ניתוח השפעה של פעולות מפצל GIS על ציוד משני

השפעת פעולות מפסקי GIS על ציוד משני והצעות להפחתת הסיכונים

1. השפעות של פעולות מפסקי GIS על ציוד משני
1.1 תופעות יתר לחץ קצרות
במהלך פתיחה/סגירה של מפסקי GIS (מתקנים מבודדים בגז), הדלקות חוזרות ונכיחות בין מגע למגע גורמות להחלפת אנרגיה בין ההשראות והקיבולים של המערכת, מה שמייצר לחץ חיבור העולה פי 2–4 מהמתח המנומק של הפאזה ומשך הזמן נע בין עשרות מיקרו-שניות למספר מילישניות. בפעולת מסילות קצרות—כאשר מהירות המגע של המפסק איטית ולא קיימת יכולת לכיבוי החשמל—תופעות הלהט לפניהם ולאחריהם יוצרות לחץ קצר מאוד מהיר (VFTO).

1.2 עלייה בכוח האוהל
ככל שסין מרחיבה את הרשתות שלה בעומק מתח גבוה מאוד (UHV) ובמתח גבוה מאוד (EHV), הפרעות אלקטרומגנטיות מפעולות מפסקי GIS הפכו ליותר חמורות. מבנה הציר המשותף של GIS—המכיל מוליכים פנימיים של אלומיניום/נחושת ואוהלים חיצוניים של אלומיניום/פלדה—מציג תמסורת גבוהה בתדר גבוה. בשל אפקט העור, זרמים זמניים בתדר גבוה זורמים לאורך פני השטח החיצוני של המוליך והפנים של האוהל, בדרך כלל למנוע דליפה של שדה ולבצר את האוהל בפוטנציאל הקרקע בתנאים נורמליים.

עם זאת, כאשר זרמים זמניים הנוצרים על ידי VFTO נתקלים באי-התאמה של התנגדות (לדוגמה, בבושות או סוף כבלים), מתרחש חלק מהחזרה והתפצלות. חלק מהרכיבים של המתח מתמקמים בין האוהל והאדמה, מה שגורם לעלייה מיידית בפוטנציאל של האוהל שהוגדר כמחובר לקרקע. זה מציב סיכונים לבטיחות העובדים ועשוי להפחית את המבודד בין האוהל למוליכים הפנימיים, מאיץ את הזדקנות החומר ומפחית את חיי הפעולה של הציוד. בנוסף, עלייה זו בפוטנציאל מתפשטת דרך הכבלים והמכשירים המחוברים למערכות משניות, מה שמגביר הפרעות אלקטרומגנטיות המובילות לשגיאות נתונים או אפילו לנפילות פנימיות—מה שמאיים ישירות על אמינות מערכת החשמל.

1.3 הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI)
בתחנות GIS, פעולות מפסק/בקר ופגעי ברק יוצרות שדות אלקטרומגנטיים זמניים המשפיעים על מערכות משניות באמצעות התקשרות מועברת והתקשרות מוקרנת.

• הפרעות מועברות נוצרות דרך טרנספורמרי מדידה ובדיווח על הבדלים בפוטנציאל הקרקע. VFTOs מחוברים מחומרים ראשוניים לשניים דרך קיבולים ותנודות בלתי מכוונות בטרנספורמרים. הם גם מתווספים לרשת הקרקע באמצעות אלקטרודות הקרקע, מגבירים את כל הפוטנציאל הקרקעי ויוצרים מעגלים של קרקע שמדלאים את הציוד המשני.

• הפרעות מוקרנות מתרחשות כאשר שדות EM זמניים מתפשטים דרך החלל, מתחברים ישירות לכבלים ושירותים משניים. התקשרות בשדה חשמלי משפיעה על נקודות בעלות תנגדות גבוהה, גורמת לעיוות אותות או להפעלה שגויה—בעיקר רגישות למרחק, מינון השדה וצורת המכשיר. התקשרות בשדה מגנטי מעוררת כוחות חשמליים במעגלים לפי חוק פארדיי; חומרת ההפרעה תלויה בעוצמת השדה, קצב השינוי ושטח המעגל.

