La nunaj stato kaj evolua tendenco de alta-voltaj SF6-ĉirkuittrombiloj

Alta-voltajaj ĉirkuitchikrompililoj, ankaŭ konataj kiel alta-voltaj ŝaltiloj, posedas sufiĉan interrompan kaj arko-malaperigajn kapablojn. Ili ne nur povas interrompi kaj fermiti la senludan kaj ladan korantan de alta-voltaj cirkvitoj, sed ankaŭ, kiam okazas defekto en la sistemo, kunlabori kun protektaj aparatoj kaj aŭtomataj aparatoj por rapide interrompi la defektan koranton, reduktante la areon de elektrointerrompo kaj prevenante la vastiĝon de la akcidento. Tio havas grandan signifon por garantii la sekuran operacion de la elektra sistemo.

Alta-voltaj ĉirkuitchikrompililoj evoluis tra oleaj ĉirkuitchikrompililoj, kompresitaj aeraj ĉirkuitchikrompililoj, vakuumaj ĉirkuitchikrompililoj, kaj SF₆-ĉirkuitchikrompililoj. Inter ili, la unuaj du tipoj estas progresivige forĵetitaj, kaj SF₆-ĉirkuitchikrompililoj estas pli ofte aplikataj ol la lastaj du. SF₆-ĉirkuitchikrompililoj estis vaste adoptitaj en la frua 1970-a. Ili uzas sulfurheksafluoridon kiel la arko-malaperigan median. Tiu tipo de ĉirkuitchikrompililo havas grandan interrompan kapablon. Sub libera interrompa kondiĉo, sia interrompa kapablo estas proksimume 10 fojojn pli alta ol tiu de aliaj ĉirkuitchikrompililoj. Ili ludas gravan rolon en la stabila kaj sekura operacio de la elektra sistemo kaj ankaŭ havas grandan signifon en ekonomiaj kaj sociaj profitoj.

1. Prestado de SF₆-Ĉirkuitchikrompililoj

SF₆-ĉirkuitchikrompililoj estas ole-liberaj ŝaltaparatoj, kiuj uzas SF₆-gazon kiel ambaŭ izoladon kaj arko-malaperigan median. Iliaj izolaj ecoj kaj arko-malaperigaj karakterizoj estas signife pli altaj ol tiuj de oleaj ĉirkuitchikrompililoj. Sulfurheksafluorida ĉirkuitchikrompililoj havas la jenajn karakterizojn:

• Forta arko-malaperiga kapablo, alta dielektrika forteco, kaj alta resistanta valoro de la unuopartigo. Kiel rezulto, sub la sama indikita volt-nivelo, la necesa nombro de seriozaj partigoj estas malpliigita, plibonigante la ekonomian prestiĝon de la produkto.

• Longa elektra vivo. Ili povas daŭre interrompi je plena kapablo de 50kA 19 fojojn, kaj la akumulata interrompa koranto povas atingi 4200kA. La ciklo de manĝado estas longa, kaj ili taŭgas por ofta operacio.

• Bona interrompa prestado. Pro la elektronegativeco de SF₆-gazo, ĝi havas fortan kapablon absorbi liberajn elektronetojn. La ark formita en SF₆ favoras la formiĝon de la "arkkolono-strukturo" (ark-centro kaj ark-manto). La disvastiĝo de ionizita plazmo estas limigita, permesante efikan rekonjugadon de ionoj. La interrompa koranto estas granda, atingante 80-100kA, eĉ 200kA. La tempodurado de arko-malaperigo estas mallonga, ĝenerale 5-15ms. Simultane, la interrompa prestado por kontraŭfaza interrompo, proksimaj zono-defektoj, senladaj longaj linioj, kaj transformiloj sen ladado estas ankaŭ bona.

• Alta izolada prestado. La izolada forteco de SF₆ estas proksimume 5-10 fojojn tiu de aero.

• SF₆-gazo estas senkolora, senodoraj, netoksa, neflambla, kaj tre stabila gaso, kiu malfacile reagas kun aliaj substancoj. Aldone, kiam la ĉirkuitchikrompililo estas malfermita, la presa pligrandiĝo kaŭzita de la ark-vermeco estas ekstreme malgranda, garantante fidan operacion kaj prevenante eksplozajn akcidentojn.

