Элегазовое оборудование это: Современные виды элегазового оборудования высокого напряжения

Современные виды элегазового оборудования высокого напряжения

Современные виды элегазового оборудования высокого напряжения

Ю. Н. Зацаринная
Т. А. Нурмеев

В настоящей статье я рассматриваю открытие свойств электрического газа и как результат внедрение этого компонента в современные виды электрического оборудования высокого напряжения. Определение электрического газа для шестифтористой серы или наиболее известное под названием «элегаз» ввел советский ученый Ленинградского физико-технического института М.Б. Гохберг. Он первый сформулировал идею о возможном введение элегаза в качестве изоляционной среды для оборудования высокого напряжения, проведя многочисленные исследования электрических свойств ряда газов в 30-ых годах прошлого столетия.

Что же такое элегаз? Прежде всего это шестифтористая сера, именуемая как SF6, в газообразном состоянии не имеет цвета, запаха, негорючий, без токсинов и взрывобезопасный. Элегаз – электроотрицательный газ, то есть его молекулы взаимодействуют с электроном, что способствует образованию устойчивому отрицательному иону. Молекулы элегаза представляют собой максимально компактное и максимально симметричное образование отрицательных атомов с большой молекулярной массой.

Элегаз нашел широкое применение в высоковольтных распределительных устройствах (ВРУ). Беспрецедентные положительные характеристики элегаза, такие как: высокая компактность, низкий уровень шумов, защита от случайных контактов с токоведущими частями, металлическая оболочка, пожаробезопасность — все они нашли свое применение в высоковольтных распределительных устройствах. Пространство, которое требуется для РУ с элегазом примерно в 10 раз меньше пространства, требуемого для обыкновенной подстанции, как следствие такое элегазовое оборудование с изоляцией элегаза можно устанавливать на РУ в густонаселенных районах. Кроме того, элегаз обладает устойчивостью к внешним условиям, поэтому элегазовое РУ может применяться даже в химической промышленности.

Внедрение элегаза в выключатели высокого напряжение обусловлено его превосходным дугогасительным свойствам, а именно: дугогасительная способность электрического газа в 4-5 раз выше, чем у воздуха при равных условиях.

Благодаря составу плазмы обладает нагревостойкостью до 800 градусов по цельсию, а также теплоемкостью, негорючестью, теплопроводностью и электропроводностью. Способность быстро восстанавливать электрическую прочность промежутка после угасания электрической дуги в элегазе позволяет выигрывать у воздуха на порядок. Все перечисленные выше характеристики позволяют использовать элегаз в выключателях.

Элегазовые выключатели обладают максимально высокой устойчивостью к самым строгим требованиям: выключение от питания максимальных токов короткого замыкания и бесперебойное напряжение токов громадных нагрузок. Элегазовые выключатели отличаются комфортабельностью в эксплуатации. Для стабильной работы элегазовых выключателей содержание влаги в элегазе не должно быть выше сто милионных долей по объёму. Для выполнения требуемого условия в течение меж ревизионного срока (примерно 10 лет) нужна сушка элегаза перед использованием оборудования и принятие мер, которые требуются для поддержания влажности на допустимом уровне.

В настоящее время элегаз начал широко применяться и в высоковольтных кабелях и токопроводах. Использование элегаза в высоковольтной изоляции кабелей объясняется очень высокой пропускной способностью элегаза, такие кабели применяются: в передаче электроэнергии в районы с многочисленной плотностью промышленных предприятий и обеспечивают соединение электрических станций с трансформаторными подстанциями или распределительными устройствами.

Элегаз может применяться и в трансформаторах, так как характеристики, позволяющие использовать электрический газ во внутренней изоляции трансформатора, не только отвечают строгим требованиям, но и превосходят изоляции с иными наполнителями: высокий коэффициент теплоотдачи, негорючесть, нетоксичность, легкий вес, а высокая эксплутационная безопасность нашла своё применение и в горной промышленности.

