El funcionamiento de las redes eléctricas de alto voltaje para las características actuales no es comparable con el trabajo de las contrapartes domésticas. Por consiguiente, en caso de una emergencia, se necesitan dispositivos más potentes que los dispositivos automáticos estándar para apagar el equipo y extinguir el arco eléctrico.
Como estructuras de protección, se utilizan disyuntores aislados por gas (EF), que pueden controlarse tanto en modo manual como con la ayuda de la automatización. Hemos descrito en detalle las características de diseño y el principio de funcionamiento de los dispositivos. Dio recomendaciones para la instalación, conexión y mantenimiento.
Contenido del artículo:
- Determinación y aplicación de gas SF6.
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Disyuntor SF6 diseno
- Kolonkovye y dispositivos de tanque
- Principio de extinción de arco
- ¿Para qué es la unidad?
- Ventajas y desventajas de usar EV
- Reglas de conexión y mantenimiento de EV.
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
Determinación y aplicación de gas SF6.
El hexafluoruro de azufre es hexafluoruro de azufre, que se clasifica como un gas eléctrico. Debido a sus propiedades aislantes, se utiliza activamente en la fabricación de dispositivos eléctricos.
En estado neutro, el gas SF6 es un gas no combustible sin color ni olor. Si lo comparamos con el aire, podemos observar una alta densidad (6.7) y un peso molecular que es 5 veces la masa de aire.
Una de las ventajas del gas SF6 es la resistencia a las manifestaciones externas. No modifica las características bajo ninguna circunstancia. Si se produce una descomposición durante una descarga eléctrica, entonces es necesaria una restauración completa.
El secreto es que las moléculas de SF6 se unen a los electrones y forman iones negativos. La calidad de los "electronegativos" dio al azufre 6-fluor una característica como la resistencia dieléctrica.
En la práctica, la fuerza eléctrica del aire es 2-3 veces más débil que la misma propiedad del gas SF6. Entre otras cosas, es incombustible, ya que se refiere a sustancias no combustibles y tiene una capacidad de enfriamiento.
Cuando se hizo necesario encontrar un gas para extinguir los arcos eléctricos, comenzaron a estudiar las propiedades del SF6 (hexafluoruro de azufre), el carbono 4-cloruro y el freón. SF6 ganó en las pruebas
Las características enumeradas han hecho del SF6 el más adecuado para su uso en la esfera electrotécnica, en particular, en los siguientes dispositivos:
- Transformadores de potencia que funcionan según el principio de inducción magnética.
- Conmutadores de tipo completo;
- líneas de alta tensión que conectan instalaciones remotas;
- interruptores de alta tensión.
Pero algunas propiedades del gas SF6 llevaron a la necesidad de mejorar el diseño del interruptor. La principal desventaja se refiere a la transición de la fase gaseosa al líquido, y esto es posible con ciertas relaciones de los parámetros de presión y temperatura.
Que el equipo funcione sin interrupciones, es necesario proporcionar condiciones confortables. Supongamos que para el funcionamiento de dispositivos con aislamiento de gas a -40 º, se necesita una presión de no más de 0.4 MPa y una densidad de menos de 0.03 g / cm³. En la práctica, si es necesario, el gas se calienta, lo que impide la transición a la fase líquida.
Disyuntor SF6 diseno
Si se comparan los dispositivos con aislamiento de gas con análogos de otros tipos, entonces, por diseño, son los más cercanos a los dispositivos petroleros. La diferencia está en llenar las cámaras de extinción de arco.
Como relleno para interruptores de aceite se usa una mezcla de aceite, y en las de gas - azufre 6-fluorico. La ventaja de la segunda opción en durabilidad y mínimo mantenimiento.
Diagrama del dispositivo de tipo núcleo con aislamiento de gas. Los módulos de arco montados en un bastidor alto están en la parte superior, el gabinete de control está en la parte inferior
Las formas de extinguir el arco eléctrico dependen de muchos factores, entre los que se encuentran la corriente y el voltaje nominales, así como las condiciones de uso del dispositivo.
En total, hay cuatro tipos de EV:
- con explosión electromagnética;
- con chorro de gas - con 1 etapa de presión;
- con soplado longitudinal - con 2 niveles de presión;
- Con explosión autogenerada.
Si en los dispositivos de aire en el proceso de extinción del arco, el gas ingresa a la atmósfera, en el gas aislado por gas permanece en un espacio cerrado lleno de una mezcla de gas. Esto mantiene una ligera sobrepresión.
Kolonkovye y dispositivos de tanque
En la práctica, existen dos tipos de instalaciones con aislamiento de gas:
- tanque
- kolonkovye.
