокладок), а также узлов динамического уплотнения, в которых энергия механизма передается через блок прерывателя. Со временем уплотнения ухудшаются из-за условий окружающей среды и воздействия, и их необходимо будет заменить.Недавние неоткрывающие технологии, такие как лазерное обнаружение утечек, улучшили способность точно определять источник утечек SF6, чтобы можно было планировать корректирующие действия.

Испытания и обслуживание выключателей SF6

Industrial Tests, Inc. предоставляет комплексные услуги по тестированию SF6 в рамках наших услуг по электрическому тестированию и техническому обслуживанию. Мы проводим тестирование Sf6 для промышленных предприятий, крупных коммерческих объектов и муниципальных электростанций. Мы доступны 24 часа в сутки, семь дней в неделю и являемся первым выбором менеджера по техническому обслуживанию для электрических испытаний, технического обслуживания и ремонта.

Масляные автоматические выключатели

OCB

требуют регулярного визуального осмотра на предмет физических повреждений, слабого крепления, выравнивания и заземления. Все механические операции и испытания выравнивания контактов должны проводиться как на выключателе, так и на его приводном механизме. Следует проверить работу автобуса на предмет ослабленных соединений. Необходимо выполнить проверку на утечки масла и испытания состояния масла. Электрические испытания, такие как контактное сопротивление, испытания напряжения катушки отключения / замыкания, испытания сопротивления изоляции и другие, должны проводиться в плановом порядке и иметь тенденцию к правильной и безопасной эксплуатации.Кроме того, испытания масла используются для оценки состава масла с точки зрения его чистоты и количества загрязняющих веществ, фальсифицирующих масло. Такие вещи, как изоляция или проводка, могли порваться и загрязнить масло, что сделало масло менее эффективным.

Услуги по ремонту выключателя

включают:

• Оценка, очистка, обслуживание и тестирование
• Капитальный ремонт и доработка
• Мелкий ремонт и доработка
• Установка и снятие дополнительных принадлежностей
• Модернизация и модернизация
• Калибровка единиц
• Первичное и вторичное тестирование

Услуги по испытанию выключателей включают:

• Проверка сопротивления контакта выключателя
• Проверка сопротивления изоляции каждого полюса относительно земли
• Испытания на превышение потенциала

SF6 и вакуумные автоматические выключатели

Эти блоки необходимо проверить на предмет физических повреждений и эрозии, вызванных загрязнением масла и изоляции.Таблички с именами следует сверять с файлами документов, чтобы гарантировать, что все соответствует производственным стандартам. Крепления, выравнивание и заземление, а также болтовые соединения шин необходимо тщательно проверить на предмет повреждений. Проверка на утечки элегаза или вакуума должна выполняться обученными техническими специалистами и инженерами ITI, которые предоставляют услуги в соответствии со стандартами NETA. Контактное сопротивление выключателя, сопротивление изоляции каждого полюса относительно земли, испытания на перенапряжение и другие операции должны выполняться через регулярные промежутки времени для обеспечения безопасной эксплуатации.

Эти автоматические выключатели обычно используются для напряжений от 33 кВ до 800 кВ. Существует три основных типа автоматических выключателей SF6, предназначенных для работы с различными напряжениями.

1. SF6 с одиночным прерывателем для систем на 245 кВ
2. Два элегазовых прерывателя для систем на 420 кВ
3. SF6 с четырьмя прерывателями для систем на 800 кВ

Услуги по ремонту выключателя Включают:

• Оценка, очистка, обслуживание и тестирование
• Капитальный ремонт и доработка
• Мелкий ремонт и доработка
• Установка и снятие дополнительных принадлежностей
• Модернизация и модернизация
• Калибровка единиц
• Первичное и вторичное тестирование

Услуги по испытанию выключателей включают:

• Проверка сопротивления контакта выключателя
• Проверка сопротивления изоляции каждого полюса относительно земли
• Испытание на превышение потенциала

