چه چیزی GIS (گاز عایق شده تجهیزات سوئیچ) است؟ ویژگی ها، انواع و کاربردها

چه چیزی GIS تجهیزات است؟

GIS مخفف انگلیسی Gas Insulated Switchgear است که به زبان چینی به طور کامل به عنوان Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear ترجمه می‌شود. این تجهیزات معمولاً از گاز شش فلوئورید سولفور (SF6) به عنوان مedium عایق و خاموش‌کننده استفاده می‌کنند. GIS با طراحی بهینه، تجهیزات اصلی در یک زیرстанیون را -به جز ترانسفورماتور- مانند قطعکارها (CB)، جداکننده‌ها (DS)، سوییچ‌های زمین‌دار (ES/FES)، باربرها (BUS)، ترانسفورماتورهای جریان (CT)، ترانسفورماتورهای ولتاژ (VT)، لرزش‌گیرها (LA)، پایانه‌های کابل و بوشینگ‌های خط ورودی/خروجی را در یک پوشش فلزی محکم یکپارچه می‌کند و یک واحد یکپارچه تشکیل می‌دهد.

در حال حاضر، دامنه ولتاژ تجهیزات GIS از 72.5 kV تا 1200 kV می‌باشد.

ویژگی‌های تجهیزات GIS

گاز SF6 دارای قدرت عایق بالا، توانایی خاموش‌کننده و پایداری شیمیایی است. بنابراین، تجهیزات GIS دارای اندازه کوچک، مساحت کم، قابلیت اطمینان عملیاتی بالا، فواصل نگهداری طولانی و مقاومت قوی در برابر تداخل الکترومغناطیسی هستند. علاوه بر این، به دلیل ساختار محکم آنها، المان‌های داخلی از عوامل محیطی خارجی (مانند غبار، رطوبت و ابخره نمک) محافظت می‌شوند و عملکرد پایدار، سر و صدای الکترومغناطیسی کم و کاهش بار کاری نگهداری را ارائه می‌دهند.

با این حال، عملکرد عایق گاز SF6 به یکنواختی میدان الکتریکی بسیار حساس است. نقص‌های داخلی مانند دانه‌های رسانا، ذرات فلزی یا نقص‌های مونتاژ می‌توانند به راحتی منجر به تخلیه جزئی یا حتی شکست عایق شوند. علاوه بر این، ساختار محکم GIS تشخیص و نگهداری آن را پیچیده می‌کند و ابزارهای تشخیصی محدودی دارد. ختم شدن ضعیف ممکن است منجر به ورود آب یا روانش گاز شود و ایمنی تجهیزات را به مخاطره بیندازد.

نوع‌های تماس‌های الکتریکی در مدارهای رسانای GIS

مدار رسانا در GIS شامل چندین مؤلفه است و می‌توان آن را بر اساس روش تماس به سه نوع تقسیم‌بندی کرد:

• تماس ثابت: اتصالات الکتریکی که با پیچ‌ها یا سایر قطعات اتصال ثابت شده‌اند و در طول عملکرد حرکت نسبی ندارند، مانند اتصال بین یک باربر و یک عایق کاسه‌ای.

• تماس قابل جدایی: تماس‌های الکتریکی که می‌توانند در طول عملکرد باز یا بسته شوند، مانند تماس‌های موجود در قطعکارها و جداکننده‌ها.

• تماس لیز یا چرخشی: تماس‌هایی که اجازه لیز یا چرخش نسبی بین سطوح تماس را می‌دهند اما قابل جدایی نیستند، مانند تماس‌های میانی در تجهیزات سوییچ.

آشنایی با HGIS

به علاوه GIS، نوع دیگری وجود دارد به نام HGIS (Hybrid Gas-Insulated Switchgear)، یک تجهیزات سوییچ گازی ترکیبی. HGIS شامل مؤلفه‌هایی مانند باربرها، ترانسفورماتورهای ولتاژ باربر یا لرزش‌گیرهای باربر نیست و ساختار ساده‌تری دارد. این تجهیزات برای محیط‌های سخت یا مکان‌هایی با محدودیت فضایی مناسب هستند و انعطاف‌پذیری بیشتری در چیدمان ارائه می‌دهند.

طبقه‌بندی تجهیزات GIS

• بر اساس محل نصب: انواع داخلی و خارجی.

• بر اساس ساختار: انحصاری تک‌فاز و مشترک سه‌فاز. به طور کلی، باربرها در سطوح ولتاژ 110 kV و پایین‌تر می‌توانند از طراحی مشترک سه‌فاز استفاده کنند، در حالی که سطوح ولتاژ 220 kV و بالاتر معمولاً از طراحی انحصاری تک‌فاز برای کاهش خطر خطاها بین فاز‌ها استفاده می‌کنند.

اصول اساسی عملکرد

• در شرایط عادی، قطعکارها و جداکننده‌های GIS اغلب به صورت دوری کنترل می‌شوند. دکمه انتخاب "دوری/نزدیک" باید به موقعیت "دوری" تنظیم شود.

• سوییچ‌های زمین‌دار فقط به صورت محلی کنترل می‌شوند. در زمان عملیات، دکمه انتخاب "جداکننده/سوییچ زمین‌دار" باید به موقعیت "نزدیک" تنظیم شود.

• تمام عملیات باید بر اساس برنامه‌های تعیین شده انجام شوند. دکمه "آزادسازی قفل" در کابین کنترل باید در موقعیت "قفل" باقی بماند. کلید آزادسازی و کلید آزادسازی ضدخطا میکروکامپیوتری باید طبق مقررات به صورت دقیق مهر و مدیریت شوند.

نیازهای اساسی عملیاتی

• برای اتاق‌های SF6 داخلی که به طور مکرر توسط کارکنان دیده می‌شوند، باید حداقل یک بار در هر شیفت حداقل 15 دقیقه تهویه انجام شود، با حجم مبادله هوا بیش از 3-5 برابر حجم اتاق. دهانه‌های خروج هوای باید در بخش پایین اتاق قرار گیرند. برای مناطقی که به طور مکرر وارد نمی‌شوند، قبل از ورود 15 دقیقه تهویه لازم است.

• در زمان عملیات، ولتاژ القایی در بخش‌های قابل دسترس پوشش و ساختار GIS نباید در شرایط عادی بیش از 36 V باشد.

• حداکثر افزایش دما:

• بخش‌های قابل دسترس: حداکثر 30 K؛

• بخش‌هایی که در عملیات به آنها لمس می‌شود اما تماس مستقیم ندارند: حداکثر 40 K؛

• بخش‌های فردی کم دسترس: حداکثر 65 K.

• تجهیزات سوییچ گازی SF6 باید حداقل یک بار در روز گشت‌زنی شوند. برای زیرستان‌های بدون ناظم، گشت‌زنی باید طبق روال‌های تعیین شده انجام شود. گشت‌زنی باید روی بررسی‌های بصری برای ناهماهنگی‌هایی مانند صداهای غیرعادی، روانش یا نشانه‌های غیرعادی تمرکز کند و ضبط مناسب انجام شود.