Analisi delle impostazioni delle soglie di pressione del gas SF6 a tre livelli nelle apparecchiature HGIS

1. Definizione e relazione logica delle tre soglie di pressione

La gestione della pressione HGIS segue una logica decrescente: pressione nominale > pressione di allarme > pressione di blocco.

Il primo livello è la pressione di riempimento nominale. Questo è il valore di pressione standard a una temperatura ambiente di 20 °C al quale l'apparecchiatura mantiene prestazioni ottimali di isolamento e di estinzione dell'arco. A questa pressione, l'apparecchiatura può funzionare in modo stabile a lungo termine, soddisfacendo tutti i requisiti dei parametri elettrici.

Il secondo livello è la pressione di allarme. Quando la pressione del gas scende a questa soglia a causa di perdite o altre cause, il relè di densità attiva un segnale di allarme. Questo è un indicatore di avvertimento che esiste una perdita di gas e che il margine di isolamento sta diminuendo, sollecitando l'operatore a organizzare il rilevamento delle perdite e il rabbocco il prima possibile. In questa fase, l'apparecchiatura può continuare a funzionare senza richiedere una disalimentazione immediata. Questo valore è tipicamente di circa 0,05 MPa inferiore alla pressione nominale.

Il terzo livello è la pressione di blocco. Questa è la pressione limite minima che garantisce la capacità di interruzione sicura dell'interruttore automatico. Quando la pressione scende a questo livello, il gas non ha più una capacità di estinzione dell'arco sufficiente per interrompere in sicurezza la corrente di cortocircuito. Il sistema di controllo emette un comando di blocco, disconnettendo i circuiti di controllo di chiusura e apertura dell'interruttore automatico e vietando qualsiasi operazione, prevenendo così gravi incidenti come l'esplosione dell'interruttore. Questo valore è tipicamente di circa 0,05 MPa inferiore alla pressione di allarme.

2. Principi tecnici alla base della logica a tre livelli

La logica a tre livelli è dettata dalle proprietà fisiche del gas SF6. In primo luogo, la rigidità dielettrica del gas SF6 è proporzionale alla densità del gas (pressione). Quando la pressione scende al punto di allarme, l'apparecchiatura può ancora trasportare la normale corrente di carico, ma la sua capacità di resistere agli impulsi di fulmine o alle sovratensioni di manovra è indebolita, rendendo necessario un allarme per sollecitare il rabbocco. In secondo luogo, quando un interruttore automatico interrompe la corrente di cortocircuito, è richiesto un flusso di gas ad alta pressione per soffiare l'arco. Se la pressione scende al di sotto del punto di blocco, il flusso di gas manca della forza sufficiente per estinguere l'arco, portando all'ablazione interna o persino all'esplosione dell'interruttore. Pertanto, l'operazione deve essere bloccata prima che la pressione raggiunga questo punto critico.

Inoltre, gli HGIS in servizio sono dotati di relè di densità SF6 con compensazione della temperatura, anziché di semplici manometri. Il relè di densità compensa automaticamente le fluttuazioni di pressione causate dai cambiamenti di temperatura, garantendo che l'allarme o il blocco vengano attivati solo quando la massa del gas (densità) diminuisce effettivamente (ovvero, una perdita reale), evitando così operazioni false dovute alla variazione di temperatura diurna.

Apparecchiatura di manovra ibrida isolata in gas (HGIS)

3. Raccomandazioni per l'esercizio e la manutenzione

Durante l'ispezione di routine, osservare se il puntatore del relè di densità si trova nella zona verde (vicino alla pressione nominale). Alla ricezione di un "allarme di bassa pressione SF6", utilizzare immediatamente un rilevatore di perdite SF6 per individuare la perdita e contattare il produttore per il rabbocco. Se si verifica un "blocco per bassa pressione SF6", non sovrascrivere forzatamente il blocco per azionare l'interruttore. Invece, richiedere immediatamente al dispacciatore la disalimentazione, trasferire il vano allo stato di manutenzione ed effettuare il rabbocco o la riparazione di emergenza.

4. Riepilogo

La configurazione della soglia di pressione a tre livelli "nominale–allarme–blocco" nelle apparecchiature HGIS costituisce la difesa principale per il funzionamento sicuro della rete elettrica. Questa logica graduale e discendente corrisponde precisamente alle caratteristiche di isolamento e di estinzione dell'arco del gas SF6 nei diversi stati di pressione, realizzando una transizione senza soluzione di continuità dall'allarme precoce alla protezione definitiva. Essa non solo fornisce agli operatori un'adeguata finestra temporale per la diagnosi dei guasti e il reintegro del gas, ma anche, in condizioni estreme, utilizza il blocco sia fisico che elettrico per eliminare completamente il rischio di manovrare apparecchiature difettose. Una comprensione approfondita e una rigorosa attuazione di questa logica di gestione della pressione sono pertanto essenziali per garantire il funzionamento stabile e sicuro a lungo termine degli apparecchi di manovra ad alta tensione.

Modificato da:Garca