2. Evoluo de Alta-Voltaj SF₆-Ĉirkuitchikrompililoj
2.1 Duobla-presa SF₆-Ĉirkuitchikrompililoj

Du SF₆-gazsistemoj (alta-presa sistemo kaj malalta-presa sistemo) estas agorditaj ene de la ĉirkuitchikrompililo. Nur dum la malferma procezo, la alta-presa ĉambro fluas al la malalta-presa ĉambro per la regado de la blasa valvo por formi altan presan gasfluan. Post la finiĝo de la interrompo, la blasa valvo estas fermita. La principo de la ark-malaperiga ĉambro estas ke gazkompresemaŝino kaj tuboj estas konektitaj inter la alta-presa ĉambro kaj la malalta-presa ĉambro. Kiam la gazpreso en la alta-presa ĉambro malpliiĝas aŭ la gazpreso en la malalta-presa ĉambro pliiĝas al certa limo, la gazkompresemaŝino komencas pompigi la SF₆-gazon en la malalta-presa ĉambro al la alta-presa ĉambro, formante aŭtomatan fermitan cirkvitan gazsistemon.

2.2 Unuobla-presa SF₆-Ĉirkuitchikrompililoj

La unuobla-presa strukturo estas simpla kaj povas adaptiĝi al larĝa gamo de ambia temperaturo. La gazkompressa tipo ankaŭ transiris evolu-proceson: en termoj de arkblaso, la unua generacio de unuobla-presa tipo havas unuoblan blasan strukturon, kun malgranda interrompa koranto (ĝenerale 31.5kA) kaj malalta partiga voltajo (ĝenerale 170kV). La dua generacio de unuobla-presa tipo havas duoblan blasan strukturon, kun la interrompa koranto pliigita al (40-50kA), kaj la partiga voltajo restas malalta. Ĝenerale, 252kV-produktoj havas duoblajn partigojn. La tria generacio de unuobla-presa tipo havas duoblan blasan strukturon suplementitan per varmega dilatiĝa efekto (mezbla arko-malaperigo). La interrompa koranto estas granda, pliigita al 63kA, kaj la partiga voltajo estas alta. Unuoparta porto povas atingi 252kV, 363kV, 420kV, eĉ 550kV.

La evoluo de la unuobla-presa tipo, el la perspektivo de la ark-malaperiga ĉambro, havas pli malgrandan gazkompressan piston. La avantaĝoj priskribitaj per la malpliiĝo de la piston en la ark-malaperiga ĉambro estas jenaj:

• La maso de la tuta movada sistemo dum la interrompa procezo de la produkto estas malpliigita.

• La operaca potenco de la produkto estas malpliigita.

• La amortizado de la produkto iĝas pli facila, kaj la mekanika vivo estas longa.

2.3 Aŭtonoma Energi-SF₆-Ĉirkuitchikrompililoj

Aŭtonomaj energi-SF₆-ĉirkuitchikrompililoj havas du arko-malaperigajn principojn: la varmega dilatiĝa principo kaj la ark-rota principo. Aktuale, la plej multaj aŭtonomaj energi-ĉirkuitchikrompililoj uzas la varmegdilatiĝan principon. La aŭtonoma energi-principo estas uzi la arkenergion por varmi la SF₆-gazon en la dilatiĝa ĉambro, konstrui preson, formi gasfluan, kaj malaperigi la arkon. Tamen, dum interrompo de malgrandaj korantoj, pro la malgranda arkenergio, malgranda piston estas bezonata por komprimi la gazon por formi subtenan blason. Pro la signifa malpliiĝo de la operaca potenco, printempa operaca mekanismo kun simpla strukturo povas esti uzata. La varmegdilatiĝa tipo nun evoluis al la dua generacio. La unua generacio de produktoj atingas la efikon de malpliiĝo de la operaca potenco per malpliiĝo de la gazkompressa energio bezonata por arko-malaperigo. La diametro de la gazkompressa piston estas dezegnita laŭ la interrompo de 30% de la maksimuma defekt-koranto, kaj la mova maso estas ankaŭ malgranda, kio malpliiĝas la operacan potencon. La dua generacio de produktoj plue plibonigas la varmegdilatiĝan efikon kaj la interrompan prestadon, ne nur plibonigante la interrompon de kapacitiva koranto, sed ankaŭ plue malpliigante la operacan potencon.