Преимущества элегазовых и масляных автоматических выключателей

• Увеличение срока службы оборудования за счет строгих правил обслуживания
• Уменьшить стоимость ремонта за счет проведения профилактических мероприятий
• Предотвращает выход из строя элегазовых и масляных автоматических выключателей, что приведет к остановке завода.
• Душевное спокойствие благодаря членам NETA с 35-летним опытом работы над ремонтом
• Круглосуточное обслуживание клиентов в экстренных случаях
• Конкурентоспособные и честные котировки и ставки
• Безупречный рекорд безопасности для всех сотрудников

О элегазовых автоматических выключателях

Электрический автоматический выключатель

SF6 — это устройство, в котором действует ток с SF6 или гексафторидом серы, проходящим по его контактам.Он отключает питание при чрезмерном подаче электроэнергии, превышающей допустимое напряжение, чтобы предотвратить перегрузку цепи. Уровень электроотрицательности в автоматическом выключателе высокий, поэтому он имеет аналогичную способность поглощения свободных электронов. Сразу после столкновения с молекулой газа SF6 происходит поглощение свободных электронов, и затем электрон превращается в отрицательный ион, который весит намного больше, чем свободный электрон. Это причина того, что подвижность заряженных частиц, которая несет единоличную ответственность за прохождение тока через газ SF6, требует лишь минимального количества газа SF6 по сравнению с тем, когда для этой цели используются другие газы.

Области применения элегазового выключателя

Низкая вязкость газообразного SF6, что в общих чертах переводится как меньшая молекулярная подвижность, привела к полезным свойствам, которые сделали этот тип автоматического выключателя более совершенным, чем другие, например следующие:

• Конвекционная теплопередача эффективна с элегазом SF6
• Высокая диэлектрическая проницаемость и охлаждающий эффект газа AF6 сделали его в сотни раз более мощным, чем воздух или другие газы
• SF6 совместим со всеми видами электроэнергии от среднего до высокого напряжения
Автоматические выключатели
• SF6 в диапазоне от 33 кВ до более 800 кВ благодаря прочности и гибкости газа SF6

Нижняя сторона элегазового выключателя

Следующие недостатки элегазового выключателя не имеют ничего общего с характеристиками самого устройства, а связаны только с классификацией газа и типом устройства:

• SF6, классифицируемый как парниковый газ, строго регулируется в различных странах по предотвращению загрязнения воздуха.Правильная утилизация является обязательной.
• Для элегазового выключателя типа Puffer характерна высокая механическая энергия. Известно, что он требует в пять раз больше механической энергии, чем масляный выключатель.

Пуффер — это недавняя инновация в дизайне, упрощающая процедуру отключения выключателя. Здесь энергия дуги обрабатывается для создания давления в дугогасительной камере специально для гашения дуги. Газ SF6 под давлением загружается в прерыватель, определенные контактные зазоры вставляются в два фиксированных контакта, и оба соединены со скользящим цилиндром — где он соединен с одним неподвижным поршнем для предотвращения перемещений во время скольжения цилиндра для уменьшения или увеличения объема внутренне.

3 вида элегазовых выключателей в соответствии с уровнем напряжения

Группировка элегазовых выключателей зависит от уровня напряжения — основные области применения:

• Одиночный прерыватель, ограниченный до 245 кВ
• Два прерывателя с ограничением до 420 кВ
• Четыре прерывателя с ограничением до 800 кВ

Цикл генерации в элегазовом выключателе совсем не сложен — во-первых, должны проявиться сжатие и хранение газа в резервуаре с высоким давлением.Затем сжатый газ медленно выпускается и оседает в резервуаре низкого давления, а затем повторно используется, когда его перекачивают обратно в резервуар под давлением.

Расположение скользящего цилиндра в установке внутри автоматического выключателя имеет значение. Когда цилиндр направлен вниз напротив неподвижного поршня, объем внутри цилиндра уменьшается за счет сжатия газа SF6, образующегося внутри на этапе открытия. Однако, когда положение цилиндра смещено на другую сторону, направленную вверх, когда выключатель включен — с сохранением положения поршня, объем увеличивается, что приводит к относительно низкому давлению внутри по сравнению с внешней средой — запускает газ SF6 зайти внутрь цилиндра.Когда давление газа повышается, проходя через осевой канал, попадая через вентиляционное отверстие внутри цилиндра, происходит гашение дуги по мере возникновения потока.

