Gázszigetelt kapcsolóberendezések: alkatrészek, felhasználások és karbantartás

Mi az a gázszigetelt kapcsolóberendezés és hogyan működik

A gázszigetelt kapcsolóberendezések, amelyeket általában GIS-nek is neveznek, elektromos kapcsoló- és védőberendezések kompakt szerelvénye, amelyeket szigetelőgázzal, leggyakrabban kén-hexafluoriddal (SF6) töltött fémburkolatok belsejében helyeznek el. A gáz kiváló dielektromos szilárdságot és ívoltó tulajdonságokat biztosít, lehetővé téve, hogy a nagyfeszültségű alkatrészek, például megszakítók, szakaszolók, földelőkapcsolók, áramváltók és gyűjtősínek sokkal kisebb méretűek legyenek, mint a hagyományos légszigetelt kapcsolóberendezésekkel (AIS). Ez különösen értékessé teszi a GIS-t városi területeken, hegyvidéki terepen, offshore platformokon vagy bárhol, ahol a rendelkezésre álló terület korlátozott vagy költséges.

Mivel az összes feszültség alatt álló alkatrész teljesen zárt és el van szigetelve a külső környezettől, a GIS erős védelmet nyújt a szennyezés, a sópermet, a nedvesség és a por ellen is, így előnyös választás a part menti régiókban vagy olyan erős ipari szennyeződésekkel küzdő területeken, amelyek egyébként idővel tönkretennék a kitett levegőszigetelt berendezéseket.

A térinformatikai összeállítás fő összetevői

A gázszigetelt kapcsolóberendezés Az öböl több moduláris komponensből épül fel, amelyek mindegyike saját gáztömör rekeszben van elhelyezve, és szigetelt sorompókon keresztül csatlakozik a szomszédos modulokhoz. Ezen összetevők megértése segít tisztázni, hogy a rendszer hogyan látja el biztonságosan a kapcsolási, védelmi és leválasztási funkciókat egy zárt házban.

• Áramköri megszakító: megszakítja a hibaáramot az SF6 gáz ívoltó képességével, amely jellemzően több tízezer amperes megszakítási kapacitásra van méretezve.
• Szakaszoló (leválasztó): látható szakadást biztosít az áramkörben a karbantartás biztonsága érdekében, bár nem szakítja meg a terhelési áramot.
• Földelő kapcsoló: földeli a gyűjtősín vagy az adagoló feszültségmentes részét a karbantartó személyzet védelme érdekében.
• Áram- és feszültségtranszformátorok: pontos mérési jeleket szolgáltatnak a védelmi relékhez és a mérőrendszerekhez.
• Gyűjtősín-rekeszek: áramot vezetnek a terek között, és jellemzően a szerelvény legnagyobb gázzal töltött részei.
• Kábel- vagy gázszigetelt vezetékvégek: csatlakoztassa a kapcsolóberendezést a kimenő betáplálókhoz vagy távvezetékekhez.

GIS a levegőszigetelt kapcsolóberendezésekhez képest

A GIS és az AIS közötti választás a helyszín körülményeitől, a költségvetéstől és a hosszú távú karbantartási szempontoktól függ. Az alábbi táblázat összefoglalja azokat az elsődleges különbségeket, amelyeket a mérnökök mérlegelnek az alállomások tervezése során.

GIS vs AIS összehasonlítás

Feszültségosztályok és tipikus alkalmazások

A gázszigetelésű kapcsolóberendezéseket széles feszültségtartományban gyártják, a 12-40,5 kV körüli középfeszültségű elosztórendszerektől egészen az 550 kV-ot meghaladó nagyfeszültségű átviteli alkalmazásokig. Átviteli szinten a térinformatikai rendszert gyakran választják a nagyobb erőműveket, tengeri szélerőműveket vagy regionális hálózatok közötti összeköttetéseket összekötő alállomások esetében, ahol a megbízhatóság és a helytakarékosság indokolja a magasabb berendezésköltséget. Elosztási szinten a térinformatikai rendszer elterjedt az épületekbe vagy földalatti boltozatokba épített városi alállomásokon, ahol a kompakt méretek lehetővé teszik a kapcsolóberendezések terhelési központok közelében történő elhelyezését anélkül, hogy nagy, bekerített udvarra lenne szükség.

Telepítési és helyszíni szempontok

Mivel a GIS házak gyárilag össze vannak szerelve és pontos tűréshatárok szerint tesztelve, a telepítés során gondosan oda kell figyelni a helyszín előkészítésére és kezelésére, hogy elkerülhető legyen a szennyeződés a gázkamrákba.

• Győződjön meg arról, hogy az alállomás épülete vagy burkolata megfelelő távolságot biztosít a modul szállításához és a jövőbeni karbantartáshoz.
• Ügyeljen a szigorú tisztaságra a helyszíni összeszerelés során, mivel a gázkamrákban lévő por vagy nedvesség csökkentheti a dielektromos szilárdságot.
• A kapcsolóberendezés bekapcsolása előtt ellenőrizze a gáznyomást és a tisztaságot részleges kisülési teszttel.
• Óvatosan tervezze meg az alapterhelési számításokat, mivel a GIS-rekeszek bár kompaktak, területegységenként nehezebbek, mint az ezzel egyenértékű AIS-berendezések.

Karbantartás, felügyelet és gázkezelés

A GIS rendszeres karbantartása elsősorban a gáznyomás és -sűrűség figyelésére összpontosít, nem pedig a kitett AIS-komponensek gyakori fizikai ellenőrzésére. A legtöbb modern térinformatikai rendszer tartalmaz sűrűségfigyelőket, amelyek riasztást indítanak el, ha a gáznyomás egy biztonságos küszöb alá csökken, ami szivárgást vagy a tömítés romlását jelezheti. Mivel az SF6 erős üvegházhatású gáz, sok közszolgáltató a környezeti megfelelőségi jelentés részeként a kumulatív gázszivárgási arányokat is nyomon követi, és egyes gyártók a szigorodó szabályozásokra válaszul alternatív szigetelőgáz-keverékeket vezettek be, amelyek alacsonyabb környezeti hatással bírnak.

A részleges kisülésfigyelő rendszereket egyre gyakrabban telepítik a térinformatikai rendszer mellé, hogy a szigetelés romlásának korai jeleit még a hiba kialakulása előtt észleljék, lehetővé téve a közművek számára, hogy proaktívan ütemezzék a karbantartást, ahelyett, hogy egy nem tervezett leállásra reagálnának.

Biztonsági szempontok a személyzet számára

Míg a GIS burkolatok nagymértékben csökkentik a feszültség alatt álló részekkel való véletlen érintkezés kockázatát a szabadtéri berendezésekhez képest, a GIS körül dolgozó személyzetnek továbbra is szigorú eljárásokat kell követnie, különösen a gázkamrák tekintetében. Ritka belső hiba esetén az SF6 gáz bomlási melléktermékei mérgezőek lehetnek, ezért a technikusok képzést kapnak a rekeszek megfelelő szellőztetésére és gázelemző berendezés használatára, mielőtt bármely szakaszt karbantartás céljából kinyitnának. A leválasztó-tagolási eljárások, amelyeket a szakaszolók által biztosított látható törés erősít meg, továbbra is alapvető fontosságúak a gyakorlati munka megkezdése előtt, még akkor is, ha a kapcsolóberendezés tömített kialakítása már minimálisra csökkenti a hagyományos szabadtéri telepítésekkel kapcsolatos számos veszélyt.