Analisi tal-Assigurazzjoni tas-Sigurtà u r-Rilabbiltà ta' l-Imbuttar Switchgear ta' Qoxra Miftuħa

Bħala profesjonist involut fil-operazzjonijiet tas-sistema tal-kurrent, nirikkonoxxu li l-għażż ta' kurrent intermedi (MV) jilgħaq ruħa importanti fid-distribuzzjoni, il-misur għal kurrent, u t-tutela. L-assigurazzjoni tal-sigurtà u r-reliabilità tagħhom huwa essenzjali – qualsiasi malfunzjoni tista’ tinterromp sevarament is-sistema tal-kurrent. Biex n żidu r-reliabilità, għandna nuġġibu l-ottimizzazzjonijiet fit-tramit tad-disinn, biex il-għażż ta' kurrent intermedi jiekol isseħħ funzjonijiet u jagħti protezzjoni għall-stabbiltà tas-silġ.

1. Definizzjoni tal-Għażż ta' Kurrent Intermedi

Fl-impegn tagħi, il-għażż ta' kurrent intermedi referixxi għal għażż metaliku bħal ma definit fl-GB 3906—2020 AC Metal-Clad Switchgear and Controlgear for Rated Voltages from 3.6 kV to 40.5 kV: apparaturi kompletament imqassma bl-ġir minn kasijiet tal-ħadid eccettwat l-incoming/outgoing conductors.

Fis-sistemi tal-kurrent, il-għażż ta' kurrent intermedi ikollhu funzjonijiet oħra: switching, misur għal kurrent, distribuzzjoni tal-kurrent, u tutela fit-tramit tal-ġenerazzjoni, trasport, u distribuzzjoni. Waqt l-operazzjonijiet, inmodifikaw il-konfigurazzjoni tagħhom skont id-domandi tas-silġ – inkonektaw jew diskoŋnettjaw l-apparaturi u l-feeders biex issebħu l-stabbiltà. Meta jiġi verifikat erori fis-silġ jew f’l-linja, ngħażżu l-għażż ta' kurrent intermedi biex isolaw s-silġ errijor, assigurant is-suppliment tat-talbien mingħajr interruzzjonijiet.

2. L-Importanza tal-Assigurazzjoni tal-Reliabilità tal-Għażż ta' Kurrent Intermedi

Il-għażż ta' kurrent intermedi huwa ampiament applicat fis-sistemi tal-kurrent. B’dak li ssilġ ħalihom jiżdied u jiġi aktar komplikat, issilġ qed jagħmlu karriġi akbar biex isoddisfa d-domandi soċjali. Minn esperjenza, biss billi assiguraw r-reliabilità tal-għażż ta' kurrent intermedi, jiekol jagħmel distribuzzjoni, misur, u tutela effiċjenti, waqt li jagħti stabbiltà tas-silġ.

Kull incident ta’ sigurtà jew malfunzjoni fit-talbien tal-għażż ta' kurrent intermedi se destabilizza s-sistema tad-distribuzzjoni, b’modi li jagħmel preokkupazzjoni għall-fornitura tal-kurrent. F’każijiet severi, jista’ jkun hemm interruzzjonijiet mhux mgħodda, li jgħaddu għal perditi ekonomiċi kbira għal ipproducizzjoni soċjali. Għalhekk, insista fuq l-importanza tal-aument tal-reliabilità tal-għażż ta' kurrent intermedi permezz ta’ misuri multi-aspett, assigurant funzjonijiet stabbili u appoġġ tas-silġ.

3. Strategiji għal l-Aument tal-Reliabilità tal-Għażż ta' Kurrent Intermedi
3.1 Disinn Rażonvol tal-Istruttura tal-Kas

Id-disinn rażonvol tal-kas huwa fundamentali biex assiguraw r-reliabilità tal-għażż ta' kurrent intermedi, li nitgħaqqdu bil-prattika ingegneristika. Pereżempju:

• Ottimizzazzjoni tal-Kámara tal-Busbar: Id-disinn tradizzjonali tal-kámara tal-busbar uża insulatori fuq busbars branċati, iżda l-akkumulazzjoni ta’ ħaxix fuq l-insulatori fil-ħin tpoġġi riskji ta’ flashover. Inadoptau busbars prinċipali D-type – il-forza u r-resistenza tagħhom elimina l-beħsija għal insulatori, solvend problemi ta’ sigurtà relazzjonati mal-kontaminazzjoni.

