800kV vysoké napětí plynově izolované spínací zařízení (GIS)

Principy ochranných funkcí:

• GIS zařízení je vybaveno různými ochrannými funkcemi, které zajišťují bezpečnou operaci elektrického systému.

Ochrana před přetížením:

• Funkce ochrany před přetížením monitoruje proud v obvodu pomocí proudových transformátorů. Pokud proud překročí předem definovanou hranici, ochranné zařízení spustí vypínač, který odpojí vadný obvod a zabrání poškození zařízení přetížením.

Ochrana před krátkým spojením:

• Funkce ochrany před krátkým spojením rychle rozpoznává proudy krátkého spojení, když dojde k poruše krátkého spojení v systému, a způsobí, že vypínač působí rychle, chráníc tak elektrický systém před poškozením.

Další ochranné funkce:

• Jsou zahrnuty i další ochranné funkce, jako je ochrana před zemním defektem a ochrana před přetlakem. Tyto ochranné funkce používají vhodné senzory k monitorování elektrotechnických parametrů. Jakmile je detekována jakákoli nepravost, okamžitě se spustí ochranná opatření, aby byla zajištěna bezpečnost elektrického systému a zařízení.

Princip izolace:

• V elektrickém poli jsou elektrony v molekulách plynu SF₆ mírně posunuty od jader. V důsledku stability molekulární struktury SF₆ je však pro elektrony obtížné uniknout a tvořit volné elektrony, což vede k vysoké izolační odporu. V zařízeních GIS (plynově izolovaný spínací přípravek) se izolace dosahuje přesnou kontrolou tlaku, čistoty a rozdělení elektrického pole plynu SF₆. To zajišťuje rovnoměrné a stabilní izolační elektrické pole mezi vysokonapěťovými vodiči a zazemněnou obalem, stejně jako mezi různými fázovými vodiči.

• Při normálním pracovním napětí získávají několik volných elektronů v plynu energii z elektrického pole, ale tato energie není dostatečná k tomu, aby došlo k koliznímu ionizaci plynových molekul. To zajišťuje udržení izolačních vlastností.

Díky vynikajícím izolačním vlastnostem, schopnosti uhasit oblouk a stabilním vlastnostem plynu SF6 má GIS zařízení výhody jako malá plocha zabraná, silná schopnost uhasit oblouk a vysoká spolehlivost, avšak izolační schopnost plynu SF6 je velmi ovlivněna rovnoměrností elektrického pole a snadno může dojít k izolačním problémům, pokud jsou uvnitř GIS ostré hrany nebo cizí tělesa.

GIS zařízení používá úplně uzavřenou konstrukci, což přináší výhody jako nenarušení vnitřních komponent životním prostředím, dlouhou dobu mezi servisními intervencemi, nízkou servisní zátěž, nízké elektromagnetické rušení atd., zároveň však má problémy jako složitost jednotlivých oprav a relativně špatné detekční metody, a když je uzavřená konstrukce erozí a poškozením vnějšího prostředí narušena, to dále přináší řadu problémů jako pronikání vody a únik vzduchu.