A kompakt SF6 szigetelt gyűrűs főegységeket világszerte széles körben használják városi és vidéki elektromos hálózatokban, szélerőművekben, középfeszültségű{1}}kapcsolóállomásokban, gyári áramelosztásban és kereskedelmi épületekben. Ezért ezek egyben áramelosztó termékek is, amelyeket különböző országok áramszolgáltató vállalatai kezelnek, és a különböző régiókban eltérő követelmények vonatkoznak. Ez a cikk ezeket az alkalmazási követelményeket elemzi.
Miután a városi és vidéki villamosenergia-hálózatok elektromos áramát 24/12 kV-ra alakítják át a nagyfeszültségű-primer alállomásokon, számos regionális másodlagos alállomásra van szükség az áram elosztásához a felhasználói terminálok között. Az SF6 teljesen szigetelt gyűrűs főegységek, mint a másodlagos áramelosztás alaptermékei, széles körben alkalmazhatók és nagy mennyiségben használatosak. A gyűrűs főegységek biztonsága és megbízhatósága közvetlenül befolyásolja az áramelosztó hálózat stabilitását. Bár a tipikus SF6 teljesen szigetelt gyűrűs főegységek megfelelnek az alkalmazási követelményeknek, egyes országok és régiók biztonsági és alkalmazási megfontolások alapján speciális követelményeket fogalmaztak meg.
Az SF6 gyűrűs főegység teljesen zárt rendszer; minden feszültség alatt álló része és kapcsolója rozsdamentes acél házba van zárva. A teljes kapcsolókészüléket nem érintik a külső környezeti feltételek, így biztosítva a működési megbízhatóságot és a személyi biztonságot, valamint a karbantartás--mentes működést. A bővíthető gyűjtősínek kiválasztásával bármilyen kombináció elérhető, megvalósítva a teljes modularitást. A meghosszabbított gyűjtősín teljesen szigetelt és árnyékolt, ami nagy megbízhatóságot és biztonságot garantál. Megfelel az olyan szabványoknak, mint az IEC62271-1, EC62271-100, IEC62271-200, IEC60265 és IEC60480.
Környezeti követelmények
1. Magas páratartalmú területek
A magas páratartalmú helyeken gyakran fordul elő páralecsapódás. Míg a gázkamrában lezárt primer kör érintetlen marad, a működési mechanizmus és a szekunder körök védelmet igényelnek. Különös figyelmet kell fordítani a biztosítéktérben lévő páralecsapódásra. Például egy ipari felhasználó Ausztráliában egy gyűrűs főegységet telepített egy kültéri szekrénybe. Reggel be volt kapcsolva, este pedig kikapcsolt, amikor nem volt terhelés. Egyik nap, amikor egy biztosítékot cseréltek, súlyos korróziót találtak a biztosítéktartón. Mivel a biztosítékrekesz fedele és teste teljesen tömített volt, megfelelt az IP67 követelményeknek, és a szilikongumi tömörítés biztosította, hogy a nagy-feszültségű biztosíték ellenálljon a tápfrekvenciás és a szekrény közötti feszültségnek, ezért nem lehetett nedvesség bejutni a biztosítékrekeszbe, ami a felhasználót zavarba hozta.
20 Celsius fokos hőmérsékletet, 80%-os relatív páratartalmat és 16,4 Celsius fokos harmatpontot feltételezve a biztosíték beszerelésekor, és a beépítési folyamat hosszadalmas, a biztosítékrekesz beszerelés után le van zárva, ideális esetben teljesen el van szigetelve a külső környezettől, a burkolaton belüli páralecsapódás feltételei a következők: 25 relatív hőmérséklet: 25 relatív Celsius fok páratartalom 60% a biztosíték beszerelésekor, és a kezdeti levegő hőmérséklet és páratartalom a burkolaton belül megegyezik a környezeti hőmérséklettel és páratartalommal a biztosíték beszerelésekor, amint az az alábbi táblázatban látható, a kondenzációs hőmérséklet 16,7 Celsius fok. Mivel a berendezést éjszaka leállítják, a környezeti hőmérséklet csak 5-10 Celsius-fok, és a páralecsapódás harmatpontja mindig alacsonyabb, mint a környezeti hőmérséklet. A biztosítékrekesz belsejének a legalacsonyabb levegő hőmérsékletű területen kell lennie. A rekeszben a legalacsonyabb hőmérsékletű rész a biztosíték fedele. Ezért a biztosíték fedelén lévő biztosíték eléri a harmatpont hőmérsékletét, ami páralecsapódást okoz. Ez a ciklus megismétlődik, ami az ezüstözött oxidációt és a biztosítéktartó súlyos korrózióját eredményezi. Ezért a gyűrűs főegységeknek figyelembe kell venniük ezt az alkalmazási forgatókönyvet, és szárazon kell tartaniuk a nagyfeszültségű biztosítékteret. A biztosítékok cseréjekor be kell tartani a páratartalom feltételeit az expozíciós idő minimalizálása érdekében. Szükség esetén a megszakító szekrényeket ki kell cserélni a kombinált elektromos vezérlőszekrényekre.