• Disinn tal-Bushing: It-tneħħija ta’ disinn tal-bushing integrat tri-fasi fil-kámara tal-busbar tpreveni l-effetti ta’ correnti vortiki, tammelja l-uniformità tal-kamp elettriku, u tinżel l-distanza tal-creepage, bl-mod li tinqasam l-affidabilità tal-insulazzjoni.

Dawn l-ottimizzazzjonijiet tad-disinn jinkludu prattiki mill-industrija, assigurant li l-għażż ta' kurrent intermedi jisoddisfa l-ebdaġejiet ta’ sigurtà u performanġa fl-operazzjonijiet reali.

3.2 Disinn Rażonvol tal-Istruttura tal-Insulazzjoni

Biex nagħżlu l-sigurtà u r-reliabilità tal-għażż ta' kurrent intermedi-baħri, huwa essenzjali li nqassin id-disinn tal-insulazzjoni. Fl-impegn tad-disinn, dawn l-ebdaġejiet tal-insulazzjoni huma meħtieġa, iżda għandhom jikkunsideraw ukoll fakturi kif huma l-kost ta’ disinn u l-protezzjoni tal-ambjent.

3.2.1 Selezzjoni Rażonvol ta’ Gas Insulanti

Fl-għażż ta' kurrent intermedi, il-gas SF₆ kien l-insulant primarju. Iżda, huwa mhux biss tossiku imma ukoll għandu GWP (Potential ta’ Skidd ta’ Ambjent globale) ħafif. Huwa veru li l-CO₂ huwa gas ta’ skidd tal-ambjent, iżda l-gas SF₆ għandu GWP 23,900 darba diġà tal-CO₂, li tindika l-impatt sovran fuq l-ambjent naturali. Għal għażż ta' kurrent intermedi-baħri birequirements ta’ interrupting mhux kritiċi, fl-impegn tad-disinn, nistgħu nprovaw nieħdu sfida l-gas SF₆ u noħloqu N₂ jew xahar ħal. Ikfrantu ma’ l-gas SF₆, l-insulazzjoni tal-N₂ u x-xahar ħal tista’ tirraggiungi 30% ta’ din tal-gas SF₆. Il-komparazzjonijiet tal-performanġa bejn il-N₂, x-xahar ħal, u l-gas SF₆ huma mostrati ftabel 1.

Kif indikat ftabel 1, il-N₂ u x-xahar ħal mhumiex gas ta’ skidd, u mhumiex perikolu għall-ambjent ekoġoloġiku. Għalhekk, għandhom temp ta’ ebdat bass, eliminando l-preokkupazzjonijiet dwar l-liquefaction meta jsiru użu normali, anki fi reġjonijiet estremament qies. Notabilment, l-N₂, bħala l-komponent prinċipali tal-xahar, għandu propjetajiet kemmiċi stabili. Iżda, konċenrazzjonijiet N₂ troppo alti jistgħu jkunu fatali għall-miskun tal-ożon. Meta tkun qed tiddisigna b’l-użu tal-gas N₂ bħala l-insulant, il-ventilazzjoni u l-equipment protettiv huwa meħtieġ. F’dan il-kontest, l-użu tal-xahar ħal bħala l-insulant iffehmu d-diffikultajiet. Tramit komparazzjonijiet komprensivi, l-xahar ħal jista’ jiġi adoperat sab sustitut tal-gas SF₆ fl-impegn tad-disinn tal-insulazzjoni.

Meta tkun qed tuża l-xahar ħal bħala l-insulant, il-disinn tal-gap minimu ta’ xahar għandu jiġi konsiderat. Skond l-standards relevanti, għal voltigg nominata ta’ 12 kV, il-gap minimu bejn fazi u mill-fazi għal ground għandu jkun 125 mm. Jekk it-test tal-kondensa jieħu spazju, il-gap minimu jista’ jiġi qasir b’mod levi minn 125 mm. L-użu tal-xahar ħal bħala l-insulant jpermetti rriduzjon moderat tal-gap minimu.

