Forskning på deteksjon og gassfylling og -oppfylling av SF6-brytere uten demontering

Høyspenningsbrytere brukes for å koble til eller skille laststrømmer under normal drift. Når det oppstår en kortslutning eller alvorlig overbelastning i elektrisk utstyr eller ledninger, kontrollerer et relébeskyttelsesenheter dem for å automatisk og raskt skille feilstrømmen, isolere utstyret eller ledningen med kortslutningen for å forhindre at ulykkesområdet utvides.

Gjennom utviklingen av høyspenningsbrytere, fra oljefylte brytere og komprimert luftbrytere til SF₆-brytere og vakuum-brytere, har hver trinn vært en viktig innovasjon i bueutslukningsprinsipper. Blant disse har SF₆-brytere fordeler som sterk avbrytingsevne, lang elektrisk levetid, høy isolasjonsnivå og god tetthet, og de er mest anvendt i høyspenningsmiljøer i dag.

SF₆-brytere (heretter referert til som brytere) er viktig utstyr i høyspenningsstrømoverføring. Isolasjonsyterevne og avbrytingsyterevne er de viktigste tekniske indikatorer for vurdering av brytere. SF₆-brytere er en type brytere som bruker et isolerende medium. Sammen med luftbrytere tilhører de gassprengbrytere og er avhengig av SF₆-gass for isolasjon. SF₆-gass har høy varmeledningsevne, kan reknestere etter nedbryting, og inneholder ikke skadelige isolerende stoffer som karbon. Når vanninnholdet er strengt kontrollert, er nedbrytningsprodukter ikke-korrosive. Isolasjonsegenskapene til SF₆-gass forverres ikke med bruk, så den beholder gode isolasjonegenskaper selv etter flere avbrytninger.

Rent SF₆-gass er et fremragende bueutslukningsmedium. På grunn av dets superiore bueutsluknings- og isolasjonegenskaper, ble det vellykket anvendt på høy- og ekstra-høyspennings-elektrisk utstyr i det 20. århundre. For tiden er SF₆ det optimale gassisoleringmedium, spesielt i høy- og ekstra-høyspenningsområder, der det er det eneste isolerende og bueutslukningsmedium. For å sikre stabil avbrytingsyterevne for brytere, kreves det at SF₆-gassen inne i bryterne har en renhet på 99,99%.

På grunn av at gasskammeret til SF₆-brytere er relativt stort, med mange koblingsrør, og mange tettningsflater inni bryterne, kan det oppstå problemer som utilstrekkelig SF₆-trykk på grunn av tettningsproblemer eller temperaturvariasjoner under drift. I praksis, på grunn av faktorer som driftsvibrasjoner og dårlig tetning, overstiger sannsynligheten for gasslekkasje i bryterne fabrikkens angitte årlige lekkasje-rate på 1%. Derfor må brytere ofte fylles på med gass.

Denne artikkelen introduserer en ny type ubrudt SF₆-bryterdeteksjon, gassfylling og gassoppfylling enhet. Den kan utføre mikrovanns-deteksjon av brytere og kalibrering av tetthetsreléer gjennom instrumenter uten strømavbrudd. Den kan også drive ut luft, fuktighet og forurensninger i gassfyllingsrør under gassfylling og gassoppfylling. I tillegg kan den automatisk lindre trykk og gi alarm når gasstrykket overskrider det angitte verdien under gassfyllingen.

1 Gjeldende situasjon i Kina

For tiden involverer hjemlige gassoppfyllingsenheter for brytere vanligvis installasjon av en kombinert vent på bryteren. Denne kombinerte venten, som består av en ventekropp, en gassoppfyllingsgrensesnitt, en brytergrensesnitt og en tetthetsrelégrensesnitt, kan kobles til et mikrovannsmåler og en tetthetsrelékalibrator. Dette løser effektivt problemet med å måtte kutte strømmen når man måler mikrovannsinholdet i bryteren og kalibrerer tetthetsrelén, noe som øker arbeids effektiviteten og reduserer skader på bryteren under demontering.

