तकनीकी विश्लेषण, आंतरिक चाप दोष सहनशीलता और SF6 पूरी तरह से अवरुद्ध गैस-अवरुद्ध रिंग मुख्य इकाइयों (RMUs) का अनुकूलन

SF6 पूर्ण रूप से गैस-अनुलित वाली रिंग मेन यूनिट्स (RMUs के रूप में इसे अब से जाना जाएगा) मुख्य रूप से लोड स्विच यूनिट्स और उच्च वोल्टता एसी लोड स्विच-फ्यूज़ संयोजन उपकरणों (संयोजन उपकरणों के रूप में इसे अब से जाना जाएगा) से बनी होती हैं। उपयोगकर्ता की आवश्यकताओं के अनुसार, इन्हें या तो सामान्य टैंक या यूनिटाइज्ड संरचना के रूप में व्यवस्थित किया जा सकता है।

व्यावहारिक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में, विद्युत कनेक्शन आमतौर पर शीर्ष-स्थापित ठोस-अनुलित बसबारों या भुजा-स्थापित प्लग-इन बसबारों का उपयोग करके स्थापित किए जाते हैं। विभिन्न तकनीकी पैरामीटरों में, संयोजन उपकरण यूनिट का ट्रांसफर धारा और लोड स्विच यूनिट की बंद करने की क्षमता विकास में मुख्य चुनौतियाँ हैं। इसके अलावा, बढ़ती सुरक्षा संबंधी चिंताओं के कारण, आंतरिक आर्क दोषों पर वर्षों से उपयोगकर्ताओं का ध्यान आकर्षित हो रहा है।

1. तकनीकी मुद्दों का विश्लेषण

RMUs के विकास और उत्पादन के दौरान, निम्नलिखित पहलुओं पर ध्यान देना आवश्यक है:

1.1 ट्रांसफर धारा

संयोजन उपकरण की ट्रांसफर धारा उस त्रिफासीय सममित धारा को संदर्भित करती है जिस पर अवरोधन कार्य फ्यूज़ से लोड स्विच पर स्थानांतरित होता है। इस मान से अधिक धारा के लिए, अवरोधन फ्यूज़ों द्वारा किया जाता है। निम्न दोष धारा परिसरों में, तीन फेज फ्यूजघों के पिघलने का समय अनिवार्य रूप से विभिन्न होता है। सबसे कम समय में पिघलने वाला फ्यूज पहले अवरोधित होता है, और इसका स्ट्राइकर ट्रिप मैकेनिज्म को सक्रिय करके लोड स्विच को खोलता है।

शेष दो फेजों का अवरोधन उनके वास्तविक समय-धारा विशेषताओं (जहाँ शेष दो फेजों में धारा लगभग त्रिफासीय धारा का 87% होती है) और पहले अवरोधित फ्यूज के स्ट्राइकर द्वारा शुरू किए गए लोड स्विच के खुलने के समय की तुलना पर निर्भर करता है। यदि फ्यूज का पिघलना धीमा हो, तो शेष दो फेज लोड स्विच द्वारा अवरोधित होते हैं। इस प्रकार, इस परिसर में दोष धारा का अवरोधन फ्यूज और लोड स्विच दोनों के बीच साझा होता है।

संयोजन उपकरण की ट्रांसफर धारा दो महत्वपूर्ण कारकों पर निर्भर करती है: फ्यूज स्ट्राइकर द्वारा शुरू किए गए लोड स्विच का ट्रिप समय और फ्यूज की वास्तविक समय-धारा विशेषताएं। निर्धारित ट्रांसफर धारा एक महत्वपूर्ण तकनीकी पैरामीटर है, जो लोड स्विच द्वारा सुरक्षित रूप से अवरोधित की जा सकने वाली अधिकतम धारा को दर्शाती है। धारा-सीमित फ्यूजों का चयन करते समय, उनकी समय-धारा विशेषताओं का मूल्यांकन किया जाना चाहिए ताकि परिणामी ट्रांसफर धारा संयोजन उपकरण की निर्धारित ट्रांसफर धारा से नीचे रहे। यह सुनिश्चित करता है कि लोड स्विच और फ्यूज के बीच सुरक्षित और नियमित समन्वय हो, जिससे ट्रांसफोर्मरों की प्रभावी सुरक्षा होती है।

