Ayrıştırma Gerekmeden SF6 Anahtarlarının Tespit ve Gaz Doldurma-Yenileme Cihazları Üzerine Araştırma

Yüksek gerilimli anahtarlar, normal işlem sırasında yük akımlarını bağlamak veya kesmek için kullanılır. Elektrik ekipmanları veya hatlarda kısa devre arızası veya ciddi aşırı yük oluştuğunda, bir röle koruma cihazı onları otomatik ve hızlı bir şekilde arıza akımını keserek, kısa devre arızasına sahip ekipmanı veya hatı izole eder, böylece kaza kapsamının genişlemesini önler.

Yüksek gerilimli anahtarların gelişimi boyunca, yağlı anahtarlardan, sıkıştırılmış hava anahtarlara, SF₆ anahtarlara ve vakum anahtarlara kadar her adım, ark söndürme ilkelerinde önemli bir yenilik olmuştur. Bunlar arasında, SF₆ anahtarları güçlü kesme kapasitesi, uzun elektrik ömrü, yüksek yalıtım seviyesi ve iyi mühürleme performansı gibi avantajlara sahiptir ve şu anda yüksek gerilimli ortamlarda en yaygın olarak kullanılmaktadır.

SF₆ anahtarları (bu noktadan itibaren sadece anahtarlar olarak adlandırılacak) yüksek gerilimli güç iletiminde önemli ekipmandır. Yalıtım performansı ve kesme performansı, anahtarları değerlendirme için temel teknik göstergelerdir. SF₆ anahtarları, yalıtım ortamı olarak gaz kullanarak çalışan bir anahtar tipidir. Hava anahtarlarıyla birlikte, gaz patlama anahtarlarına dahildir ve yalıtım için SF₆ gazına bağımlıdır. SF₆ gazı yüksek termal iletkenliğe sahiptir, ayrıştıktan sonra tekrar birleşebilir ve karbon gibi zararlı yalıtım maddeleri içermez. Su içeriği sıkı bir şekilde kontrol edildiğinde, ayrışma ürünlerinin aşındırıcı olmadığı tespit edilmiştir. SF₆ gazının yalıtım performansı kullanım sonucunda azalmaz, bu nedenle birçok kesme işleminden sonra bile iyi bir yalıtım performansı korur.

Saf SF₆ gazı, mükemmel bir ark söndürme ortamıdır. Üstün ark söndürme ve yalıtım özellikleri nedeniyle, 20. yüzyılda yüksek ve çok yüksek gerilimli elektrik ekipmanlarında başarıyla uygulanmıştır. Şu anda, özellikle yüksek ve çok yüksek gerilim aralıklarında, SF₆ en iyi gaz yalıtım ortamıdır ve burada tek başına yalıtım ve ark söndürme ortamıdır. Anahtarların istikrarlı kesme performansını sağlamak için, anahtarlardaki SF₆ gazının %99,99 saf olmaları gerekmektedir.

SF₆ anahtarlarının gaz odası genellikle büyüktür, birçok bağlantı borusu vardır ve anahtarlarda birçok mühür yüzeyi mevcuttur. İşlem sırasında, mühür sorunları veya sıcaklık değişiklikleri nedeniyle SF₆ basıncının yetersiz kalması gibi sorunlar ortaya çıkabilir. Pratik uygulamalarda, operasyonel titreşimler ve zayıf mühürleme gibi faktörler nedeniyle, anahtarlardaki gaz sızıntısının fabrika ayarındaki yıllık sızıntı oranı olan %1'i aşma olasılığı vardır. Bu nedenle, anahtarlar genellikle gazla yeniden doldurulmalıdır.

Bu makale, yeni bir tür parçalama gerektirmeyen SF₆ anahtarı tespit, gaz doldurma ve gaz takviye cihazı tanıtmaktadır. Bu cihaz, kesintiye uğramadan araçlar aracılığıyla anahtarların mikro su ölçümünü ve yoğunluk rölesi kalibrasyonunu gerçekleştirebilir. Ayrıca, gaz doldurma ve gaz takviye işlemlerinde gaz doldurma borularındaki havayı, nem ve kirletici maddeleri dışarı atabilir. Ayrıca, gaz doldurma sırasında gaz basıncı belirlenen değeri aşarsa, otomatik olarak basınç alıcıyı açıp uyarı verebilir.

1 Çin'deki Güncel Durum

Şu anda, yerel anahtar gaz takviye cihazları genellikle anahtarlara bir kombinasyon vanası kurulmasını içerir. Bu kombinasyon vanası, vanası vücut, gaz takviye arayüzü, anahtar arayüzü ve yoğunluk rölesi arayüzünden oluşur ve mikro su metre ve yoğunluk rölesi kalibratörüne bağlanabilir. Bu, anahtarlardaki mikro su içeriğini ölçerken ve yoğunluk rölesini kalibrelerken güç kesmesi yapmak zorunda kalmadan bu sorunu etkili bir şekilde çözer, çalışma verimliliğini artırır ve parçalama sırasında anahtarlara zarar vermeyi azaltır.

