เบรกเกอร์วงจร SF6: หลักเกณฑ์ในการเลือกและกฎการเชื่อมต่อ

การทำงานของเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูงในแง่ของลักษณะกระแสไฟฟ้าไม่สามารถเทียบเคียงได้กับการทำงานของระบบอะนาล็อกในครัวเรือนดังนั้นในกรณีฉุกเฉิน จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าอุปกรณ์อัตโนมัติมาตรฐานเพื่อปิดอุปกรณ์และดับอาร์คไฟฟ้า

เซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 (EGS) ใช้เป็นโครงสร้างป้องกัน ซึ่งสามารถควบคุมได้ทั้งแบบแมนนวลและอัตโนมัติ เราได้อธิบายรายละเอียดคุณสมบัติการออกแบบและหลักการทำงานของอุปกรณ์แล้ว ให้คำแนะนำในการติดตั้ง การเชื่อมต่อ และการบำรุงรักษา

ความหมายและการประยุกต์ใช้ก๊าซ SF6

ก๊าซ SF6 คือ ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ ซึ่งจัดเป็นก๊าซไฟฟ้า เนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นฉนวนจึงมีการใช้อย่างแข็งขันในการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า

ในสถานะที่เป็นกลาง ก๊าซ SF6 เป็นก๊าซที่ไม่ติดไฟ ไม่มีสี และไม่มีกลิ่น หากเราเปรียบเทียบกับอากาศ เราจะสังเกตเห็นความหนาแน่นสูง (6.7) และน้ำหนักโมเลกุลซึ่งสูงกว่าอากาศถึง 5 เท่า

ข้อดีอย่างหนึ่งของก๊าซ SF6 ก็คือความต้านทานต่ออาการภายนอก ไม่เปลี่ยนแปลงคุณลักษณะภายใต้เงื่อนไขใดๆ หากการแตกตัวเกิดขึ้นในระหว่างการคายประจุไฟฟ้า จะต้องดำเนินการฟื้นฟูเต็มรูปแบบที่จำเป็นสำหรับการทำงานในไม่ช้า

ความลับก็คือโมเลกุล SF6 จับอิเล็กตรอนและสร้างไอออนลบ คุณภาพของ "กระแสไฟฟ้า" ทำให้ฟลูออไรด์ 6 ซัลเฟอร์มีคุณสมบัติเช่นความแรงทางไฟฟ้า

ในทางปฏิบัติ ความแรงทางไฟฟ้าของอากาศจะอ่อนกว่าคุณสมบัติเดียวกันของก๊าซ SF6 ถึง 2-3 เท่ามีคุณสมบัติทนไฟเนื่องจากเป็นสารที่ไม่ติดไฟและมีคุณสมบัติในการระบายความร้อน

เมื่อมีความจำเป็นต้องค้นหาก๊าซเพื่อดับอาร์กไฟฟ้า พวกเขาจึงเริ่มศึกษาคุณสมบัติของ SF6 (ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์) คาร์บอน 4 คลอไรด์ และฟรีออน SF6 ชนะการทดสอบ

คุณลักษณะที่ระบุไว้ทำให้ก๊าซ SF6 เหมาะสมที่สุดสำหรับใช้ในสนามไฟฟ้า โดยเฉพาะในอุปกรณ์ต่อไปนี้:

• หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังทำงานบนหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก
• สวิตช์เกียร์ชนิดสมบูรณ์
• สายไฟฟ้าแรงสูงที่เชื่อมต่อการติดตั้งระยะไกล
• สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง

แต่คุณสมบัติบางอย่างของก๊าซ SF6 ทำให้จำเป็นต้องปรับปรุงการออกแบบสวิตช์ ข้อเสียเปรียบหลักเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสถานะก๊าซไปเป็นสถานะของเหลวและเป็นไปได้ภายใต้อัตราส่วนของพารามิเตอร์ความดันและอุณหภูมิที่แน่นอน

