Έρευνα για την Ανίχνευση και την Πλήρωση και Αναπλήρωση Αερίου σε Μη Αποσυνθέτους SF6 Διακόπτες

Οι υψηλής τάσης παρακόπτες χρησιμοποιούνται για να συνδέουν ή να αποκόπτουν τους ρευστούς φορτίου κατά την κανονική λειτουργία. Όταν συμβαίνει σύνδεσμος σε μικρό κύκλο ή σοβαρή υπερφόρτωση σε ηλεκτρικό εξοπλισμό ή γραμμές, ένα συστήμα προστασίας τους ελέγχει για να αποκόψει αυτόματα και γρήγορα το ρεύμα του συνδέσμου σε μικρό κύκλο, απομονώνοντας τον εξοπλισμό ή τις γραμμές με το σύνδεσμο σε μικρό κύκλο, προκειμένου να αποτραπεί η επέκταση του πεδίου του ατυχήματος.

Κατά την εξέλιξη των υψηλής τάσης παρακόπτες, από τους παρακόπτες με πετρέλαιο και τους παρακόπτες με συμπιεσμένο αέρα μέχρι τους SF₆ παρακόπτες και τους παρακόπτες υποθαλάσσιας, κάθε βήμα ήταν μια μεγάλη καινοτομία στις αρχές της κατάρρευσης του τόξου. Απ' αυτούς, οι παρακόπτες SF₆ έχουν πλεονεκτήματα όπως ισχυρή δυνατότητα διακοπής, μεγάλη ηλεκτρική διάρκεια, υψηλό επίπεδο απομόνωσης και καλή σφραγίστικη απόδοση, και είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι σε υψηλές τάσεις σήμερα.

Οι παρακόπτες SF₆ (εν συνεχεία αναφέρονται ως παρακόπτες) είναι σημαντικός εξοπλισμός στην υψηλή τάση μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Η απομονωτική απόδοση και η δυνατότητα διακοπής είναι οι κύριοι τεχνικοί δείκτες για την αξιολόγηση των παρακόπτες. Οι παρακόπτες SF₆ είναι ένα είδος παρακόπτες που χρησιμοποιούν ένα απομονωτικό μέσο. Μαζί με τους παρακόπτες με αέρα, ανήκουν στους παρακόπτες με αεροεκρηκτική διακοπή και βασίζονται στο SF₆ για την απομόνωση. Το πνεύμα SF₆ έχει υψηλή θερμοδιαγωγικότητα, μπορεί να ανασυνθέτεται μετά την αποσύνθεση και δεν περιέχει επιβλαβή απομονωτικά υλικά όπως το άνθρακα. Όταν η περιεχόμενη υγρασία είναι αυστηρά ελεγχόμενη, τα προϊόντα αποσύνθεσης δεν είναι κατακόροντα. Η απομονωτική απόδοση του πνεύματος SF₆ δεν μειώνεται με τη χρήση, οπότε διατηρεί καλή απομονωτική απόδοση ακόμη και μετά πολλές διακοπές.

Το καθαρό πνεύμα SF₆ είναι ένα εξαιρετικό μέσο κατάρρευσης του τόξου. Λόγω των υψηλών ιδιοτήτων του για κατάρρευση του τόξου και απομόνωση, εφαρμόστηκε επιτυχώς σε υψηλή και εξαιρετικά υψηλή τάση ηλεκτρικό εξοπλισμό τον 20ό αιώνα. Σήμερα, το SF₆ είναι το βέλτιστο αεριούχο απομονωτικό μέσο, ειδικά στις υψηλές και εξαιρετικά υψηλές τάσεις, όπου είναι το μοναδικό απομονωτικό και καταρρευτικό μέσο. Για να εξασφαλίσει τη σταθερή δυνατότητα διακοπής των παρακόπτες, το πνεύμα SF₆ μέσα στους παρακόπτες πρέπει να έχει καθαρότητα 99.99%.

Επειδή η κατασκευή των παρακόπτες SF₆ είναι σχετικά μεγάλη, υπάρχουν πολλά σύνδεσμα σωλήνων, και υπάρχουν πολλές επιφάνειες σφραγίστικης μέσα στους παρακόπτες. Κατά τη λειτουργία, θέματα όπως η ανεπαρκής πίεση SF₆ μπορεί να προκύψει λόγω προβλημάτων σφραγίστικης ή αλλαγών θερμοκρασίας. Στην πρακτική εφαρμογή, λόγω παραγόντων όπως οι κινήσεις και η κακή σφραγίστικη, η πιθανότητα διαρροής πνεύματος στους παρακόπτες υπερβαίνει το ετήσιο ποσοστό διαρροής 1% που έχει οριστεί από την εταιρεία. Έτσι, οι παρακόπτες συχνά χρειάζονται να επαναφορτώνονται με πνεύμα.

