Pagsusuri ng Impluwensiya ng Paggamit ng GIS Disconnector sa mga Sekondaryang Kagamitan

Pagsasalaran ng Operasyon ng GIS Disconnector sa Ikalawang Kagamitan at mga Paraan ng Paglaban

1.Pagsasalaran ng Operasyon ng GIS Disconnector sa Ikalawang Kagamitan
1.1 Epekto ng Transient Overvoltage
Sa panahon ng pagbubukas/pagsasara ng Gas-Insulated Switchgear (GIS) disconnectors, ang paulit-ulit na pagbabalik ng apoy at paglilipol sa pagitan ng mga kontak ay nagdudulot ng pagpalit ng enerhiya sa pagitan ng inductance at capacitance ng sistema, na nagpapabuo ng switching overvoltages na may magnitud na 2-4 beses ang rated phase voltage at tagal na mula tens of microseconds hanggang ilang milliseconds. Kapag ang maikling busbars ang pinag-ooperatean—kung saan ang bilis ng disconnector contact ay mabagal at walang kakayahan ng arc-quenching—ang pre-strike at re-strike phenomena ay nagpapabuo ng Very Fast Transient Overvoltages (VFTOs).

Ang VFTOs ay lumalaganap sa pamamagitan ng mga internal GIS conductors at enclosures. Sa mga pagkakawalan ng patin (e.g., bushings, instrument transformers, cable terminations), ang mga traveling waves ay sumusunod, sumusugpo, at nagsasarili, na nagbabago ng mga waveform at nagpapataas ng peaks ng VFTO. May matinding wavefronts at nanosecond-scale rise times, ang VFTOs ay nagdudulot ng transient voltage surges sa mga input ng ikalawang kagamitan, na nagpapanganib sa mga sensitive electronics. Ito ay maaaring magresulta sa hindi tamang pag-operate ng mga protective relays—na nagtutrigila ng hindi kinakailangang tripping—at nagbabago ng high-precision signal processing at data transmission. Bukod dito, ang high-frequency electromagnetic interference (EMI) na gawa ng VFTO ay nagpapababa ng communication modules, na nagpapataas ng bit error rates o nagdudulot ng pagkawala ng data, na nagpapahirap sa substation monitoring at control functions.

1.2 Pagtaas ng Potensyal ng Enclosure
Habang siyang palawig ang ultra-high-voltage (UHV) at extra-high-voltage (EHV) grids ng China, ang electromagnetic interference mula sa operasyon ng GIS disconnector ay naging mas malubha. Ang coaxial structure ng GIS—na binubuo ng inner aluminum/copper conductors at outer aluminum/steel enclosures—ay nagpapakita ng mahusay na high-frequency transmission. Dahil sa skin effect, ang high-frequency transient currents ay umuusbong sa outer surface ng conductor at inner surface ng enclosure, na karaniwang nagpapabawas ng field leakage at nagpapanatili ng enclosure sa ground potential sa normal conditions.

Gayunpaman, kapag ang VFTO-induced transient currents ay nakarating sa impedance mismatches (e.g., sa bushings o cable terminations), ang partial reflection at refraction ay nangyayari. Ang ilang voltage components ay nagsasanib sa pagitan ng enclosure at lupa, na nagdudulot ng instantaneuos potensyal na pagtaas sa ibinabalot na enclosure. Ito ay nagdadala ng panganib sa kaligtasan ng mga tao at maaaring makapagbawas ng insulation sa pagitan ng enclosure at internal conductors, na nagpapabilis ng pagluma ng materyales at nagpapababa ng lifespan ng kagamitan. Bukod dito, ang itinataas na potensyal ay lumalaganap sa pamamagitan ng mga kable at konektadong mga device sa secondary systems, na nagdudulot ng EMI na nagdudulot ng maling tripping, data errors, o kahit na internal breakdowns—na direkta namang nanganganib sa reliability ng power system.

1.3 Electromagnetic Interference (EMI)
Sa GIS substations, ang operasyon ng disconnector/breaker at lightning strikes ay nagbibigay ng transient electromagnetic fields na nakakaapekto sa secondary systems sa pamamagitan ng conducted at radiated coupling.

• Conducted interference ay nangyayari sa pamamagitan ng instrument transformers at ground potential differences. Ang VFTOs ay nagsasanib mula primary hanggang secondary circuits sa pamamagitan ng stray capacitance at inductance sa mga transformers. Sila rin ay inilalagay sa grounding grid sa pamamagitan ng grounding electrodes, na nagpapataas ng buong ground potential at nagpapabuo ng ground loops na nagdudulot ng instability sa secondary equipment.

• Radiated interference ay nangyayari kapag ang transient EM fields ay lumalaganap sa espasyo, na direkta namang nagsasanib sa secondary cables at devices. Ang electric field coupling ay nakakaapekto sa high-impedance nodes, na nagdudulot ng distortion ng signal o maling triggering—lalo na ang sensitibo sa distansya, orientation ng field, at geometry ng device. Ang magnetic field coupling ay nagdudulot ng electromotive forces sa circuit loops batay sa Faraday’s law; ang severity nito ay depende sa lakas ng field, rate of change, at loop area.

