Дослідження пристроїв для виявлення та заповнення газом нерозборних вимикачів SF6

Високонапінні вимикачі використовуються для з'єднання або відключення навантаження під час нормальної роботи. Коли в електричному обладнанні або лініях виникає коротке замкнення або суттєве перевантаження, пристрій захисту керує їми, щоб автоматично і швидко відключити струм аварії, відокремивши обладнання або лінії з коротким замиканням, щоб запобігти розширенню масштабів аварії.

Протягом розвитку високонапінних вимикачів, від нафтових вимикачів і компресорних вимикачів до вимикачів з SF₆ і вакуумних вимикачів, кожен крок був значним нововведенням у принципах гасіння дуги. Серед них, вимикачі з SF₆ мають переваги, такі як сильна здатність до переривання, довгий електричний термін служби, високий рівень ізоляції та добрею печатність, і найбільш широко використовуються в потужних середовищах зараз.

Вимикачі з SF₆ (далі - вимикачі) є важливим обладнанням у передачі високого напруги. Ізоляційні характеристики та здатність до переривання є основними технічними показниками для оцінки вимикачів. Вимикачі з SF₆ — це тип вимикачів, які використовують ізоляційну середу. Разом з повітряними вимикачами, вони належать до газових вимикачів і спираються на газ SF₆ для ізоляції. Газ SF₆ має високу теплопровідність, може рекомбінувати після розкладу, не містить шкідливих ізоляційних речовин, таких як вуглець. При строгому контролю вологості продукти розкладу не є корозійними. Ізоляційні характеристики газу SF₆ не погіршуються при використанні, тому він зберігає хороші ізоляційні характеристики навіть після численних переривань.

Чистий газ SF₆ є відмінною середою для гасіння дуги. Благодіячи своїм вишуканим характеристикам гасіння дуги та ізоляції, він був успішно застосований до високонапінного та надвисоконапінного електричного обладнання в 20-му столітті. Зараз SF₆ є оптимальною газовою ізоляційною середою, особливо в діапазоні високих та надвисоких напруг, де він є єдиним ізоляційним та гасальним середовищем. Для забезпечення стабільної здатності до переривання вимикачів, газ SF₆ всередині вимикачів повинен мати чистоту 99,99%.

Оскільки камера газу вимикачів з SF₆ є відносно великою, є багато з'єднуючих труб, і всередині вимикачів є багато поверхонь печаті. Під час роботи через проблеми з печатністю або зміни температури можуть виникнути питання, такі як недостатній тиск SF₆. На практиці, через фактори, такі як вібрації під час роботи та погана печатність, ймовірність витоку газу в вимикачах перевищує заводський річний відсоток витоку 1%. Тому вимикачі часто потребують поповнення газу.

Ця стаття представляє новий тип пристрою для перевірки, заповнення газом та поповнення газом вимикачів з SF₆ без розбору. Він може виконувати мікро-водну перевірку вимикачів та калібрування релей густини без відключення живлення. Він також може виділяти повітря, вологу та забруднюючі речовини в трубах заповнення газом під час процесів заповнення та поповнення газом. Крім того, він може автоматично зменшувати тиск та видаляти сигнал тривоги, коли тиск газу перевищує номінальне значення під час процесу заповнення газом.

1 Сучасна ситуація в Китаї

Наразі, домашні пристрої для поповнення газом вимикачів зазвичай включають встановлення комбінованого клапана на вимикач. Цей комбінований клапан, який складається з корпусу клапана, інтерфейсу для поповнення газом, інтерфейсу вимикача та інтерфейсу реле густини, може бути підключений до мікро-водного вимірювального приладу та калібратора реле густини. Це ефективно вирішує проблему відключення живлення при вимірюванні мікро-водного вмісту вимикача та калібруванні реле густини, що посилює продуктивність праці та зменшує пошкодження вимикача під час розбору.