Подводя итог публикации, считаем очень важным обратить внимание на отрицательные особенности элегаза. Эксплутационная способность элегаза замечательно служит в равномерном поле, в котором электрическая плотность рассчитывается по формуле:

Uр = 8,9XрXl

где р — давление, l — расстояние между электродами.

Следует обратить внимание, что в резко неоднородном поле появляются перенапряжения электрического поля, что приводит к возникновению коронного разряда. Появление короны, несмотря на её грациозный и впечатляющий вид со стороны, пагубно влияет на элегаз, так как происходит его разложение на низшие фториды, именуемые в таблице Менделеева как SF2 и SF4 соответственно. Они разрушают многие конструкционные материалы, которые используются в дугогасительных устройствах. Еще одно отрицательное свойство элегаза — переход из газообразного состояния в жидкое при относительно высоких температурах.

Но большинство отрицательных сторон элегаза устраняются, например: бак элегазового выключателя нагревают до 12 градусов по цельсию для того, чтобы исключить переход элегаза в жидкое состояние. Для того чтобы элегаз не терял своих технических свойств в результате контакта с поверхностями аппарата, на его части наносят тонкую алюминиевую пленку.

На основе анализа научно-технической литературы можно сделать следующий вывод. Элегаз, как дугогасительная среда, нашел широкое применение в различных электротехнических устройствах, в силу ряда своих преимуществ перед уже существующими диэлектрическими средами, используемых в электротехническом оборудовании. Это такие характеристики, как пожаро- и взрывобезопасность, высокая диэлектрическая прочность, высокая теплопроводность, способность захватывать свободные электроны и малое время, необходимое для восстановления электрической прочности после пробоя и др. Благодаря этим свойствам, у оборудования, использующего элегаз, существенно уменьшаются масса и габариты, безопасность, срок службы, а так же снижаются затраты на обслуживание. Таким образом, элегазовое оборудование имеет хорошие перспективы для дальнейшего распространения, развития и усовершенствования.

Назад

Элегазовое оборудование — будущее электротехнической промышленности

02 февраля 2016

Что такое элегаз

Элегаз или шестифтористая сера представляет собой нетоксичный газ, который не имеет ни цвета, ни запаха. Он тяжелее воздуха, обладает электрической прочностью и высокой дугогасящей способностью. Благодаря именно этим качествам элегаз стал «главным героем» сценария развития электротехники в промышленных масштабах.

С каждым годом растет количество потребляемых мощностей, что приводит к росту напряжения и увеличению габаритов электротехнического оборудования, размеров выключателей и изоляторов. Подстанции занимают все больше и больше места. А если использовать герметизированное элегазовое распределительное оборудование, то занимаемая площадь станет в 10 раз меньше. А это дает возможность размещать подстанции в помещении, защищая их от вредного воздействия внешней среды.

Использование элегаза дало возможность создать аппаратный комплекс для такого высокого напряжения, как 1,5 млн. вольт. Комплекс состоит из закрытых объемов, которые заполнены газом, и в которых размещаются все составляющие. При напряжении в 20 кВ такой комплекс может быть модульным и очень компактных размеров.

Модульное исполнение

В последнее время данный вид исполнения стал очень популярен, так как электротехническое оборудование разделяется на взаимозаменяемые модули, что облегчает его эксплуатацию. Именно поэтому такой способ широко используют при обустройстве комплексного распределительного оборудования.

Модульное исполнение также дает возможность сохранять конструкторское решение, удовлетворяя потребностям разных потребителей, ведь при необходимости можно заменить лишь отдельные блоки системы.

Если основной задачей электротехнического оборудования является управление определенными технологическими процессами, то модульная система дает возможность осуществить переналадку оборудования очень быстро. Ускорить этот процесс можно и в случае замены навесного монтажа монтажом печатным, выполненным на отдельных платах.

Соединение модулей лучше всего осуществлять с помощью специальных контактных соединений разъемного типа.