เพื่อให้อุปกรณ์ทำงานได้โดยไม่หยุดชะงัก จำเป็นต้องจัดให้มีสภาพที่สะดวกสบาย สมมติว่าสำหรับการทำงานของอุปกรณ์ SF6 ที่อุณหภูมิ -40° ต้องใช้ความดันไม่เกิน 0.4 MPa และความหนาแน่นน้อยกว่า 0.03 g/cm³ ในทางปฏิบัติหากจำเป็น ก๊าซจะถูกให้ความร้อนซึ่งป้องกันการเปลี่ยนเป็นสถานะของเหลว

การออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6

หากเราเปรียบเทียบอุปกรณ์ SF6 กับแอนะล็อกประเภทอื่น ในการออกแบบอุปกรณ์เหล่านี้จะใกล้เคียงกับอุปกรณ์น้ำมันมากที่สุด ความแตกต่างอยู่ที่การเติมห้องเพื่อดับส่วนโค้ง

เป็นสารตัวเติม สวิตช์น้ำมัน ใช้ส่วนผสมของน้ำมันในขณะที่ SF6 ใช้ฟลูออไรด์ 6 ซัลเฟอร์ ข้อดีของตัวเลือกที่สองคือความทนทานและการบำรุงรักษาน้อยที่สุด

แผนผังของอุปกรณ์แก๊ส SF6 แบบคอลัมน์โมดูลอาร์ซิ่งที่ติดตั้งบนขาตั้งสูงจะอยู่ที่ส่วนบน ตู้ควบคุมอยู่ที่ส่วนล่าง

วิธีการดับอาร์กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย โดยที่กระแสไฟและแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับตลอดจนเงื่อนไขการใช้งานอุปกรณ์นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง

EV มีทั้งหมดสี่ประเภท:

• ด้วยการระเบิดของแม่เหล็กไฟฟ้า
• มีแก๊สระเบิด SF6 – มีแรงดัน 1 ระดับ
• มีแรงระเบิดตามยาว – มีแรงดัน 2 ระดับ
• ด้วยการระเบิดที่เกิดขึ้นเอง

หากอุปกรณ์ในอากาศก๊าซเข้าสู่บรรยากาศในระหว่างกระบวนการดับอาร์ก ดังนั้นในอุปกรณ์ SF6 ก๊าซจะยังคงอยู่ในพื้นที่ปิดซึ่งเต็มไปด้วยส่วนผสมของก๊าซ ในขณะเดียวกันก็ยังมีแรงกดดันส่วนเกินเล็กน้อยอยู่

อุปกรณ์เสาและถัง

ในทางปฏิบัติ มีการใช้โรงผลิตก๊าซ SF6 สองประเภท:

• ถัง;
• แกนกลาง

ความแตกต่างเกี่ยวข้องกับทั้งคุณสมบัติการออกแบบและหลักการดับอาร์กไฟฟ้า ในแง่ของโครงสร้างภายนอก แท่งแกนมีลักษณะคล้ายกับอะนาล็อกที่มีน้ำมันต่ำ: ประกอบด้วยส่วนที่ใช้งานได้สองส่วน - การดับส่วนโค้งและการสัมผัส และมีขนาดปริมาตรเท่ากัน

อุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อได้รับการออกแบบให้ทำงานจากเครือข่าย 220 V และเป็นของอุปกรณ์แบบเฟสเดียว ตัวอย่างของสวิตช์แก๊ส SF6 แบบคอลัมน์คือ LF 10 Schneider Electric

สามารถควบคุมอุปกรณ์ได้สองวิธี: ด้วยตนเอง เมื่อดำเนินการปรับและควบคุมโดยใช้อุปกรณ์กลไก และจากระยะไกลโดยอัตโนมัติ

อุปกรณ์ SF6 แบบแท็งค์มีขนาดเล็กกว่าและติดตั้งไดรฟ์แบบหลายเฟส การกระจายนี้ช่วยให้ควบคุมได้ดีขึ้นและปรับพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าได้อย่างราบรื่น

