د لوړوالی ځایونو لپاره بهرنګ شوي ګاز داخلي سویچګیرۍ ډیزاین
د ګاز ساتل شوي رنګ مينه وحدتونه کومپکټ او توسيع وړ سوچ ګير دي چې د منځني فشار د برق توزيع خودمختايه نظامونو لپاره مناسب دي. دا تجهيزات د 12~40.5 kV د رنګ نيټورک د برق ورکولو، دوه طرفي شعاعي برق ورکولو نظامونو او پاييني څخه برق ورکولو کارونو لپاره استعمالېږي، چې د برق انرژي د کنټرول او محافظت د وسيلو په توګه خدمت کوي. دا هم د بنچ- mounting شوي سوبسټيشنونو کې د نصب لپاره مناسب دي.
د برق انرژي د وېش او تنظيم له لارې، دا د برق نظامونو د ثابت کارونې تضمین کوي. د دا تجهيزاتو اصلي جزئيات د سرکټ برېکرونو يا د لوډ سوچ او فيوزونو ترکيب شاملېږي، چې د ساده بڼه، کوچني سايز، کمه بهاي، د برق ورکولو د معیارونو او کارآمدۍ کښې پرمختګ، او د برق ورکولو د امنيت کښې پرمختګ برخه اخلي. دا په عامه توګه د توزيع اسټيشنونو او د بار مرکزونو کې د بنچ- mounting شوي سوبسټيشنونو کې کارول کېږي، لکه د شهرت د نفوسو چاودنه، بلند ودانۍ، لوی عمومي تسهيلات او صنعتي سازمانونه. مختلف عايقي ګازونه د عايقي متوسط په توګه خدمت کوي، لکه SF₆، خشک هوا، نايتروجن، يا ترکيبي ګازونه، چې د عالي عزل عملکرد او محيطي فايده وړيا برابروي، چې د برق نظامونو کې د ګڼ شمېر کارونو ته زده کوي.
د دا ډول رنګ مينه وحدت اصلي جزئيات د يو ساتل شوي جوش شوي ټانک کې نصب شوي چېرته چې د عايقي ګاز سره ډک وي (له اجله "ګاز کامپارتمان" ورته وايي). ګاز کامپارتمان د ګاز ساتل شوي رنګ مينه وحدتونو اصلي جزء دی. د دا اصلي وظيفه دا ده چې ترلاسه کړي چې داخلي لوړ فشار جزئيات بېرته د بيروني محيطي عواملو لکه کثافه، رطوبت، او تيزي څخه بچ شي. دا هم د جزئياتو د کارونې محيط او عادي برق کاري کارآمدۍ تضمین کوي. داخلي تمام جزئيات د ساتل شوي ګاز کامپارتمان له لارې حفاظت شوي دي. کامپارتمان د فشار يا ګاز غلظت د مونيتورينګ وسيلو سره مخه کوي، لکه د فشار متر يا غلظت متر، چې معمولاً د کامپارتمان داخلي او بيروني فشار تفاوت اندازه کوي.
دا ليکنې بېرته د رنګ مينه وحدتونو د ميخانيکي او برق کاري کارآمدۍ ته د لوړ سيمو د محيط د اغېزې په اړه ستونزې غوښتي.