Men det løser ikke problemet med luft, fuktighet og forurensninger i gassfyllingsrør som kommer inn i bryteren under gassfylling og gassoppfylling. Under gassfylling og gassoppfylling av eksisterende brytere, kobles SF₆-gassflaske direkte til bryteren via en trykkreduserende vent og en gassoppfyllingsslange. Dette fører til at SF₆-gassen drager med seg luft, fuktighet og forurensninger fra slangen inn i bryteren. Dette reduserer renheten til SF₆-gassen, forverrer dens isolasjonegenskaper, skader bryteren og forkorter dens levetid.

Som et beskyttende enhet for strømsystemet, er streng regulering og krav pålagt SF₆-gass som brukes i høyspennings-elektrisk utstyr. Når vanninnholdet i SF₆-brytere når et visst nivå, kan det føre til alvorlige negative konsekvenser. Fuktighet kan føre til at nedbrytningsprodukter av SF₆-gass undergår kjemiske reaksjoner, genererer giftige forbindelser; det kan føre til kjemisk korrosjon av utstyr; det er skadelig for utstyrets isolasjon; det påvirker bryterens avbrytingsyterevne; og det reduserer bryterens mekaniske yterevne.

For tiden, når mikrovannsdeteksjon og tetthetsrelékalibrering foretas på brytere, må bryteren demonteres etter strømavbrudd. Dette påvirker ikke bare produksjonen, men også bryterens tetthetsegenskaper. Frequent demontering svekker også nøyaktigheten til relén.

2 Arbeidsprinsipp og strukturell design

SF₆-bryterdeteksjon, gassfylling og gassoppfylling enhet inkluderer en ventekropp, en selvtettende vent, en selvkontrollert mottrykkvent og en kontrollskru, som vist i strukturdiagrammet. Denne enheten organisk integrerer ventekroppen med selvtettende vent, selvkontrollert mottrykkvent og kontrollskru. En ende av ventekroppen er fast montert med en bryterkoblingplate, den andre enden er fast montert med en kontrollskru. Ventekroppen er også fast montert med en selvtettende vent, en selvkontrollert mottrykkvent og en tetthetsrelégrensesnitt. Kontrollskruen kontrollerer åpning og lukking av disse ventene.

SF₆-bryterdeteksjon, gassfylling og gassoppfylling enhet introdusert i denne artikkelen, ved å organisere ventekroppen med selvtettende vent, selvkontrollert mottrykkvent og kontrollskru, integrerer mikrovannsmåling, tetthetsrelékalibrering og gassfylling og gassoppfylling operasjoner av brytere uten strømavbrudd. Før gassfylling og gassoppfylling operasjoner, kan den automatisk drive ut luft, fuktighet og forurensninger i gassoppfyllingssystemet. Under gassfylling og gassoppfylling operasjoner av bryteren, kan den oppnå trykkdeteksjon og trykk-lindre-alarm. Den er egnet for importerte SF₆-brytere med en spenning over 110 kV, Alstom FXT11-type brytere fra Frankrike, og hjemlige SF₆-brytere med en spenning over 110 kV. Den kan takle høyt trykk, fra 0,5 til 16 MPa, og er sikker og pålitelig.

Hovedarbeidstrinn for SF₆-bryterdeteksjon, gassfylling og gassoppfylling enhet

• Fjerne urent gass: Kobler SF₆-gassflaske til selvtettende venten på denne enheten gjennom en trykkreduserende vent, en gassoppfyllingsslange og en kobling. Lukker kontrollskruen og åpner venten på SF₆-gassflaske. SF₆-gass går inn i enheten gjennom gassoppfyllingsslangen. På dette tidspunktet går også forurensninger som luft i røret inn i bryteren sammen med SF₆-gassen. Gassen i enheten er en blanding av SF₆-gass og luftforurensninger. Når trykket i enheten overskrider den innstilte verdi for selvkontrollert mottrykkvent, åpner den selvkontrollerte mottrykkventen automatisk og slipper gass i 8-10 sekunder. Under denne utluftingsprosessen fjernes all luft og forurensninger i hele systemet. Deretter lukker du venten på SF₆-gassflaske. Når trykket i systemet er konsistent med den innstilte verdi, lukker den selvkontrollerte mottrykkventen automatisk, fullfører luft og forurensning fjerning operasjon. På dette punktet er renheten til SF₆-gassen i systemet samme som i gassflaske, og det er kvalifisert gass.

