Tam kapsamlı akım kesimi ve azaltılmış işletme enerjisi için, öz-üflemeli SF6 canlı tanklı devre kesicinin ark söndürme odasında çekvalf ve basınç tahliye valfinin nasıl çalıştığını öğrenin.
Uygulama Kapsamı: Öz-üflemeli ark söndürme prensibini (termal genleşme artı yardımcı sıkıştırma) benimseyen ve yaylı işletme mekanizmalarıyla donatılmış dış mekan canlı tanklı SF6 devre kesiciler. Bu belge, bu tip ark söndürme odasının yapısına uygundur ve yüksek gerilim AC devre kesiciler için öz-enerji ark söndürme prensibinin teknik tanımına uyar.
Atölyedeki SF6 canlı tanklı devre kesiciler
Bu tip devre kesici için SF6 gazı hem yalıtkan hem de ark söndürücü ortam olarak hizmet eder. Ark söndürme odası, öz-üflemeli (öz-enerji termal genleşme + yardımcı sıkıştırma) ark söndürme prensibini uygular. Destek porselen burcunun içinde kapsüllenmiş olarak, devre kesicinin temel kesme ünitesidir.
Ana bileşenleri porselen burç, sabit kontak tabanı, sabit ana kontak, sabit ark kontağı, nozul, silindir, hareketli ark kontağı, ara kontak, alt destek tabanı ve yalıtkan bağlantı çubuğunu içerir.
Ark söndürme odasının içinde, valf çalışmasını anlamak için ön koşul olan iki fonksiyonel hazne bulunur:
İki hazne valf kanalları aracılığıyla birbirine bağlanır. Açma komutu üzerine, açma yayı silindir, hareketli ark kontağı ve bağlantı çubuğunu içeren rijit hareketli düzenekleri aşağıya doğru hareket ettirir.
Öncelikle sabit ana kontak, hareketli ana kontakdan ayrılır ve işletme akımı hala kapalı olan ark kontaklarına transfer olur. Daha sonra ark kontakları ayrılır ve elektrik arkı oluşur. İki hazne arasındaki basınç farkı tarafından oluşturulan yönlü SF6 gaz akışı, AC akım sıfırında arkı üfleyerek söndürür.
Çek valf ve elastik basınç tahliye valfi, hazneler arasındaki gaz akış yönünün yanı sıra gaz sıkıştırma haznesinin üst basınç limitini kontrol eder. Tam akım aralığında güvenilir kesme gerçekleştirirler ve yaylı işletme mekanizmasının işletme enerjisi talebini azaltırlar.
Standart Not: IEC 62271-100'ye göre, devre kesiciler nominal kısa devre kesme akımının yanı sıra küçük endüktif ve küçük kapasitif anahtarlama koşullarını da kapsayan tam aralık kesme testlerinden geçmelidir. İki valf, kesme ölü bölgesini ortadan kaldırmak için kritik bileşenlerdir.
Kurulum Konumu: Silindir içindeki termal genleşme haznesinin alt geçidine monte edilir. Termal genleşme haznesi ile gaz sıkıştırma haznesi arasında açma-kapama kontrol elemanı olarak görev yapar. Sadece tek yönlü gaz akışına izin verir ve iki tarafı arasındaki basınç farkı tarafından tahrik edilerek otomatik olarak açılıp kapanır, harici tahrik gerektirmez.
Temel Fonksiyon: Kesme akımı büyüklüğüne göre üfleme gazı kaynağını otomatik olarak değiştirir, yüksek akım kesimi için termal genleşme öz-üflemesini ve düşük akım kesimi için yardımcı sıkıştırma üflemesini gerçekleştirir ve tam akım aralığında etkili üfleme basıncını garanti eder.
Kısa devre arızası kesimi sırasında, ark enerjisi çok büyüktür. Ark bölgesinden gelen yüksek sıcaklıklı SF6 gaz akışı termal genleşme haznesine akar ve ısı değişimi sonrası düşük sıcaklıklı yüksek basınçlı SF6'ya dönüşür. Termal genleşme haznesinin basıncı gaz sıkıştırma haznesinin basıncından yüksek olduğunda, basınç farkı çek valfi sıkıca kapalı tutar. Gazın gaz sıkıştırma haznesine geri akışını engeller ve ark enerjisi tarafından üretilen yüksek basınçlı gazı termal genleşme haznesi içinde mühürler.