Ancak, bu, gaz doldurma ve gaz takviye işlemlerinde gaz doldurma borularından giren havayı, nem ve kirletici maddeleri sorununu çözmez. Mevcut anahtarların gaz doldurma ve gaz takviye işlemlerinde, SF₆ gaz doldurma silindiri doğrudan bir basınç azaltıcı vanası ve gaz takviye hortumu aracılığıyla anahtara bağlanır. Sonuç olarak, SF₆ gazı, hortumdan havayı, nemi ve kirletici maddeleri anahtara getirir. Bu, SF₆ gazının saflığını azaltır, yalıtım performansını düşürür, anahtarı zararlı hale getirir ve onun ömrünü kısaltır.

Güç sisteminin koruma cihazı olarak, yüksek gerilimli elektrik ekipmanlarında kullanılan SF₆ gazı üzerinde sıkı düzenlemeler ve gereksinimler getirilmiştir. Bir zamanlar SF₆ anahtarlarındaki su içeriği belirli bir düzeye ulaşınca, ciddi olumsuz sonuçlara yol açabilir. Nem, SF₆ gazının ayrışma ürünlerinin kimyasal reaksiyonlara girerek toksik bileşikler oluşturmasına neden olabilir; ekipmanları kimyasal aşınmaya maruz bırakabilir; ekipmanın yalıtımına zararlı olabilir; anahtarların kesme performansını etkileyebilir ve anahtarların mekanik performansını düşürebilir.

Şu anda, anahtarlarda mikro su tespiti ve yoğunluk rölesi kalibrasyonu yaparken, anahtar güç kesildikten sonra parçalanmalıdır. Bu, hem üretim üzerinde etkili olur, hem de anahtardaki mühürleme performansını etkiler. Frekanslı parçalama ayrıca rölenin doğruluğunu da azaltır.

2 Çalışma Prensibi ve Yapısal Tasarım

SF₆ anahtarı tespit, gaz doldurma ve gaz takviye cihazı, vanası vücut, kendi kendine mühürlenen vanası, kendi kendine kontrollü geri basınç vanası ve kontrol anahtarı içerir, yapı şemasında gösterildiği gibi. Bu cihaz, vanası vücut, kendi kendine mühürlenen vanası, kendi kendine kontrollü geri basınç vanası ve kontrol anahtarını organik bir şekilde entegre eder. Vanası vücutun bir ucuna sabit bir anahtar bağlantı plakası, diğer ucuna ise sabit bir kontrol anahtarı monte edilmiştir. Vanası vücut aynı zamanda kendi kendine mühürlenen vanası, kendi kendine kontrollü geri basınç vanası ve yoğunluk rölesi arayüzü ile donatılmıştır. Kontrol anahtarı, bu vanaların açılmasını ve kapanmasını kontrol eder.

Bu makalede tanıtılan SF₆ anahtarı tespit, gaz doldurma ve gaz takviye cihazı, vanası vücut, kendi kendine mühürlenen vanası, kendi kendine kontrollü geri basınç vanası ve kontrol anahtarını organik bir şekilde entegre ederek, güç kesintisi olmadan anahtarların mikro su ölçümünü, yoğunluk rölesi kalibrasyonunu, gaz doldurma ve gaz takviye işlemlerini birleştirir. Gaz doldurma ve gaz takviye işlemlerinden önce, otomatik olarak gaz takviye sistemindeki havayı, nemi ve kirletici maddeleri dışarı atabilir. Anahtarın gaz doldurma ve gaz takviye işlemlerinde, basınç tespiti ve basınç alıcı uyarı özelliklerini sağlayabilir. 110 kV ve üzeri voltajlı ithal SF₆ anahtarlarına, Fransa'dan Alstom FXT11 tipli anahtarlara ve 110 kV ve üzeri voltajlı yerel SF₆ anahtarlarına uygundur. 0,5 ila 16 MPa arasındaki yüksek basınca dayanabilir ve güvenlidir.

SF₆ Anahtarı Tespit, Gaz Doldurma ve Gaz Takviye Cihazının Ana Çalışma Adımları

• Kalın Gazı Kaldırma: Bu cihazın kendi kendine mühürlenen vanası, SF₆ gaz silindiri, bir basınç azaltıcı vanası, gaz takviye hortumu ve bir konektör aracılığıyla bağlantılıdır. Kontrol anahtarını kapatın ve SF₆ gaz silindirinin vanasını açın. SF₆ gazı, gaz takviye hortumu aracılığıyla cihaza girer. Bu esnada, borudaki hava gibi kirletici maddeler de SF₆ gazıyla birlikte anahtara girer. Cihazdaki gaz, SF₆ gazı ve hava kirletici maddelerinin karışımıdır. Cihazdaki basınç, kendi kendine kontrollü geri basınç vanasının belirlenen basıncını aşarsa, kendi kendine kontrollü geri basınç vanası otomatik olarak açılır ve 8-10 saniye boyunca gazı dışarı atar. Bu boşaltma süreci sırasında, tüm sistemin içindeki tüm hava ve kirletici maddeler çıkarılır. Ardından, SF₆ gaz silindirinin vanasını kapatın. Sistemin basıncı, belirlenen basıncıyla tutarlı olduğunda, kendi kendine kontrollü geri basınç vanası otomatik olarak kapanır ve hava ve kirletici madde kaldırma işlemi tamamlanır. Bu noktada, sistemin içindeki SF₆ gazının saflığı, gaz silindirindeki gibi olup, uygun gazdır.