1. د ګاز ساتل شوي رنګ مينه وحدتونو لپاره د لوړ سيمو د ډيزاين د عامو طرحو او موجوده ستونزو
د ګاز ساتل شوي رنګ مينه وحدتونه د بشپړ عايقي ډيزاينونه لري، چې د دوی اصلي موصله سرکټ د يو بشپړ عايقي سيسټم له لارې محصور شوی، چې ساتل شوي ګاز کامپارتمان، بشپړ عايقي بوشنګان د داخلې/باهرې لائنونو لپاره، او بشپړ عايقي کابل ته بشپړه شاملې. ځکه چې د ګاز کامپارتمان داخلي محيط د بيروني حالاتو نه بېرته متاثر نه کېږي، نو ګاز غلظت او رطوبت ثابت پاتې کېږي. نظريه کې، عزل کارآمدۍ د بيروني عواملو لکه رطوبت، کثافه، يا تيزي ګازونو نه بېرته متاثر نه کېږي. په هماغه توګه، د بوشنګانو او کابل ته بشپړه عزل کارآمدۍ—چې د عايقي موادو لکه اپوکسي راليا او سيليکون رابر سره ډيزاين شوي—د بيروني محيط نه بېرته متاثر نه کېږي. بظاهر، د قراردادي ډيزاين شوي د ګاز ساتل شوي رنګ مينه وحدتونه د پلاتهيو محيطونو لپاره مناسب وړانديز کېږي، چې د ډېرې ډکيارانو ته زمينه برابروي چې دا د لوړ سيمو د کارونې د اړينتياوو ته پوره وکړي او مستقلاً د دغو سيمو کې ورکاروي.
اوس مهال، د ګاز ساتل شوي رنګ مينه وحدتونو د لوړ سيمو د محيطونو کې د کارونې پر مهال دوه اساسي تخنيکي طرحې کارول کېږي:
1.1 د لوړ سيمو سيمو کې مستقيم ورکارول
د ډيزاين مفهوم: دا لاره د هغه اصل پورې اړه لري چې اصلي موصله سرکټ د عايقي سيسټم (ساتل شوی ګاز کامپارتمان، بشپړ عايقي بوشنګان، او کابل ته بشپړه) له لارې محصور شوی، چې د عزل کارآمدۍ د لوړ سيمو د شرايطو نه بېرته متاثر نه کېږي.
موجوده ستونزې: د عملي کارونې کې، د لوړ سيمو د کم شوي بيروني هوايي فشار له امله د ګاز کامپارتمان داخلي او بيروني فشار تفاوت زياتيږي. دا د کامپارتمان د ډیرې بوليږدونکې بدلون ته زمينه برابروي، چې د سرکټ برېکرونو او ډيسکنکټرونو لکه برق وسيلو د ميخانيکي کارآمدۍ ته اغېز کوي. دا د کارونې د ګډون او د ميخانيکي ځانتياوو د بدلولو لامل کېدلی شي.
1.2 د فبريكه کې د ګاز فشار د کمولو تنظيم
د ډيزاين مفهوم: د لوړ سيمو د ډېر شوي داخلي-بيروني فشار تفاوت حل کولو لپاره، دا طرحه د فبريكه کې د کامپارتمان داخلي ګاز فشار کموي. کله چې يونيت د لوړ سيمو د مقاصدو ته رسېږي، د کم شوي هوايي فشار د فشار تفاوت د تخنيکي مشخصاتو د اړينې ارزښت ته راولي، چې د فشار متر د مطلوب کاري فشار ښيي.
موجوده ستونزې: دا ډيزاين د ګاز کامپارتمان داخلي عايقي ګاز غلظت په موثره توګه کموي. که څه هم د لوړ سيمو د فشار متر د ډيزاين شوي ارزښت ښيي، خو د ګازونو عزل کارآمدۍ د ګاز غلظت سره د جرمن فيزيکي فريدريش پاسچن له لارې جوړ شوي د پاسچن منحني (لرې Fig. 1) له مطابقت سره انتقالي وي. د پاسچن منحني د پاسچن د قانون له مخې جوړه شوې فنکشن ښيي. د هغه فيزيکي معنا: د چاپېره کيدو فولتاج U (kV) د الکټروډ فاصله d (cm) او د ګاز فشار P (Torr) د حاصل ضرب د يو فنکشن څخه عبارت دی، چې د U = apd / [ln(Pd) + b] (لرې Fig. 1)، که a او b د ثابتو څخه عبارت وي.