1.4 Epekto ng Mekanikal na Vibration
Ang operasyon ng disconnector ay nagdudulot ng mekanikal na vibration dahil sa impact ng contact, friction, at electromagnetic forces sa panahon ng make/break actions. Ang mabilis na separation sa panahon ng pagbubukas o matinding engagement sa panahon ng pagsasara ay nagpapabuo ng shockwaves na nagvibrate sa GIS structure. Ang transmission sa pamamagitan ng linkages at gears ay nagpapalaganap ng vibrations sa mga kasunod na secondary equipment.

Ang mga vibration na ito ay maaaring makalason ng mga mekanikal na fasteners, bumawas ng electrical connections, taas ng measurement errors, o—sa ekstremong kondisyon—magdulot ng short circuits. Ang mahabang exposure ay nagpapabilis ng pagluma ng parehong mekanikal at electronic components, na nagpapababa ng lifespan ng kagamitan at nagpapababa ng reliability.

2.Mga Paraan ng Paglaban para sa Proteksyon ng Ikalawang Kagamitan
2.1 Optimized GIS Structural Design

• Paggamit ng Materyales: Gumamit ng SF₆ mixtures na may mataas na dielectric strength; pumili ng low-loss, high-conductivity materials (e.g., Cu/Al) para sa shielding; i-optimize ang haba ng busbar at capacitance upang bawasan ang amplitude ng VFTO.

• Pag-improve ng Structure: I-smooth ang geometry ng conductor at shield upang bawasan ang concentration ng electric field; i-improve ang disenyo ng insulator support para sa uniform na distribution ng field; ipatupad ang controlled disconnector operation speeds at idagdag ang snubber circuits upang i-absorb ang transient energy.

• Control ng Vibration: Mag-install ng hydraulic buffers o springs sa operating mechanisms; gumamit ng rubber dampers sa pagitan ng GIS at foundations; i-enhance ang precision ng contact surface upang bawasan ang impact forces.

2.2 Pinaunlad na Shielding at Grounding

• Pagsasara: Ilagay ang mga sensitibong pangalawang aparato (halimbawa, mga relay, mga yunit ng komunikasyon) sa mga konduktibong kahon (galvanized na bakal/aluminum) na may mga sealed na seams. Gamitin ang mga shielded o double-shielded na kable na may tamang pagtapos; ilapat ang mga filtered na konektor at mesh screens sa mga vent. Para sa maikling kable (<10 m), gamitin ang single-point grounding; para sa mas mahabang run,      gamitin ang multi-point grounding upang makamit ang pinakamababang induced voltages.

• Grounding: Panatilihin ang resistance ng grounding ≤4 Ω. Sa mga high-resistivity na lupa, ilapat ang interconnected grounding grids na may vertical rods. Gamitin ang single-point grounding para sa analog circuits at      multi-point grounding para sa digital/high-frequency systems. Optimisahin ang layout ng grid (halimbawa, rectangular mesh na may cross-junction electrodes) upang matiyak ang uniform na pagkalat ng current at mababang potential gradients.

2.3 Mga Teknolohiya ng Pagsasala at Pagsasuppres

• Mga Filter: I-install ang mga power-line filters sa mga input ng secondary equipment upang i-block ang high-frequency noise. Ilapat ang mga algorithm ng digital signal filtering upang mapataas ang integridad ng data sa mga communication channels.

• Proteksyon Laban sa Surge: Ilapat ang ZnO arresters malapit sa secondary equipment upang i-clamp ang VFTOs at switching surges. Gamitin ang surge protective devices (SPDs)      sa mga signal at communication lines upang idivert ang transient energy sa ground, tiyakin ang stable na transmission ng weak-signal.

2.4 Pinatibay na Hardening ng Secondary Equipment

• Proteksyon ng Hardware: Palakasin ang mounting brackets sa pamamagitan ng mas matabang bakal at dagdag na stiffeners. Hiwalayin ang equipment gamit ang rubber mounts o dual-stage vibration isolators. Siguruhin ang PCBs na may mas matabang substrates, edge fixings, at damping pads. Pot critical components (halimbawa, ICs, relays) sa encapsulants o elastic holders upang maiwasan ang loosening. Iwasan ang mahaba at manipis na traces upang bawasan ang panganib ng fracture.

• Proteksyon ng Software: Ilapat ang checksums at error-correcting codes (ECC) upang tuklasin/ito ay tama ang data corruption. Ilagay ang “NOP” (no-operation) instructions sa firmware upang payagan ang recovery mula sa EMI-induced program jumps, na nagpapahina ng deadlocks at nagpapataas ng resilience ng sistema.

3.Katapusang Salita
Ang buong pag-unawa kung paano nakakaapekto ang operasyon ng GIS disconnector sa secondary equipment ay nagpapakita na mahalaga ang mga comprehensive mitigation strategies para sa reliabilidad ng grid. Sa panahon ng disenyo, konstruksyon, at operasyon ng mga sistema ng kuryente, dapat bigyan ng prayoridad ang electromagnetic compatibility (EMC) sa pagitan ng GIS at secondary systems. Sa pamamagitan ng integrasyon ng structural optimization, robust shielding/grounding, advanced filtering, at hardware/software hardening, maaaring mabawasan nang epektibo ang negatibong epekto ng disconnector-induced transients, EMI, at vibration—tiyakin ang mas ligtas, mas maasahan, at resilient na delivery ng kuryente.