तकनीकी विश्लेषण, आंतरिक आर्क दोष सहनशीलता र SF6 पूर्ण रूपमा अवरोधित गैस-अवरोधित चक्र मुख्य इकाइहरू (RMUs) को अनुकूलन

SF6 पूर्ण अनुप्रस्थ गैस-इन्सुलेटेड रिंग मुख्य युनिट (यहाँ आगे RMUs के रूप में जाना जाएगा) मुख्य रूप से लोड स्विच इकाइयों और उच्च वोल्टेज AC लोड स्विच-फ्यूज़ कंबीनेशन उपकरणों (यहाँ आगे कंबीनेशन उपकरण के रूप में जाना जाएगा) से बनी होती है। उपयोगकर्ता की आवश्यकताओं के अनुसार, इन्हें सामान्य-टैंक या इकाईकृत संरचना के रूप में विन्यस्त किया जा सकता है।

व्यावहारिक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में, विद्युत संपर्क आमतौर पर शीर्ष-स्थापित ठोस-इन्सुलेटेड बसबार या दक्षिणावर्ती-स्थापित प्लग-इन बसबार का उपयोग करके स्थापित किया जाता है। विभिन्न तकनीकी पैरामीटरों में, कंबीनेशन उपकरण इकाई का ट्रांसफर करंट और लोड स्विच इकाई की क्लोजिंग क्षमता विकास की मुख्य चुनौतियाँ हैं। इसके अलावा, सुरक्षा की चिंताओं के बढ़ने के कारण, आंतरिक आर्क फ़ॉल्ट ने वर्षों से उपयोगकर्ताओं का ध्यान आकर्षित किया है।

1. तकनीकी मुद्दों का विश्लेषण

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

1.1 ट्रांसफर करंट

कंबीनेशन उपकरण का ट्रांसफर करंट वह तीन-धारा सममित करंट है जिस पर अवरोधन कार्य फ्यूज से लोड स्विच पर स्थानांतरित होता है। इस मान से अधिक करंट के लिए, अवरोधन फ्यूजों द्वारा किया जाता है। निम्न फ़ॉल्ट करंट की सीमाओं में, तीन-धारा फ्यूजों के पिघलने का समय अनिवार्य रूप से भिन्न होता है। सबसे कम समय में पिघलने वाला फ्यूज पहले अवरोधित होता है, और इसका स्ट्राइकर, ट्रिप मेकेनिज़्म को खोलने के लिए लोड स्विच को सक्रिय करता है।

शेष दो धाराओं का अवरोधन, उनके फ्यूजों के वास्तविक समय-करंट विशेषताओं (जहाँ शेष दो धाराओं में करंट तीन-धारा करंट का लगभग 87% होता 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 देर से हो, तो शेष दो धाराएँ लोड स्विच द्वारा अवरोधित होती हैं। इस प्रकार, इस सीमा में फ़ॉल्ट करंट का अवरोधन फ्यूज और लोड स्विच दोनों द्वारा साझा किया जाता है।

कंबीनेशन उपकरण का ट्रांसफर करंट दो महत्वपूर्ण कारकों पर निर्भर करता है: फ्यूज स्ट्राइकर द्वारा शुरू किए गए लोड स्विच का ट्रिप समय और फ्यूज की वास्तविक समय-करंट विशेषताएँ। निर्धारित ट्रांसफर करंट एक महत्वपूर्ण तकनीकी पैरामीटर है, जो लोड स्विच द्वारा सुरक्षित रूप से अवरोधित अधिकतम करंट का प्रतिनिधित्व करता है। करंट-सीमित फ्यूजों का चयन करते समय, उनकी समय-करंट विशेषताओं का मूल्यांकन किया जाना चाहिए ताकि परिणामी ट्रांसफर करंट कंबीनेशन उपकरण के निर्धारित ट्रांसफर करंट से कम हो। यह लोड स्विच और फ्यूज के बीच विश्वसनीय और सुरक्षित समन्वय को सुनिश्चित करता है, जिससे ट्रांसफार्मरों की प्रभावी सुरक्षा होती है।

1.2 क्लोजिंग क्षमता

लोड स्विच परीक्षण के दौरान, कभी-कभी क्लोजिंग संचालन असफल रहते हैं, जो आमतौर पर दो श्रेणियों में आते हैं: आवश्यक क्लोजिंग संचालनों की संख्या को पूरा न कर पाना या निर्धारित छोटे सर्किट करंट पर क्लोजिंग न कर पाना। परीक्षण परिणामों का विश्लेषण दर्शाता है कि ऐसी विफलताएँ आमतौर पर मुख्य संपर्कों के अत्यधिक अपघटन के कारण होती हैं, जो निर्धारित छोटे सर्किट करंट को ले जाने की क्षमता को कम कर देता है।

इसलिए, मुख्य संपर्कों के अपघटन को कम करना या रोकना परीक्षण के सफल परिणामों को प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है। शोध और व्यापक परीक्षणों 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 सुरक्षित किया जा सकता है। विशिष्ट डिजाइन दृष्टिकोण, उपयोग किए जा रहे संपर्क संरचना पर निर्भर करता है—सीधे गति या घूर्णन ब्लेड प्रकार।