• Gassfylling og trykkoppfylling: Etter at hele systemet er fylt med rent SF₆-gass etter forurensningsfjerningsprosessen, åpner du kontrollskruen på denne enheten, og deretter åpner du venten på SF₆-gassflaske for å oppfylle gass til bryteren. Når trykket i bryteren overskrider trykket som er satt av selvkontrollert mottrykkvent, åpner den selvkontrollerte mottrykkventen automatisk, gir alarm og slipper gass. På dette tidspunktet lukker du venten på SF₆-gassflaske. Når trykket når den innstilte verdien, lukker den selvkontrollerte mottrykkventen automatisk, fullfører gassoppfylling operasjon. Etter at operasjonen er fullført, fjerner du koblingen til gassflaske fra selvtettende venten på denne enheten.

• Automatisk alarm og trykkkontroll: Under gassfyllingen spiller den selvkontrollerte mottrykkventen en rolle i overvåking av trykk. Når trykket overskrider den innstilte verdien, vil den automatisk åpne, gi alarm og slippe gass for å sikre at trykket i bryteren ikke overskrider det sikre området.

• Gassoppfylling og trykkmåling: Etter gassoppfylling operasjon, kan trykket i bryteren overvåkes for å sikre at det når den nødvendige verdien.

Når mikrovannsmåling utføres, kobler du mikrovannsmåleren til selvtettende venten. Åpner skruen på mikrovannsmåleren, la gassen i systemet gå inn i mikrovannsmåleren, og deretter lukker du skruen på måleren for deteksjon. Etter detektering, fjerner du mikrovannsmåleren for å fullføre mikrovannsmåling operasjon. Det er ikke nødvendig å kutte strømmen under detekteringsprosessen.

Når tetthetsrelékalibrering utføres, lukker du kontrollskruen på enheten, kobler tetthetskalibrator til selvtettende vent for kalibrering arbeid. Etter arbeidet er fullført, fjerner du tetthetskalibrator og åpner kontrollskruen. Det er ikke nødvendig å kutte strømmen under detekteringsprosessen.

Ubrytd SF₆-bryterdeteksjon, gassfylling og gassoppfylling enhet integrerer mikrovannsmåling, tetthetsrelékalibrering og gassfylling og gassoppfylling operasjoner av bryteren gjennom instrumenter uten strømavbrudd. Før gassfylling og gassoppfylling operasjoner, kan den automatisk fjerne luft, fuktighet og forurensninger i gassoppfyllingssystemet. Under gassfylling og gassoppfylling operasjoner av bryteren, kan den oppnå trykkdeteksjon og trykk-lindre-alarm. Den er enkel og rask å operere og påvirker ikke normal drift av bryteren.

3 Konklusjon

Ubrytd SF₆-bryterdeteksjon, gassfylling og gassoppfylling enhet kan fullstendig fjerne luft, fuktighet og forurensninger i gassoppfylling rør og systemet før gassoppfylling for bryteren. I tillegg, under gassfyllingen, når gasstrykket i systemet når den innstilte verdien, kan den automatisk slippe gass og gi alarm. Denne enheten er utstyrt med et systemkontrollskru, som muliggjør mikrovannsmåling og tetthetsrelékalibrering operasjoner uten strømavbrudd. Den er enkel og rask å operere og påvirker ikke normal drift av bryteren. Den er egnet for importerte SF₆-brytere med en spenning over 110 kV, Alstom FXT11-type brytere fra Frankrike, og hjemlige SF₆-brytere med en spenning over 110 kV. Den kan takle høyt trykk, fra 0,5 til 16 MPa, og er sikker og pålitelig.