Las diferencias se refieren tanto a las características estructurales como al principio de extinción del arco eléctrico. Según el dispositivo externo, los núcleos se asemejan a los análogos de bajo contenido de aceite: consisten en dos partes funcionales: arcos y partes de contacto, tienen las mismas dimensiones volumétricas.
Los dispositivos de desconexión están diseñados para funcionar a 220 V y pertenecen al equipo monofásico. Un ejemplo de un interruptor de circuito de gas aislado es LF 10 Schneider Electric.
El equipo se puede controlar de dos maneras diferentes: manualmente, cuando el ajuste y el control se realizan con dispositivos mecánicos, y de forma remota, automática
Los aparatos de gas con aislamiento de gas son más pequeños y están equipados con un variador de múltiples fases. Esta distribución le permite controlar mejor y ajustar sin problemas los parámetros de voltaje.
Una de las ventajas de los EV de tanque es la capacidad de soportar cargas incrementadas. Esta calidad está garantizada por un transformador de corriente integrado en el diseño.
Un ejemplo de dispositivo de tanque es la instalación aislada con gas DT2-550 F3 Alstom Grid. Tales dispositivos se han probado positivamente en sistemas eléctricos con un voltaje de 500 kV.
El diseño está montado y equipado de tal manera que funciona sin fallas a bajas temperaturas. (crítico), alta humedad, así como en regiones con actividad sísmica y exceso Contaminación de la atmósfera.
Principio de extinción de arco
Cómo funciona el dispositivo, considere el ejemplo del interruptor LW36 fabricante chino CHINT.
Cuando se desconecta, el resorte actúa sobre los elementos dinámicos del cilindro y estos caen. Todos los contactos, excepto los de supresión de arco, se abren. Cuando los contactos de arco se desconectan, a través de los cuales fluye la corriente, surge un arco eléctrico.
El gas caliente se mueve a la cámara de calor, la válvula de retención está activada. Cuando el gas de la cámara de calor se inserta en el hueco, el arco se extingue.
Si se desconectan pequeñas corrientes, entonces la presión en la cámara de calor es insuficiente, por lo tanto, la presión de la cámara de compresión es atraída (siempre es más alta). La válvula de retención se abre, el gas fluye libremente en el espacio y extingue el arco cuando pasa a través de cero.
Diagrama de la disposición interna y funcionamiento de válvulas móviles, fijas, descompresión, válvulas de retención. Posición 1 - inclusión; posición 2 - deshabilitar corrientes grandes; posición 3 - fuera de pequeñas corrientes; posición 4 - apaga el dispositivo
Modernas instalaciones kolonkovy poseen las características mejoradas. El mantenimiento se reduce al mínimo, el recurso de conmutación se incrementa. Los interruptores con aislamiento de gas destacan por su bajo nivel de ruido, mecánica confiable, facilidad de instalación y trabajo de prueba.
El ajuste de los modelos de tanque se realiza con la ayuda de un variador y transformadores. El resorte o el accionamiento hidráulico de resorte controla los procesos de encendido / apagado, el nivel de retención del arco eléctrico.
¿Para qué es la unidad?
El variador está diseñado para realizar todas las operaciones asociadas con encender / apagar o mantener la unidad en una posición determinada. El diagrama muestra exactamente dónde se puede ubicar la unidad. Por lo general, esta es la superficie del terreno o un soporte bajo, que brinda al personal de servicio un fácil acceso a los dispositivos de control.
El diseño del interruptor del tanque: 1 - módulos de porcelana o polímero; 2 - transformadores; 3 - tanque con dispositivo de extinción de gas; 4 - cámara con gas; 5 - accionamiento de tipo hidráulico; 6 - estructura de metal; 7 - conector para Inyección de gas SF6
El accionamiento consta del mecanismo de conmutación, el dispositivo de bloqueo, el pestillo, el mecanismo de disparo. El proceso de encendido debe realizarse lo más rápido posible para evitar la soldadura de los contactos.
Durante la puesta en marcha, se hacen grandes esfuerzos para superar la fuerza de fricción de todos los elementos involucrados. La desconexión se hace más fácil y consiste en el movimiento inverso del pestillo, que asegura la inclusión y la retención.
Hay varias formas de habilitar / deshabilitar:
- mecánica
- primavera
- flete
- neumatico
- electromagnetico
Para sistemas de baja potencia use control manual. En este caso, la fuerza de un operador es suficiente. La desactivación de los mecanismos manuales se realiza normalmente en modo automático. El accionamiento por resorte también se acciona manualmente, pero a veces intervienen motores eléctricos de baja potencia.