1.4 השפעות רעידות מכניות
פעולות מפסק מושרות רעידות מכניות עקב פגיעת מגע, חיכוך וכוחות אלקטרומגנטיים במהלך פעולות הקשירה/הפרדה. הפרדת מהירה במהלך פתיחה או התקשרות חזקה במהלך סגירה יוצרות גלי הלם שמרעידים את מבנה ה-GIS. העברת רעידות דרך מקשרים וגלגלים מפיצה את הרעידות לציוד משני סמוך.

רעידות כאלה יכולות להקל על מוצרי מכני, להפחית את הקשרים החשמליים, להגביר שגיאות מדידה או—תחת תנאים קיצוניים—לגרום לקצר חשמלי. חשיפה ארוכת טווח מאיצה את הזקנה של מרכיבים מכניים ואלקטרוניים, מקצרת את חיי הציוד ומגבירת את הבלתי אמינות.

2. אמצעי הפחתה להגנה על ציוד משני
2.1 עיצוב מבנה GIS מותאם

• בחירת חומרים: שימוש במשתפי SF₆ בעלי חוזק מבודד גבוה יותר; בחירת חומרים בעלי אובדן נמוך והולכה גבוהה (לדוגמה, Cu/Al) עבור מגן; אופטימיזציה של אורך המוליך והקיבול כדי לדכא את ערך VFTO.

• שיפורים מבניים: שיפור צורות המוליכים והמגן כדי להפחית את ריכוז השדה החשמלי; שיפור תכנון תמיכה במבודד להתפזרות אחידה של השדה; יישום מהירויות פעולה משלובות במפסק והוספת מעגלי סנובר לספיגת אנרגיה זמנית.

• שליטה ברעידות: התקנת בלוקים הידראוליים או קפיצים במנגנונים הפעלתיים; שימוש בדמפרסים גומיים בין ה-GIS לבין הבסיס; שיפור דיוק פני השטח של המגע כדי להפחית את כוחות ההדף.

2.2 מגן משופר והגנה על הקרקע

• הצפנה: סגור את המכשירים המשניים המרגיזים (לדוגמה, רלאים, יחידות תקשורת) בקופסאות מוליכות (פלדה מצופה/אלומיניום) עם פיסות מודבקות. השתמש בכבלים מוגנים או כפול-מוגן עם סיום תקין; הכנס חיבורים מסוננים ומסכי רשת על פתחי אוורור. עבור כבלים קצרים (<10 מ'), השתמש בהצנחה נקודה אחת; עבור מרחקים ארוכים יותר, אימץ הצנחה רב-נקודות כדי להפחית מתחים מושרה.

• הצנחה: שמור על התנגדות הצנחה ≤4 Ω. בקרקע בעלת 저ومة גבוהה,ploy גליונות הצנחה מחוברים עם מוטות אנכיים. השתמש בהצנחה נקודה אחת עבור מעגלי אנלוגיים ו      הצנחה רב-נקודות למערכות דיגיטליות/בדרגה גבוהה. אופטימיזציה של תכנון הרשת (לדוגמה, רשת מלבנית עם אלקטרודות צומת קרוס) כדי להבטיח הפצה אחידה של זרם וגרדיאנטים פוטנציאליים נמוכים.

2.3 טכנולוגיות מסננות והחמרה

• מסננים: התקין מסנני קו-חשמל בכניסות לציוד משני כדי לחסום רעש בתדר גבוה. יישם אלגוריתמי מסנן אות דיגיטלי לשיפור שלמות הנתונים בנתיבי תקשורת.

• הגנה מפני מתחים גבוהים: התקן מכשירי עצירה ZnO ליד הציוד המשני כדי לקשור VFTOs ומתחים גבוהים. השתמש במכשירי הגנה מפני מתחים גבוהים (SPDs)      בקווי אות ותקשורת כדי להפנות אנרגיה זמנית לאדמה, להבטיח העברה יציבה של אותות חלשים.

2.4 חזק יותר של חיזוק הציוד המשני

• תשלום טיפ