ROCKWILL Tank-Type SF6 Circuit Breaker: Yüksek İrtifa yalıtım güçlendirme mekanizması ve mühendislik uygulaması

ROCKWILL tank tipi SF6 devre kesicisi 1000 m'yi aşan rakımlarda kullanıldığında, işletilen fiziksel ortam önemli ölçüde değişir. Yüksek rakım koşullarının dış yalıtım performansına zayıflatıcı etkisi, mühendislik uygulamasında hedefe yönelik yalıtım güçlendirme önlemlerini gerektirir.

Etki mekanizmasının kapsamlı analizi ve yaygın olarak kullanılan güçlendirme önlemlerinin bilinmesi, yüksek gerilimli elektrik ağlarının güvenli operasyonunu sağlamak için temeldir.

Dead Tank SF6 Circuit Breaker Original Manufacturer

I. Yüksek Rakımların Yüksek Gerilim Yalıtımına Etkisinin Çekirdek Mekanizması

Yüksek rakımlarda yüksek gerilimli ekipmanların dış yalıtımının zayıflaması, esas olarak havanın dielektrik dayanımının (kırılma gerilimi) azalmasıdır. Bu olgu, genellikle hava yoğunluğunun azalmasına ve mutlak nem değişimine bağlanır, bu da orijinal elektrik alan dengeyi bozar:

Azalan Hava Yoğunluğundan Kaynaklanan "Elektron Aşırı Taşma" Etkisi (Çekirdek Mekanizma)
Rakımın artması doğrudan atmosfer basıncını düşürür — hava daha ince hale gelir ve gaz moleküller arasındaki mesafe artar. Paschen Yasası'na göre, düşük basınç ortamlarında, serbest elektronların iki çarpışma arasında bir elektrik alanında hızlandırıldığında kat ettiği ortalama mesafe (ortalama serbest yol) önemli ölçüde uzar. Bu, elektronların daha yüksek kinetik enerji kazanmasını sağlar, hava moleküllerine çarptığında ionlaşma yeteneğini büyük ölçüde artırır, bu da "elektron aşırı taşmasını" tetiklemesi çok daha kolay hale getirir ve yalıtım ortamının daha düşük bir gerilimde kırılmasına neden olur.

Azalan Mutlak Nemden Kaynaklanan "Soğutma" Etkisinin Zayıflaması
Yüksek rakımlı bölgelerde mutlak nem genellikle düşüktür. Normal atmosfer koşullarında, su buharı molekülleri büyük bir elektrik dipol anına sahiptir ve elastik olmayan çarpışmalar yoluyla yüksek hızlı elektronların kinetik enerjisini emebilir, böylece "elektron aşırı taşmasını" etkili bir şekilde bastırır. Yüksek rakımlı kuru havalarda, su moleküllerinin azalması bu elektron "soğutma" etkisini zayıflatır, bu da genel hava yalıtım gücünü daha da düşürür.

Kapalı SF₆ kesiciye ait kesit simülasyonu

II. Yüksek Rakımlı Ortamlar İçin Mühendislik Yalıtım Güçlendirme Önlemleri

Yukarıdaki fiziksel mekanizmalara dayanarak, ROCKWILL tank tipi devre kesicilerinin mühendislik tasarımında ve ekipman seçimi sırasında, IEC 62271-1 ve IEC 60071 gibi uluslararası standartlara uygun olarak aşağıdaki çok boyutlu yalıtım güçlendirme önlemleri genellikle uygulanır:

Hava Aralıklarını Artırma (Elektriksel Aralıklar)

IEC 60071'nin yalıtım koordinasyon gerekliliklerine sıkıca uyun, standartta belirtilen rakım düzeltme faktörü (Ka) ile hassas hesaplama yapın. Düşük hava yoğunluğu nedeniyle kırılma geriliminin azalmasını telafi etmek için iletkenler ve kule yapıları veya ekipman kaplamaları arasındaki minimum hava mesafesini fiziksel olarak genişleterek, düzeltilmiş dayanım gerilimi gereksinimlerine uyum sağlayın.