3.2.2 Aument tal-Voltigg ta’ Breakdown fi l-Gaps tal-Gas

Fit-tramit tad-disinn, biex assiguraw is-sigurtà u r-reliabilità tal-għażż ta' kurrent intermedi-baħri, l-voltigg ta’ breakdown fi l-gaps tal-gas għandu jiġi aumentat, b’metodijiet speċifiċi kif huma hawn taħt:

• L-aument tal-distribuzzjoni tal-kamp elettriku fit-talbien tal-għażż ta' kurrent intermedi. Dan jista’ jiġi raggiunt permezz ta’ ottimizzazzjoni tal-forma tal-elettrodi skond il-kundizzjonijiet reali, jew permezz ta’ l-użu massimu tal-carichi tal-spazju biex aqbsu l-uniformità tal-kamp elettriku. Jekk l-uniformità tal-kamp elettriku hija estremament peggja, l-addizjoni ta’ barjeri wkoll hija opzjoni.

• Il-kontroll tal-proċess ta’ ionizzazzjoni tal-xahar ħal. L-applikazzjoni ta’ pressjoni alta fit-talbien ta' kurrent intermedi tista’ tħallenta l-proċess ta’ ionizzazzjoni tal-xahar ħal. Alternativament, l-użu ta’ vuoto għoli fit-talbien ta' kurrent intermedi jista’ jagħmil l-istess effett.

Meta tkun qed tuża pressjoni alta jew vuoto għoli, il-forza tal-tank tal-gas għandha tkun estremament alta, u l-problemi ta’ leakage huma facili li jiġu verifikati fl-użu reali, li jgħaddu għal konsegwenzi serji. Għalhekk, fl-impegn tad-disinn reali, l-aument tal-forma tal-elettrodi u l-addizjoni ta’ barjeri fi l-kamps elettriku estremament mhux uniformi huma metodi aktar fehlejk biex jaqbsu l-voltigg ta’ breakdown fi l-gaps tal-gas.

3.3 Selezzjoni Rażonvol ta’ Komponenti

Il-komponenti ċentrali tal-għażż ta' kurrent intermedi, inkluż il-vacuum circuit breakers, vacuum interrupters, u contacts, iffehmu direttament is-sigurtà u r-reliabilità tal-apparaturi, li rikiedu kontrol tal-kwalita’ strikt.

Pereżempju, fit-talbien ABB, l-interrupters ta’ vacuum jipassaw test awtomatiku ta’ alta vottaġġi biex ivverifiku l-forza tal-insulazzjoni, u dispositivi ta’ spiral magnetron biex imisru l-pressjoni interna fl-istanza mbajjarha b’gas inert. Wara perjodu ta’ isolazzjoni definit, jiġi mikondu test tan-nuova pressjoni, u r-risultati jiġu konfrontati biex assiguraw li l-performance ta’ sealing tinkiseb l-standards.

Fl-ipproduzzjoni, l-interrupters ta’ vacuum ABB rikiedu kontrol ambientali u ta’ proċess strikt. Prodotti fl-istabbliment tal-Ġermanja ta’ CalorEmag, huma montati professjonalment mill-impresas regionali ta’ għażż ta' kurrent intermedi qabel is-supply centralizzat. Materjalijiet ta’ lega high-performance kif huma Cu-Cr u W-C-Ag huma prioritizzati għal materjalijiet ta’ komponenti biex assiguraw l-ħilgieg.Il-montaġġ jiġi effettwat fi cleanrooms dedikati permezz ta’ proċess ta’ “sealing u exhausting f’wahda”: taħt temperatura ta’ 800°C, jiġi raggiunt prima vuoto għoli, segwit mill-welding u sealing simultanji biex assiguraw ir-reliabilità tal-proċess.