د منحني اصلي اهميت: د يو ثابت عزل فاصله لپاره، فشار زياتول يا فشار د وياکيوم ته (مثلاً 10⁻⁶ Torr) کمول د چاپېره کيدو فولتاج زياتوي. د نږدې وياکيوم فشارونو کې، د وياکيوم د کمول سطحه (يعنی د هوا غلظت زياتوالی) د الکټروډونو ترمنځ د برق چاپېره کيدو آسانوي. د يو ټاکل شوي فشار د دريځ وروسته، د عزل کارآمدۍ د فشار د زياتوالی سره تدرجي توګه پرمختګ کوي. د دې مرحله کې (د نقطه a څخه وروسته Fig. 1)، د فشار کمول—او نو د ګاز غلظت—د چاپېره کيدو فولتاج کموي، يعني عزل کارآمدۍ خرابيږي. د ګاز ساتل شوي رنګ مينه وحدتونو د کارونې فشار سيمه بشپړه د دې سيمه کې داخله ده (د نقطه a څخه وروسته د سيمه).
1.3 د قراردادي لوړ سيمه د ډيزاينونو د ستونزو لنډيز
د ګاز کامپارتمان داخلي او بيروني فشار تفاوت زياتوالی د کامپارتمان د ډېر بدلون ته زمينه برابروي، چې د سوچونو د ميخانيکي کارونې او کارآمدۍ ته اغېز کوي.
د ډېر شوي داخلي-بيروني فشار تفاوت د شرايطو کې، د فشار د راهسېر وسيلې د فعالېدو احتمال زيات دی.
د ګاز ساتونکي ته باندي فشار ميټر د اوبه او د غاز ساتونکي داخلي او بهرني فشار تفاوت اندازه کوي. د ګاز لویتياوو ميټرونه د فشار ميټرونه ته د حرارت وچه کولو عملکښي زياتوي. هغه هردو د لوړو کچو په صورت کې د ساتونکي داخلي عملي ګاز لویتيا نشتوای شي چې دقيقه نمایش ورکړي، خو د ګاز لویتيا د جلا کولو کارآمدۍ سره طبیعي توګه تړل شوی دی.
د لوړو کچو په اتموسفیري لویتيا کمولو سره د ګاز ساتونکي بهرني جلا کونکي عناصرو د بشپړ جلا کولو کارآمدۍ هم یو شان خرابیږي.
2. د لوړو کچو لپاره د ګاز ساتل شوې حلقه ماډل واحدونه د طراحي طرحه
د مخکنی تحلیل پر بنسټ، که څه هم د ګاز ساتل شوې حلقه ماډل واحدونه (د اصلي موصل مدارې سره چې په بشپړ ډول د ساتل شوې ګاز ساتونکي، بشپړ جلا شوي بوشنګز او بشپړ جلا شوي کیبل پایونو سره محصور شوي) بشپړ جلا شوې بڼه د جلا کولو کارآمدۍ نظریه کې بدل نه کوي، خو د لوړو کچو په شرایطو کې له لاسه نه ورکوي: د ګاز ساتونکي داخلي او بهرني فشار تفاوت زیاتیدل، د ساتونکي داخلي جلا کونکي ګاز لویتيا کمولو توان نلري، او د ګاز لویتيا د دقیقې نمایش ته اړتیا. په دې توګه، د لوړو کچو لپاره د ګاز ساتل شوې حلقه ماډل واحدونو طراحي کلید د ګاز ساتونکي او د فشار رفع کونکي وسیله طراحي دي، د ګاز ساتونکي فشار ميټرونه لپاره د لوړو کچو محیطي تقاضو ته پوره کول، او د لوړو کچو په صورت کې د بهرني جلا کونکي عناصرو د جلا کولو کمزوري بشپړ کول.
2.1 د لوړو کچو لپاره د ګاز ساتونکي او د فشار رفع وسیله طراحي
د مخکې ذکر شویو فنی مسئلو حل کولو لپاره، دا مقاله د لوړو کچو لپاره د ګاز ساتل شوې حلقه ماډل واحدونو لپاره یوه نوې طراحي تصور رامینځته کوي، چې د عام واحدونو سره مقایسه کوي چې یا بې طرحه وي یا یوازې د ساده فشار کمولو کارولو لري. دا حلقه ماډل واحد د لاندې جوړجور لرونکي طراحي لري:
(1) د ګاز ساتونکي د جوړجور قوت زیاتول
د لوړو کچو له امله داخلي-بهري فشار تفاوت زیاتیدو سره مقابله کولو لپاره، د ګاز ساتونکي د جوړجور قوت زیاتویږي. دا یقیني کوي چې د لوړو کچو په صورت کې د ساتونکي بدلون د فنی معیارونو په حدودو کې واقع شي، او د داخلي لوړ فشار مبدلې داخله میکانيکي کارآمدۍ ته یقیني ورکوي.