ข้อดีอย่างหนึ่งของ EV ของรถถังคือความสามารถในการรับน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น คุณภาพนี้มั่นใจได้ด้วยหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าที่รวมอยู่ในการออกแบบ

ตัวอย่างอุปกรณ์ถัง ได้แก่ การติดตั้งแก๊ส DT2-550 F3 Alstom Grid อุปกรณ์ดังกล่าวได้พิสูจน์ตัวเองแล้วในระบบไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า 500 kV

โครงสร้างถูกประกอบและติดตั้งในลักษณะที่ทำงานโดยไม่เกิดความเสียหายที่อุณหภูมิต่ำ (วิกฤติ) ความชื้นสูง รวมถึงในบริเวณที่มีแผ่นดินไหวและมีมลภาวะในบรรยากาศมากเกินไป

หลักการสูญพันธุ์ของส่วนโค้ง

มาดูกันว่าอุปกรณ์ทำงานอย่างไรโดยใช้ตัวอย่างของสวิตช์ LW36 จาก CHINT ผู้ผลิตจีน

เมื่อตัดการเชื่อมต่อ สปริงจะทำหน้าที่กับองค์ประกอบไดนามิกของกระบอกสูบ และสปริงจะตกลงมา หน้าสัมผัสทั้งหมด ยกเว้นหน้าสัมผัสดับส่วนโค้ง เปิด เมื่อหน้าสัมผัสอาร์คที่ส่งกระแสไฟถูกตัดการเชื่อมต่อ จะเกิดส่วนโค้งไฟฟ้า

ก๊าซร้อนเคลื่อนเข้าไปในห้องระบายความร้อน และเช็ควาล์วทำงาน เมื่อก๊าซจากห้องทำความร้อนถูกเป่าเข้าไปในช่องว่าง ส่วนโค้งก็จะดับลง

หากกระแสไฟขนาดเล็กถูกปิด แรงดันในห้องระบายความร้อนจะไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงดึงดูดแรงดันจากห้องอัด (จะสูงกว่าเสมอ) เช็ควาล์วเปิดขึ้น ก๊าซจะไหลเข้าสู่ช่องว่างอย่างอิสระ และเมื่อข้ามศูนย์ ก็จะดับส่วนโค้ง

แผนผังตำแหน่งภายในและการทำงานของวาล์วแบบเคลื่อนย้ายได้ แบบตายตัว การบีบอัด และเช็ควาล์ว ตำแหน่งที่ 1 – การเปิด; ตำแหน่ง 2 - การปิดกระแสสูง ตำแหน่ง 3 - ปิดกระแสต่ำ ตำแหน่งที่ 4 – ปิดอุปกรณ์

การติดตั้งแกนสมัยใหม่มีลักษณะที่ดีขึ้น การบำรุงรักษาลดลงเหลือน้อยที่สุด อายุการใช้งานของสวิตช์จะเพิ่มขึ้น เบรกเกอร์วงจร SF6 โดดเด่นด้วยระดับเสียงรบกวนต่ำ กลไกที่เชื่อถือได้ และติดตั้งและทดสอบได้ง่าย

โมเดลรถถังได้รับการปรับแต่งโดยใช้ไดรฟ์และหม้อแปลงไฟฟ้า ระบบขับเคลื่อนสปริงหรือสปริงไฮดรอลิกจะควบคุมกระบวนการเปิด/ปิดและระดับการกักส่วนโค้ง

ไดรฟ์มีไว้เพื่ออะไร?

ไดรฟ์ได้รับการออกแบบเพื่อดำเนินการทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเปิด/ปิดหรือยึดการติดตั้งไว้ในตำแหน่งที่กำหนด แผนภาพแสดงตำแหน่งของไดรฟ์อย่างชัดเจน โดยปกติจะเป็นพื้นผิวดินหรือส่วนรองรับต่ำที่ช่วยให้เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาเข้าถึงอุปกรณ์ควบคุมได้ง่าย