Составляющие элементы

Кроме того, что боксы в составе модульной системы заполнены элегазом, данное электротехническое оборудование мало чем отличается от обычного. Но все-таки о некоторых нюансах напомнить стоит.

Построение модульной системы состоит из таких этапов:

• Скрутка проводов и кабелей, которая осуществляется специальным устройством.
• Волочение проволоки, которое происходит со строгим соблюдением сложного технологического процесса.
• Изготовление обмоток — операция, которая осуществляется при изготовлении любого электротехнического оборудования. Сегодня это процесс автоматизирован и является беспрерывным.
• Многооперационная штамповка деталей, которая производится с помощью одной машины, все операции на которой объединены одним ритмом. Чтобы понять уровень производительности такой машины, достаточно сказать, что для выполнения такого же объема, но вручную, понадобится цех.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что развитие энергетики немыслимо без подобного оборудования с применением элегаза.

Звоните нам по телефону (812) 380-84-72, +7 (812) 380-84-32, или пишите на E-mail: [email protected]

Разборка оборудования для SF6, необходимого для надлежащей обработки газа SF6

Использование правильного газового оборудования SF ₆ является важным элементом, когда речь идет о снижении потенциальных выбросов SF ₆ . Не знаете, с чего начать, что вам нужно для правильного и безопасного обращения с газом SF ₆ ? Не беспокойтесь — мы разберем все это для вас ниже.

Гексафторид серы, или газ SF ₆ , в основном используется в качестве электрического изолятора и дугогасителя, чаще всего в электротехнической промышленности в автоматических выключателях и распределительных устройствах в качестве электрической изоляции. СФ 9Газ с номером 0003 6 также используется в самых разных отраслях, некоторые из которых могут вас даже удивить, например, в офтальмологии, производстве оконных стекол и даже в обувной промышленности. SF ₆ — это искусственный газ, который является инертным, нетоксичным и обладает непревзойденной диэлектрической прочностью, а также отличными способностями улавливания тепла, что делает его таким широко используемым газом.

Хотя газ SF ₆ широко используется в современном мире, у этого уникального газа есть и обратная сторона. Известно, что SF ₆ обладает значительным потенциалом глобального потепления (ПГП), который в 23 500 раз превышает потенциал двуокиси углерода, поэтому он был назван одним из шести парниковых газов, которые следует контролировать в рамках Договора о глобальном потеплении от 1997. Учитывая, что даже самая маленькая утечка из SF ₆ может нанести серьезный вред окружающей среде, крайне важно избегать любых выбросов, насколько это возможно. Тщательное обучение обращению с газами и передовой опыт — отличное начало, но важно также убедиться, что на вашем предприятии используется современное оборудование без выбросов SF ₆ — от фитингов до систем регенерации.

Фитинги, клапаны и муфты

В качестве первого шага важно убедиться, что все фитинги, используемые в вашем оборудовании, должным образом уплотнены и проверены на герметичность. DILO предлагает современные клапаны и муфты, которые самоуплотняются и служат более надежной заменой для создания уплотнения с уникальной конструкцией шпунт-паз.

Понимание того, как уплотняются различные переходники, является важным аспектом правильного обращения с газом. Давайте рассмотрим и определим некоторые из наиболее часто используемых типов фитингов и адаптеров и обсудим, как устранить протечки с помощью надлежащих методов сборки и герметизации:

Фланцевые муфты уплотняют две плоские поверхности вместе с помощью уплотнительного кольца. и рифленый участок на одной из поверхностей. Когда две стороны соединяются с контактом металл-металл, уплотнительное кольцо сжимается и создает уплотнение. Эти фитинги обычно используются на GIE.

Фитинги с цилиндрической резьбой уплотнены на «носовой части» (нижняя часть резьбовой части) или на «лицевой стороне» (верхняя часть резьбовой части ниже шестигранной части) с помощью уплотнительного кольца или медной прокладки. Эти фитинги можно легко использовать повторно, заменив уплотнение, и для них не требуется резьбовой герметик.