2.4 Inteligentaj SF₆-Ĉirkuitchikrompililoj

Alia karakterizo de modernaj alta-voltaj ĉirkuitchikrompililoj estas ilia inteligento, evoluanta de tradiciaj elektramekanikaj sistemoj al modernaj inteligentaj sistemoj centritaj ĉirkaŭ komputiloj. Aktuale, la enhavoj de la linia detektado de alta-voltaj ĉirkuitchikrompililoj estas jenaj:

• SF6-gazo;

• Operaca mekanisma sistemo;

• Liberigo;

• Kontrola kaj helpa cirkvitoj;

• Energitransdoncikvito.

Per tiuj detektoj, pli ol 90% de la defektoj povas esti malkovritaj. Linia detekto povas ŝanĝi la regulan manĝadon de ĉirkuitchikrompililoj al realtempa kondiĉ-bazita manĝado.

3. Porcelana Stolo-Tipo kaj Tanko-Tipo SF₆-Ĉirkuitchikrompililoj kaj Iliaj Aplikoj

Ĉina unuafoje aplikis SF₆-ĉirkuitchikrompililojn en 1970, kiam la Nordorienta Elektra Administriro importis tri H-912 tipon 220KV duobla-presa porcelana stolo-tipo SF₆-ĉirkuitchikrompililoj produktitajn de Siemens el eksterlanda kaj instalitis ilin en la HuShitai primara subŝtacio en Shenyang. Ili ankoraŭ funkcias bone hodiaŭ.

Alta-voltaj sulfurheksafluorida ĉirkuitchikrompililoj estas dividitaj en porcelana stolo-tipo kaj tanko-tipo laŭ ilia strukturo. Komparante la du, ili ĉiu havas siajn proprajn karakterizojn:

• Ambaŭ porcelana stolo-tipo kaj tanko-tipo alta-voltaj SF₆-ĉirkuitchikrompililoj povas kontenti la postulojn de alta volto kaj granda kapablo. La ark-malaperiga ĉambro de la porcelana stolo-tipo estas instalita sur la izolada subteno. Per seriozligo de la ark-malaperigaj ĉambroj kaj instalado de ili sur la izolada subteno je taŭga alto, iu ajn indikita volt-valoro povas esti atingita. La izolada subteno estas plejofte porcelana stolo, kaj organikaj kombinitaj subtenoj ankaŭ aperis. La ark-malaperiga ĉambro de la tanko-tipo estas instalita en metala tanko konektita al la tera potencialo. Sub alta volto, pluraj ark-malaperigaj ĉambroj devas esti ligitaj en serio kaj instalitaj en la sama tanko por ĉiu fazo.

• Instalado de koranttransformiloj. En termoj de instalado de koranttransformiloj, la porcelana stolo-tipo ĉirkuitchikrompililoj estas en desavantaĝa pozicio. Ĉar la ark-malaperiga ĉambro de la porcelana stolo-tipo estas instalita ene de la izolilo kaj super la izolada subteno, la koranttransformilo devas esti aparte instalita sur sia propra izolada subteno. Tamen, la kolbo-tipo koranttransformilo povas esti instalita sur la kolbo de la tanko-tipo ĉirkuitchikrompililo. En kelkaj aplikeblaj scenaroj, la ĉirkuitchikrompililo ne bezonas esti equipita kun koranttransformilo, speciala kaze kiam ĝi estas uzata kiel ŝaltilo por ŝanĝi kondensatorbankojn kaj paralelajn reaktorojn. Ĉi tie, la prezo de la porcelana stolo-tipo estas nur 60% de tiu de la tanko-tipo ĉirkuitchikrompililo, kaj pro la uzo de pluraj partigoj, ĝi povas pli bone resisti re-striktojn.

• Ekstera resistema kapablo. El la perspektivo de ekstera resistema kapablo, pluraj seriozaj ark-malaperigaj ĉambroj de la porcelana stolo-tipo ĉirkuitchikrompililo povas kontenti iun ajn indikitajn volt-valorojn, sed ĝia ekstera izolada resistema kapablo estas limigita de la longeco de la ark-malaperiga ĉambro mem. Por la tanko-tipo ĉirkuitchikrompililo, tiel longe kiel la necesa resistema kapablo por malpliigi la nombron de partigoj povas esti evoluigita, izolada kolbo povas esti fabrikita. Do, la tanko-tipo ĉirkuitchikrompililo povas atingi unuopartigon de 550kV/63kA kaj duopartigon de 1100kV/50kA.

