GIS arengutrendid

Kõrgepinge lülitustehnika modulaarsed lahendused

Iga komponendi ja osa miniaturiseerimise meetmete tulemusel ning üldise miniaturiseeritud paigutuse tõttu on kõrgepinge lülitustehnika suurus jätkuvalt vähenemas. On olemas lai valik lülitustehnika kombinatsioone, mis pakuvad paindlikke kombinamismeetodeid ja väga kompaktsed struktuurid. Gaasi eraldatud metallikate lülitustehnika (GIS) hõlmab enamiku kõrgepinge elektriseadmeid ja kaitseavastusseadmeid, integreerides algselt eraldi olnud seadmete funktsioone ühte ühikku. Seega võib öelda, et GIS disaini ja tootmise tasemele vastab gaasi eraldatud metallikate lülitustehnika tasem.

Gaasi eraldatud metallikate lülitustehnika (GIS) on uus tüüp elektriseadmet, mis ilmus keskel 1960ndatel. Kuna see on nii sulgeline kui ka modularne, on selle pindala väike, ta võtab vähe ruumi, ei mõjuta seda välises keskkond, ei tekita müra ega raadiohäirivaid signale, töötab turvaliselt ja usaldusväärselt ning nõuab vähe hooldustööd, seetõttu on see näinud olulist arengut. Alates selle kasutuselevõtmist on see järjest edasi arenenud suuremate pingete, suurema võimsuse ja miniaturiseerimise suunas. Indoneesia aastatepikkuse operatsioonikogemuse ja pideva disainiparanduste tulemusena on GIS mitte ainult saavutanud suuremaid pingete ja võimsusi, vaid on ka pidevalt innovaatiline.

Heeksfluoriidi (SF6) gaasi põhilised omadused ja lõkete kaotamise printsiip

Viimastel aastatel on SF6 gaas kiiresti arenenud lõkete kaotamise keskkonnana lülititelt. SF6 gaas oli algselt tuntud insuleeriva gaasina, mille insuleerimisvõime oli mitmekordne õhu võrdes. See omab äärmiselt tugevat lõkete kaotamise võimet, ja joonte üleminek joonest insuleerijaks toimub väga kiiresti. Seega, kõrgepinge lülititel saab SF6 gaas täita nii lõkete kaotamise keskkonna kui ka insuleeriva keskkonna rolli. SF6 gaasi märkimisväärsimad omadused on järgmised:

Väga hea põhiline omadus

Puhane SF6 gaas on värvitu, maitsetu, mittuveenev ja süttimatu haloorgaaniline gaas. Tavaliste temperatuuritingimuste all, st 20°C ja 0,1 MPa juures, on selle tihe viiekorda suurem kui õhu. SF6 gaasi soojuselevoolukord, sealhulgas konvektiivsed mõjud, on 1,6 korda suurem kui õhu.

Erikliimased termokemiililised omadused
Koormiseks on vaja rohkem energiat kui õhu korral. Seetõttu absorbeerib SF6 gaas dekompoositsemisel suure hulga energiat, mille tulemuseks on tugev külmendava mõju lõkkele. SF6 gaas omab vaba elektronite suurt sidumisvõimet. Seega, soojuses alal, on tegelikult vaid väga väike elektrijuhtivus või üldse mitte mingit elektrijuhtivust, kuid selle soojuselevool on väga kõrge. SF6 gaas dekompoosib end kiiresti suhteliselt madalas temperatuurivalikus (2000-2500K). Kui SF6 gaas dekompoosib end lõkkekaotuse piirkonnas, absorbib see lõkke alt suure hulga soojust, andes SF6 gaasile väga head lõkete kaotamise võimet. SF6 gaas, kui lõkkejoone vool läheneb nullile, on ainult väga ohutune lõkke tuum, mille ümbritseb mittejuhtiv kiht.

Seega, kui vool läbib nulli, taastub lõkkevahe insuleeriv tugevus kiiresti ja ületab taastumise pingevoo tõusmise kiirust. SF6 gaas, isegi väga väikese vooluga, säilitab väga ohutu lõkke tuuma. See on väga soovitatav omadus lülitite katkestamisel, kuna see rahuldab nõuet, et vool läbib nulli kiirelt üleminekuks heast juhitavast insuleerijast. Preciselt nende omaduste tõttu, isegi väikese voolu katkestamisel, säilitab lõkke tuum oma järjepidevuse vooluni nullini ja võib ikka jätkata oma kokkurajundamist. See takistab sunnitud voolu katkestamist, st voolu lõikamist, ja vähendab seeläbi lülituspinge ülepinge esinemist.

Tugev negatiivsus

Negatiivsus viitab molekulide või lahutunud aatomite tendentsile moodustada negatiivsed ioonid. SF6 omab tugevat võimet adsorbeerida elektrone, mida nimetatakse negatiivsuseks. SF6 ja selle dekompoosi tulemuseks tekkinud haloorgaanilised molekulid ja aatomid adsorbeerivad lõkkega seotud elektrone, moodustades negatiivseid ioone. Kuna negatiivsete ioontest mass on palju suurem kui elektronide, on nende liikumiskiirus elektrivälja mõjust suuresti aeglustumine. Elektriväljas liikudes rekoombineeruvad negatiivsed ioonid lihtsalt positiivsete ioonidega, moodustades neutraalseid molekule. Seega, ruumiliikumise kadumine toimub väga kiiresti. See fenomen on sama mõjuv kui väga tugev külmendamine ioniseeritud ruumis, mis tulemuseks on lõkkevoolu nulli lähenedes väga kiire muutus ruumiliikumises. See omadus, koos väga ohutu lõkke tuuma moodustumisega, vähendab lõkke ajakonstanti oluliselt. Nii annab tugev negatiivsus SF6-le väga head insuleerivad omadused.