Узнайте больше о нашей полной линейке испытаний выключателей для промышленных предприятий, крупных коммерческих объектов и муниципальных электростанций.

Проведение испытаний и обслуживания выключателя SF6 в Калифорнии и по всей стране

С офисами за пределами Сакраменто и Фресно, Калифорния, Industrial Tests, Inc. предоставляет услуги по тестированию и техническому обслуживанию выключателя Sf6 клиентам по всей территории , Калифорния, , включая Сан-Франциско, Лос-Анджелес и Сан-Диего, а также Аризону, Неваду, Орегон, Вашингтон, Техас и по всей стране. Мы обслуживаем промышленных, коммерческих и муниципальных клиентов в различных отраслях промышленности, включая электростанции, электростанции, ветряные и солнечные, нефтехимические, производственные, отели, больницы, муниципалитеты, оборонных подрядчиков, центры обработки данных и многие другие приложения, которые зависят от высокой мощности электрическое оборудование.Какими бы ни были ваши потребности в тестировании и обслуживании выключателя Sf6, свяжитесь с нами, и мы позаботимся о том, чтобы к вашему оборудованию обращались с соблюдением требований безопасности и ухода, которых оно заслуживает. Смотрите нашу полную линейку электрических испытаний.

Автоматический выключатель с гексафторидом серы — Типы, конструкция и принцип работы —

В элегазовом выключателе в качестве среды гашения дуги используется гексафторид серы.

Газообразный гексафторид серы (SF6) является электроотрицательным газом и обладает высокой способностью поглощать свободные электроны.Контакты выключателя размыкаются в потоке газа гексафторида серы (SF6) под высоким давлением, и между ними зажигается дуга. Газ захватывает проводящие свободные электроны в дуге с образованием относительно устаревших отрицательных ионов. Эта потеря проводящих электронов в дуге быстро создает достаточную прочность изоляции для гашения дуги.

По сравнению с другими типами выключателей, выключатели с гексафторидом серы оказались очень эффективными для работы с высокой мощностью и высоким напряжением.

Автоматический выключатель

SF6 используется на подстанциях для всех напряжений от 144 до 765 кВ или даже выше. Длительные токи до 8000 А и симметричные отключающие характеристики до 63 кА при 765 кВ и 80 кА при 230 кВ.

Автоматический выключатель с гексафторидом серы (SF6)

Автоматический выключатель, в котором газ SF ₆ под давлением используется для гашения дуги, называется автоматическим выключателем SF ₆ . Газ SF ₆ имеет отличные диэлектрические, дугогасительные, химические и различные физические вещества, которые доказали свою конкурентоспособность по сравнению с другими средствами гашения дуги, такими как масло или воздух.

Конструкция элегазового выключателя

Автоматический выключатель SF6 состоит из двух (2) основных частей:

1. Блок прерывателя
2. Газовая система

Блок прерывателя

Блок прерывателя силового выключателя из гексафторида серы (SF6), состоящий из неподвижных и подвижных контактов, заключенных в камеру.

Камера называется камерой прерывания дуги, которая содержит газ SF6. Эта камера соединена с резервуаром для газа гексафторида серы (SF6).Клапанный механизм предназначен для подачи газа в камеру прерывания дуги.

Когда контакты прерывателя разблокированы, клапанный механизм дает возможность газу гексафторида серы под высоким давлением течь из резервуара в камеру прерывания дуги.

Неподвижный контакт представляет собой раздутый цилиндрический токоведущий контакт, снабженный дугогасителем. Подвижный контакт также представляет собой раздутый цилиндр с прямоугольными отверстиями по бокам.

Отверстия позволяют газу гексафторида серы (SF6) выходить через них после прохождения вдоль и поперек дуги.

