Teknik Analiz, İç Ark Hatası Dayanıklılığı ve SF6 Tamamen yalıtılmış Gaz yalıtımlı Halka Ana Birimlerinin (RMU) Optimizasyonu
SF6 tamamen yalıtılmış gaz yalıtımlı halka ana birimleri (RMU olarak adlandırılır) genellikle yük anahtarı birimlerinden ve yüksek gerilimli AC yük anahtarı-füze kombinasyon cihazlarından (kombinasyon cihazı olarak adlandırılır) oluşur. Kullanıcı gereksinimlerine bağlı olarak, ortak tank veya üniteli yapılar şeklinde yapılandırılabilir.
Pratik mühendislik uygulamalarında, elektriksel bağlantılar genellikle üstten monte katı yalıtlı busbarlar veya yan taraftan takılabilir busbarlar kullanılarak sağlanır. Çeşitli teknik parametreler arasında, kombinasyon cihazı biriminin geçiş akımı ve yük anahtarı biriminin kapanma yeteneği geliştirme açısından temel zorlukları temsil eder. Ayrıca, artan güvenlik endişeleri nedeniyle, son yıllarda kullanıcıların iç ark hatası konusundaki ilgisi artmıştır.
1. Teknik Sorunların Analizi
RMU'ların geliştirilmesi ve üretiminde aşağıdaki yönler dikkatle ele alınmalıdır:
1.1 Geçiş Akımı
Kombinasyon cihazının geçiş akımı, kesme işlevinin füzeden yük anahtarına geçtiği üç faz simetrik akımı ifade eder. Bu değeri aşan akımlar için kesme işlemi sadece füzeler tarafından gerçekleştirilir. Düşük arızalı akım aralıklarında, üç faz füzelerinin erime süreleri doğal değişkenlik gösterir. En kısa erime süresine sahip füze ilk keser ve onun vuruç mekanizması, yük anahtarını açacak olan tetikleme mekanizmasını başlatır.
Kalan iki fazın kesilmesi, bu fazların füzelerinin gerçek zaman-akım karakteristikleri (kalan iki fazdaki akımın yaklaşık %87'si üç faz akımından olur) ile füzenin vuruç mekanizması tarafından başlatılan yük anahtarının açılış süresi arasındaki karşılaştırmaya bağlıdır. Eğer füzenin erimesi gecikecekse, kalan iki faz yük anahtarı tarafından kesilir. Böylece, bu aralıkta arızalı akım kesme işlemi füze ve yük anahtarı arasında paylaşılır.
Kombinasyon cihazının geçiş akımı, füzenin vuruç mekanizması tarafından başlatılan yük anahtarının tetikleme süresi ve füzenin gerçek zaman-akım karakteristikleri gibi iki temel faktöre bağlıdır. Nominal geçiş akımı, yük anahtarının güvenli bir şekilde kesebileceği maksimum akımı temsil eden kritik bir teknik parametredir. Sınırlayıcı füzeler seçilirken, onların zaman-akım karakteristikleri değerlendirilmeli ve elde edilen geçiş akımının kombinasyon cihazının nominal geçiş akımından düşük olduğundan emin olunmalıdır. Bu, yük anahtarı ve füze arasındaki güvenli ve etkili koordinasyonu sağlar, dönüşüm merkezlerini etkili bir şekilde korumanıza olanak tanır.
1.2 Kapanma Yeteneği
Yük anahtarı testleri sırasında, bazen başarısız kapanma işlemlerine rastlanır. Bu başarısızlıklar genellikle iki kategoriye ayrılır: gerekli kapanma sayısı karşılanmaması veya nominal kısa devre akımlarında kapanamama. Test sonuçlarının analizi, bu başarısızlıkların çoğunun ana temas noktalarındaki aşırı aşınmanın, belirlenen kısa devre akımını taşıma yeteneğini azalttığına işaret etmektedir.
Bu nedenle, başarılı test sonuçları elde etmek için ana temas noktalarındaki aşınmayı minimize etmek veya önleme çok önemlidir. Araştırma ve kapsamlı testler, orijinal ana temas noktalarına yüksek erime noktasına sahip bakır-krom alaşımlı yardımcı temas noktaları eklenerek, daha düşük erime noktasına sahip bakır ana temas noktalarını dolaylı olarak koruyabileceğini göstermiştir. Spesifik tasarım yaklaşımı, kullanılan temas yapısına (doğrusal hareket veya rotatif bıçak tipi) göre esnek olarak uyarlanabilir.
2. İç Ark Hatasına Dayanma
Elektrik arkı, çevresindeki havayla şiddetli reaksiyon gösterir, sıcaklık ve basınçta hızlı artışlara neden olur. Eğer uygun bir şekilde kontrol edilmezse, personel ve ekipman için ciddi riskler oluşturabilir. RMU'nun gaz bölmesi (anahtar bölmesi) ve kablo bölmesi için ayrı ayrı iç ark hatası testleri yapılmalıdır. Testi geçmek için aşağıdaki kriterler yerine getirilmelidir:
Anahtar kasasının panelleri ve kapıları kapalı kalmalı; sınırlı deformasyon kabul edilebilir.
