- Визначення та застосування елегазу
- Конструкція елегазового вимикача
- Переваги і недоліки використання ЕВ
- Правила підключення і обслуговування ЕВ
- Висновки і корисне відео по темі
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Функціонування високовольтних електричних мереж по струмовим характеристиками не можна порівняти з роботою побутових аналогів. Відповідно, при виникненні аварійної ситуації для відключення обладнання та гасіння електродуги необхідні більш потужні пристрої, ніж стандартні автоматичні прилади.
В якості захисних конструкцій застосовують елегазові вимикачі (ЕВ), якими можна управляти як в ручному режимі, так і за допомогою автоматики. Ми детально описали конструктивні особливості і принцип дії пристроїв. Привели рекомендації по установці, підключення та обслуговування.
Визначення та застосування елегазу
Елегаз - це шестифториста сірка, яку відносять до електротехнічним газам. Завдяки ізоляційним властивостям її активно застосовують при виробництві електротехнічних пристроїв.
У нейтральному стані елегаз є негорючий газ без кольору і запаху. Якщо його порівнювати з повітрям, то можна відзначити високу щільність (6, 7) і молекулярну масу, що перевищує повітряну в 5 разів.
Одна з переваг елегазу - стійкість до зовнішніх проявів. Він не змінює характеристик при будь-яких умовах. Якщо відбувається розпад під час електричного розряду, то незабаром настає повноцінне, необхідне для роботи відновлення.
Секрет в тому, що молекули елегазу пов'язують електрони і утворюють негативні іони. Якість «електроотріцанія» наділило 6-фтористу сірку такою характеристикою, як електрична міцність.
На практиці електропрочность повітря в 2-3 рази слабкіше, ніж той же властивість елегазу. Крім іншого, він пожежобезпечний, так як відноситься до негорючих речовин, і володіє охолоджуючої здатністю.
Коли виникла необхідність відшукати газ для гасіння електродуги, стали вивчати властивості SF6 (шестифтористой сірки), 4-хлористого вуглецю і фреону. У випробуваннях перемогла SF6Перераховані характеристики зробили елегаз максимально відповідним для застосування в електротехнічній сфері, зокрема, в наступних пристроях:
- силові трансформатори, що працюють за принципом магнітної індукції;
- розподільні пристрої комплектного типу;
- лінії високої напруги, що зв'язують віддалені установки;
- високовольтні вимикачі.
Але деякі властивості елегазу привели до того, що довелося вдосконалити конструкцію вимикача. Основний недолік стосується переходу газоподібної фази в рідку, а це можливо за певних співвідношеннях параметрів тиску і температури.
Щоб обладнання працювало без перебоїв, необхідно забезпечити комфортні умови. Припустимо, для функціонування елегазових пристроїв при -40º необхідний тиск не більше 0, 4 МПа і щільність менше 0, 03 г / см³. На практиці при необхідності газ підігрівають, що перешкоджає переходу в рідку фазу.
Конструкція елегазового вимикача
Якщо порівнювати елегазові пристрої з аналогами інших видів, то по конструкції вони найближче до масляним приладів. Різниця полягає в наповненні камер для гасіння дуги.
В якості наповнювача у масляних вимикачів використовується масляна суміш, а у елегазових - 6-фториста сірка. Перевага другого варіанта в довговічності і мінімумі технічного обслуговування.
Схема елегазового пристрою колонкового типу. Дугогасительниє модулі, закріплені на високій стійці, знаходяться у верхній частині, шафа управління - в нижнійСпособи гасіння електродуги залежать від багатьох чинників, серед яких вирішальними є номінальний струм і напруга, а також умови використання пристрою.
Всього виділяють чотири види ЕВ:
- з електромагнітним дуттям;
- з дуттям в елегазі - з 1 ступенем тиску;
- з поздовжнім дутьем - з 2-ма ступенями тиску;
- з автогенерірующім дутьем.
Якщо в повітряних приладах в процесі гасіння дуги газ надходить в атмосферу, то в елегазових він залишається в замкнутому просторі, наповненому газовою сумішшю. При цьому зберігається невеликий надлишковий тиск.
Подвійні колонкові і бакові пристрої
На практиці застосовуються два види елегазових установок:
- бакові;
- колонкові.