د بین المللی استاندارد اتموسفیر ماډل له مخې، د یوې ځانګړې لوړوالي په صورت کې استاندارد اتموسفیري فشار د لاندې فورمول له مخې محاسبه کیدی شي:
P = P₀ × (1 – 0.0065H/288.15)^5.256
چیرې چې P د یوې ځانګړې لوړوالي په صورت کې اتموسفیري فشار دی؛ P₀ د سمندر د سطحې په صورت کې استاندارد اتموسفیري فشار دی؛ H لوړوالی دی.
د 4000 متر لوړوالي د مثال په توګه نیول شوی:
P = P₀ × (1 – 0.0065 × 4000 / 288.15)^5.256 ≈ 0.064 MPa.
د یوې ټائپيکي 10 kV SF₆ ګاز ساتل شوې حلقه ماډل واحد د مثال په توګه، د غیر لوړو کچو سیمو کې د ګاز ساتونکي د طراحي فشار معمولاً 0.07 MPa دی. د لوړو کچو په صورت کې د اتموسفیري فشار کمولو ته پاملرنه کولو سره، د 4000 متر لوړوالي په صورت کې د ګاز ساتونکي عملي طراحي فشار محاسبه کیدی شي د:
P₁ = P₀ – 0.064 + 0.07 = 0.107 MPa.
(2) د لوړو کچو لپاره د فشار رفع وسیله طراحي
د نوې ترلاسه شوې ملي استاندارد GB/T 3906—2020 "AC د 3.6 kV څخه زیات او تر 40.5 kV پورې نومیالی فشار لرونکي فلزي محصور سویچ ګیر او کنټرول ګیر"، د 7.103 ترتیب ویل شوي چې د ګاز ساتل شوې حلقه ماډل واحد د ګاز ساتونکي باید د طراحي فشار (P₁) 1.3 چنده ته 1 دقیقه وخت لپاره وساتي بدون د فشار رفع وسیله فعالیدو. که فشار د 1.3 چنده (P₁) څخه تر 3 چنده (P₂) پورې زیات شي، نو فشار رفع وسیله فعاله کیدی شي. که دا د تولیدونکي د طراحي معیارونو سره سمون ولري نو منل کیدی شي. د ټست کولو وروسته، ګاز ساتونکي کیدی شي بدلون ومومي مګر نه چې چاپريال ته ورسیږي.
د دغو تقاضو له مخې د ګاز ساتونکي او د فشار رفع وسیله د قوت طراحي، ملي استانداردونه پوره کوي. د مختلفو لوړوالي لپاره د ګاز ساتونکي او د فشار رفع وسيلې کولی شي د دې طریقې له مخې محاسبه او طراحي شي:
P₁ = 0.107 × 1.3 = 0.139 MPa
P₂ = 0.107 × 3 = 0.321 MPa
د ګاز ساتونکي د جوړجور قوت زیاتولو له لارې — لکه د گاهه فولاد ورقونو کارولو یا د سختونو زیاتولو — ساتونکي بشپړه د لوړو کچو له امله داخلي-بهري فشار تفاوت څخه راشه قوت تقاضې پوره کوي. دا د ساتونکي داخلي لوړ فشار سویچونو میکانيکي او برقي کارآمدۍ ته د بدلون له امله اغیز مخه نیسي، او د طراحي شوي ګاز فشار په شرایطو کې ثباتمنه کارآمدۍ ته یقیني ورکوي، او د همانه میکانيکي او برقي کارآمدۍ د لوړو کچو محیطونو کې د دوکانو سیمو سره سم چمتو کوي.