Kayma Mesafesini Artırma

Dizel yerleştirme sayısını artırarak veya daha uzun bileşik dizel kullanarak yalıtım yüzeyindeki en kısa yolu uzatın. Bu önlem, düşük basınç ve kirlilik koşullarının birleşimi altında yüzey izleme veya kamaşma hatalarını etkili bir şekilde önlemek amacıyla yüzey kamaşma gerilimini yükseltmeyi amaçlar.

Gaz Yalıtımı Teknolojisini Kullanma

Tank tipi devre kesicinin içinde, hava yalıtımının bir kısmını yerine almak için son derece yüksek dielektrik dayanıma sahip SF6 gazını tamamen kullanın. Bu tam kapalı metal zeminli tank yapısı, dış ortamdaki düşük basınç etkisinden izole eder ve aynı zamanda ekipmanın genel yalıtım ve kamaşma performansını önemli ölçüde artırır.

Yüksek Rakımlı Özel Ekipman Seçimi veya Dış Yalıtımın Güçlendirilmesi

IEC 62271-1'de belirtilen yüksek rakımlı uygulama sınıflarına (örneğin, G2-G5) uygun özel ekipmanı doğrudan seçin veya üreticiden, kurulum yerine göre rakım düzeltme faktörüne göre dış yalıtım dayanım gerilim seviyelerini (örneğin, yıldırım darbe dayanım gerilimi BIL ve güç frekanslı dayanım gerilimi) artırmayı talep edin, bu şekilde ekipman parametrelerinin çevre koşulları ile önceden uyumlu olmasını sağlayın.

Kirlilik Kamaşması Önleyici Kaplama Uygulaması ve Korona Önleme Tedavisi

İzole yüzeyi hidrofobik kirlenme karşıtı flaş over kaplamaları ile kaplama yapın, örneğin RTV silikon lastiği, bu da kirlilik direncini artıracaktır. Aynı zamanda, yüksek irtifalarda korona başlangıç geriliminin düşmesine bağlı güç kaybını ve yalıtım yaşlanmasını azaltmak için yüksek voltajlı bileşenlere anti-korona boyası uygulayın.

Yalıtım açıklığı düzenini gösteren taslak çizimi

III. Sonuç

1000 m üzerindeki irtifalarda ROCKWILL tank tipi SF6 devre kesicilerinin kullanımı, temelde çevre tarafından yapılan indirimlere karşı savunma savaşıdır. Yüksek irtifada havanın incelmesi, dış yalıtım ortamının elektriksel gücünü zayıflatır ve orijinal olarak güvenli olan elektriksel açıklıklar düşük basınç altında çökmesine neden olabilir.

Bu nedenle, mühendislik uygulaması "içeride sıkı, dışarıda gevşek" tepki stratejisini sıkıca takip etmelidir: içeride, düşük basınç ortamlarında bile istikrarlı ark söndürme ve yalıtım performansının korunması için kanıtlanmış SF6 ark söndürme odasının çift modlu kendiliğinden uyum mekanizmasına güvenilmelidir; dışarıda, IEC standartlarına dayanarak, hava yoğunluğunun azalmasına bağlı olarak kaybedilen yalıtım marjını aktif olarak telafi etmek için hava boşluklarını artırma, yayan mesafeleri uzatma ve kirlenmeye karşı kaplama uygulama gibi fiziksel yöntemler kullanılmalıdır.

Sadece çekirdek kendiliğinden uyumlu ark söndürme teknolojisinin standartlaştırılmış dış yalıtım güçlendirme önlemleriyle derin bir şekilde entegre edilmesi, devre kesicinin aşırı yüksek irtifa koşullarında yüksek voltajlı enerji şebekesini korumasını ve tam yaşam döngüsü boyunca güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlayacaktır.

Düzenleyen:Garca