Відмінності стосуються як конструкційних особливостей, так і принципу гасіння електродуги. За зовнішнього пристрою колонкові нагадують маломасляний аналоги: складаються з двох функціональних частин - дугогасительной і контактної, мають однаково об'ємні розміри.
Пристрої, що вимикають розраховані на роботу від мережі 220 В і відносяться до однофаз обладнання. Приклад елегазового вимикача колонкового типу - LF 10 Schneider Electric.
Управління обладнанням може здійснюватися двома різними способами: вручну, коли регулювання і контроль здійснюються за допомогою механічних пристроїв, і дистанційно, автоматичноБакові елегазові прилади менше за розмірами і оснащені приводом з декількома фазами. Такий розподіл дозволяє краще контролювати і плавно регулювати параметри напруги.
Одна з переваг бакових ЕВ - здатність витримувати збільшені навантаження. Така якість забезпечує впроваджений в конструкцію трансформатор струмуЗразком бакового пристрою є елегазові установка DT2-550 F3 Alstom Grid. Подібні пристрої позитивно зарекомендували себе в електросистемах з напругою 500 кВ.
Конструкція зібрана і оснащена таким чином, що функціонує без збоїв при низьких температурах (критичних), підвищеної вологості, а також в регіонах з сейсмічною активністю і перевищеній забрудненістю атмосфери.
Принцип гасіння дуги
Як спрацьовує пристрій, розглянемо на прикладі вимикача LW36 китайського виробника CHINT.
При відключенні пружина діє на динамічні елементи циліндра, і вони опускаються вниз. Всі контакти, крім дугогасильних, розмикаються. Коли від'єднуються і дугогасильні контакти, за якими проходить струм, виникає електрична дуга.
Гарячий газ переміщається в теплову камеру, спрацьовує зворотний клапан. Коли газ з теплової камери видувається в проміжок, відбувається гасіння дуги.
Якщо відбувається відключення невеликих за величиною струмів, то тиску в тепловій камері недостатньо, тому залучається тиск з компресійної камери (воно завжди вище). Відкривається зворотний клапан, газ безперешкодно надходить в проміжок і при переході через нуль гасить дугу.
Схема внутрішнього розташування і роботи рухомих, нерухомих клапанів, декомпрессионних, зворотних клапанів. Позиція 1 - включення; позиція 2 - відключення великих струмів; позиція 3 - відключення малих струмів; позиція 4 - відключення приладуСучасні колонкові установки мають поліпшені характеристики. Технічне обслуговування знижено до мінімуму, комутаційний ресурс збільшений. Елегазові вимикачі відрізняються низьким рівнем шуму, надійної механікою, простотою монтажних і випробувальних робіт.
Регулювання бакових моделей проводиться за допомогою приводу і трансформаторів. Пружинний або пружинно-гідравлічний привід контролює процеси включення / відключення, рівень утримання електродуги.
Для чого потрібен привід?
Привід покликаний виконувати всі операції, пов'язані з включенням / виключенням або утриманням установки в певному положенні. На схемі показано, де саме може розташовуватися привід. Зазвичай це поверхня землі або невисока опора, що забезпечує обслуговуючому персоналу легкий доступ до регулюючих пристроїв.
Схема конструкції бакового вимикача: 1 - порцелянові або полімерні модулі; 2 - трансформатори; 3 - бак з газогасітельним пристроєм; 4 - камера з газом; 5 - привід гідравлічного типу; 6 - металева рама; 7 - роз'єм для введення елегазуПривід складається з механізму включення, фіксуючого пристрою - засувки, розчіплює механізму. Процес включення повинен відбуватися максимально швидко, що уникнути приварювання контактів.
Під час включення докладають великих зусиль для подолання сили тертя всіх задіяних елементів. Відключення проводиться простіше і полягає в зворотному русі засувки, яка забезпечує включення і його утримання.
Способів включення / відключення кілька:
- механічний;
- пружинний;
- вантажний;
- пневматичний;
- електромагнітний.
Для малопотужних систем використовують ручне управління. У цьому випадку досить сили одного оператора. Вимкнення ручних механізмів зазвичай здійснюється в автоматичному режимі. Пружинний привід також наводиться в дію вручну, але іноді залучаються малопотужні електродвигуни.
