Pagsasaliksik sa Pagtukoy at Pagsasakup ng Gas para sa mga Non-disassembly SF6 Circuit Breakers

Ang mga high-voltage circuit breakers ay ginagamit upang kumonekta o putulin ang load currents sa normal na operasyon. Kapag may short-circuit fault o matinding over-load sa electrical equipment o lines, ang isang relay protection device ay nakokontrol ito upang awtomatik at mabilis na putulin ang fault current, nag-iisolate ng equipment o lines na may short-circuit fault upang maiwasan ang paglaki ng saklaw ng aksidente.

Sa buong pag-unlad ng high-voltage circuit breakers, mula sa oil-filled circuit breakers at compressed-air circuit breakers hanggang sa SF₆ circuit breakers at vacuum circuit breakers, bawat hakbang ay isang malaking imbento sa arc-extinguishing principles. Sa kanila, ang mga SF₆ circuit breakers ay may mga benepisyo tulad ng malakas na interrupting capacity, mahabang electrical life, mataas na insulation level, at mabuting sealing performance, at kasalukuyang ang pinakalaganap na ginagamit sa high-voltage environments.

Ang mga SF₆ circuit breakers (sa ibaba ay tatawagin bilang circuit breakers) ay mahahalagang equipment sa high-voltage power transmission. Ang insulation performance at interrupting performance ay ang pangunahing teknikal na indicators para sa pagsusuri ng mga circuit breakers. Ang mga SF₆ circuit breakers ay isang uri ng circuit breaker na gumagamit ng insulating medium. Kasama ang air-circuit breakers, sila ay bahagi ng gas-blast circuit breakers at umiiral sa pamamagitan ng SF₆ gas para sa insulation. Ang SF₆ gas ay may mataas na thermal conductivity, maaaring mag-recombine pagkatapos ng decomposition, at hindi naglalaman ng masamang insulating substances tulad ng carbon. Kapag ang water content ay maipinapatupad nang maigsi, ang mga decomposition products ay hindi corrosive. Ang insulation performance ng SF₆ gas ay hindi bumababa sa pamamagitan ng paggamit, kaya ito ay nananatiling mabuti kahit maraming interruptions.

Ang tuldok na SF₆ gas ay isang kampeon na arc-extinguishing medium. Dahil sa kanyang superior na arc-extinguishing at insulating properties, ito ay matagumpay na inilapat sa high-voltage at extra-high-voltage electrical equipment noong ika-20 na siglo. Kasalukuyan, ang SF₆ ay ang pinakamahusay na gas insulating medium, lalo na sa high-voltage at extra-high-voltage ranges, kung saan ito ang tanging insulating at arc-extinguishing medium. Upang mapanatili ang stable na interrupting performance ng mga circuit breakers, ang SF₆ gas sa loob ng mga circuit breakers ay kinakailangang may purity ng 99.99%.

Dahil ang gas chamber ng mga SF₆ circuit breakers ay medyo malaki, maraming connecting pipes, at maraming sealing surfaces sa loob ng mga circuit breakers. Sa panahon ng operasyon, maaaring mangyari ang mga isyu tulad ng insufficient SF₆ pressure dahil sa sealing problems o temperature changes. Sa praktikal na aplikasyon, dahil sa mga factor tulad ng operational vibrations at mahinang sealing, ang probability ng gas leakage sa mga circuit breakers ay lumampas sa factory-set na annual leakage rate na 1%. Kaya, kadalasan kailangan ng mga circuit breakers na irefill ng gas.

Ang artikulong ito ay ipinakilala ang isang bagong tipo ng non-disassembly SF₆ circuit breaker detection, gas-filling, at gas-supplementing device. Ito ay maaaring gumawa ng micro-water detection ng mga circuit breakers at calibration ng density relays sa pamamagitan ng mga instrumento nang walang power outages. Ito rin ay maaaring labasan ang air, moisture, at impurities sa gas-filling pipes sa panahon ng gas-filling at gas-supplementing processes. Bukod dito, ito ay maaaring awtomatikong iluwag ang pressure at mag-alarm kapag ang gas pressure ay lumampas sa rated value sa panahon ng gas-filling process.

1 Kasalukuyang Sitwasyon sa Tsina

Kasalukuyan, ang mga lokal na gas-supplementing devices para sa mga circuit breakers karaniwang may kaugnayan sa pag-install ng combined valve sa circuit breaker. Ang combined valve na ito, na binubuo ng valve body, gas-supplementing interface, circuit breaker interface, at density relay interface, ay maaaring maconnect sa micro-water meter at density relay calibrator. Ito ay mabisa na nasolusyunan ang isyu ng pag-cut off ng power kapag sinusukat ang micro-water content ng circuit breaker at calibrating ang density relay, na nagpapataas ng work efficiency at nagbabawas ng damage sa circuit breaker sa panahon ng disassembly.

