नॉन-डिसासेंबली SF6 सर्किट ब्रेकर के लिए पता लगाने और गैस भरने और पुनर्भरण डिवाइसों पर शोध

उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकर का उपयोग सामान्य संचालन के दौरान लोड धाराओं को जोड़ने या कटाने के लिए किया जाता है। जब विद्युत उपकरण या लाइनों में शॉर्ट-सर्किट दोष या गंभीर ओवर-लोड होता है, तो रिले सुरक्षा उपकरण उन्हें नियंत्रित करता है ताकि दोष धारा को स्वचालित और तेजी से कटा दिया जा सके, दोष वाले उपकरण या लाइनों को अलग किया जाए और दुर्घटना के परिसर का विस्तार रोका जा सके।

उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकर के विकास के समग्र दौरान, तेल-भरे सर्किट ब्रेकर से लेकर संपीड़ित हवा सर्किट ब्रेकर, SF₆ सर्किट ब्रेकर और वैक्यूम सर्किट ब्रेकर तक, प्रत्येक चरण आर्क-निर्मूलन सिद्धांतों में एक प्रमुख नवाचार था। इनमें से, SF₆ सर्किट ब्रेकरों की शक्तिशाली बंद करने की क्षमता, लंबी विद्युत जीवन, उच्च अवरोधन स्तर और अच्छी सीलिंग प्रदर्शन जैसी विशेषताएं हैं, और वे वर्तमान में उच्च वोल्टेज वातावरण में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले हैं।

SF₆ सर्किट ब्रेकर (इसके बाद सर्किट ब्रेकर कहा जाएगा) उच्च वोल्टेज विद्युत प्रसारण में महत्वपूर्ण उपकरण हैं। अवरोधन प्रदर्शन और बंद करने का प्रदर्शन सर्किट ब्रेकरों का मुख्य तकनीकी मापदंड है। SF₆ सर्किट ब्रेकर एक अवरोधक माध्यम का उपयोग करने वाले सर्किट ब्रेकर का एक प्रकार है। वे हवा-सर्किट ब्रेकरों के साथ, गैस-ब्लास्ट सर्किट ब्रेकरों में आते हैं और SF₆ गैस पर अवरोधन के लिए निर्भर करते हैं। SF₆ गैस में उच्च ऊष्मीय चालकता होती है, विघटन के बाद फिर से रीकंबाइन हो सकती है, और कार्बन जैसे हानिकारक अवरोधक पदार्थ नहीं होते हैं। जब पानी की मात्रा को ठीक से नियंत्रित किया जाता है, तो विघटन उत्पाद अक्षारक नहीं होते हैं। SF₆ गैस का अवरोधन प्रदर्शन उपयोग के साथ गिरावट नहीं आता, इसलिए बार-बार बंद करने के बाद भी यह अच्छा अवरोधन प्रदर्शन बनाए रखता है।

शुद्ध SF₆ गैस एक अद्वितीय आर्क-निर्मूलन माध्यम है। इसकी उत्कृष्ट आर्क-निर्मूलन और अवरोधन गुणवत्ता के कारण, इसका सफल रूप से 20वीं शताब्दी में उच्च वोल्टेज और अत्यधिक उच्च वोल्टेज विद्युत उपकरणों में उपयोग किया गया। वर्तमान में, SF₆ अत्यधिक उच्च वोल्टेज और अत्यधिक उच्च वोल्टेज वर्गों में, विशेष रूप से, एकमात्र अवरोधक और आर्क-निर्मूलन माध्यम है। सर्किट ब्रेकरों के स्थिर बंद करने के प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए, सर्किट ब्रेकरों में SF₆ गैस की शुद्धता 99.99% होनी चाहिए।

क्योंकि SF₆ सर्किट ब्रेकरों का गैस चैम्बर अपेक्षाकृत बड़ा होता है, इसमें कई कनेक्टिंग पाइप होते हैं, और सर्किट ब्रेकरों के अंदर कई सीलिंग सतहें होती हैं। संचालन के दौरान, सीलिंग समस्याओं या तापमान परिवर्तनों के कारण SF₆ दबाव की कमी हो सकती है। वास्तविक अनुप्रयोगों में, संचालन के दोलन और खराब सीलिंग जैसे कारकों के कारण, सर्किट ब्रेकरों में गैस रिसाव की संभावना फैक्ट्री-सेट वार्षिक रिसाव दर 1% से अधिक होती है। इसलिए, सर्किट ब्रेकरों को अक्सर गैस से फिल किया जाना पड़ता है।