Традиційне розташування приводу - близько монтажної металевої рами. Цілісність і функціонування механізму забезпечує міцний металевий кожух - ящик зі зручною дверцятами для операторської роботиДля застосування електромагнітного приводу потрібно більше енергії, тому необхідний постійний джерело струму приблизно 58 А з напругою 220 В. В якості резервного механізму відключення є ручний важіль. Електромагнітні пристрої відрізняються надійністю, тому їх успішно експлуатують в зонах з суворими зимами. Мінус - потреба в потужному акумуляторі.
Пневматичний привід відрізняється тим, що замість електромагніту головним робочим елементом є пара циліндр / поршень. Завдяки стислому повітрю швидкість включення набагато вище, ніж у попередніх моделей.
Переваги і недоліки використання ЕВ
Елегазові вимикачі, як і інші типи електророзподільних пристроїв, мають ряд переваг і недоліків. При виборі установки виробляють необхідні розрахунки і, крім технічних характеристик і конструкційних особливостей, враховують плюси і мінуси моделей.
Елегазові вимикачі відрізняються універсальністю - їх використовують незалежно від напруги мережі Щоб погасити електричну дугу при настанні аварійного випадку, елегазові пристрою необхідні частки секунди Всі частини установки здатні працювати без ремонту протягом десятиліть, а елегаз не вимагає регулярної заміни Елегазові дугогасительниє пристрої легко справляються з відключенням високовольтних систем. Для порівняння - вакуумні аналоги не витримують високої напругиВимикачі елегазового типу функціонують в складних умовах з періодичними вібраціями, низькими температурами (з підігрівом), в пожежонебезпечних зонах.
До недоліків відносять високу вартість наповнювача - елегазу, специфіку монтажу на щит або фундамент, необхідність певної кваліфікації операторського складу.
Правила підключення і обслуговування ЕВ
Всі дії, що стосуються монтажу, включення / вимикання, ремонту та обслуговування елегазових пристроїв, підпорядковуються суворим правилам, які регламентовані ПУЕ 1.8.21.
Для підключення установки необхідно перевірити наявність мінімального тиску в газонаповненої камері, інакше вимикач вийде з ладу. Щоб запобігти пошкодженням, встановлена сигналізація, яка спрацьовує при критичному зниженні параметрів тиску. Рівень тиску можна відстежити за допомогою манометра.
У шафі приводу встановлені нагрівальні елементи, ефективно перешкоджають виникненню конденсату на елементах механізму. Оператору необхідно стежити, щоб нагрівачі постійно перебували у включеному стані.
Огляд установки проводиться щодня в світлий час доби і приблизно 2 рази на місяць в темний час доби. Якщо сталося аварійне відключення по одній з причин, потрібно позаплановий оглядВ процесі огляду вимикача необхідно перевірити зовнішню захист, видалити забруднення, виправити ушкодження. Якщо нагріваються контакти, слід з'ясувати причину.
При наявності тріска, підозрілого шуму потрібно виявити джерело. Металева монтажна конструкція одночасно є частиною заземлювального контуру, тому слід перевіряти її цілісність.
Обов'язково знімаються показники манометра. Тиск повинен відповідно нормі, розрахованої виробником. Необхідно перевірити справність регулюючих і контролюючих приладів, а при виході з ладу одного або декількох елементів вжити заходів - зробити заміну або відправити в ремонт.
Якщо тиск газу зменшилася, слід поповнити камеру елегазом. Ізоляція в чищенні не потребує, так як конструкція повністю герметична.
Висновки і корисне відео по темі
Як влаштовані елегазові вимикачі, за яким принципом відбувається гасіння дуги і які бувають види пристроїв, ви можете дізнатися з корисного і інформативного відео.
Відео # 1. Огляд елегазових вимикачів з описом пристрою і принципу роботи:
Відео # 2. Особливості конструкції установок:
Відео # 3. Як проводиться монтаж вимикача:
Елегазові вимикачі виходять з заводського конвеєра в повній експлуатаційної готовності і призначені для роботи в різноманітних кліматичних зонах, від тропічної до холодної, тому активно застосовуються промисловими компаніями різних країн.