Αυτό το άρθρο παρουσιάζει ένα νέο τύπο μη αποσυναρμολογήσιμης συσκευής ελέγχου, γεμίσματος και προσθήκης πνεύματος SF₆. Μπορεί να εκτελεί μέτρηση μικρού νερού στους παρακόπτες και καλιβροποίηση των διακόπτων πυκνότητας μέσω συσκευών χωρίς απορροφή. Επίσης, μπορεί να εκβάλλει αέρα, υγρασία και ακαθάριστα στους σωλήνες γεμίσματος κατά τη διαδικασία γεμίσματος και προσθήκης πνεύματος. Επιπλέον, μπορεί να αποκλείει αυτόματα την πίεση και να εκδίδει ειδοποίηση όταν η πίεση πνεύματος υπερβαίνει την ορθή τιμή κατά τη διαδικασία γεμίσματος.

1 Τρέχουσα Συνθήκη στην Κίνα

Σήμερα, οι εγχώριες συσκευές προσθήκης πνεύματος στους παρακόπτες συνήθως περιλαμβάνουν την εγκατάσταση ενός συνδυασμένου βαλβίδα στον παρακόπτη. Αυτή η συνδυασμένη βαλβίδα, η οποία αποτελείται από σώμα βαλβίδα, διασύνδεση προσθήκης πνεύματος, διασύνδεση παρακόπτη και διασύνδεση διακόπτη πυκνότητας, μπορεί να συνδεθεί με ένα μέτρημα μικρού νερού και ένα ρυθμιστή καλιβροποίησης διακόπτη πυκνότητας. Αυτό αποτελεσματικά αντιμετωπίζει το ζήτημα της απορροφής όταν μετράται το μικρό νερό του παρακόπτη και καλιβροποιείται ο διακόπτης πυκνότητας, έτσι ώστε να αυξάνεται η αποτελεσματικότητα της εργασίας και να μειώνεται η βλάβη του παρακόπτη κατά την αποσυναρμολόγηση.

Ωστόσο, δεν λύνει το πρόβλημα της εισόδου αέρα, υγρασίας και ακαθαρσίας στους σωλήνες γεμίσματος στον παρακόπτη κατά τη διαδικασία γεμίσματος και προσθήκης πνεύματος. Κατά τη διαδικασία γεμίσματος και προσθήκης πνεύματος των υφιστάμενων παρακόπτες, το στείλετο πνεύματος SF₆ συνδέεται άμεσα με τον παρακόπτη μέσω ενός βαλβίδα μείωσης πίεσης και ενός σωλήνα γεμίσματος. Ως αποτέλεσμα, το πνεύμα SF₆ περιλαμβάνει αέρα, υγρασία και ακαθάριστα από τον σωλήνα στον παρακόπτη. Αυτό μειώνει την καθαρότητα του πνεύματος SF₆, επιβαρύνει την απομονωτική απόδοση, βλάπτει τον παρακόπτη και μειώνει τη διάρκεια ζωής του.

Ως προστατευτικός μηχανισμός για το σύστημα ενέργειας, έχουν επιβληθεί αυστηροί κανόνες και απαιτήσεις για το πνεύμα SF₆ που χρησιμοποιείται σε υψηλή τάση ηλεκτρικό εξοπλισμό. Όταν η περιεχόμενη υγρασία στους παρακόπτες SF₆ φτάνει σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο, μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές αρνητικές συνέπειες. Η υγρασία μπορεί να προκαλέσει τα προϊόντα αποσύνθεσης του πνεύματος SF₆ να υποστούν χημικές αντιδράσεις, παράγοντας τοξικά συνδυασμένα· μπορεί να προκαλέσει χημική διάβρωση του εξοπλισμού· είναι επιβαρυντική για την απομόνωση του εξοπλισμού· επηρεάζει την δυνατότητα διακοπής των κλειδών· και μειώνει τη μηχανική απόδοση των κλειδών.

Σήμερα, όταν διεξάγεται μέτρηση μικρού νερού και καλιβροποίηση διακόπτη πυκνότητας στους παρακόπτες, ο παρακόπτης πρέπει να αποσυναρμολογηθεί μετά την απορροφή. Αυτό μόνον επηρεάζει την παραγωγή, αλλά επίσης επηρεάζει την σφραγίστικη απόδοση του παρακόπτη. Η συχνή αποσυναρμολόγηση επίσης επηρεάζει την ακρίβεια του διακόπτη.