Наконечники фиксированного контакта, подвижного контакта и дугогасительного устройства изготовлены из медно-вольфрамового материала, устойчивого к дуге.

Газовая система

Поскольку давление газа очень высокое, необходимо принять меры для предотвращения утечки газа в соединениях путем обеспечения идеального масштабирования.

Системы низкого и высокого давления оснащены сигнализаторами низкого давления и набором переключателей блокировки, которые выдают предупреждение в момент, когда давление газа падает ниже определенного значения, поскольку в противном случае произойдет снижение диэлектрической прочности и способности гасить дугу. прерыватель находится под угрозой.

При достижении предела опасности предохранительные устройства блокируют выключатель. Устройства безопасности путепровода следят за тем, чтобы неисправность в цепи управления не позволяла компрессору создавать избыточное давление в резервуаре высокого давления или продолжать перекачивать газ в атмосферу в случае серьезной утечки.

Газ удерживается внутри камеры с сильным ударом при 16 атмосфер, тогда как уровень давления в неагрессивном аспекте составляет три атмосферы.

Градус 20 ° C для предотвращения сжижения газа в камере высокого давления при низкой температуре; в камере высокого давления установлен нагреватель.Термостат устанавливается на включение, когда температура окружающей среды опускается ниже 16 ° C.

Работа элегазового выключателя

Работа элегазового выключателя первого поколения была довольно простой и в некоторой степени похожа на воздушный выключатель. Здесь газ SF6 был сжат и хранился в сосуде высокого давления. При срабатывании выключателя SF6 этот сильно сжатый газ высвобождается через дугу в выключателе и собирается в резервуар с относительно низким давлением, а затем перекачивается обратно в резервуар высокого давления для повторного использования.

Работа элегазового выключателя в наше время немного изменилась. Новизна конструкции пуфферского типа значительно упрощает работу с элегазовым выключателем. В конструкции буферного типа энергия дуги используется для определения давления в дугогасительной камере для гашения дуги. Здесь отбойный молоток загружается газом SF ₆ при номинальном давлении. Есть два постоянных контакта с определенным контактным зазором. Скользящий цилиндр соединяет их с постоянными контактами. Цилиндр может скользить в осевом направлении вверх и вниз за счет контактов.Внутри цилиндра находится один неподвижный поршень, который является постоянным с другими неподвижными частями выключателя на основе гексафторида серы, так что он не может менять свое положение во время движения цилиндра. Поскольку поршень зафиксирован, а цилиндр подвижен или скользит, внутренний объем цилиндра изменяется при скольжении цилиндра.

Во время размыкания прерывателя цилиндр перемещается вниз против положения неподвижного поршня, поэтому объем внутри цилиндра уменьшается, что создает сжатый газ SF ₆ внутри цилиндра.Цилиндр имеет несколько боковых отверстий, которые были заблокированы верхним корпусом постоянного контакта в закрытом положении.

По мере того, как цилиндр опускается намного ниже, эти вентиляционные отверстия проходят через более высокий постоянный контакт и разблокируются, а затем сжимаются SF ₆ Газ внутри цилиндра будет выходить через эти вентиляционные отверстия с высокой скоростью в сторону дуги и проходит через осевые отверстие обоих постоянных контактов. Этим потоком элегаза SF6 дуга гасится.

Свойства автоматического выключателя на основе гексафторида серы

Гексафторид серы обладает очень хорошими изоляционными свойствами и гашением дуги.Эти особенности

• Это бесцветный, без запаха, нетоксичный и негорючий газ.
• SF ₆ Газ чрезвычайно стабилен и инертен, а его плотность в пять раз больше плотности воздуха.
• Он имеет более высокую теплопроводность, чем у воздуха, и способствует лучшему охлаждению токоведущих частей.
• SF ₆ Газ сильно электроотрицателен, что означает, что свободные электроны легко удаляются из разряда структурой отрицательных ионов.
• Он обладает уникальной особенностью быстрой рекомбинации после удаления искры, возбуждающей источник. Он в 100 раз более эффективен по сравнению со средой для гашения дуги.
• Его изоляционная прочность в два раза больше, чем у воздуха, и получасовая прочность изоляционного масла. При высоком увеличении прочности изолятора газа.
• Влага очень опасна для автоматического выключателя SF ₆ . Из-за комбинации холода и газа SF ₆ образуется фтористый водород, который может разрушать части выключателей.

