Jeografik Bilgi Sistemleri Gelişim Trendleri

Yüksek Gerilimli Anahtar Ekipmanının Modülerleştirilmesi

Her bir bileşen ve parçanın miniyatürleştirmeye tabi tutulması ve genel olarak miniyatür bir düzenlemeye sahip olması nedeniyle, yüksek gerilimli anahtar ekipmanının boyutları sürekli olarak küçülüyor. Çok çeşitli anahtar ekipmanı kombinasyonları bulunmaktadır, esnek kombinasyon yöntemleri ve çok sıkıştırılmış yapılarla birlikte. Gaz yalıtımlı metal kaplama anahtar ekipmanı (GIS), çoğu yüksek gerilimli elektrik cihazı ve koruma tespit cihazlarını kapsar, orijinalde ayrı olan elektrik cihazlarının işlevlerini tek bir varlığa entegre eder. Bu nedenle, GIS'in tasarım ve üretim seviyesinin, gaz yalıtımlı metal kaplama anahtar ekipmanının seviyesini temsil ettiği söylenebilir.

Gaz yalıtımlı metal kaplama anahtar ekipmanı (GIS), orta 1960'ların sonlarında ortaya çıkan yeni tip bir elektrik cihazıdır. Kapalı ve modüler olması nedeniyle, küçük bir alana sığar, daha az alan kaplar, dış çevre etkisinden etkilenmez, gürültü veya radyo interferans üretmez ve güvenli ve güvenilir bir işlem ile minimum bakım gerektirir, bu yüzden önemli bir gelişim göstermiştir. Pazarlanmasından bu yana, daha yüksek gerilime, daha büyük kapasiteye ve miniyatürleşmeye doğru sürekli evrim geçirmiştir. Endonezya'daki yılların işletme deneyimi ve sürekli tasarım iyileştirmeleri sayesinde, GIS sadece daha yüksek gerilim ve daha büyük kapasitede ilerleme kaydetmiş, aynı zamanda sürekli yenilikler getirmiştir.

Sekiz Fluorlu Sülfür (SF6) Gazının Temel Özellikleri ve Ark Söndürme Prensibi

Son yıllarda, SF6 gazı, devre kesiciler için ark söndürme ortamı olarak hızlı bir gelişim göstermiştir. SF6 gazı, havadan birkaç kat daha güçlü bir yalıtım gücüne sahip olarak bilinen bir yalıtım gazıydı. Çok güçlü ark söndürme yeteneğine sahiptir ve iletken bir arktan yalıtıcıya geçiş çok yüksek bir hızda gerçekleşir. Bu nedenle, yüksek gerilimli devre kesicilerde, SF6 gazı hem ark söndürme ortamı hem de yalıtım ortamı olarak hizmet verebilir. SF6 gazının en belirgin özellikleri şunlardır:

Mükemmel Temel Özellikler

Saf SF6 gazı, renksiz, kokusuz, zehirsiz ve yanıcı olmayan bir halojen bileşik gazıdır. Normal sıcaklık koşullarında, yani 20°C ve 0.1MPa'da, yoğunluğu havanın beş katıdır. Konveksiyon etkileri dahil, SF6 gazının ısı aktarım katsayısı havanın 1.6 katıdır.

Özel Termokimyasal Özellikler
Deneyler, SF6 gazının ayrışma sıcaklığını havadan düşük olduğunu, ancak gerekli ayrışma enerjisini daha yüksek olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, SF6 gazı ayrışırken büyük miktarda enerji emer, arka üzerinde güçlü bir soğutma etkisi uygular. SF6 gazı, özgür elektronlara yakınlık gösterir. Böylece, sıcak bölge alanında, asla çok küçük bir iletkenlik veya hiç iletkenlik olmayacak, ancak termal iletkenliği oldukça yüksektir. SF6 gazı, nispeten düşük bir sıcaklık aralığında (2000 - 2500K) hızlı bir şekilde ayrılır. SF6 gazı, ark örtme alanında ayrılıyorsa, arktan büyük miktarlarda ısı emer, SF6 gazına mükemmel ark söndürme yetenekleri kazandırır. SF6 gazında, ark akımı sıfıra yaklaşırken, sadece çok ince bir ark çekirdeği yüksek sıcaklığa sahip olur ve çevresi iletken olmayan tabakalarla oluşur.