• Konsumado de SF₆-gazo. En termoj de la konsumado de SP6-gazo, la porcelana stolo-tipo estas supera al la tanko-tipo. La gazkonsumado de la tanko-tipo ĉirkuitchikrompililo estas multe pli alta ol tiu de la porcelana stolo-tipo.

• Adaptiĝo al la medio. El la perspektivo de adaptiĝo al la medio, la grandvoluma tanko-tipo ĉirkuitchikrompililo montras siajn avantaĝojn. Hejtarilo povas esti instalita en la tanko-tipo ĉirkuitchikrompililo, dum ĝi ne povas esti instalita en la porcelana stolo-tipo.

• Terurezistanco. El la perspektivo de terurezistanco, la tanko-tipo ĉirkuitchikrompililo estas multe pli bona ol la porcelana stolo-tipo. Ĉar la porcelana stolo-tipo ĉirkuitchikrompililo havas altan centro de pezo, ĝia terurezistanco estas malbona.

• Prezkompardo. En termoj de prezo, por la sama kapablo, la porcelana stolo-tipo ĉirkuitchikrompililo estas pli bona ol la tanko-tipo. Ĝenerale, la prezo de la tanko-tipo ĉirkuitchikrompililo estas proksimume 20% pli alta ol tiu de la porcelana stolo-tipo ĉirkuitchikrompililo kun ekstera koranttransformilo (kiel SF₆-transformilo).

4. Atentindaj Aferoj Dum la Operacio kaj Manĝado de SF₆-Ĉirkuitchikrompililoj

Por strikte kontroligi la gaz-fugon kaj preveni la invadon de humidumo en la kaseton, la proceza teknologio kaj materialaj postuloj estas multe pli altaj ol tiuj de ĝenerala alta-volta elektra aparato. Samtempe, speciala SF₆-gazsistema estas bezonata, inkluzive de valvo kun bona selaĵkapablo, fugdetekta aparato, gaz-recuperilo, kaj presmonitoro. Aldone, pro la granda konsumado de metalo, la fabrikado estas pli kompleksa.

Pura SF₆-gazo estas senkolora, senodoraj, netoksa, kaj neflambla. Tamen, en la sintezo de sulfurheksafluorido, malalte-fluorigitaj sulfuraj kompoundoj ankaŭ estas produktitaj, kiuj estas toksaj. En la ĉirkuitchikrompililo, la gazo estos dismetita sub la alta temperaturo de la arko tra disociado kaj ionigo, produktante alttoksajn gasojn. Do, adsorberilo estas instalita en la ĉirkuitchikrompililo, kaj aktiviĝinta alumio estas metita en ĝin por absorbi tiujn toksajn gasojn.

Ankoraŭ tiel, speciala atento devas esti pagita al preveni intoksikigon dum manĝado. Do, la gazo devas esti evakuigita kaj purigita antaŭ la laboro. Se ankoraŭ sentiĝas neagrabla odorado, gastukon kaj gumglovegojn devas esti portataj. Aldone, la arko-dismetaj produktoj ankaŭ enhavas kelkajn metalfluoridojn, kiuj estas disvastitaj en la ĉirkuitchikrompililo en pulverforma. Kvankam tiuj pulvero ne estas alttoksaj substancoj, atenton devas esti pagita por preveni ilin esti ensuprenrespiritaj dum la purigo.

5. Konkludo

Kun la daŭra pliiĝo de la volto de la elektra sistemo, ĉu ĝi estas la porcelana stolo-tipo aŭ la tanko-tipo de SF₆-ĉirkuitchikrompililoj, ili daŭre evoluas kun la teknika progreso. Speciala, en lastaj jaroj, la aŭtonoma energi-arke-malaperiga principo estas evoluigita kaj aplikata, nome, alta preso estas uzata por formi gasblason por malaperigi la arkon. La nomro de partigoj estas malpliigita, kaj la konsumado de materialoj estas malpliigita.

Pro sia relative alta prezo kaj alta postulo pri la aplikado, administro, kaj operacio de SF₆-gazo, ĝi ne estas vaste aplikata en mezvolto (35kV, 10kV). Ĝenerale, alta-voltaj SF₆-ĉirkuitchikrompililoj havas vastan aplikan prosperton, kaj la teknika esploro, evoluo, kaj ĝisdatigo de produktoj aportos signifajn ekonomiajn kaj sociajn profitojn.