비분해 SF6 회로 차단기의 검출 및 가스 충전 보충 장치에 대한 연구
고압 회로 차단기는 정상 작동 중에 부하 전류를 연결하거나 차단하는 데 사용됩니다. 전기 장비나 선로에서 단락 고장이나 심각한 과부하가 발생하면 계전 보호 장치가 이를 제어하여 고장 전류를 자동으로 신속하게 차단하고, 단락 고장이 있는 장비나 선로를 격리하여 사고 범위의 확장을 방지합니다.
고압 회로 차단기의 발전 과정에서 기름 충전형 회로 차단기와 압축 공기 회로 차단기에서 SF₆ 회로 차단기와 진공 회로 차단기까지 각 단계는 모두 소멸 원칙에서 주요 혁신을 나타냅니다. 그 중 SF₆ 회로 차단기는 강력한 차단 능력, 긴 전기 수명, 높은 절연 수준, 우수한 밀봉 성능 등의 장점이 있어 현재 고압 환경에서 가장 널리 사용되고 있습니다.
SF₆ 회로 차단기(이하 '회로 차단기'라고 함)는 고압 전력 송전에서 중요한 장비입니다. 절연 성능과 차단 성능은 회로 차단기를 평가하는 주요 기술 지표입니다. SF₆ 회로 차단기는 절연 매체를 사용하는 회로 차단기 유형이며, 공기 회로 차단기와 함께 가스 분사형 회로 차단기에 속하며 SF₆ 가스를 이용해 절연합니다. SF₆ 가스는 열 전도성이 높아 분해 후 재결합할 수 있으며, 탄소와 같은 유해한 절연 물질을 포함하지 않습니다. 수분 함량을 엄격히 관리하면 분해 생성물은 부식성이 없습니다. SF₆ 가스의 절연 성능은 사용으로 인해 저하되지 않으므로, 여러 차례 차단 후에도 좋은 절연 성능을 유지합니다.
순수한 SF₆ 가스는 탁월한 아크 소멸 매체입니다. 그 우수한 아크 소멸 및 절연 특성 덕분에 20세기에 고압 및 초고압 전기 장비에 성공적으로 적용되었습니다. 현재 SF₆는 특히 고압 및 초고압 범위에서 최적의 가스 절연 매체이며, 유일한 절연 및 아크 소멸 매체입니다. 회로 차단기의 안정적인 차단 성능을 보장하기 위해 회로 차단기 내부의 SF₆ 가스는 99.99%의 순도가 요구됩니다.
SF₆ 회로 차단기의 가스 챔버는 상대적으로 크며 많은 연결 파이프가 있고, 회로 차단기 내부에는 많은 밀봉 면이 있습니다. 운전 중에는 밀봉 문제나 온도 변화로 인해 SF₆ 압력이 부족할 수 있습니다. 실제 응용에서는 작동 진동과 밀봉 불량 등으로 인해 회로 차단기의 가스 누출 확률이 공장 설정 연간 누출률인 1%를 초과합니다. 따라서 회로 차단기는 종종 가스 충전이 필요합니다.
본 기사는 새로운 종류의 비해체형 SF₆ 회로 차단기 검사, 가스 충전 및 가스 보충 장치를 소개합니다. 이 장치는 정전 없이 기기를 통해 회로 차단기의 미세 수분 검사와 밀도 계전기 교정을 수행할 수 있습니다. 또한 가스 충전 및 보충 과정 중 가스 충전 파이프의 공기, 수분, 잡질을 배출할 수 있으며, 가스 충전 과정 중 가스 압력이 정격 값 이상이 될 때 자동으로 압력을 해제하고 경보를 알립니다.
1 중국의 현황
현재 국내 회로 차단기의 가스 보충 장치는 일반적으로 회로 차단기에 복합 밸브를 설치하는 방식을 사용합니다. 이 복합 밸브는 밸브 본체, 가스 보충 인터페이스, 회로 차단기 인터페이스, 밀도 계전기 인터페이스로 구성되며, 미세 수분계와 밀도 계전기 교정기에 연결될 수 있습니다. 이렇게 하면 회로 차단기의 미세 수분 측정과 밀도 계전기 교정 시 정전을 해야 하는 문제를 효과적으로 해결하여 작업 효율을 향상시키고, 분해 시 회로 차단기의 손상을 줄일 수 있습니다.
그러나 이 방법은 가스 충전 및 보충 과정 중 가스 충전 파이프의 공기, 수분, 잡질이 회로 차단기로 들어가는 문제를 해결하지 못합니다. 기존 회로 차단기의 가스 충전 및 보충 작업 중 SF₆ 가스 충전 실린더는 감압 밸브와 가스 보충 호스를 통해 회로 차단기에 직접 연결됩니다. 이로 인해 SF₆ 가스는 호스로부터 공기, 수분, 잡질을 섞어 회로 차단기로 들어갑니다. 이는 SF₆ 가스의 순도를 낮추고, 절연 성능을 저하시키며, 회로 차단기를 손상시키고 수명을 단축시킵니다.