2. Magas-tengerszinti területek
Gázszigetelt kapcsolóberendezéseknél, mivel a fő feszültség alatt álló áramkörök mindegyike zárt, gázzal-töltött dobozokban található, és a külső csatlakozások szilárd szigetelést használnak, a külső szigetelésen lévő légköri nyomás nem befolyásolja őket. Gázszigetelt kapcsolóberendezéseknél a gázdoboz szilárdsága az elsődleges szempont. A dél-amerikai országokban, mint például Chile, a tengerszint feletti magasság általában 3500 méter körül van. Az SF6 kompakt gyűrűs főegységek esetében a magasság hatása főként a légköri nyomás változásaiban tükröződik. 3500 méteres magasságban a légköri nyomás 0,065 MPa. Feltételezve, hogy a töltési nyomás 0,13 MPa abszolút nyomás, 1000 méteres magasságban a nyomáskülönbség a gázdobozon belül és kívül 0,04 MPa.
3000 méteres magasságban azonban a nyomáskülönbség eléri a 0,065 MPa-t. Ilyen körülmények között a gázdoboz kitágul, ami szakadáshoz és szivárgáshoz vezethet. Az általános gyakorlat a megerősített levegődoboz használata, a nyomáscsökkentő szelep, a tömítőgyűrűk és egyéb szerkezetek megerősítése, valamint a felfújási nyomás megfelelő csökkentése a szigetelés biztosítása mellett. Nemcsak a tényleges működési feltételeket kell figyelembe venni, hanem azt is, hogy a szállítás nagy-magassági területeken halad-e át, alacsony-nyomású vagy nyomás nélküli-szállítást használva, hogy biztosítsa a termék légtömörségét és megelőzze a légdoboz szilárdságának károsodását.
Biztonsági követelmények
1. Belső ívhiba-besorolás és nyomáscsökkentési módszerek
A tengerentúli ügyfelek számára a kapcsolóberendezések belső ívhibáival szembeni ellenállás kötelező, mivel az emberi biztonság a legfontosabb. A gyűrűs főegységeknek (RMS) át kell menniük a belső ívhiba teszteken, beleértve a kábelteret és a gázdobozt, amelyeknek meg kell felelniük egy AFL 20 kA 1s-os teszten. Általában csak az AFL elülső részének és oldalainak kell megfelelniük a szabványnak, figyelembe véve a falra -szerelt telepítést; a hátsó védelem általában nem szükséges. Sok RMS egység külön transzformátor alállomásokba vagy kültéri házakba van beépítve; ezért a nyomáscsökkentési módszerek főként a következőket foglalják magukban:
Kábelárok nyomáscsökkentése: A belső ívnyomás az RMS gázdobozban és a kábelrekeszben közvetlenül a kábelárokba kerül a kábelrekesz hátulján található nyomáscsökkentő csatornán keresztül. Egyes kialakítások a kábelárok hátsó részét külön nyomáscsökkentő rendszerrel zárják le, de ez csökkenti a kábelárok méretét, megnehezítve a telepítést.
Felül-Hátsó nyomáscsökkentés: A nyomás a hátsó csatorna felső részén keresztül szabadul fel. Kilépés után a légáram a szekrény tetején halad végig, már nagy utat megtett. Ez jelentősen csökkenti az égési láng hatását, és minimalizálja a berendezések és a személyzet károsodását. Megakadályozza, hogy a nyomás a kábelárokba kerüljön, ami károsíthatja a kábeleket, vagy hogy az ívnyomás közvetlenül a gázkamra tetejéről a kapcsolóterem tetejére kerüljön, ami potenciálisan megsérülhet a szekrény előtt álló személyzetben vagy további károkat okozhat más berendezésekben.
Alsó-szintű puffernyomás-csökkentés a gyűrűs főegységekhez: Egyes európai országokban, például Belgiumban, megkövetelik a gyűrűs főegységek ilyen módon történő-csökkentését. Amint az ábrán látható, a kapcsolóberendezésnek közös alapja van. Az alaptér pufferként működik az ív ellen, gyorsan csökkenti a nyomást és az energiát, mielőtt kiengedné a hátul lévő 200x200 mm-es nyíláson keresztül, minimalizálva ezzel az emberek és a berendezések sérülését.
2. Kábelellenállási feszültség teszt
Az IEC 62271-200 szerint a kapcsoló- és vezérlőberendezéseket úgy lehet megtervezni, hogy lehetővé tegyék a tesztelést, miközben kábelek vannak rájuk csatlakoztatva. Ezt külön tesztcsatlakozásokkal vagy kábelvégződésekkel lehet végrehajtani. Ebben az esetben a kapcsoló- és vezérlőberendezésnek ki kell bírnia a szabványban meghatározott névleges kábelpróbafeszültséget, amely a még csatlakoztatott részekre vonatkozik, míg a névleges feszültség a kábel ezen szakaszaira vonatkozik. A fő áramkört úgy tervezték, hogy a kábeltesztelés alatt feszültség alatt maradjon.