1.2 बंद करने की क्षमता

लोड स्विच परीक्षण के दौरान, असफल बंद करने की संचालन अधिकतर दो श्रेणियों में आती हैं: आवश्यक बंद करने की संख्या को पूरा न करना या निर्धारित छोटे-सर्किट धारा पर बंद न कर पाना। परीक्षण परिणामों का विश्लेषण दर्शाता है कि ऐसी असफलताएं अधिकांशतः मुख्य संपर्कों के अतिरिक्त अपघटन के कारण होती हैं, जो निर्धारित छोटे-सर्किट धारा को ले जाने की क्षमता को कम कर देते हैं।

इसलिए, मुख्य संपर्कों के अपघटन को कम करना या रोकना परीक्षण के सफल परिणामों को प्राप्त करने के लिए आवश्यक है। शोध और व्यापक परीक्षण ने दिखाया है कि मूल मुख्य संपर्कों में उच्च गलनांक वाले तांबे-क्रोमियम लोहे के सहायक संपर्कों को जोड़ने से निम्न गलनांक वाले तांबे के मुख्य संपर्कों को अप्रत्यक्ष रूप से संरक्षित किया जा सकता है। विशिष्ट डिजाइन दृष्टिकोण को संपर्क संरचना (सीधी गति या घूर्णन ब्लेड प्रकार) के आधार पर लचीला ढंग से अनुकूलित किया जा सकता है।

2. आंतरिक आर्क दोषों का सहन करना

विद्युत आर्क अपने आसपास के हवा के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है, जिससे तेजी से तापमान और दबाव में वृद्धि होती है। यदि इसे ठीक से नियंत्रित नहीं किया जाता, तो यह व्यक्तियों और उपकरणों के लिए गंभीर जोखिम पैदा कर सकता है। RMU के गैस खंड (स्विच खंड) और केबल खंड पर आंतरिक आर्क दोष परीक्षण अलग-अलग किए जाने चाहिए। परीक्षण पास करने के लिए, निम्नलिखित मानकों को पूरा करना आवश्यक है:

• स्विचगियर के पैनल और दरवाजे बंद रहने चाहिए; सीमित विकृति स्वीकार्य है।

• आवरण फटना नहीं चाहिए, और 60 ग्राम से भारी कोई टुकड़े नहीं निकलने चाहिए।

• स्विचगियर की दो सामने की सतहों पर 2 मीटर तक कोई छेद नहीं बनना चाहिए।

• परीक्षण के दौरान उपयोग किए गए क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर संकेतकों को गर्म गैसों द्वारा जलाया नहीं जाना चाहिए।

• परीक्षण के दौरान आवरण को ग्राउंडिंग बिंदु से जोड़ा रहना चाहिए।

2.1 निर्धारित छोटे-सर्किट अवरोधन धारा

संयोजन उपकरण की निर्धारित छोटे-सर्किट अवरोधन धारा चयनित फ्यूज पर निर्भर करती है। निम्नलिखित विचारणे लागू होते हैं:

• फ्यूज की निर्धारित छोटे-सर्किट अवरोधन धारा वितरण प्रणाली में इंस्टॉलेशन बिंदु पर अधिकतम संभावित दोष धारा से बड़ी या बराबर होनी चाहिए।

• फ्यूज की निर्धारित छोटे-सर्किट अवरोधन धारा संयोजन उपकरण में लोड स्विच की निर्धारित छोटे-सर्किट सहन करने की धारा के साथ संतुलित होनी चाहिए।

• समान मॉडल और प्रकार के तीन फ्यूज इंस्टॉल किए जाने चाहिए; अन्यथा, अवरोधन प्रदर्शन प्रभावित हो सकता है।

• फ्यूजों को सही और पूरी तरह से इंस्टॉल किया जाना चाहिए ताकि स्ट्राइकर समय पर सक्रिय हो और लोड स्विच ट्रिप मैकेनिज्म को निश्चित रूप से ट्रिगर करे।