AC akım sıfırında, termal genleşme haznesinde depolanan yüksek basınçlı SF6, kontak aralığına doğru yüksek hızda üfler. Plazmayı soğutur ve süpürür, açık kontak aralığı boyunca dielektrik dayanımı hızla geri kazandırır ve ark söndürmeyi tamamlar. Bu, termal genleşme öz-üflemeli kesme modudur.
Düşük akım koşulunda, ark enerjisi sınırlıdır ve termik genleşme odası içindeki basınç artışı yetersizdir. Açma hareketi sırasındaki sürekli sıkıştırma, gaz sıkıştırma odası içindeki basıncı termik genleşme odasındakinden daha yüksek hale getirir. Fark basıncı çekvalfi iter ve açar. Gaz sıkıştırma odası içindeki sıkıştırılmış SF6, çekvalf üzerinden kontak aralığına doğru akar.
Akım sıfır olduğunda, bu basınçlı SF6 hava akışı arkı söndürür; bu duruma yardımcı sıkıştırma üflemeli kesme modu denir.
Kısa Özet: Çekvalf, iki oda arasında fark basıncıyla çalışan bir gaz kaynağı seçici olarak görev yapar. Ağır kısa devre akımı altında termik genleşme odasının öz-üfleme basıncını korumak için kilitlenir; düşük akım koşulunda gaz sıkıştırma odasından sıkıştırılmış gaz almak için açılır. Öz-enerjili ark söndürme tasarımının düşük akım kesme ölü bölgesini ortadan kaldırır ve nominal kısa devre akımından küçük anahtarlama akımlarına kadar uzanan stabil bir kesme yeteneği sağlar.
Uyumluluk Notu: IEC 62271-100'de belirtilen tip testi, birden fazla akım genliğinde kesme doğrulamasını içerir. Bu vananın açma-kapama basınç karakteristiği, düşük akımlı anahtarlama sırasında yetersiz üfleme basıncını ve kesme arızasını önlemek için tüm test akımı seviyelerini kapsamalıdır.
Kurulum Konumu: Silindir içindeki gaz sıkıştırma odasının tabanına monte edilir ve oda tabanındaki gaz dönüş valfi ile işbirliği içinde çalışır.
Önemli Hatırlatma: Bu vana, ark söndürme odası için aşırı basınç tahliye cihazı DEĞİLDİR. Her normal açma işlemi sırasında devreye giren operasyonel bir basınç düzenleme vanasıdır. Yalnızca gaz sıkıştırma odası içindeki basıncı sınırlar ve termik genleşme odası için basıncı tahliye ETMEZ.
Temel İşlev: Gaz sıkıştırma odasının maksimum tepki kuvvetini sınırlamak, yaylı işletme mekanizmasının gerektirdiği işletme enerjisini önemli ölçüde azaltmak, mekanizma bileşenleri üzerindeki mekanik yükü düşürmek ve mekanik hizmet ömrünü artırmak.
Çalışma Süreci: Açma hareketi sırasında, silindirin aşağı yönlü hareketi gaz sıkıştırma odası içindeki SF6'yı sürekli olarak sıkıştırır ve iç basınç kademeli olarak yükselir. Basınç önceden ayarlanmış eşik değerine ulaştığında, gaz kuvveti yay ön yüklemesini yenerek elastik basınç tahliye vanasını kaldırır ve açar.
Ardından gaz sıkıştırma odası karışık bir koşulda çalışır: gaz sıkıştırılmaya devam ederken fazla gaz dışarı tahliye edilir. Oda basıncı sınırsızca yükselmek yerine kalibre edilmiş değerin yakınında sabitlenir.
