Ģeoinformācijas sistēmu attīstības tendences

Augstsprieguma pārslēgumu modulārizācija

Katras sastāvdaļas un daļiņas mazināšanas pasākumiem, kā arī kopējai mazinātajai izkārtnē, augstsprieguma pārslēgumu izmēri ir nepārtraukti samazinājušies. Ir pieejama plaša pārslēgumu kombināciju klāsta, ar elastīgiem kombinācijas veidiem un ļoti kompakta struktūra. Gāzes izolētais metāla apdariņš pārslēgums (GIS) ietver lielāko daļu augstsprieguma elektriskās aprīkojuma un aizsardzības detektoru, integrējot sākotnēji atsevišķu elektrisko aprīkojumu funkcijas vienā veselumā. Tādējādi var teikt, ka GIS dizaina un ražošanas līmenis atspoguļo gāzes izolēto metāla apdariņa pārslēgumu līmeni.

Gāzes izolētais metāla apdariņš pārslēgums (GIS) ir jauns elektrotehniskais ierīces veids, kas parādījās vidus 1960. gados. Tā kā tas ir gan apdariņš, gan modulārs, tā izmantošana prasa maz telpu, nesaista ārējo vidi, nerada troksni vai radio interferenci, un tā darbība ir droša un uzticība, ar minimālu uzturēšanas darbu, tāpēc tā attīstība ir bijusi nozīmīga. Kopš tā ieviešanas, tā attīstība ir virzījusies uz augstāku spriegumu, lielāku jaudu un mazināšanos. Pēc daudzu gadu operatīvās pieredzes Indonēzijā un nepārtrauktu dizaina uzlabojumu, GIS nav tikai progresējis augstākiem spriegumiem un lielākām jaudām, bet arī nepārtraukti inovējis.

Sulfura heksafluorīda (SF6) gāzes pamatīpašības un loku nomirstīšanas princips

Pēdējos gados SF6 gāze ir piedzīvojusi strauju attīstību kā lokus nomirošanai piemērots līdzeklis slēdziena iekšienē. SF6 gāze bija zināma kā izolējoša gāze, kuras izolējošā spēja ir vairākas reizes lielāka nekā gaismā. Tas rāda ļoti spēcīgu loku nomirstīšanas spēju, un pāreja no vedēja loka uz dielektriku notiek ļoti strauji. Tāpēc, augstsprieguma slēdzienos, SF6 gāze var kalpot gan kā loku nomirstīšanas, gan izolējoša vidējs. SF6 gāzes visiemžāk pazīstamās īpašības ir šādas:

Izcilas pamatīpašības

Daba SF6 gāze ir bezkrāsa, bezsmarža, netoksiska un negorīga halogeno savienojuma gāze. Normālajā temperatūrā, t.i., 20°C un 0,1 MPa, tā blīvums ir piecas reizes lielāks nekā gaismā. SF6 gāzes siltumstrādes koeficients, tostarp konvekcijas efektu iekļaujot, ir 1,6 reizes lielāks nekā gaismā.

Konkrētas termoķīmiskās īpašības
Eksperimenti liecina, ka SF6 gāzes sadalīšanās temperatūra ir zemāka nekā gaismā, bet nepieciešamā sadalīšanās enerģija ir lielāka. Tādējādi, sadalīšanās laikā SF6 gāze absorbu ļoti lielu enerģiju, izrādodot spēcīgu dzesēšanas efektu uz loku. SF6 gāzei ir afināts pret brīvajiem elektroniem. Tāpēc karstu zonas telpā patiesībā būs tikai ļoti maza vai vispār nekāda konduktivitāte, taču tās termiskā kondukcija ir ļoti augsta. SF6 gāze sadalās ļoti strauji relatīvi zemā temperatūras diapazonā (2000-2500K). Kad SF6 gāze sadalās loku apklājamo teritorijā, tā absorbē lielu siltumu no loka, dodot SF6 gāzei izcilu loku nomirstīšanas spēju. SF6 gāzē, kad loka strāva tuvojas nulli, tikai ļoti smalks loka šķiedra ir augstā temperatūrā, un tā apkārtne sastāv no nevedēja slāņiem.