แผนภาพการออกแบบสวิตช์ถัง: 1 - โมดูลพอร์ซเลนหรือโพลีเมอร์; 2 – หม้อแปลงไฟฟ้า; 3 – ถังพร้อมอุปกรณ์ดับเพลิง 4 – ห้องที่มีแก๊ส 5 – ไดรฟ์ไฮดรอลิก; 6 – กรอบโลหะ; 7 – ขั้วต่อสำหรับแนะนำก๊าซ SF6

ไดรฟ์ประกอบด้วยกลไกการเปิดใช้งาน อุปกรณ์ล็อค - สลัก และกลไกการปลดล็อค กระบวนการเปลี่ยนควรเกิดขึ้นโดยเร็วที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงการเชื่อมหน้าสัมผัส

ในระหว่างการเปิดเครื่อง จะมีการพยายามอย่างมากที่จะเอาชนะแรงเสียดทานขององค์ประกอบที่เกี่ยวข้องทั้งหมด การปิดใช้งานทำได้ง่ายกว่าและเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนสลักแบบย้อนกลับ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเปิดใช้งานและการเก็บรักษา

มีหลายวิธีในการเปิด/ปิดการใช้งาน:

• เครื่องกล;
• ฤดูใบไม้ผลิ;
• สินค้า;
• นิวเมติก;
• แม่เหล็กไฟฟ้า

สำหรับระบบพลังงานต่ำ จะใช้การควบคุมด้วยตนเอง ในกรณีนี้ความแข็งแกร่งของผู้ปฏิบัติงานเพียงคนเดียวก็เพียงพอแล้ว กลไกแบบแมนนวลมักจะปิดโดยอัตโนมัติ สปริงไดรฟ์ยังทำงานด้วยตนเอง แต่บางครั้งก็ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากำลังต่ำ

ตำแหน่งดั้งเดิมของไดรฟ์จะอยู่ใกล้กับกรอบโลหะสำหรับติดตั้งรับประกันความสมบูรณ์และการทำงานของกลไกด้วยเคสโลหะที่ทนทาน - กล่องที่มีประตูที่สะดวกสำหรับผู้ปฏิบัติงาน

การทำงานของแอคชูเอเตอร์แม่เหล็กต้องใช้พลังงานมากขึ้นและต้องการแหล่งกระแสคงที่ประมาณ 58 A ที่ 220 V คันโยกแบบแมนนวลมีไว้เป็นกลไกการปิดเครื่องสำรอง อุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้า มีความน่าเชื่อถือ ดังนั้นจึงนำไปใช้ได้สำเร็จในพื้นที่ที่มีฤดูหนาวที่รุนแรง ข้อเสียคือความต้องการแบตเตอรี่ที่ทรงพลัง

ตัวขับเคลื่อนแบบนิวแมติกมีความแตกต่างตรงที่แทนที่จะเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า องค์ประกอบการทำงานหลักคือคู่กระบอกสูบ/ลูกสูบ ด้วยระบบอัดอากาศ ความเร็วในการเปิดใช้งานจึงเร็วกว่ารุ่นก่อนๆ มาก

ข้อดีและข้อเสียของการใช้ EV

เบรกเกอร์วงจร SF6 เช่นเดียวกับอุปกรณ์จำหน่ายไฟฟ้าประเภทอื่น มีข้อดีและข้อเสียหลายประการ เมื่อเลือกการติดตั้งจะมีการคำนวณที่จำเป็นและนอกเหนือจากคุณสมบัติทางเทคนิคและคุณสมบัติการออกแบบแล้วยังคำนึงถึงข้อดีข้อเสียของแบบจำลองด้วย

สวิตช์ประเภท SF6 ทำงานในสภาวะที่ยากลำบากโดยมีการสั่นสะเทือนเป็นระยะ อุณหภูมิต่ำ (พร้อมระบบทำความร้อน) และในพื้นที่อันตรายจากไฟไหม้

ข้อเสีย ได้แก่ ค่าใช้จ่ายสูงของฟิลเลอร์ - SF6 ลักษณะเฉพาะของการติดตั้งบนแผงหรือฐานรากและความต้องการคุณสมบัติบางประการของเจ้าหน้าที่ผู้ปฏิบัติงาน