• Gaz Doldurma ve Basınç Takviyesi: Tüm sistem, kirletici madde kaldırma işleminden sonra saf SF₆ gazı ile doludur. Bu cihazın kontrol anahtarını açın, ardından SF₆ gaz silindirinin vanasını açın ve anahtara gaz takviyesi yapın. Anahtardaki basınç, kendi kendine kontrollü geri basınç vanasının belirlenen basıncını aşarsa, kendi kendine kontrollü geri basınç vanası otomatik olarak açılır, uyarı verir ve gazı dışarı atar. Bu esnada, SF₆ gaz silindirinin vanasını kapatın. Basınç, belirlenen değere ulaştığında, kendi kendine kontrollü geri basınç vanası otomatik olarak kapanır ve gaz takviye işlemi tamamlanır. İşlem tamamlandıktan sonra, bu cihazın kendi kendine mühürlenen vanasına bağlı gaz silindirine ait konektörü çıkarın.

• Otomatik Uyarı ve Basınç Kontrolü: Gaz doldurma sırasında, kendi kendine kontrollü geri basınç vanası, basınç izleme rolü oynar. Basınç, belirlenen değeri aşarsa, otomatik olarak açılır, uyarı verir ve gazı dışarı atarak, anahtardaki basınç güvenli sınırların dışında kalmamasını sağlar.

• Gaz Takviyesi ve Basınç Ölçümü: Gaz takviye işleminden sonra, anahtardaki basıncın gerekli değere ulaşmış olup olmadığını izleyebilirsiniz.

Mikro su ölçümü yaparken, mikro su ölçüm cihazını kendi kendine mühürlenen vanaya bağlayın. Mikro su ölçüm cihazının anahtarını açın, sistemdeki gazın mikro su ölçüm cihazına girmesine izin verin, ardından ölçüm cihazının anahtarını kapatın ve tespit işlemini gerçekleştirin. Tespit işlemi tamamlandıktan sonra, mikro su ölçüm cihazını çıkararak mikro su ölçüm işlemi tamamlanır. Tespit sırasında güç kesilmesine gerek yoktur.

Yoğunluk rölesi kalibrasyonu yaparken, cihazın kontrol anahtarını kapatın, yoğunluk kalibratörünü kendi kendine mühürlenen vanaya bağlayın ve kalibrasyon işini gerçekleştirin. İş tamamlandığında, yoğunluk kalibratörünü çıkarın ve kontrol anahtarını açın. Tespit sırasında güç kesilmesine gerek yoktur.

Parçalama gerektirmeyen SF₆ anahtarı tespit, gaz doldurma ve gaz takviye cihazı, araçlar aracılığıyla güç kesintisi olmadan anahtarı mikro su ölçümü, yoğunluk rölesi kalibrasyonu, gaz doldurma ve gaz takviye işlemlerini birleştirir. Gaz doldurma ve gaz takviye işlemlerinden önce, otomatik olarak gaz takviye sistemindeki havayı, nemi ve kirletici maddeleri dışarı atabilir. Anahtardaki gaz doldurma ve gaz takviye işlemlerinde, basınç tespiti ve basınç alıcı uyarı özelliklerini sağlayabilir. İşlem kolay ve hızlıdır ve anahtardaki normal işlemi etkilemez.

3 Sonuç

Parçalama gerektirmeyen SF₆ anahtarı tespit, gaz doldurma ve gaz takviye cihazı, anahtar için gaz takviyesi öncesinde gaz takviye borusundaki ve sistemin içindeki havayı, nemi ve kirletici maddeleri tamamen kaldırabilir. Ayrıca, gaz doldurma sırasında, sistemin içindeki gaz basıncı belirlenen değere ulaştığında, otomatik olarak gazı dışarı atarak ve uyarı vererek çalışır. Bu cihaz, güç kesintisi olmadan mikro su ölçümü ve yoğunluk rölesi kalibrasyonu işlemleri için bir sistem kontrol anahtarı ile donatılmıştır. İşlem kolay ve hızlıdır ve anahtardaki normal işlemi etkilemez. 110 kV ve üzeri voltajlı ithal SF₆ anahtarlarına, Fransa'dan Alstom FXT11 tipli anahtarlara ve 110 kV ve üzeri voltajlı yerel SF₆ anahtarlarına uygundur. 0,5 ila 16 MPa arasındaki yüksek basınca dayanabilir ve güvenlidir.