• एक या दो फ्यूज कार्य करने के बाद, तीनों को बदल देना चाहिए, यदि यह निश्चित नहीं है कि अनिवार्य फ्यूज धारा नहीं ले रहे थे।

2.2 उच्च ऊंचाई पर संचालन

RMU में गैस खंडों का डिजाइन आमतौर पर 1,000 मीटर से कम ऊंचाई पर संचालन के आधार पर किया जाता है। उच्च ऊंचाई पर, हवा पतली हो जाती है और वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है। चूंकि आंतरिक गैस घनत्व स्थिर रहता है, इसलिए बंद खंड के भीतरी दबाव में वृद्धि होती है। यह आवरण पर बढ़ता यांत्रिक दबाव उत्पन्न कर सकता है, जिससे विकृति और गैस लीक का जोखिम बढ़ जाता है। ऐसी स्थितियों में, आवरण की ताकत को उचित रूप से मजबूत किया जाना चाहिए और परीक्षण द्वारा पुष्टि की जानी चाहिए। गैस भराव के दबाव (या घनत्व) को कम करना वैज्ञानिक रूप से सही या सिफारिश नहीं है।

2.3 आर्द्रता सामग्री का नियंत्रण

DL/T 791-2001, आंतरिक एसी गैस-अनुलित स्विचगियर के चयन की राहदर्शिकाएं, धारा 6.5.1 में गैस खंडों में आर्द्रता सामग्री का निर्धारण किया गया है: "जब निर्धारित भराव दबाव 0.05 MPa से अधिक नहीं हो, तो आर्द्रता सामग्री 2,000 μL/L (आयतन द्वारा) से अधिक नहीं होनी चाहिए।" अन्य मानकों ने विशिष्ट दिशानिर्देश नहीं दिए हैं। RMU उत्पादन में, 1,000 μL/L (20°C पर) आर्द्रता सामग्री को नियंत्रित करना निम्नलिखित के आधार पर विवेकपूर्ण माना जाता है:

• लोड स्विच अपेक्षाकृत छोटी धारा (630 A) को अवरोधित करता है, जिसका अधिकतम ट्रांसफर धारा (लगभग 1,500-2,200 A) है।

• भराव दबाव कम है (निर्धारित 0.03-0.05 MPa), जो उच्च वोल्टता GIS (लगभग 0.5 MPa) की तुलना में बहुत कम है।

• सीलिंग प्रदर्शन उत्कृष्ट है, जिससे बाहरी वातावरण से आर्द्रता का बहुत धीमा प्रवेश होता है।

• परीक्षण परिणाम दर्शाते हैं कि अवरोधन के बाद SF6 विघटन उत्पाद बहुत कम होते हैं।

• परीक्षण के दौरान, नमूनों को आर्द्रता को नियंत्रित नहीं किया गया, लेकिन आर्द्रता से अतिरिक्त विफलताएं नहीं देखी गईं।

इसलिए, उत्पादन के दौरान आर्द्रता नियंत्रण को पूरी तरह से उपेक्षित करना और विद्युत अनुलित की सीमाओं का निर्धारण करना जहां आर्क-मिटनी की आवश्यकताओं को नहीं देखा जाता, दोनों अनुचित हैं। वर्षों के व्यावहारिक उत्पादन और संचालन अनुभव के आधार पर, निर्माण के दौरान 1,000 μL/L (20°C पर) आर्द्रता सामग्री को नियंत्रित रखना तकनीकी रूप से विवेकपूर्ण और उचित है।

3. निष्कर्ष

RMUs का निर्माण और संचालन चीन में वर्षों से हो रहा है, जो परिपक्व तकनीक, स्थिर प्रदर्शन और मजबूत बाजार की स्वीकृति को दर्शाता है। यह आशा की जाती है कि अधिक निर्माताओं को इस क्षेत्र में प्रवेश करना और अनुसंधान, निर्माण और संचालन में सामना किए गए तकनीकी चुनौतियों पर चर्चा, विचार-विमर्श और अनुभव साझा करना चाहिए, जिससे RMU तकनीक का सामूहिक विकास और निरंतर सुधार हो सके।