Проте це не вирішує проблеми входження повітря, вологи та забруднюючих речовин в труби заповнення газом під час процесів заповнення та поповнення газом. Під час операцій заповнення та поповнення газом існуючих вимикачів, балон з газом SF₆ прямо підключається до вимикача через зменшувач тиску та шланг для поповнення газом. В результаті, газ SF₆ занурює повітря, вологу та забруднюючі речовини з шлангу в вимикач. Це зменшує чистоту газу SF₆, погіршує його ізоляційні характеристики, пошкоджує вимикач та скорочує його термін служби.

Як захисний пристрій системи живлення, до газу SF₆, використовуваного в високонапінному електричному обладнанні, застосовано строгі правила та вимоги. Як тільки вміст вологи в вимикачах з SF₆ досягає певного рівня, це може призвести до серйозних небажаних наслідків. Волога може призвести до хімічних реакцій продуктів розкладу газу SF₆, що формують токсичні сполуки; вона може призвести до хімічної корозії обладнання; вона шкідлива для ізоляції обладнання; вона впливає на здатність до переривання вимикачів; та вона зменшує механічні характеристики вимикачів.

Наразі, коли проводяться мікро-водні перевірки та калібрування реле густини вимикачів, вимикач повинен бути розібраний після відключення живлення. Це не тільки впливає на виробництво, але також впливає на печатність вимикача. Часті розбори також погіршують точність реле.

2 Принцип роботи та конструктивний дизайн

Пристрій для перевірки, заповнення газом та поповнення газом вимикачів з SF₆ включає корпус клапана, самозакриваючийся клапан, самоконтрольований клапан зворотного тиску та керуючий переключач, як показано на структурній схемі. Цей пристрій органічно поєднує корпус клапана з самозакриваючимся клапаном, самоконтрольованим клапаном зворотного тиску та керуючим переключачем. Один кінець корпусу клапана фіксований з платою з'єднання вимикача, інший кінець фіксований з керуючим переключачем. Корпус клапана також фіксований з самозакриваючимся клапаном, самоконтрольованим клапаном зворотного тиску та інтерфейсом реле густини. Керуючий переключач керує відкриттям та закриттям цих клапанів.

Пристрій для перевірки, заповнення газом та поповнення газом вимикачів з SF₆, представлений в цій статті, органічно поєднує корпус клапана з самозакриваючимся клапаном, самоконтрольованим клапаном зворотного тиску та керуючим переключачем, інтегрує вимірювання мікро-води, калібрування реле густини, та операції заповнення та поповнення газом вимикачів без відключення живлення. Перед операціями заповнення та поповнення газом, він може автоматично виділяти повітря, вологу та забруднюючі речовини в системі поповнення газом. Під час операцій заповнення та поповнення газом вимикача, він може виконувати вимірювання тиску та сигнал тривоги при зменшенні тиску. Він придатний для імпортованих вимикачів з SF₆ з напругою понад 110 кВ, вимикачів Alstom FXT11-типу з Франції, та домашніх вимикачів з SF₆ з напругою понад 110 кВ. Він може витримувати високий тиск, від 0,5 до 16 МПа, та є безпечним та надійним.

Основні кроки роботи пристрою для перевірки, заповнення газом та поповнення газом вимикачів з SF₆

• Вилучення нечистого газу: Підключіть балон з газом SF₆ до самозакриваючогося клапана цього пристрою через зменшувач тиску, шланг для поповнення газом та з'єднання. Закрийте керуючий переключач і відкрийте клапан балону з газом SF₆. Газ SF₆ входить в пристрій через шланг для поповнення газом. В цей час, забруднюючі речовини, такі як повітря в трубі, також входять в вимикач разом з газом SF₆. Газ у пристрої є сумішшю газу SF₆ та забруднюючих речовин повітря. Коли тиск в пристрої перевищує заданий тиск самоконтрольованого клапана зворотного тиску, самоконтрольований клапан зворотного тиску автоматично відкривається і випускає газ протягом 8-10 секунд. Під час цього процесу випускання газу, весь повітря та забруднюючі речовини в усьому системі вилучаються. Потім, закрийте клапан балону з газом SF₆. Коли тиск в системі збігається з заданим тиском, самоконтрольований клапан зворотного тиску автоматично закривається, завершуючи операцію вилучення повітря та забруднюючих речовин. В цей момент, чистота газу SF₆ в системі така ж, як у балоні, і це кваліфікований газ.