Lõkete kaotamise keskkonna põhiline nõue on mitte ainult kõrge insuleeriv tugevus, vaid peamiselt insuleeriva tugevuse kiire taastumine. See peaks samuti omama veel üht olulist omadust: väga väike soojuslik aegkonstant, kui lõkkevool läbib nulli. SF6 gaas, lõkete kaotamise keskkonnana, omab neid omadusi. Sellel ei ole sõltuvus ainult gaasi voogude rõhupäevade poolt tekitatud isentroopilisest külmendamisest, vaid peamiselt SF6 gaasi spetsiifilistest termokemiililistest omadustest ja tugevast negatiivsusest, mis andvad SF6 gaasile eriti tugeva lõkete kaotamise võime. Preciselt sellepärast, et SF6 gaas omab väga head lõkete kaotamise ja insuleeriva võimet, ja tema keemilised omadused on stabiilsed ja mitte veenevad, on SF6 gaasi rakendamine väljendatud valdkondades nagu elektriülekandmine ja -muundamine, transformatoorid, katkestajad ja kontaktid, jätkanud laienevat arengut.

Gaasi eraldatud metallikate lülitustehnika (GIS) on edasi arendatud SF6 lülitite põhjal. GIS sisaldab lülitite, eraldajate, maandamislülite, intensiiv- ja pingetransformatorite, ülepingekaitseelementide ja ühendusbaaride sulges, mis on täidetud SF6 gaasiga, millel on väga hea lõkete kaotamise ja insuleeriv võime, serveerides fasaide ja maapinna insuleerimiseks. Kuna see on sulgenud ja modularne, võtab see vähe ruumi, ei mõjuta seda välises keskkonda, ei tekita müra ega raadiohäirivaid signale, töötab turvaliselt ja usaldusväärselt, ja nõuab vähe hooldustööd, seetõttu on see näinud olulist arengut.

Kolme faasi sulgeline GIS struktuur

Kolmes faasis sulgeline GIS, kolm faasi peategu komponenti on installitud ühises maandatud välisse sulges, toetatud ja insuleeritud epoksi resiini vulkaniseeritud insuleatorite poolt. Selline GIS omab kompaktset struktuuri, vähendades välisse sulgide arvu, mis võimaldab oluliselt materjalide säästmist. Lisaks vähendab väikese arvu sulgide ja lühema sulgemispikkuse tõttu gaasi lekke kiirust. Samuti vähendab see ringringvat voolu töötamisel ja lihtsustab hooldustööd. Kolmes faasis sulgeline GIS omab suhteliselt väikset kogu suurust, vähem komponente, vähem kulumist välisse sulgedes ja lühemat installatsioonitsüklit. Siiski, selle puudus on ebavõrdne siseelektriväli, fasaidevaheline mõju, mis teeb fasaidevahelise ülepinge silmapaistva.

Kolme faasi sulgene tüüp on ka teada kui kolme faasi ühises sulges. Kolm faasi bussijaamas on paigutatud silindri sees insuleatorite kaudu, kolmnurkse paigutusega. Iga GIS funktsionaalne üksus koosneb mitmest kompartimendist. Kompartimendi jagamine peaks rahuldama mitte ainult normaalset töötingimust, vaid ka piirama lõkke sisesel vea korral. Eristatud kompartimendid võimaldavad erinevaid gaasi rõhukeid. Näiteks, eraldaja kompartiment, arvestades lõkete kaotamise mõju, nõuab umbes 0,6 MPa gaasi rõhku, samas kui muud kompartimendid omavad suhteliselt madalamat rõhku.

Kõrgepinge lülitustehnika intelligentsuse võtmestechnoloogiad

Intelligentse kõrgepinge lülitustehnika tehnoloogiline sisu on äärmiselt lai. Selle peamised tehnoloogiad hõlmavad:

• Lülitage operatsiooni inteligentsus: avamise ja sulgemise seadmete tööoleku jälgimine ja diagnoosimine;

• Teine kontrollintelligentsus: distribueeritud arhitektuuri, võrguliste tehniliste ja täieliku jälgimise tehnikate abil signaalide kogumise – sensoriteehnika, näiteks Rogowski õhukeset toroidaalset keela komplekssete intensiivi ja pingeseadmete, liigutuse seadmete ja gaasi tiheduse seadmete jaoks;

• Insuleeriva võime jälgimine: osaliste lõkete detektsioon, ebatavalise juhtivuse detektsioon ja mikrosõnumite detektsioon;

• Veadiagnoosimine ja otsustamissüsteem: signaalide analüüs, et teha otsuseid ja hinnanguid;

• Elektromagnetiline ühilduvus (EMC): peamiselt segavalti sobituse ridade takistamine, st erinevate faktorite, mis moodustavad ühise impedantsi, eliminatsioon või nende nõrgendamine. Meetodid hõlmavad ekraanimist, isolatsiooni ja filtreerimist;

• Eriliste mikroarvutite R & D: eraldatud integreeritud skeemide ja tarkvara arendamine, et parandada mikroarvutite rakendatavust, reaalajas toimimist ja operatsioonisüsteemi, ja parandada kõrgepinge lülitustehnika töötingimust ja usaldusväärsust.