กฎสำหรับการเชื่อมต่อและการบริการ EV

การดำเนินการทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการติดตั้ง การเปิด/ปิด การซ่อมแซมและการบำรุงรักษาอุปกรณ์ SF6 จะอยู่ภายใต้กฎที่เข้มงวดซึ่งควบคุมโดย PUE 1.8.21

ในการเชื่อมต่อการติดตั้งจำเป็นต้องตรวจสอบแรงดันขั้นต่ำในห้องเติมแก๊สมิฉะนั้นสวิตช์จะล้มเหลว เพื่อป้องกันความเสียหาย จะมีการติดตั้งสัญญาณเตือนซึ่งจะเริ่มทำงานเมื่อพารามิเตอร์แรงดันลดลงอย่างมาก สามารถตรวจสอบระดับความดันได้โดยใช้เกจวัดความดัน

ตู้ขับเคลื่อนมีองค์ประกอบความร้อนที่ป้องกันการควบแน่นบนองค์ประกอบกลไกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผู้ปฏิบัติงานต้องแน่ใจว่าเครื่องทำความร้อนเปิดอยู่ตลอดเวลา

มีการตรวจสอบการติดตั้งทุกวันในช่วงเวลากลางวัน และประมาณ 2 ครั้งต่อเดือนในช่วงเวลามืด หากมีการปิดระบบฉุกเฉินด้วยเหตุผลข้อใดข้อหนึ่ง จำเป็นต้องมีการตรวจสอบที่ไม่ได้กำหนดไว้

ในระหว่างการตรวจสอบเซอร์กิตเบรกเกอร์ จำเป็นต้องตรวจสอบการป้องกันภายนอก ขจัดสิ่งสกปรก และแก้ไขความเสียหาย หากหน้าสัมผัสร้อนขึ้น คุณควรค้นหาสาเหตุ

หากมีเสียงแตกหรือเสียงที่น่าสงสัย คุณจะต้องระบุแหล่งที่มา โครงสร้างการติดตั้งโลหะก็เป็นส่วนหนึ่งของ ห่วงกราวด์ดังนั้นควรตรวจสอบความสมบูรณ์ของมัน

จะต้องอ่านค่าเกจวัดความดัน ความดันจะต้องสอดคล้องกับบรรทัดฐานที่คำนวณโดยผู้ผลิตมีความจำเป็นต้องตรวจสอบความสามารถในการให้บริการของอุปกรณ์ควบคุมและตรวจสอบและหากองค์ประกอบหนึ่งรายการขึ้นไปล้มเหลว ให้ดำเนินการ - เปลี่ยนหรือส่งไปซ่อมแซม

หากแรงดันแก๊สลดลง ควรเติมแก๊ส SF6 ในห้องเพาะเลี้ยง ไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดฉนวนเนื่องจากโครงสร้างถูกปิดผนึกสนิท

บทสรุปและวิดีโอที่เป็นประโยชน์ในหัวข้อ

คุณสามารถเรียนรู้วิธีการออกแบบสวิตช์ SF6 บนหลักการที่ส่วนโค้งดับ และอุปกรณ์ประเภทใดจากวิดีโอที่เป็นประโยชน์และให้ข้อมูล

วิดีโอ #1 ตรวจสอบสวิตช์ SF6 พร้อมคำอธิบายอุปกรณ์และหลักการทำงาน:

วิดีโอ #2 คุณสมบัติของการออกแบบการติดตั้ง:

วิดีโอ #3 วิธีติดตั้งสวิตช์:

เซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 ออกจากสายการผลิตของโรงงานโดยพร้อมปฏิบัติงานอย่างเต็มที่ และได้รับการออกแบบให้ทำงานในเขตภูมิอากาศที่หลากหลาย ตั้งแต่เขตร้อนไปจนถึงความเย็น ดังนั้นบริษัทอุตสาหกรรมในประเทศต่างๆ จึงมีการใช้งานอย่างแข็งขัน