2 Λειτουργία και Δομή

Η συσκευή ελέγχου, γεμίσματος και προσθήκης πνεύματος SF₆ περιλαμβάνει ένα σώμα βαλβίδα, μια αυτοσφραγίζουσα βαλβίδα, έναν αυτο-ελεγχόμενο βαλβίδα πίσω-πίεσης και έναν ελεγκτής, όπως φαίνεται στο σχεδιαγράμματο δομής. Αυτή η συσκευή οργανικά ενοποιεί το σώμα βαλβίδα με την αυτοσφραγίζουσα βαλβίδα, τον αυτο-ελεγχόμενο βαλβίδα πίσω-πίεσης και τον ελεγκτή. Ένα άκρο του σώματος βαλβίδα είναι σταθερά εξοπλισμένο με μια πλάκα σύνδεσης παρακόπτη, το άλλο άκρο είναι σταθερά εξοπλισμένο με έναν ελεγκτή. Το σώμα βαλβίδα είναι επίσης σταθερά εξοπλισμένο με μια αυτοσφραγίζουσα βαλβίδα, έναν αυτο-ελεγχόμενο βαλβίδα πίσω-πίεσης και μια διασύνδεση διακόπτη πυκνότητας. Ο ελεγκτής ελέγχει την ανοίγματα και κλείσιμα αυτών των βαλβίδων.

Η συσκευή ελέγχου, γεμίσματος και προσθήκης πνεύματος SF₆ που παρουσιάζεται σε αυτό το άρθρο, με την οργανική ενοποίηση του σώματος βαλβίδα με την αυτοσφραγίζουσα βαλβίδα, τον αυτο-ελεγχόμενο βαλβίδα πίσω-πίεσης και τον ελεγκτή, ενοποιεί τη μέτρηση μικρού νερού, την καλιβροποίηση διακόπτη πυκνότητας και τις λειτουργίες γεμίσματος και προσθήκης πνεύματος των παρακόπτες χωρίς απορροφή. Πριν τη διαδικασία γεμίσματος και προσθήκης πνεύματος, μπορεί αυτόματα να εκβάλλει αέρα, υγρασία και ακαθάριστα στο σύστημα γεμίσματος. Κατά τη διαδικασία γεμίσματος και προσθήκης πνεύματος του παρακόπτη, μπορεί να επιτευχθεί η μέτρηση πίεσης και η ειδοποίηση αποκλεισμού πίεσης. Είναι εφαρμόσιμη σε εισαγόμενους παρακόπτες SF₆ με τάση πάνω από 110 kV, παρακόπτες FXT11-τύπου Alstom από τη Γαλλία, και εγχώριους παρακόπτες SF₆ με τάση πάνω από 110 kV. Μπορεί να αντέξει υψηλή πίεση, από 0.5 έως 16 MPa, και είναι ασφαλής και αξιόπιστη.

Βασικές Βήματα Λειτουργίας της Συσκευής Ελέγχου, Γεμίσματος και Προσθήκης Πνεύματος SF₆

• Αφαίρεση Ακαθάριστου Πνεύματος: Συνδέστε το στείλετο πνεύματος SF₆ με την αυτοσφραγίζουσα βαλβίδα αυτής της συσκευής μέσω ενός βαλβίδα μείωσης πίεσης, ενός σωλήνα γεμίσματος και ενός συνδέσμου. Κλείστε τον ελεγκτή και ανοίξτε την βαλβίδα του στείλετο πνεύματος SF₆. Το πνεύμα SF₆ εισέρχεται στη συσκευή μέσω του σωλήνα γεμίσματος. Σε αυτή τη στιγμή, ακαθάριστα όπως ο αέρας στο σωλήνα εισέρχονται επίσης στον παρακόπτη με το πνεύμα SF₆. Το πνεύμα στη συσκευή είναι μίγμα πνεύματος SF₆ και ακαθαρίστων αέρα. Όταν η πίεση στη συσκευή υπερβαίνει την ορισμένη πίεση του αυτο-ελεγχόμενου βαλβίδα πίσω-πίεσης, ο αυτο-ελεγχόμενος βαλβίδα πίσω-πίεσης ανοίγει αυτόματα και εκβάλλει πνεύμα για 8-10 δευτερόλεπτα. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας εκβολής, αφαιρούνται όλοι ο αέρας και οι ακαθάριστοι από το σύστημα. Στη συνέχεια, κλείστε τη βαλβίδα του στείλετο πνεύματος SF₆. Όταν η πίεση στο σύστημα είναι συνεπής με την ορισμένη πίεση, ο αυτο-ελεγχόμενος βαλβίδα πίσω-πίεσης κλείνει αυτόματα, ολοκληρώνοντας τη διαδικασία αφαίρεσης αέρα και ακαθαρίστων. Σε αυτό το σημείο, η καθαρότητα του πνεύματος SF₆ στο σύστημα είναι ίδια με αυτή στο στείλετο, και είναι ικανοποιητικό πνεύμα.

• Γεμίσματος και Προσθήκης Πίεση