Böylece, akım sıfır geçtikten sonra, ark boşluğunun dielektrik gücü hızlı bir şekilde kurtarılır ve kurtarma voltajının artma hızını aşar. SF6 gazında, çok düşük akım seviyelerinde bile, ince bir ark çekirdeği devam eder. Bu, devre kesicilerde kesinti sırasında, akım sıfır geçtiğinde iyi bir iletkenlikten yalıtıcıya hızlı bir geçiş gerekliliğini karşıladığı için çok istenen bir özellikdir. Bu özellikler nedeniyle, küçük akımları keserken bile, ark çekirdeği akım sıfır ulaşana kadar süreklilik korur ve hala sürekli daralabilir. Bu, zorlanmış akım kesmesini, yani akım kesme, önler ve bu nedenle anahtarlama aşırı gerilimlerinin oluşmasını azaltır.

Güçlü Elektronegatiflik

Elektronegatiflik, moleküllerin veya ayrışmış atomların negatif iyonlar oluşturmak eğilimindedir. SF6, elektronları emme konusunda güçlü bir yeteneğe sahiptir, bu da elektronegatiflik olarak bilinir. SF6 ve ayrışmasından oluşan halojen molekülleri ve atomları, arktaki elektronları güçlü bir şekilde emer, negatif iyonlar oluşturur. Negatif iyonların kütlesi elektronların kütlesinden çok daha fazla olduğu için, elektrik alan etkisi altında negatif iyonların hareket hızı elektronlardan çok daha düşüktür. Elektrik alan hareketinde, negatif iyonlar kolayca pozitif iyonlarla birleşerek nötr moleküller oluşturur. Bu nedenle, uzaysal iletkenliğin kaybolma süreci son derece hızlıdır. Bu fenomen, ionlaşma alanında çok güçlü bir soğutma etkisi gibi bir etkiye sahiptir, bu da ark akımının sıfır geçişine yakın olan uzaysal iletkenlikte çok hızlı bir değişim sağlar. Bu özellik, ince bir çekirdek oluşturan ark özelliği ile birleştirildiğinde, ark zaman sabitini önemli ölçüde kısaltır. Böylece, güçlü elektronegatiflik, SF6'ya mükemmel yalıtım özellikleri verir.

Bir ark söndürme ortamının temel gereklilikleri, sadece yüksek dielektrik gücü değil, daha önemlisi, dielektrik gücünün hızlı bir kurtarma hızıdır. Ayrıca, ark akımının sıfır geçişinde çok küçük bir termal zaman sabiti gibi başka önemli bir özelliğe de sahip olmalıdır. SF6 gazı, bir ark söndürme ortamı olarak, bu özelliklere sahiptir. Gaz akışlarındaki basınç gradyanı tarafından oluşturulan izentropik soğutma etkisine sadece bağlı değildir, aynı zamanda SF6 gazının özel termokimyasal özellikleri ve güçlü elektronegatifliği, SF6 gazına özellikle güçlü ark söndürme yetenekleri verir. Tam olarak bu nedenle, SF6 gazı, mükemmel ark söndürme ve yalıtım özellikleri, kimyasal özellikleri stabil ve zehirli olmadığı için, güç iletimi ve dönüşümü, transformatörler, sigorta anahtarları ve kontaktörler gibi alanlarda kullanım alanı sürekli genişlemektedir.

Gaz yalıtımlı metal kaplama anahtar ekipmanı (GIS), SF6 devre kesicileri üzerine geliştirilmiştir. GIS, devre kesicileri, ayırıcı anahtarları, yer bağlantısı anahtarlarını, akım ve voltaj transformatörlerini, fırlatma koruyucularını ve bağlantı busbarlarını metal bir kaplamada içine alır ve onu mükemmel ark söndürme ve yalıtım özelliklerine sahip olan SF6 gazıyla doldurur, fazlar arasında ve toprağa karşı yalıtım görevi görür. Kapalı ve modüler yapısı nedeniyle, küçük bir alana sığar, daha az alan kaplar, dış çevre etkisinden etkilenmez, gürültü veya radyo interferans üretmez, güvenli ve güvenilir bir işlem ile minimum bakım gerektirir, bu yüzden önemli bir gelişim göstermiştir.