• Заповнення та поповнення газом: Коли вся система заповнена чистим газом SF₆ після процесу вилучення забруднюючих речовин, відкрийте керуючий переключач цього пристрою, а потім відкрийте клапан балону з газом SF₆, щоб поповнити газ в вимикач. Коли тиск в вимикачу перевищує тиск, заданий самоконтрольованим клапаном зворотного тиску, самоконтрольований клапан зворотного тиску автоматично відкривається, подає сигнал тривоги та випускає газ. У цей час, закрийте клапан балону з газом SF₆. Коли тиск досягає заданого значення, самоконтрольований клапан зворотного тиску автоматично закривається, завершуючи операцію поповнення газом. Після завершення операції, зніміть з'єднання, яке підключено до балону з газом, з самозакриваючогося клапана цього пристрою.

• Автоматичний сигнал тривоги та контроль тиску: Під час процесу заповнення газом, самоконтрольований клапан зворотного тиску відіграє роль в моніторингу тиску. Одразу, коли тиск перевищує задане значення, він автоматично відкривається, подає сигнал тривоги та випускає газ, забезпечуючи, що тиск в вимикачу не перевищує безпечний діапазон.

• Поповнення газом та вимірювання тиску: Після операції поповнення газом, тиск в вимикачу може бути контролюється, щоб забезпечити, що він досягає необхідного значення.

При виконанні вимірювання мікро-води, підключіть прилад для вимірювання мікро-води до самозакриваючогося клапана. Відкрийте перемикач приладу для вимірювання мікро-води, дайте газу в системі входити в прилад для вимірювання мікро-води, а потім закрийте перемикач приладу для вимірювання. Після вимірювання, зніміть прилад для вимірювання мікро-води, завершивши операцію вимірювання мікро-води. Не потрібно відключати живлення під час процесу вимірювання.

При виконанні калібрування реле густини, закрийте керуючий переключач пристрою, підключіть калібратор густини до самозакриваючогося клапана для проведення роботи калібрування. Після завершення роботи, зніміть калібратор густини і відкрийте керуючий переключач. Не потрібно відключати живлення під час процесу вимірювання.

Нерозборний пристрій для перевірки, заповнення газом та поповнення газом вимикачів з SF₆ інтегрує вимірювання мікро-води, калібрування реле густини та операції заповнення та поповнення газом вимикачів без відключення живлення. Перед операціями заповнення та поповнення газом, він може автоматично вилучати повітря, вологу та забруднюючі речовини в системі поповнення газом. Під час операцій заповнення та поповнення газом вимикача, він може виконувати вимірювання тиску та сигнал тривоги при зменшенні тиску. Він зручний та швидкий у використанні та не впливає на нормальне функціонування вимикача.

3 Висновок

Нерозборний пристрій для перевірки, заповнення газом та поповнення газом вимикачів з SF₆ може повністю вилучити повітря, вологу та забруднюючі речовини в трубі поповнення газом та системі перед поповненням газом вимикача. Крім того, під час процесу заповнення, коли тиск газу в системі досягає номінального значення, він може автоматично випускати газ та подавати сигнал тривоги. Цей пристрій оснащений керуючим переключачем, що дозволяє виконувати операції вимірювання мікро-води та калібрування реле густини без відключення живлення. Він зручний та швидкий у використанні та не впливає на нормальне функціонування вимикача. Він придатний для імпортованих вимикачів з SF₆ з напругою понад 110 кВ, вимикачів Alstom FXT11-типу з Франції, та домашніх вимикачів з SF₆ з напругою понад 110 кВ. Він може витримувати високий тиск, від 0,5 до 16 МПа, та є безпечним та надійним.