Gayunpaman, hindi ito nasolusyunan ang isyu ng air, moisture, at impurities sa gas-filling pipes na pumasok sa circuit breaker sa panahon ng gas-filling at gas-supplementing processes. Sa panahon ng gas-filling at gas-supplementing operations ng existing circuit breakers, ang SF₆ gas-filling cylinder ay direkta na konektado sa circuit breaker sa pamamagitan ng pressure-reducing valve at gas-supplementing hose. Bilang resulta, ang SF₆ gas ay nagdala ng air, moisture, at impurities mula sa hose patungo sa circuit breaker. Ito ay nagbabawas ng purity ng SF₆ gas, nagdegrade ng insulation performance, nag-damage sa circuit breaker, at nag-shorten ng service life nito.

Bilang isang protective device para sa power system, mahigpit na regulasyon at requirements ang ipinapatupad sa SF₆ gas na ginagamit sa high-voltage electrical equipment. Kapag ang water content sa SF₆ circuit breakers ay umabot sa tiyak na antas, ito ay maaaring magresulta sa seryosong adverse consequences. Ang moisture ay maaaring mag-cause ng decomposition products ng SF₆ gas na magkaroon ng chemical reactions, nagtatagpo ng toxic compounds; ito ay maaaring mag-cause ng chemical corrosion ng equipment; ito ay masama sa insulation ng equipment; ito ay nakakaapekto sa interrupting performance ng switches; at ito ay nagbabawas ng mechanical performance ng switches.

Kasalukuyan, kapag gumagawa ng micro-water detection at density relay calibration sa mga circuit breakers, ang circuit breaker ay kailangan disassemble pagkatapos ng power outage. Ito ay hindi lamang nakakaapekto sa produksyon kundi pati na rin sa sealing performance ng circuit breaker. Ang madalas na disassembly ay nagbabawas din ng accuracy ng relay.

2 Working Principle at Structural Design

Ang SF₆ circuit breaker detection, gas-filling, at gas-supplementing device ay kasama ang valve body, self-sealing valve, self-controlled back-pressure valve, at control switch, tulad ng ipinapakita sa structure diagram. Ang device na ito ay organically integrated ang valve body sa self-sealing valve, self-controlled back-pressure valve, at control switch. Ang isa sa dulo ng valve body ay fixedly equipped na may circuit breaker connection plate, ang kabilang dulo ay fixedly equipped na may control switch. Ang valve body ay din fixedly equipped na may self-sealing valve, self-controlled back-pressure valve, at density relay interface. Ang control switch ay kontrolado ang pagbubukas at pag-sara ng mga valves na ito.

Ang SF₆ circuit breaker detection, gas-filling, at gas-supplementing device na ipinakilala sa artikulong ito, sa pamamagitan ng organic integration ng valve body sa self-sealing valve, self-controlled back-pressure valve, at control switch, ay naiintegrate ang micro-water measurement, density relay calibration, at gas-filling at gas-supplementing operations ng mga circuit breakers nang walang power outages. Bago ang gas-filling at gas-supplementing operations, ito ay maaaring awtomatikong labasan ang air, moisture, at impurities sa gas-supplementing system. Sa panahon ng gas-filling at gas-supplementing operations ng circuit breaker, ito ay maaaring makamit ang pressure detection at pressure-relief alarm. Ito ay applicable sa imported SF₆ circuit breakers na may voltage na higit sa 110 kV, Alstom FXT11-type circuit breakers mula sa Pransya, at domestic SF₆ circuit breakers na may voltage na higit sa 110 kV. Ito ay maaaring tanggapin ang mataas na pressure, mula 0.5 hanggang 16 MPa, at ligtas at maasahan.

Pangunahing Working Steps ng SF₆ Circuit Breaker Detection, Gas-Filling at Gas-Supplementing Device

• Alisin ang Impure Gas: I-connect ang SF₆ gas cylinder sa self-sealing valve ng device na ito sa pamamagitan ng pressure-reducing valve, gas-supplementing hose, at connector. Isara ang control switch at buksan ang valve ng SF₆ gas cylinder. Ang SF₆ gas ay pumapasok sa device sa pamamagitan ng gas-supplementing hose. Sa oras na ito, ang mga impurities tulad ng air sa pipe ay pumapasok din sa circuit breaker kasabay ng SF₆ gas. Ang gas sa device ay isang mixture ng SF₆ gas at air impurities. Kapag ang pressure sa device ay lumampas sa set pressure ng self-controlled back-pressure valve, ang self-controlled back-pressure valve ay awtomatikong buksan at ilabas ang gas ng 8-10 seconds. Sa panahon ng exhaust process na ito, lahat ng air at impurities sa buong system ay alisin. Pagkatapos, isara ang valve ng SF₆ gas cylinder. Kapag ang pressure sa system ay consistent sa set pressure, ang self-controlled back-pressure valve ay awtomatikong isara, na nagpapatapos ng air at impurity removal operation. Sa puntong ito, ang purity ng SF₆ gas sa system ay pareho sa gas cylinder, at ito ay qualified gas.