Üç Fazlı Kapalı GIS'in Yapısı

Üç fazlı kapalı GIS'te, ana devre bileşenlerinin üç fazı, ortak bir yer bağlanmış dış kaplamada monte edilir ve epoksi rezin dökme yalıtıcılar tarafından desteklenir ve yalıtılmıştır. Bu tür bir GIS, kompakt bir yapıya sahiptir, dış kaplamaların sayısı azaldığı için malzemelerde önemli bir tasarruf sağlar. Ayrıca, mühür noktalarının sayısı azalması ve mühür uzunluğunun kısalması nedeniyle, gaz sızıntısı oranı düşüktür. Ayrıca, işletmedeki dolaşım akımını azaltır ve bakım çalışmalarını basitleştirir. Üç fazlı kapalı GIS, genel olarak küçük bir boyuta, daha az bileşene, dış kaplamaların aşınmasına ve kısa bir kurulum süresine sahiptir. Ancak, iç elektrik alanının eşitsiz olması, fazlar arası karşılıklı etkileşim, fazlar arası flaşover'e meyillidir.

Üç fazlı kapalı tip, aynı zamanda üç fazlı ortak tank tipi olarak da bilinir. Üç fazlı busbarlar, silindir içinde üçgen şeklinde yerleştirilmiş insülatörler vasıtasıyla sabitlenir. Her bir GIS fonksiyonel birimi, birkaç bölümden oluşur. Bölümün bölünmesi, normal işletme gerekliliklerini karşılamalı ve dahili bir arızada arkı sınırlamalıdır. Farklı bölümlerde farklı gaz basıncı kullanılabilir. Örneğin, ayırıcı bölüm, ark söndürme etkisini düşünerek yaklaşık 0.6 MPa bir gaz basıncı gerektirirken, diğer bölümlerin basıncı nispeten daha düşüktür.

Yüksek Gerilimli Anahtar Ekipmanının Akıllılaşması İçin Ana Teknolojiler

Akıllı yüksek gerilimli anahtar ekipmanının teknoloji içeriği son derece geniş kapsamlıdır. Ana teknolojileri şunlardır:

• Anahtar İşlemi Akıllılaştırılması: Açma ve kapatma cihazlarının çalışma durumunun izlenmesi ve teşhisi;

• İkincil Kontrol Akıllılaştırılması: Dağıtık mimari, ağ bağlantılı teknoloji ve kapsamlı izleme teknolojisi kullanarak, sinyal alma - sensör teknolojisi, örneğin Rogowski hava çekirdeğine dayalı toroidal bobinler, bileşik akım ve voltaj sensörleri, vuruş sensörleri ve gaz yoğunluk sensörleri;

• Yalıtım Performansı İzleme: Kısmi salma tespiti, anormal iletkenlik tespiti ve mikro parçacık tespiti;

• Arıza Teşhisi ve Karar Verme Sistemi: Sinyalleri analiz ederek kararlar verme ve değerlendirme;

• Elektromanyetik Uyumluluk (EMC): Ana olarak, anti-interferans koppling yollarından gelen interferansı baskılamak, yani, birleştirilmiş ortak impedans oluşturmak için çeşitli faktörleri ortadan kaldırmak veya zayıflatmak. Yöntemler arasında ekranlama, izolasyon ve filtreleme bulunur;

• Özel Mikrobilgisayar R & D: Özel entegre devreler ve yazılım geliştirmek, mikrobilgisayarların uygunluluğunu, gerçek zamanlı performansını ve işletim sistemini artırmak, yüksek gerilimli anahtar ekipmanının işletme seviyesini ve güvenilirliğini artırmak.