Kapalamanın parçalanması olmamalı ve 60 gr'dan ağır hiçbir parça dışarı atılmamalıdır.
Erişim mümkün olan anahtar kasasının 2 m yüksekliğine kadar herhangi bir delik oluşmamalıdır.
Test sırasında kullanılan yatay ve dikey göstergeler, sıcak gazlar tarafından yakılmamalıdır.
Kapalamanın, test boyunca topraklama noktasına bağlı kalması gerekir.
2.1 Nominal Kısa Devre Kesme Akımı
Kombinasyon cihazının nominal kısa devre kesme akımı, seçilen füze tarafından belirlenir. Aşağıdaki hususlar göz önünde bulundurulmalıdır:
Füzenin nominal kısa devre kesme akımı, dağıtım sisteminde kurulum noktasındaki maksimum potansiyel arızalı akımdan büyük veya eşit olmalıdır.
Füzenin nominal kısa devre kesme akımı, kombinasyon cihazındaki yük anahtarı tarafından belirlenen nominal kısa süreli dayanma akımı ile makul bir şekilde uyumlu olmalıdır.
Aynı model ve spesifikasyondan üç füze monte edilmelidir; aksi halde kesme performansı olumsuz etkilenebilir.
Füzeler doğru ve tam olarak monte edilmelidir, böylece vuruç mekanizması uygun zamanda çalışır ve yük anahtarı tetikleme mekanizmasını güvenli bir şekilde aktive eder.
Bir veya iki füze çalıştıktan sonra, tüm üç füzenin değiştirilmesi gerekir, ancak diğer füzelerin akım taşımadığından emin olunamadığı durumlar hariç.
2.2 Yüksek Rakımlı İşlem
RMU'ların kapalı gaz bölmesi tasarımı genellikle 1,000 m altındaki rakımlarda işlem için dayalıdır. Daha yüksek rakımlarda, hava daha ince hale gelir ve atmosferik basınç azalır. Dahili gaz yoğunluğunun sabit kalması nedeniyle, kapalı bölmenin içindeki nispi basınç artar. Bu, kapalamanın üzerindeki mekanik stresi artırarak, deformasyona ve gaz sızıntısı riskini artırabilir. Bu durumlarda, kapalamanın dayanımı uygun şekilde güçlendirilmeli ve testlerle doğrulanmalıdır. Gaz doldurma basıncını (veya yoğunluğunu) azaltmak bilimsel olarak mantıklı veya önerilen bir çözüm değildir.
2.3 Nem Oranı Kontrolü
DL/T 791-2001, İç Kapalı Alternatif Akım Gaz Yalıtımlı Anahtar Kasa Seçimi Rehberi, gas bölmesindeki nem oranını belirler: “Nominal doldurma basıncı 0,05 MPa veya daha düşük olduğunda, nem oranı 2,000 μL/L (hacim bazında) aşmamalıdır.” Diğer standartlar spesifik bir yönlendirme sağlamaz. RMU üretiminde, 1,000 μL/L (20°C) nem oranını kontrol etmek aşağıdaki nedenlerle makuldür:
Yük anahtarı, nispeten küçük akımları (630 A) keser, maksimum geçiş akımı (yaklaşık 1,500-2,200 A).
Doldurma basıncı düşük (nominal 0,03-0,05 MPa), yüksek gerilimli GIS'ten (yaklaşık 0,5 MPa) önemli ölçüde düşüktür.
Yalıtım performansı mükemmel, dış ortamdan nem girişi çok yavaş gerçekleşir.
Test sonuçları, kesme sonrası minimum SF6 ayrışma ürünleri gösterir.
Test sırasında örnekler kasıtlı olarak nem kontrolü yapılmadan, aşırı nem nedeniyle herhangi bir başarısızlık gözlemlenmemiştir.
Bu nedenle, üretim sırasında nem kontrolünü tamamen ihmal etmek veya yalıtım tabanlı sınırların yanı sıra ark söndürme gerekliliklerini düşünmeden sıkı bir şekilde uygulamak gerekli değildir. Uzun yılların pratik üretim ve işletme deneyimine dayanarak, üretim sırasında nem oranını 1,000 μL/L (20°C) seviyesinde tutmak hem teknik açıdan makul hem de uygulanabilir bir çözümdür.
3. Sonuç
RMU'lar, Çin'de birçok yıl boyunca üretildi ve işletildi, olgun teknoloji, istikrarlı performans ve güçlü pazar kabulüne sahiptir. Daha fazla üreticinin bu alanlara girerek, araştırma, üretim ve işletme süreçlerinde karşılaşılan teknik zorlukları keşfetmeye, tartışmaya ve bilgi paylaşmaya devam etmesi umulmaktadır. Bu sayede, RMU teknolojisi topluca gelişecektir ve sürekli iyileştirilmesi sağlanacaktır.