• Gas-Filling at Pressure-Supplementing: Habang ang buong system ay puno ng tuldok na SF₆ gas pagkatapos ng impurity removal process, buksan ang control switch ng device na ito, at pagkatapos ay buksan ang valve ng SF₆ gas cylinder upang mag-supplement ng gas sa circuit breaker. Kapag ang pressure sa circuit breaker ay lumampas sa pressure na itinalaga ng self-controlled back-pressure valve, ang self-controlled back-pressure valve ay awtomatikong buksan, mag-alarm, at ilabas ang gas. Sa oras na ito, isara ang valve ng SF₆ gas cylinder. Kapag ang pressure ay umabot sa itinalagang halaga, ang self-controlled back-pressure valve ay awtomatikong isara, na nagpapatapos ng gas-supplementing operation. Pagkatapos ng operasyon, alisin ang connector na konektado sa gas cylinder mula sa self-sealing valve ng device na ito.

• Awtomatikong Alarm at Pressure Control: Sa panahon ng gas-filling process, ang self-controlled back-pressure valve ay gumagampan ng role sa monitoring ng pressure. Kapag ang pressure ay lumampas sa itinalagang halaga, ito ay awtomatikong buksan, mag-alarm, at ilabas ang gas upang masiguro na ang pressure sa circuit breaker ay hindi lumampas sa ligtas na saklaw.

• Gas-Supplementing at Pressure Measurement: Pagkatapos ng gas-supplementing operation, ang pressure sa circuit breaker ay maaaring imonitor upang masigurado na ito ay umabot sa kinakailangang halaga.

Kapag gumagawa ng micro-water measurement, i-connect ang micro-water measuring instrument sa self-sealing valve. Buksan ang switch ng micro-water measuring instrument, hayaan ang gas sa system na pumasok sa micro-water measuring instrument, pagkatapos ay isara ang switch ng measuring instrument para sa detection. Pagkatapos ng detection, alisin ang micro-water measuring instrument upang matapos ang micro-water measurement operation. Walang kailangan ng power cut-off sa panahon ng detection process.

Kapag gumagawa ng density relay calibration, isara ang control switch ng device, i-connect ang density calibrator sa self-sealing valve para sa calibration work. Pagkatapos ng trabaho, alisin ang density calibrator at buksan ang control switch. Walang kailangan ng power cut-off sa panahon ng detection process.

Ang non-disassembly SF₆ circuit breaker detection, gas-filling at gas-supplementing device ay naiintegrate ang micro-water measurement, density relay calibration, at gas-filling at gas-supplementing operations ng circuit breaker sa pamamagitan ng mga instrumento nang walang power outages. Bago ang gas-filling at gas-supplementing operations, ito ay maaaring awtomatikong alisin ang air, moisture, at impurities sa gas-supplementing system. Sa panahon ng gas-filling at gas-supplementing operations ng circuit breaker, ito ay maaaring makamit ang pressure detection at pressure-relief alarm. Ito ay convenient at mabilis na operate at hindi nakakaapekto sa normal na operasyon ng circuit breaker.

3 Conclusion

Ang non-disassembly SF₆ circuit breaker detection, gas-filling at gas-supplementing device ay maaaring ganap na alisin ang air, moisture, at impurities sa gas-supplementing pipe at system bago ang gas-supplementing para sa circuit breaker. Bukod dito, sa panahon ng gas-filling process, kapag ang gas pressure sa system ay umabot sa rated value, ito ay maaaring awtomatikong ilabas ang gas at mag-alarm. Ang device na ito ay mayroong system control switch, na nagbibigay ng micro-water measurement at density relay calibration operations nang walang power outages. Ito ay convenient at mabilis na operate at hindi nakakaapekto sa normal na operasyon ng circuit breaker. Ito ay applicable sa imported SF₆ circuit breakers na may voltage na higit sa 110 kV, Alstom FXT11-type circuit breakers mula sa Pransya, at domestic SF₆ circuit breakers na may voltage na higit sa 110 kV. Ito ay maaaring tanggapin ang mataas na pressure, mula 0.5 hanggang 16 MPa, at ligtas at maasahan.