L-evoluzzjoni ta’ R&D tal-interrupters ta’ vacuum treflessja l-ottimizzazzjonijiet kontinwi tal-performanġa: l-assemlaggi erġa’ esposti lill-xahar dependew biss fuq partitions ta’ insulazzjoni għal l-isolazzjoni. L-improvs successivi inkludu sleeves ta’ insulazzjoni fuq interrupters u contacts biex iblañċaw il-kamps elettriku, segwiti mill-casting integrali ta’ interrupters u contacts biex aqbsu l-insulazzjoni bejn fazi u l-resistanza tal-impat, waqt li jadopraw materiali eco-friendly biex jintegraw l-performanġa mal-kunsiderazzjonijiet tal-ambjent.

3.4 Pjanifikazzjoni Rażonvol ta’ Tests ta’ Validazzjoni tal-Disinn

Waqt li l-disinn tal-għażż ta' kurrent intermedi jkun magħmul, l-validazzjoni sperjemtal tibda’ f’fasa kritika. Il-validazzjoni reali għandha tiġi osservata striktament skond l-standards relevanti, kif huma l-GB 3906—2020 AC Metal-Clad Switchgear and Controlgear for Rated Voltages from 3.6 kV to 40.5 kV, l-GB/T 11022—2020 Common Technical Requirements for High-Voltage AC Switchgear and Controlgear Standards, u l-GB/T 1984—2014 High-Voltage AC Circuit Breakers.

Punti Importanti għal Type Tests

Verifikazzjoni komprensiva tal-performanġa għandha tiġi effettwata għal komponenti elettrika u elementi ausiliarji tal-għażż ta' kurrent intermedi biex assiguraw li l-parametri teknici jinkisebu l-ebdaġejiet. Meta tkun hemm modifikazzjonijiet fit-tramit tad-disinn jew kundizzjonijiet ta’ produzzjoni, il-Type Tests għandhom jiġu refatt biex assiguraw is-sigurtà u r-reliabilità tal-apparaturi. Għal l-apparaturi prodotti normalment, test ta’ temperature rise huwa meħtieġ tipikament kull 8 snin; tests ta’ operazzjonijiet mekanika jiġu effettwati biex jiverifikaw l-operazzjonijiet; wara dawk, items ta’ verifikazzjoni ta’ sigurtà kif huma l-tests ta’ short-time withstand current u peak withstand current huma neċessarji.

Pereżempju, it-talbien ABB ta’ kurrent intermedi passaw validazzjonijiet sperjemtali fi diversi pażi skond l-standards aktar stringenti sa hawn, li jindikaw l-sigurtà u r-reliabilità straordinari. Pereżempju, it-test ta’ internal arcing jivverifika:

• Il-modi ta’ fissazzjoni u l-status magħluq tal-porti, covers, u komponenti oħra tal-għażż;

• Il-robbija tal-fissazzjoni tal-komponenti perikolu;

• Il-stabbiltà strutturali tal-kasijiet tal-apparaturi fit-tramit tal-combustion jew scenari perikolu oħra;

• Jekk l-indikaturi huma arranġati skond is-speċifikazzjonijiet ta’ produzzjoni;

• Il-kompleteness tal-misuri ta’ protezzjoni u l-rating ta’ infiammabilità tal-apparaturi.
  Biss billi assiguraw li l-apparaturi mhumiex infiammabili, is-sigurtà tal-operazzjonijiet tista’ tikun garantita fundamentali.

4 Konkluzzjoni

Bħala komponent ċentrali tas-sistema tal-kurrent, r-reliabilità tal-operazzjonijiet tal-għażż ta' kurrent intermedi iffehmu direttament is-sigurtà tas-silġ. Għalhekk, huwa essenzjali li nkunnu nhilqu design ta’ sigurtà u reliabilità fort, li joptimizzaw l-parametri teknici striktament skond l-standards, u jibnu difesa ta’ sigurtà solidu permezz ta’ tests ta’ validazzjoni sistematika, assigurant li l-għażż ta' kurrent intermedi jagħmel distribuzzjoni, tutela, u kontrol funzjonijiet stabbili fis-sistema tal-kurrent.