Tādējādi, pēc tam, kad strāva nokrita līdz nulli, loka gabala dielektriskā spēja atveseļo ļoti strauji un pārsniedz atveseļošanās sprieguma palielināšanās ātrumu. SF6 gāzē, pat ļoti zemās strāvas līmeņos, pastāv ļoti smalks loka šķiedris. Šī ir ļoti vēlama īpašība slēdziena pārtraukšanā, jo tā atbilst straujam pārejas prasībai no laba vedēja uz dielektriku, kad strāva nokrita līdz nulli. Tieši tāpēc, pat mazām strāvām pārtraukot, loka šķiedris paliek nepārtraukts līdz strāva sasniedz nulli un joprojām var samazināties nepārtraukti. Tas novērš piespiestu strāvas pārtraukšanu, t.i., strāvas nogriešanu, un tādējādi samazina pārslēguma pārsprieguma parādīšanos.

Spēcīga elektronegativitāte

Elektronegativitāte attiecas uz molekulu vai atdalīto atomu tendenci formēt negatīvos jonus. SF6 ir spēcīga electronu adsorbēšanas spēja, kas pazīstama kā elektronegativitāte. SF6 un hālgena molekulas un atomi, kas radīti tā sadalīšanā, stipri adsorbē elektronus lokā, formējot negatīvos jonus. Jo negatīvo jonu masa ir daudz lielāka nekā elektronu masa, negatīgo jonus elektriskā laukā pārvietojas daudz lēnāk nekā elektronu. Elektriskā lauka pārvietojumā negatīgie joni viegli rekombinē ar pozitīvajiem joniem, veidojot neitrālas molekulas. Tāpēc, telpiskās konduktivitātes izmiršanas process notiek ļoti strauji. Šis fenomens ir tāds pats kā ļoti spēcīga dzesēšanas spēja jonizācijas telpā, kas rezultē ļoti straujā telpiskās konduktivitātes maiņā līdz loka strāvas nulles punktam. Šī īpašība, kombinēta ar ļoti smalka loka šķiedra veidošanos, ļoti samazina loka laika konstanti. Tādējādi, spēcīgā elektronegativitāte dod SF6 izcilām izolējošām īpašībām.

Loku nomirstīšanas vidējam pamatprasībām nav tikai jābūt augstai dielektriskai spējai, bet, vēl svarīgāk, jābūt augstam dielektriskās spējas atveseļošanās ātrumam. Tam jābūt arī citai svarīgai īpašībai: ļoti mazam siltuma laika konstantei, kad loka strāva nokrita līdz nulli. SF6 gāze, kā loku nomirstīšanas vidējs, šīm īpašībām ir. Tā balstās ne tikai uz adiabātisko dzesēšanas efektu, kas rodas gāzes plūsmas spiediena gradienta dēļ, bet galvenokārt uz specifiskām termoķīmiskajām īpašībām un spēcīgu elektronegativitāti, kas dod SF6 gāzei ļoti spēcīgu loku nomirstīšanas spēju. Tāpēc, tā kā SF6 gāzei ir izcilas loku nomirstīšanas un izolējošas īpašības, un tās ķīmiskās īpašības ir stabili un netoksiskas, SF6 gāzes pielietojums jomās, piemēram, elektroenerģijas pārraides un pārveidošanas, transformatoros, fuzibus un kontaktoriem, ir nepārtraukti paplašinājies.

Gāzes izolētais metāla apdariņš pārslēgums (GIS) ir turpinājis attīstīties, balstoties uz SF6 slēdzieniem. GIS ieņem slēdzienus, atslēgas, uz zemes slodzes, strāvas un sprieguma transformatorus, aizsargājošus elementus, un savienojumu busbarus metāla apdariņā, aizpildot to ar SF6 gāzi, kas ir izcilas loku nomirstīšanas un izolējošas īpašības, kā izolācija starp fāzēm un ar zemi. Tā kā tas ir apdariņš un modulārs, tā izmantošana prasa mazu platību un telpu, nesaista ārējo vidi, nerada troksni vai radio interferenci, darbojas droši un uzticība, un prasa minimālu uzturēšanas darbu, tāpēc tā attīstība ir bijusi nozīmīga.

