उच्च वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर के खतरनाक बिंदुओं का स्थान और सुरक्षा नियंत्रण प्रौद्योगिकी

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फील्ड: ट्रांसफॉर्मर विश्लेषण

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उच्च वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर सबस्टेशन में सबसे अधिक प्रयोग की जाने वाली स्विचगियर हैं। उनकी नियमित जांच और रखरखाव बिजली प्रणाली के स्थिर संचालन के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि, सबस्टेशन रखरखाव क्षेत्र में, विशेष रूप से उच्च वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर के रखरखाव के दौरान, अनेक खतरनाक बिंदु (जैसे विषाक्तता, दूरभाष, आदि) होते हैं, जो कार्यकर्ताओं की व्यक्तिगत सुरक्षा को गंभीर रूप से धमकी देते हैं। इसके आधार पर, यह शोधपत्र स्थान और सुरक्षा नियंत्रण प्रौद्योगिकियों के दृष्टिकोण से विश्लेषण करता है, सबस्टेशन रखरखाव संचालनों की सुरक्षा में सुधार करने और दुर्घटना दर को कम करने के लिए।

1 काम के सिद्धांतों और विशेषताओं का विश्लेषण
1.1 SF₆ गैस के भौतिक और रासायनिक गुण

SF₆ अणु एक सल्फर परमाणु और छह फ्लोरीन परमाणुओं से बना होता है, जिसका परमाणु भार 146.06 होता है, जो हवा से 5.135 गुना भारी होता है। 150°C से नीचे, SF₆ गैस अच्छी रासायनिक निष्क्रियता प्रदर्शित करती है और सर्किट ब्रेकर में पाए जाने वाले सामान्य धातुओं, प्लास्टिक और अन्य सामग्रियों के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया नहीं करती है। इसलिए, यह एक रंगहीन, गंधहीन, अविषाक्त और पारदर्शी अग्निरहित गैस के रूप में माना जाता है, जो आम तौर पर विघटित नहीं होता (ट्रांसफार्मर तेल में घुलनशील नहीं होता और पानी में थोड़ा घुलनशील होता है)। हालांकि, स्विचों के खोलने और बंद करने के संचालन के माध्यम से, SF₆ गैस डिस्चार्ज और आर्क के प्रभाव में आंशिक रूप से विघटित होती है, गैसीय या धूल के रूप में विघटन उत्पादों, जैसे धातु फ्लोराइड, SOF₂, SO₂F₄, आदि, का निर्माण करती है, जो मानव शरीर के लिए अत्यंत हानिकारक होते हैं। इनमें से, SF₆ गैस आर्क (बहुपरमाणु संरचना वाले अणुओं का विघटन एकल परमाणुओं या आवेशित कण गैस में) के प्रभाव में विघटित और विघटित होती है, और आंतरिक परिवर्तन इसकी ऊष्मीय और विद्युतीय चालकता को बढ़ाते हैं।

1.2 उच्च वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर का कार्य सिद्धांत

SF₆ सर्किट ब्रेकर तीन ऊर्ध्वाधर पोर्सिलेन इन्सुलेटर इकाइयों से बना होता है, जिनमें से प्रत्येक में एक गैस-ब्लास्ट आर्क-अपघातक चैम्बर होता है। यह डिजाइन सर्किट ब्रेकर को संक्षिप्त बनाता है, साथ ही अच्छी इन्सुलेशन और आर्क-अपघातक प्रदर्शन का दावा करता है। गैस-ब्लास्ट आर्क-अपघातक चैम्बर उच्च वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर का मुख्य घटक है, और इसे तीन आर्क-अपघातक चैम्बरों से जुड़े पाइपों के माध्यम से SF₆ गैस से भरा जाता है। जब सर्किट ब्रेकर खुलता है, तो नियंत्रित संपर्क निश्चित संपर्क से अलग हो जाता है, जिससे एक आर्क उत्पन्न होता है। इस समय, आर्क-अपघातक चैम्बर में SF₆ गैस पाइपों के माध्यम से आर्क की ओर तेजी से ब्लास्ट होती है, गैस की इन्सुलेशन और आर्क-अपघातक गुणों का उपयोग करके आर्क को तेजी से बुझाती है। इसके अलावा, स्प्रिंग संचालन तंत्र और इसकी एक-बॉक्स नियंत्रण उपकरण उच्च वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर के संपर्कों के चलने को चलाने और नियंत्रित करने के लिए महत्वपूर्ण घटक हैं। यह आमतौर पर स्प्रिंग, कनेक्टिंग रोड, ट्रांसमिशन तंत्र, माइक्रोप्रोसेसर या प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर से बना होता है। जब सर्किट ब्रेकर को खोलना या बंद करना चाहिए, तो नियंत्रण उपकरण एक निर्देश देता है ताकि स्प्रिंग संचालन तंत्र कार्य करे और गतिशील संपर्क को अनुसार चलाये।