Преимущества элегазового выключателя

Важными преимуществами выключателя с гексафторидом серы являются:

1. Превосходное гашение дуги газообразным гексафторидом серы (SF6). Благодаря этому автоматические выключатели с гексафторидом серы имеют очень короткое время горения дуги. Следовательно, газообразный гексафторид серы используется на газоизолированных подстанциях.
2. Диэлектрическая прочность газообразного гексафторида серы в 2–3 раза по сравнению с воздухом. Таким образом, автоматические выключатели на основе гексафторида серы могут отключать гораздо большие токи.
3. Автоматический выключатель на основе газа гексафторида серы (SF6) работает бесшумно благодаря замкнутому контуру газа и отсутствию выхлопа в атмосферу, что является неправильным автоматическим выключателем с воздушным дутьем.
4. Плотная конструкция выключателей элегаза SF6 существенно снижает требования к размещению и затраты на установку в здании.
5. Газовые выключатели SF6 могут управлять всеми известными явлениями переключения.
Газовые выключатели
6. SF6 отлично адаптируются к требованиям окружающей среды. Они имеют полностью закрытую газовую систему, исключающую выхлоп при переключении.
7. Перерыв в контактах в автоматических выключателях, работающих на газе SF6, минимален благодаря диэлектрической прочности, обеспечиваемой элегазом под высоким давлением.

Недостатки элегазового выключателя

В целом, важным недостатком выключателя с гексафторидом серы по сравнению с другими автоматическими выключателями является их относительно высокая стоимость. Стоимость в последние годы несколько снизилась.

Некоторые другие недостатки выключателя на основе гексафторида серы:

1. При переключении в тяжелых условиях могут образовываться вредные побочные продукты разложения. При типичной герметичной работе эти побочные продукты рекомбинируют в гексафторид серы. Однако во время дуги или в случае отказа распределительного устройства гексафторид серы и его побочные продукты могут выделяться в окружающую среду.
2. Неправильное соединение в выключателе Sf6 приводит к утечке газообразного гексафторида серы. Таким образом, требуются устройства непрерывного мониторинга.
3. Газообразный гексафторид серы ядовит, поэтому его нельзя вдыхать.
4. Хотя гексафторид серы в чистом виде нетоксичен, он не поддерживает жизнь и, следовательно, может стать опасным для дыхания в случае скопления.Поскольку он тяжелее воздуха, он обычно может собираться вблизи земли, например, в кабельных траншеях или дренажных системах. Поэтому персоналу на объекте рекомендуется позаботиться о таких средах.
5. Воздействие твердых побочных продуктов при вдыхании включает раздражение кожи и глаз, носа, горла и легких; Дальнейший синдром может возникнуть, если в желудочно-кишечный тракт попадет достаточный объем.
6. Особые сооружения необходимы для транспортировки газа, проходов газа и для поддержания качества газа.Коррозия качества газа влияет на производительность и, следовательно, на надежность элегазового выключателя.

Типы элегазовых выключателей

Автоматический выключатель с гексафторидом серы был разработан несколькими производителями, и появилось несколько конструкций. Типы элегазовых выключателей в целом можно обозначить как

.

1. Двойное давление Тип
2. Пуффер одинарного давления Тип

Нравится:

Нравится Загрузка …

Краткое описание

Название изделия

SF6 Автоматический выключатель — типы, конструкция и принцип работы

Описание

Автоматический выключатель, в котором для гашения дуги используется элегаз под давлением, называется элегазовым выключателем. Газ SF6 (гексафторид серы) обладает отличными диэлектрическими, гашением дуги, химическими и другими физическими свойствами, которые доказали его превосходство над другими средами для гашения дуги, такими как масло или воздух.