Trīsfāzes apdariņa GIS struktūra

Trīsfāzes apdariņa GIS trīs fāzes galvenās elektrosakaru sastāvdaļas ir instalētas kopējā apzemesotā ārējā apdariņā, atbalstītas un izolētas epoksidresinas liešanas izolātoriem. Šis GIS veids ir kompakts, ar samazinātu ārējo apdariņu skaitu, kas ļoti ietaupa materiālus. Turklāt, tā kā ir samazināts sprādzienus neatstājošo punktu skaits un saīsināts sprādzienus neatstājošo garums, gāzes izplūdes ātrums ir zems. Tāpat, tas var samazināt cirkulāro strāvu darbības laikā un vienkāršot uzturēšanas darbus. Trīsfāzes apdariņa GIS kopējais izmērs ir salīdzinoši mazs, ar mazākām sastāvdaļām, mazāk apvalkotām ārējām apdariņām un īsu montāžas ciklu. Tomēr, tā trūkums ir nesavienojama iekšējā elektromagnētiskā lauka, ar savstarpēju fāžu ietekmi, kas padara to par inter-fāzes izblāvošanās risku.

Trīsfāzes apdariņa tips ir arī zināms kā "trīsfāzes kopējā rezervuāra" tips. Trīs fāžu busbars ir fiksēti cilindrā caur izolātoriem, sakārtoti trijstūra formā. Katrs GIS funkcijas vienība sastāv no vairākām šķīruma zonām. Šķīruma zonu dalīšana ne tikai jāatbilst normālai darbībai, bet arī jāspēj ierobežot loku, ja notiek iekšējā kļūda. Dažādas šķīruma zonas ļauj dažādus gāzes spiedienus. Piemēram, atslēgu šķīruma zona, ņemot vērā loku nomirstīšanas efektu, prasa gāzes spiedienu aptuveni 0,6 MPa, bet citas šķīruma zonas ir salīdzinoši zemāki spiedieni.

Augstsprieguma pārslēgumu intelektualizācijas galvenās tehnoloģijas

Intelektualizēto augstsprieguma pārslēgumu tehnoloģisko saturu ir ļoti plašs. Tā galvenās tehnoloģijas ietver:

• Slēdziena darbības intelektualizācija: Atvēršanas un aizvēršanas ierīču darbības monitoringa un diagnosticēšana;

• Otrās kontroles intelektualizācija: Izmantojot sadalīto arhitektūru, tīkla savienojumu tehnoloģiju un visaptverošu monitoringu, signalu iegūšanu - sensoru tehnoloģiju, piemēram, Rogowski gaisa toroidālo spēļu savienoto strāvas un sprieguma sensorus, slīdēšanas sensorus un gāzes blīvuma sensorus;

• Izolējošās spējas monitoringa: Daļējas izplūdes uzskaite, neatbilstošas konduktivitātes uzskaite un mikrodaļiņu uzskaite;

• Defektu diagnosticēšana un lēmumu pieņemšanas sistēma: Signālu analīze, lai veiktu secinājumus un pieņemtu lēmumus;

• Elektromagnētiskā saderība (EMC): Galvenokārt, anti-interferences savienojuma ceļu bloķēšana, t.i., izbeidzot vai vājinot dažādos faktorus, kas veido kopīgu impendanci. Metodes ietver aizsargāšanu, atdalīšanu un filtrēšanu;

• Speciālo mikrodatoru R & D: Iespējota mikrodatoru pielāgotība, realitātes un operētājsistēmas, un augstāka augstsprieguma pārslēgumu darbības līmenis un uzticamība, izstrādājot specializētus integrētos shēmas un programmatūru.