İşletme mekanizmasının artık hızla yükselen gaz tepki kuvvetine karşı koyması gerekmez; bu durum açma işletme enerjisi talebini büyük ölçüde azaltır ve yaylar, bağlantı çubukları, dönen miller ve diğer parçalar üzerindeki mekanik gerilmeyi hafifletir.
Kısa Özet: Elastik basınç tahliye vanası, gaz sıkıştırma odası için basınç sabitleyici ve tepki kuvveti sınırlayıcı olarak görev yapar. Sıkıştırma odası için üst sınır basıncından orta düzeyde feragat edilmesi, mekanizma işletme enerjisinde belirgin bir azalma sağlar. Yay tahrikli mekanizmanın çıkış kapasitesiyle uyumludur ve düşük işletme gücü gereksinimi ile yüksek güvenilirlik ürün özelliklerini gerçekleştirir.
Temel Ayrım (Kolayca karıştırılan öğeler)
| Bileşen | Montaj Konumu | Yüksek kısa devre akımı kesimi sırasındaki durum | Düşük akım kesimi sırasındaki durum | Temel İşlev |
|---|---|---|---|---|
| Çekvalf | Termal genleşme odası ile gaz sıkıştırma odasını (silindir alt bölümü) birbirine bağlayan geçiş | Kapalı; öz-üflemeli kesme için yüksek basınçlı gaz termal genleşme odasında tutulur | Açık; yardımcı üfleme için gaz sıkıştırma odasından sıkıştırılmış gaz sağlanır | Diferansiyel basınç ile üfleme gazı kaynağını değiştirerek tam aralık akımlar için güvenilir kesme sağlar |
| Elastik Basınç Tahliye Valfi | Gaz sıkıştırma odasının tabanı | Ayarlanan basınçta açılır; mekanizma tepki kuvvetini azaltmak için sıkıştırma odasındaki fazla gazı tahliye eder | Ayarlanan basınçta açılır; mekanizma tepki kuvvetini azaltmak için sıkıştırma odasındaki fazla gazı tahliye eder | Gaz sıkıştırma odasının maksimum basıncını sınırlar, açma işletim enerjisini azaltır ve işletim mekanizmasını korur |
Çekvalf, ark söndürme üfleme performansını yönetir. Yüksek akım ve düşük akım senaryoları için, sırasıyla ark kaynaklı kendi enerjisi (termal genleşme odası) ile mekanik sıkıştırma enerjisi (gaz sıkıştırma odası) arasında üfleme gazı kaynağını seçer. Düşük akım kesme ölü bölgesini önler ve IEC standardının tip testi gereksinimlerine uygun tam aralık kesme performansını garanti eder.
Elastik basınç tahliye valfi, işletme mekanizması yüklemesini yönetir. Gaz sıkıştırma odasından gelen gaz tepki kuvvetini kontrol edilebilir bir aralıkta tutar ve tahrik mekanizması için aşırı enerji talebini önler. Bu sayede ark söndürme odası, nispeten düşük çıkış enerjisine sahip kompakt bir yay tahrikli mekanizma ile eşleştirilebilir ve kompakt yapı, düşük gerekli işletme gücü ve yüksek güvenilirlik gibi teknik özelliklere ulaşılır.
Bu iki valfin birleşik etkisi, kendi kendine üflemeli SF6 ark söndürme odasının mükemmel kesme yeteneği ile hafif tahrik mekanizmasını dengeleme tasarım hedefini gerçekleştirmesini sağlar.
Tamamlayıcı Uyumluluk Hatırlatması: IEC 62271-100, devre kesicilerin C2 elektriksel dayanıklılık ve M2 mekaniksel dayanıklılık doğrulamasını geçmesini gerektirir. Çekvalf ve basınç tahliye valfi için tekrarlanan açma-kapama döngüleri altındaki yorulma direnci, tip testinde önemli bir değerlendirme maddesidir.
Saha bakım personeli, bu valflerin önceden ayarlanmış yay ön yüklemesini asla değiştirmemelidir. Yetkisiz ayarlama, üfleme basıncını ve mekanizma işletme enerjisini değiştirecek ve kesme hatasına veya mekanizma hasarına yol açabilecektir.
Giriş