전력 시스템의 보호 장치로서 고압 전기 장비에 사용되는 SF₆ 가스에 대한 엄격한 규제와 요구사항이 있습니다. SF₆ 회로 차단기의 수분 함량이 일정 수준에 도달하면 심각한 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다. 수분은 SF₆ 가스의 분해 생성물이 화학 반응을 일으켜 독성 화합물을 생성할 수 있으며, 장비의 화학적 부식을 일으키고, 장비의 절연 성능을 저하시키며, 스위치의 차단 성능을 영향을 미치고, 스위치의 기계적 성능을 저하시킵니다.
현재 회로 차단기의 미세 수분 검사와 밀도 계전기 교정을 수행할 때는 정전 후 회로 차단기를 분해해야 합니다. 이렇게 하면 생산에 영향을 미칠 뿐만 아니라 회로 차단기의 밀봉 성능에도 영향을 미칩니다. 빈번한 분해는 계전기의 정확성도 저하시킵니다.
2 작동 원리 및 구조 설계
SF₆ 회로 차단기 검사, 가스 충전 및 가스 보충 장치는 밸브 본체, 자기 밀봉 밸브, 자기 제어 역압 밸브, 제어 스위치로 구성되어 있습니다. 이 장치는 밸브 본체, 자기 밀봉 밸브, 자기 제어 역압 밸브, 제어 스위치를 유기적으로 통합합니다. 밸브 본체의 한쪽 끝은 회로 차단기 연결 플레이트, 다른 끝은 제어 스위치에 고정되어 있습니다. 밸브 본체는 또한 자기 밀봉 밸브, 자기 제어 역압 밸브, 밀도 계전기 인터페이스에 고정되어 있습니다. 제어 스위치는 이러한 밸브의 개폐를 제어합니다.
본 기사에서 소개하는 SF₆ 회로 차단기 검사, 가스 충전 및 가스 보충 장치는 밸브 본체, 자기 밀봉 밸브, 자기 제어 역압 밸브, 제어 스위치를 유기적으로 통합하여 정전 없이 회로 차단기의 미세 수분 측정, 밀도 계전기 교정, 가스 충전 및 보충 작업을 통합합니다. 가스 충전 및 보충 작업 전에 가스 보충 시스템의 공기, 수분, 잡질을 자동으로 배출할 수 있습니다. 회로 차단기의 가스 충전 및 보충 작업 중에는 압력 감지 및 압력 해제 경보를 달성할 수 있습니다. 이 장치는 110kV 이상의 전압을 가진 수입 SF₆ 회로 차단기, 프랑스 Alstom FXT11형 회로 차단기, 그리고 110kV 이상의 전압을 가진 국산 SF₆ 회로 차단기에 적용 가능하며, 0.5 MPa부터 16 MPa까지의 고압을 견딜 수 있으며 안전하고 신뢰성 있습니다.
SF₆ 회로 차단기 검사, 가스 충전 및 가스 보충 장치의 주요 작업 단계
미세 수분 측정을 수행할 때는 미세 수분 측정기를 자기 밀봉 밸브에 연결합니다. 미세 수분 측정기의 스위치를 열어 시스템의 가스가 미세 수분 측정기로 들어가게 한 후, 측정기의 스위치를 닫아 측정합니다. 측정 후 미세 수분 측정기를 제거하여 미세 수분 측정 작업을 완료합니다. 측정 과정 중 정전이 필요하지 않습니다.
밀도 계전기 교정을 수행할 때는 장치의 제어 스위치를 닫고, 밀도 계전기 교정기를 자기 밀봉 밸브에 연결하여 교정 작업을 수행합니다. 작업이 완료되면 밀도 계전기 교정기를 제거하고 제어 스위치를 열면 됩니다. 측정 과정 중 정전이 필요하지 않습니다.
비해체형 SF₆ 회로 차단기 검사, 가스 충전 및 가스 보충 장치는 정전 없이 기기를 통해 회로 차단기의 미세 수분 측정, 밀도 계전기 교정, 가스 충전 및 보충 작업을 통합합니다. 가스 충전 및 보충 작업 전에 가스 보충 시스템의 공기, 수분, 잡질을 자동으로 제거할 수 있습니다. 회로 차단기의 가스 충전 및 보충 작업 중에는 압력 감지 및 압력 해제 경보를 달성할 수 있습니다. 조작이 간편하고 빠르며 회로 차단기의 정상 작동에 영향을 미치지 않습니다.
3 결론
비해체형 SF₆ 회로 차단기 검사, 가스 충전 및 가스 보충 장치는 회로 차단기의 가스 보충 전에 가스 보충 파이프와 시스템 내의 공기, 수분, 잡질을 완전히 제거할 수 있습니다. 또한 가스 충전 과정 중 시스템의 가스 압력이 정격 값에 도달하면 자동으로 가스를 배출하고 경보를 알립니다. 이 장치는 시스템 제어 스위치를 장착하여 정전 없이 미세 수분 측정 및 밀도 계전기 교정 작업을 수행할 수 있습니다. 조작이 간편하고 빠르며 회로 차단기의 정상 작동에 영향을 미치지 않습니다. 이 장치는 110kV 이상의 전압을 가진 수입 SF₆ 회로 차단기, 프랑스 Alstom FXT11형 회로 차단기, 110kV 이상의 전압을 가진 국산 SF₆ 회로 차단기에 적용 가능하며, 0.5 MPa부터 16 MPa까지의 고압을 견딜 수 있으며 안전하고 신뢰성 있습니다.