यह लेख एक नए प्रकार के निर्विघटन SF₆ सर्किट ब्रेकर डिटेक्शन, गैस-फिलिंग और गैस-सप्लीमेंटिंग उपकरण का परिचय देता है। यह उपकरण बिजली कटाव के बिना इंस्ट्रूमेंट के माध्यम से सर्किट ब्रेकरों की माइक्रो-पानी डिटेक्शन और घनत्व रिले की कैलिब्रेशन कर सकता है। यह गैस-फिलिंग और गैस-सप्लीमेंटिंग प्रक्रियाओं के दौरान गैस-फिलिंग पाइपों में हवा, पानी और विदेशी पदार्थों को निकाल सकता है। इसके अलावा, गैस-फिलिंग प्रक्रिया के दौरान जब गैस दबाव निर्धारित मान से अधिक होता है, तो यह स्वचालित रूप से दबाव को रिलीज़ करता है और एलार्म देता है।

1 चीन में वर्तमान स्थिति

वर्तमान में, घरेलू सर्किट ब्रेकरों के लिए गैस-सप्लीमेंटिंग उपकरण आमतौर पर सर्किट ब्रेकर पर एक संयुक्त वाल्व लगाकर तैयार किए जाते हैं। यह संयुक्त वाल्व, जो वाल्व शरीर, गैस-सप्लीमेंटिंग इंटरफेस, सर्किट ब्रेकर इंटरफेस और घनत्व रिले इंटरफेस से बना होता है, एक माइक्रो-पानी मीटर और घनत्व रिले कैलिब्रेटर से जुड़ा जा सकता है। यह सर्किट ब्रेकर की माइक्रो-पानी मात्रा को मापने और घनत्व रिले की कैलिब्रेशन करने के लिए बिजली कटाने की आवश्यकता को प्रभावी रूप से संबोधित करता है, जिससे कार्यक्षमता बढ़ती है और सर्किट ब्रेकर को विघटित करने के दौरान नुकसान कम होता है।

हालाँकि, यह गैस-फिलिंग और गैस-सप्लीमेंटिंग प्रक्रियाओं के दौरान गैस-फिलिंग पाइपों में हवा, पानी और विदेशी पदार्थों को सर्किट ब्रेकर में प्रवेश करने की समस्या को हल नहीं करता है। मौजूदा सर्किट ब्रेकरों के गैस-फिलिंग और गैस-सप्लीमेंटिंग संचालनों के दौरान, SF₆ गैस-फिलिंग सिलेंडर एक दबाव-घटाने वाले वाल्व और गैस-सप्लीमेंटिंग होज के माध्यम से सीधे सर्किट ब्रेकर से जुड़ा होता है। इस परिणामस्वरूप, SF₆ गैस होज से हवा, पानी और विदेशी पदार्थों को सर्किट ब्रेकर में ले जाती है। यह SF₆ गैस की शुद्धता को कम करता है, इसका अवरोधन प्रदर्शन गिरावट आता है, सर्किट ब्रेकर को नुकसान पहुँचाता है, और इसकी सेवा जीवन को कम करता है।

सर्किट ब्रेकर विद्युत प्रणाली का एक सुरक्षा उपकरण है, जिस पर उच्च वोल्टेज विद्युत उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले SF₆ गैस पर दृढ़ नियम और आवश्यकताएं लगाई गई हैं। जब SF₆ सर्किट ब्रेकरों में पानी की मात्रा एक निश्चित स्तर पर पहुँच जाती है, तो यह गंभीर अनुकूल परिणामों का कारण बन सकती है। पानी SF₆ गैस के विघटन उत्पादों को रासायनिक प्रतिक्रियाओं में ले जा सकता है, जिससे विषाक्त यौगिक उत्पन्न होते हैं; यह उपकरणों की रासायनिक अपघटन का कारण बन सकता है; यह उपकरणों के अवरोधन के लिए अनुकूल नहीं है; यह स्विचों के बंद करने के प्रदर्शन को प्रभावित करता है; और यह स्विचों के यांत्रिक प्रदर्शन को कम करता है।

वर्तमान में, सर्किट ब्रेकरों पर माइक्रो-पानी डिटेक्शन और घनत्व रिले कैलिब्रेशन करने के लिए, सर्किट ब्रेकर को बिजली कटाने के बाद विघटित किया जाना चाहिए। यह न केवल उत्पादन पर प्रभाव डालता है, बल्कि सर्किट ब्रेकर के सीलिंग प्रदर्शन पर भी प्रभाव डालता है। बार-बार विघटन रिले की सटीकता को भी नुकसान पहुँचाता है।