د طراحي محاسبو او تجربي تصدیق له لارې، د فشار رفع غشای ګاونډ او قوت زیاتول د فشار تحمل کولو توان زیاتوي. دا یقیني کوي چې د ګاز ساتونکي د فشار رفع محدوده د تعیین شوي فشار محدودو سره سمون ولري، او د لوړو کچو محیطونو کې داخلي-بهري فشار تفاوت زیاتیدو له امله د فشار رفع وسیله د وروسته فعالیدو مخه نیسي. دا د داخلي جلا کولو کچه ساتي او د حلقه ماډل واحد برقي کارآمدۍ ته یقیني ورکوي.
2.2 د لوړو کچو لپاره د ګاز لویتيا نمایش وسیله طراحي
د جلا کونکي ګاز لویتيا نمایش وسیله د ساتل شوي ډنسيټي ميټر کاروي. دا نمایش شوی ارزښت د حرارت بدلیدو یا د بهرني اتموسفیري فشار تغیراتو له امله بدل نشي.
د لوړو کچو د ګاز ساتل شوې حلقه ماډل واحدونو لپاره، د ګاز ساتونکي لپاره انتخاب شوی ډنسيټي ميټر د ساتل شوې ډنسيټي ميټر دی چې د حرارت او د لوړوالي اغیزو بیل وي. د هغه کارونه اصول د یو جبران عامل په داخل کې شاملوي چې د حرارت جبران (د حرارت له امله بدل نشي) فراهم کوي. په همان وخت کې، د ميټر سر د ساتل شوې بڼه لري چې د ساتل شوې ودانۍ کې د استاندارد اتموسفیري فشار وساتل کیږي. د ډنسيټي ميټر نمایش شوی فشار ارزښت د ګاز ساتونکي داخلي فشار او د استاندارد اتموسفیري فشار تفاوت ښيي.
دا طرح ده اطمینان لري چې اندازه کولو میټر د کثافت د حلقه اصلي واحد د غاز ته نښلول شوی همیشه د داخل د compartment په حقیقي غاز کثافته کې د دقیق عکس ونیسي. د ښکاره شوي قیمت تاثیر نه ويږي د درجه حرارت او د بلندۍ له امله، د بلندو سيمو د عملیاتي تقاضو ته پوره وکړي.2.3 د لوړو سيمو د ګاز-عایق شوي حلقه اصلي وحدتونو لپاره د بشپړ عایق بوشنګانو طرح
د غاز compartment او د اندازه کولو وسایلو سره سم، لوړه موقعیت همدارنګه د بهرنیو ساتل شویو بشپړ عایقو عناصر ته اغېز کوي لکه داخلی/خارجی لاین بوشنګان او کابل ختم جوډونه. د دغو بهرنیو بشپړ عایقو عناصر د عایق کیدو کاروونه د عایق موادو د عایق قوت سره سره د زمک سره د ګرځندو عایق قوت څخه هم اغېزمن دي. د لوړو سيمو کې، د هوا د کثافت کمول د زمک سره د ګرځندو عایق قوت کمول. د عملی کارونو کې، د گاز-عایق شوي حلقه اصلي وحدتونو د معمول ډیزاین ډیر ځله د بهرنیو عایق عناصر (لکه عایق بوشنګان یا د بالا څخه ویستل کیدونکي بسبر) د بهره وړتیا د برداشت وړ فریکونسي وولتاژ ټسټونو ته ناکامی راولي.
د دې حل لپاره، دا مقاله د لوړو سيمو د ګاز-عایق شوي حلقه اصلي وحدتونو لپاره د بشپړ عایق بوشنګانو یوه نوې ډیزاین طرح وړاندې کوي: د دغو عایقو عناصر د بهرني سطحې ته یوه زمک سره نښلول شوې محافظت لایه اضافه کول. دا ډیزاین د الکټریک ساحې یو سرتیوب وړاندې کوي او د اصلی سرکټ بسبرونو څخه د زمک سره د خروج مخنیوي کوي.