1.3 उच्च वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर की प्रदर्शन विशेषताएं

हवा और ट्रांसफार्मर तेल की तुलना में, SF₆ गैस उच्च इन्सुलेशन शक्ति, अद्वितीय आर्क-अपघातक प्रदर्शन और छोटे आकार की विशेषताएं रखती है, और उच्च वोल्टेज बिजली क्षेत्र में व्यापक अनुप्रयोग की प्रतिक्षा कर रही है।

बाधाजनक प्रभाव: यह गैस प्रवाह के आर्क-ब्लास्ट प्रभाव को पूरी तरह से दिखाता है। आर्क-अपघातक चैम्बर छोटे आकार, सरल संरचना, बड़ी विच्छेदन धारा, छोटे आर्किंग समय, क्षमतात्मक या संधारित्रीय धारा को विच्छेदन करते समय दोबारा जलना नहीं, और कम अतिरिक्त वोल्टेज के साथ होता है।
लंबी विद्युतीय आयु: यह 50kA की पूर्ण क्षमता पर 19 बार लगातार विच्छेदन कर सकता है, 4200kA की संचयी विच्छेदन धारा, लंबा रखरखाव चक्र, और अक्सर संचालित स्थितियों के लिए उपयुक्त है।
उच्च इन्सुलेशन शक्ति: 0.3MPa के तहत, SF₆ गैस बड़े अनुपात में विभिन्न इन्सुलेशन परीक्षणों को पारित कर सकती है। 3000kA की संचयी विच्छेदन धारा प्राप्त होने के बाद, प्रत्येक विच्छेदन मुंह 0.3MPa के तहत 1 मिनट के लिए 250kV की विद्युत आवृत्ति वोल्टेज को सहन कर सकता है, और जब SF₆ गैस दबाव शून्य गेज दबाव तक कम हो जाता है, तो यह 166.4kV की विद्युत आवृत्ति वोल्टेज को सहन कर सकता है।
अच्छा सीलिंग प्रदर्शन: SF₆ गैस का जल शेष बहुत कम होता है। आर्क-अपघातक चैम्बर, प्रतिरोधक, और सहायकों को स्वतंत्र गैस कक्षों में विभाजित किया जा सकता है, जिससे गंदगी और नमी को सर्किट ब्रेकर के अंदर प्रवेश से रोका जा सकता है।
छोटी संचालन शक्ति और चिकनी बफरिंग: तंत्र के काम करने वाले सिलेंडर और आर्क-अपघातक संपर्क के बीच 1∶1 का ट्रांसमिशन अनुपात होता है, और तंत्र स्थिर विशेषताएं रखता है। तंत्र की विशेषताओं की स्थिरता 3000 बार (परीक्षण परिवेश में 10000 बार) तक पहुंच सकती है, और संचालन शोर 90dB से कम होता है।

2 सबस्टेशन रखरखाव स्थलों में खतरनाक बिंदुओं का विश्लेषण
2.1 खतरनाक बिंदुओं के प्रकार और विशेषताएं

सबस्टेशन रखरखाव स्थलों में खतरनाक बिंदु मुख्य रूप से चार प्रकार के होते हैं: विद्युतीय खतरे, यांत्रिक खतरे, रासायनिक खतरे, और पर्यावरणीय कारक। ये खतरनाक बिंदु रखरखाव कर्मचारियों की व्यक्तिगत सुरक्षा को प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से धमकी दे सकते हैं।