2 कार्य सिद्धांत और संरचनात्मक डिजाइन

SF₆ सर्किट ब्रेकर डिटेक्शन, गैस-फिलिंग और गैस-सप्लीमेंटिंग उपकरण एक वाल्व शरीर, एक स्व-सीलिंग वाल्व, एक स्व-नियंत्रित बैक-प्रेशर वाल्व, और एक नियंत्रण स्विच शामिल है, जैसा कि संरचनात्मक आरेख में दिखाया गया है। यह उपकरण वाल्व शरीर, स्व-सीलिंग वाल्व, स्व-नियंत्रित बैक-प्रेशर वाल्व और नियंत्रण स्विच को जोड़कर एक संगठित रूप से बनाया गया है। वाल्व शरीर का एक सिरा निश्चित रूप से एक सर्किट ब्रेकर कनेक्शन प्लेट से लगा होता है, दूसरा सिरा निश्चित रूप से एक नियंत्रण स्विच से लगा होता है। वाल्व शरीर निश्चित रूप से एक स्व-सीलिंग वाल्व, एक स्व-नियंत्रित बैक-प्रेशर वाल्व, और एक घनत्व रिले इंटरफेस से लगा होता है। नियंत्रण स्विच इन वाल्वों के खुलने और बंद होने को नियंत्रित करता है।

इस लेख में पेश किए गए SF₆ सर्किट ब्रेकर डिटेक्शन, गैस-फिलिंग, और गैस-सप्लीमेंटिंग उपकरण, वाल्व शरीर, स्व-सीलिंग वाल्व, स्व-नियंत्रित बैक-प्रेशर वाल्व और नियंत्रण स्विच को जोड़कर एक संगठित रूप से बनाया गया है, जो बिजली कटाव के बिना सर्किट ब्रेकरों की माइक्रो-पानी माप, घनत्व रिले कैलिब्रेशन, और गैस-फिलिंग और गैस-सप्लीमेंटिंग संचालनों को एकीकृत करता है। गैस-फिलिंग और गैस-सप्लीमेंटिंग संचालनों से पहले, यह स्वचालित रूप से गैस-सप्लीमेंटिंग प्रणाली में हवा, पानी और विदेशी पदार्थों को निकाल सकता है। सर्किट ब्रेकर के गैस-फिलिंग और गैस-सप्लीमेंटिंग संचालनों के दौरान, यह दबाव डिटेक्शन और दबाव-रिलीज़ एलार्म को प्राप्त कर सकता है। यह 110 kV से अधिक वोल्टेज वाले आयातित SF₆ सर्किट ब्रेकर, फ्रांस के Alstom FXT11-प्रकार के सर्किट ब्रेकर, और 110 kV से अधिक वोल्टेज वाले घरेलू SF₆ सर्किट ब्रेकरों के लिए उपयुक्त है। यह 0.5 से 16 MPa तक के उच्च दबाव को सहन कर सकता है, और यह सुरक्षित और विश्वसनीय है।

SF₆ सर्किट ब्रेकर डिटेक्शन, गैस-फिलिंग और गैस-सप्लीमेंटिंग उपकरण के मुख्य कार्य चरण

• अशुद्ध गैस को निकालना: इस उपकरण के स्व-सीलिंग वाल्व को एक दबाव-घटाने वाले वाल्व, एक गैस-सप्लीमेंटिंग होज, और एक कनेक्टर के माध्यम से SF₆ गैस सिलेंडर से जोड़ें। नियंत्रण स्विच बंद करें और SF₆ गैस सिलेंडर के वाल्व को खोलें। SF₆ गैस गैस-सप्लीमेंटिंग होज के माध्यम से उपकरण में प्रवेश करती है। इस समय, पाइप में हवा जैसे विदेशी पदार्थ SF₆ गैस के साथ सर्किट ब्रेकर में प्रवेश करते हैं। उपकरण में गैस SF₆ गैस और हवा विदेशी पदार्थों का मिश्रण है। जब उपकरण में दबाव स्व-नियंत्रित बैक-प्रेशर वाल्व के निर्धारित दबाव से अधिक होता है, तो स्व-नियंत्रित बैक-प्रेशर वाल्व स्वचालित रूप से खुलता है और 8-10 सेकंड तक गैस निकालता है। इस एक्सहाउस्टिंग प्रक्रिया के दौरान, पूरी प्रणाली से सभी हवा और विदेशी पदार्थ निकाल दिए जाते हैं। फिर, SF₆ गैस सिलेंडर के वाल्व को बंद करें। जब प्रणाली में दबाव निर्धारित दबाव से संगत होता है, तो स्व-नियंत्रित बैक-प्रेशर वाल्व स्वचालित रूप से बंद होता है, और वायु और विदेशी पदार्थों को निकालने का कार्य पूरा हो जाता है। इस समय, प्रणाली में SF₆ गैस की शुद्धता सिलेंडर में गैस की शुद्धता के समान होती है, और यह योग्य गैस है।

• गैस-फिलिंग और दबाव-सप्लीमेंटिंग: अशुद्धता निकालने की प्रक्रिया के बाद पूरी प्रणाली शुद्ध SF₆ गैस से भरी होती है, इस उपकरण का नियंत्रण स्विच खोलें, फिर SF₆ गैस सिलेंडर का वाल्व खोलें ताकि सर्किट ब्रेकर को गैस सप्ली की ज