د باهر ۱۰ kV د سوئچنګ اسټیشن د پروژه کې، ناقد، تبت، یوه شرکت د آزمېښت تر مننه کېدو پرمهال د هغه حالت سره مخامخ شوه چې مهمات يې يوازيه د ۲۹ kV/1 min د زمک سره د فریکونسي وولتاژ برداشت وړ ټسټ ته شاته راتلل. بیا چې د داخلی/خارجی بوشنګانو او د غاز compartment د بهرنیو بسبرونو د بهرني عایق ته یوه زمک سره نښلول شوې محافظت لایه اضافه شوه، مهماتو د ملي استاندارد د ۴۲ kV/1 min د فریکونسي وولتاژ برداشت وړ والی د زمک سره معیار ته ورسېدل.
۲.۴ د تکنیکي کلیدي نکتونو خلاصه
د لوړو سيمو د غاز سره ډک شوي عایق شوي حلقه اصلي وحدتونو لپاره د مهمو ډیزاین نکتونو په اوسېدي:
د غاز compartment د ساختوري قوت تقویت کول د فولاد پلاټ ضخامت زیاتول یا د تقویتي عنصر اضافه کولو سره د داخلي-بهيرني فشار اختلاف کې د زیاتوالي له امله د فشار برداشت وړي حد او د تشوه محدودیتونو د شرایطو ته ورپوره کول.
د غاز compartment د فشار رفع وسیله کې د فشار رفع غشای قوت د قوتمندي طرح. د تقویت وروسته، د فشار رفع وسیله د لوړو سيمو د زيات شوي داخلي-بهيرني فشار اختلاف په شرایطو کې د فشار برداشت وړي حد د شرایطو ته ورپوره کوي.
د فشار اشاره وسایلو لپاره د سیال شوي کثافت میټرونو اخیستل. د ښکاره شوي ارزښتونه د درجه حرارت بدلونونو یا د بهرني فضايي فشار تغیيراتو له امله تاثیر نه ويږي، چې د لوړو سيمو محیطونو لپاره مناسب دي.
د غاز compartment د بهرنیو عایقو عناصر د بهرني سطحې ته د زمک سره نښلول شوې محافظت لایه ډیزاین کول چې د الکټریک ساحې یو سرتیوب وړاندې کوي او د اصلی سرکټ بسبرونو څخه د زمک سره د خروج مخنیوي کوي.
۳. د لوړو سيمو د ګاز-عایق شوي حلقه اصلي وحدتونو ډیزاین اهمیت
دا ډیزاین طرح د لوړو سيمو د عملیاتي شرایطو ته پوره وکړو ګاز-عایق شوي حلقه اصلي وحدتونه چمتو کولو ته هڅه کوي. د غاز compartment قوت سره سم، د فشار برداشت وړي وسیلو د فشار برداشت وړي چانس ته زیاتوالی، د داخلي غاز کثافت د دقیق اندازه کولو، او د مربوطه عایقو عناصر د منظم ډیزاین سره، حلقه اصلي واحد د لوړو سيمو محیطونو سره د بشپړ ټیکنالوژيک تناسب ته رسېږي. دا د حلقه اصلي واحد میکانيکي او الکټریکي کاروونه تضمینوي او د لوړو سيمو محیطونو کې د ګاز-عایق شوي حلقه اصلي وحدتونو د عادي کاروونې اجازه ورکوي.
د چین لوړه سیمې واسع دي، چې د لوړو سيمو شرایطو ته ورکاروونو برق وسایلو لپاره وسیع تقاضه راپاروي. د محصول ډیزاین د استانداردیزې او د معقولیت ته ګرانه اړتیا ده. د لوړو سيمو د عملي محیطي تغیيراتو نوې تقاضې د محصول ډیزاین ته مسلطوي. دا تکنیکي طرح یوه نوې ډیزاین تیوری او منهجه چمتو کوي، چې د معنی وړ مطالعه نمایندګي کوي.