विद्युतीय खतरे: यह उपकरणों की इन्सुलेशन की क्षति या संचालन त्रुटियों से होता है, जो मुख्य रूप से उच्च वोल्टेज और आर्क के रूप में प्रदर्शित होता है। क्योंकि सर्किट ब्रेकर संचालन के दौरान उच्च वोल्टेज ले जाता है और क्षमतात्मक और संधारित्रीय प्रभाव होते हैं, इसलिए यह खुले सर्किट स्थिति में भी अवशिष्ट आवेश रह सकता है, जो दूरभाष चोटों का कारण बन सकता है। आर्क उच्च ताप उत्पन्न कर सकता है और आग का कारण बन सकता है।
यांत्रिक खतरे: खतरे मुख्य रूप से उपकरणों के यांत्रिक घटकों से आते हैं। यदि उन्हें ठीक से संचालित और रखरखाव नहीं किया जाता, तो घूमते या चलते हुए भागों से निपटने के दौरान एक को दबा या टकराया जा सकता है।
रासायनिक खतरे: SF₆ गैस सामान्य तापमान पर स्थिर होती है, लेकिन यह आर्क, कोरोना, आदि के प्रभाव में विघटन शुरू कर देती है। उत्पन्न गैस को सांस लेने से चक्कर आना, फेफड़ों का जलना, या यहाँ तक कि मृत्यु हो सकती है।
पर्यावरणीय खतरे: गर्जना और तेज हवाओं जैसे मौसम में रखरखाव करना न केवल रखरखाव कार्य की कठिनाई को बढ़ाता है, बल्कि रखरखाव कर्मचारियों के लिए नियंत्रण के बाहर रहने वाले खतरों को भी लाता है। इसके अलावा, रखरखाव परिवेश में वेंटिलेशन की खराबी और छोटे स्थान की समस्याएं भी ऑन-साइट रखरखाव की खतरनाकता को बढ़ा सकती हैं।

2.2 खतरनाक बिंदुओं के कारणों का विश्लेषण
सबस्टेशन रखरखाव स्थलों में खतरनाक बिंदुओं के कारण मुख्य रूप से उपकरण-संबंधी, मानव-संबंधी, और पर्यावरणीय कारक होते हैं। रखरखाव संचालनों की संख्या में वृद्धि के साथ, उपकरणों की ध्वस्तीकरण की डिग्री बढ़ती है, जिससे विद्युतीय प्रदर्शन में गिरावट आती है और दुर्घटनाओं का जोखिम बढ़ जाता है।
रखरखाव कर्मचारियों की गुणवत्ता में असमानता के कारण, कुछ उनमें उपकरणों की संरचना और कार्य सिद्धांत के बारे में पर्याप्त समझ नहीं होती, और वास्तविक संचालन के दौरान अवहेलना की जा सकती है। उदाहरण के लिए, पर्याप्त सतर्कता की कमी के कारण, कर्मचारी द्वारा दूरभाषित भागों को दुर्घटनापूर्वक स्पर्श किया जा सकता है या उपकरणों का उपयोग अनुचित रूप से किया जा सकता है, जो सीधे सुरक्षा दुर्घटनाओं को ट्रिगर कर सकता है।
SF₆ सर्किट ब्रेकर के लिए, खतरे मुख्य रूप से उनके रासायनिक गुणों से उत्पन्न होते हैं। विशिष्ट परिस्थितियों के तहत उत्पन्न विषाक्त पदार्थ आंतरिक परिस्थितियों के कारण आंतरिक रूप से जमा हो सकते हैं, जो खतरे के स्तर को बढ़ाते हैं।

3 खतरनाक बिंदुओं की स्थिति और सुरक्षा नियंत्रण प्रौद्योगिकियां
3.1 खतरनाक बिंदुओं की स्थिति निर्धारण विधियां

फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग प्रौद्योगिकी: फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग प्रौद्योगिकी अद्वितीय इन्सुलेशन प्रदर्शन और विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप विरोधी क्षमता रखती है। यह SF₆ सर्किट ब्रेकर की संरचनात्मक स्वास्थ्य और विद्युतीय पैरामीटरों को प्रभावी रूप से निगरानी कर सकती है, वास्तविक समय में डेटा एकत्रित और विश्लेषित कर सकती है, और संभावित दोषों और सुरक्षा खतरों को तुरंत पता लगा सकती है।
वायरलेस सेंसर नेटवर्क: वायरलेस सेंसर नेटवर्क बड़ी संख्या में सेंसर नोड्स से बना होता है। इसका मुख्य उद्देश्य वातावरणीय पैरामीटर, उपकरण की स्थिति, और रखरखाव कर्मचारियों की स्थिति जानकारी का वास्तविक समय में निगरानी करना है। नेटवर्क में स्व-संगठित, स्व-अनुकूलित, और हस्तक्षेप विरोधी गुण होते हैं, और यह