2. आंतरिक आर्क फ़ॉल्ट का सामना करना

विद्युत आर्क अपने आसपास के हवा के साथ तीव्र रूप से प्रतिक्रिया करता है, जिससे तापमान और दबाव में तेजी से वृद्धि होती है। यदि इसे उचित रूप से नियंत्रित न किया जाए, तो यह कर्मचारियों और उपकरणों के लिए गंभीर खतरे का कारण बन सकता है। RMU के गैस कंपार्टमेंट (स्विच कंपार्टमेंट) और केबल कंपार्टमेंट दोनों के लिए आंतरिक आर्क फ़ॉल्ट परीक्षण अलग-अलग किया जाना चाहिए। परीक्षण पास करने के लिए, निम्नलिखित मानदंडों का पालन किया जाना चाहिए:

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

• कवर टूटना नहीं चाहिए, और 60 ग्राम से भारी कोई टुकड़ा बाहर नहीं फेंका जाना चाहिए।

• 2 मीटर की ऊंचाई तक स्विचगियर की पहुंच योग्य सतहों पर कोई छेद नहीं बनना चाहिए।

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

• परीक्षण के दौरान कवर को ग्राउंडिंग बिंदु से जुड़ा रहना चाहिए।

2.1 निर्धारित छोटे सर्किट ब्रेकिंग करंट

कंबीनेशन उपकरण का निर्धारित छोटे सर्किट ब्रेकिंग करंट चयनित फ्यूज पर निर्भर करता है। निम्नलिखित विचारों का पालन किया जाना चाहिए:

• फ्यूज का निर्धारित छोटे सर्किट ब्रेकिंग करंट वितरण प्रणाली के स्थापना बिंदु पर अधिकतम संभावित फ़ॉल्ट करंट से बड़ा या बराबर होना चाहिए।

• फ्यूज का निर्धारित छोटे सर्किट ब्रेकिंग करंट कंबीनेशन उपकरण में लोड स्विच के निर्धारित छोटे समय की टोलरेंस करंट के साथ विवेकपूर्वक मेल खाना चाहिए।

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

• फ्यूजों को सही और पूर्ण रूप से इंस्टॉल किया जाना चाहिए ताकि स्ट्राइकर समय पर सक्रिय हो और लोड स्विच ट्रिप मेकेनिज़्म को विश्वसनीय रूप से ट्रिगर करे।

• एक या दो फ्यूजों के संचालन के बाद, यदि यह सुनिश्चित नहीं है कि अनफ्यूज्ड फ्यूजों ने करंट नहीं लिया, तो सभी तीन को बदल देना चाहिए।

2.2 उच्च ऊंचाई पर संचालन

RMUs के गैस कंपार्टमेंट की डिजाइन आमतौर पर 1,000 मीटर से कम ऊंचाई पर संचालन पर आधारित होती है। उच्च ऊंचाई पर, हवा पतली हो जाती है और वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है। क्योंकि आंतरिक गैस घनत्व स्थिर रहता है, इसलिए सील्ड कंपार्टमेंट के आंतरिक दबाव में वृद्धि होती है। यह कवर पर बढ़ी हुई यांत्रिक तनाव का कारण बन सकता है, जिससे विकृति और गैस लीक का उच्च जोखिम होता है। ऐसे मामलों में, कवर की मजबूती को उचित रूप से मजबूत किया जाना चाहिए और परीक्षण द्वारा सत्यापित किया जाना चाहिए। गैस भराव दबाव (या घनत्व) को कम करना वैज्ञानिक रूप से सुझावदाता या अनुशासित नहीं है।

2.3 आर्द्रता सामग्री का नियंत्रण

DL/T 791-2001, आंतरिक AC गैस-इन्सुलेटेड स्विचगियर के चयन के लिए दिशा-निर्देश की धारा 6.5.1 में गैस कंपार्टमेंट में आर्द्रता सामग्री का उल्लेख है: "जब निर्धारित भराव दबाव 0.05 MPa से अधिक नहीं हो, तो आर्द्रता सामग्री 2,000 μL/L (आयतन के अनुसार) से अधिक नहीं होनी चाहिए।" अन्य मानकों में विशिष्ट दिशानिर्देश नहीं दिए गए हैं। RMU उत्पादन में, 1,000 μL/L (20°C पर) पर आर्द्रता सामग्री को नियंत्रित करना निम्नलिखित कारणों से विचारणीय माना जाता है:

• लोड स्विच निर्धारित छोटे करंट (630 A) को अवरोधित करता है, जिसका अधिकतम ट्रांसफर करंट (लगभग 1,500-2,200 A) होता है।

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

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

• परीक्षण के परिणाम SF6 के विघटन उत्पादों को न्यूनतम दिखाते हैं।

• परीक्षण के दौरान, नमूनों पर आर्द्रता को विशेष रूप से नियंत्रित नहीं किया गया, लेकिन आर्द्रता के अत्यधिक मात्रा के कारण कोई विफलता देखी नहीं गई।

इसलिए, उत्पादन के दौरान आर्द्रता को पूरी तरह से नजरअंदाज करना और इन्सुलेशन-आधारित सीमाओं का पालन करना बिना आर्क-विघटन की आवश्यकताओं को ध्यान में रखना अनुचित है। वर्षों के व्यावहारिक उत्पादन और संचालन के अनुभव के आधार पर, निर्माण के दौरान 1,000 μL/L (20°C पर) पर आर्द्रता सामग्री को रखना तकनीकी रूप से और विचारणीय 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 दिखाता है। आशा की जाती है कि अधिक निर्माताओं को इस क्षेत्र में प्रवेश करने का अवसर मिलेगा और वे शोध, निर्माण और संचालन में सामना किए जाने वाले तकनीकी चुनौतियों पर आगे बढ़ने, चर्चा करने और अपने दृष्टिकोणों को साझा करने का जारी रखेंगे, जिससे RMU तकनीक का सामूहिक विकास होगा और इसका लगातार सुधार होगा।