La ubicación tradicional de la unidad - sobre el marco de metal de montaje. La integridad y el funcionamiento del mecanismo proporcionan una carcasa de metal duradera: una caja con una puerta conveniente para el trabajo de la cámara
Para usar una unidad electromagnética, se requiere más energía, por lo tanto, se necesita una fuente de corriente constante de aproximadamente 58 A con un voltaje de 220 V. Hay una palanca manual como mecanismo de respaldo. Dispositivos electromagneticos Son confiables, por lo tanto, son explotados exitosamente en áreas con inviernos severos. Menos - la necesidad de una batería de gran alcance.
El accionamiento neumático es diferente porque, en lugar de un electroimán, el elemento de trabajo principal es un par de cilindro / pistón. Gracias al aire comprimido, la velocidad de conmutación es mucho mayor que la de los modelos anteriores.
Ventajas y desventajas de usar EV
Los interruptores automáticos con aislamiento de gas, al igual que otros tipos de interruptores eléctricos, tienen una serie de ventajas y desventajas. Al elegir una instalación, se realizan los cálculos necesarios y, además de las características técnicas y las características de diseño, tienen en cuenta las ventajas y desventajas de los modelos.
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Los disyuntores con aislamiento de gas son versátiles, se utilizan independientemente de la tensión de la red.
Para extinguir el arco eléctrico en caso de emergencia, el dispositivo con aislamiento de gas requiere una fracción de segundo
Todas las partes de la instalación pueden funcionar sin reparación durante décadas, y el gas SF6 no requiere un reemplazo regular.
Los dispositivos de arco con aislamiento de gas se adaptan fácilmente a la desconexión de los sistemas de alto voltaje. Para comparación, los análogos de vacío no soportan alta tensión
Aplicación universal en sistemas de alta tensión.
La eficiencia del desempeño de las funciones de trabajo
Fiabilidad y durabilidad.
Trabajo con corriente de alta tensión.
Los interruptores con aislamiento de gas operan en condiciones difíciles con vibraciones periódicas, bajas temperaturas (calentadas), en áreas con riesgo de incendio.
Las desventajas incluyen el alto costo del relleno: el gas SF6, la especificidad de montaje en un escudo o cimiento, la necesidad de cierta calificación del personal operativo.
Reglas de conexión y mantenimiento de EV.
Todas las acciones relacionadas con la instalación, encendido / apagado, reparación y mantenimiento de dispositivos con aislamiento de gas están sujetas a reglas estrictas que están reguladas por el OLC 1.8.21.
Para conectar la instalación, es necesario verificar la presencia de la presión mínima en la cámara llena de gas, de lo contrario el interruptor fallará. Para evitar daños, se ha configurado una alarma, que se activa cuando una disminución crítica en los parámetros de presión. El nivel de presión se puede controlar utilizando un manómetro.
En el gabinete de accionamiento, se instalan elementos calefactores que evitan efectivamente la formación de condensados en los elementos del mecanismo. El operador debe asegurarse de que los calentadores estén siempre encendidos.
La inspección de la instalación se realiza todos los días durante el día y aproximadamente 2 veces al mes en la oscuridad. Si se produce un apagado de emergencia debido a una de las razones, se requiere una inspección no programada.
Durante la inspección del interruptor, es necesario verificar la protección externa, eliminar la contaminación, reparar daños. Si los contactos se calientan, debe averiguar la razón.
Si hay bacalao, es necesario identificar el ruido sospechoso. La estructura de montaje de metal también es parte de bucle de tierrapor lo tanto, debe comprobarse su integridad.
Asegúrese de quitar los indicadores del medidor. La presión debe de acuerdo a la tasa calculada por el fabricante. Es necesario verificar la capacidad de servicio de los dispositivos de regulación y control, y si uno o varios elementos fallan, tome las medidas necesarias para hacer un reemplazo o envíelo para su reparación.
Si la presión del gas ha disminuido, rellene la cámara con gas SF6. El aislamiento no necesita limpieza, ya que el diseño está completamente sellado.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Cómo se organizan los interruptores automáticos con aislamiento de gas, cuál es el principio de extinción del arco y qué tipos de dispositivos hay, puede aprender del video útil e informativo.
Video # 1. Descripción general de los interruptores automáticos con aislamiento de gas con una descripción del dispositivo y el principio de funcionamiento:
Video # 2. Características de diseño de las instalaciones:
Video # 3. Cómo instalar el interruptor:
Los interruptores con aislamiento de gas dejan el transportador de fábrica en plena disposición operativa y están diseñados para funcionar en Varias zonas climáticas, desde tropicales a frías, por lo que son utilizadas activamente por empresas industriales de diversos países. países