NPT (национальная трубная резьба) или коническая резьба уплотнение, когда фитинг затянут, а скошенные края резьбы сжимаются друг относительно друга из-за конусности фитинга. Они обычно используются на переходниках, но требуют жидкого резьбового герметика/смазки или тефлоновой ленты для надлежащей герметизации и склонны к утечке по следующим причинам: 

• Неправильный тип герметика для резьбы 
• Неправильное использование ленты для резьбы 
• Использование затертых или поврежденных резьбовых фитингов NPT 
• Неправильное затягивание соединений на конической части за счет прямого контакта металла с металлом или с использованием медной прокладки между двумя развальцованными поверхностями. Также широко используется и предпочтительнее по сравнению с NPT, поскольку не требуется дополнительный герметик. Примечание. Фитинги с раструбом доступны в версиях JIC (37 градусов) и SAE (45 градусов), которые НЕ взаимозаменяемы.

  Развальцовочные фитинги подвержены протечкам по следующим причинам:

  • Использование углов JIC и SAE
  • Чрезмерная затяжка
  • Вмятины и царапины на поверхности развальцовки

  Компрессионные фитинги (два распространенных примера — Swagelok® и Parker®) обеспечивают уплотнение путем приложения определенного крутящего момента к компрессионной гайке. Когда гайка затягивается, феррула сжимается между гайкой и приемным фитингом. Концы феррулы зажимаются вокруг трубы, а середина феррулы изгибается в сторону от трубы, в результате чего феррула становится толще. В результате феррула герметизирует пространство между трубой, гайкой и приемным фитингом, тем самым образуя герметичное соединение. Эти фитинги требуют специальной процедуры затяжки для создания надлежащего уплотнения; чрезмерная затяжка повредит фитинг и вызовет утечки.

  Компрессионные фитинги подвержены протечкам по следующим причинам:

  • Неправильная установка и затяжка
  • Неправильное положение наконечников и хомутов
  • Забыть измерить зазор уплотнение металл-металл при затягивании. Фитинги DILO остаются герметичными в тех случаях, когда присутствует вибрация, при положительном давлении или вакууме, независимо от изменений температуры, а также могут многократно использоваться повторно. Их нельзя затягивать слишком сильно, но уплотняющие поверхности (гребень и канавка) должны содержаться в чистоте.

    Чтобы узнать больше об ассортименте клапанов, муфт, переходников и переходников, предлагаемых DILO, нажмите здесь.

    Нагревательное покрывало баллона

    Еще одним обязательным элементом оборудования для работы с газами SF ₆ является нагревательное полотно баллона. Одеяло нагревателя — это устройство, которое можно прикрепить к нижней части баллона и которое помогает предотвратить сжижение газа SF ₆ . Баллоны, заполненные газом SF ₆ , обычно содержат как паровую, так и жидкую формы газа. Использование цилиндрических нагревательных одеял позволяет вывести наибольшее количество SF ₆ из этого баллона при работе с газом, что, в свою очередь, помогает еще больше сократить выбросы. Вы можете прочитать больше об этом в нашем блоге о обогревателях.

    Оборудование для обнаружения утечек газа SF

    ₆ Газ

    Третьим устройством, помогающим снизить возможные выбросы газа SF ₆ , является оборудование для обнаружения утечек. Когда дело доходит до оборудования для обнаружения утечек, первый шаг — убедиться, что вы используете правильный тип оборудования для объема работ. В DILO доступны различные варианты портативных устройств для обнаружения утечек, в том числе SF 9.0003 6 Указатель/анализатор утечек, детектор утечек газа SF ₆ и портативный газоанализатор и детектор утечек SF ₆ .

    Детектор утечек 3-033-R002 обнаружит все галогенированные (содержащие хлор или фтор) хладагенты. Это недорогой инструмент, который можно хранить в ящике для инструментов или в рабочей машине, и он широко используется полевым персоналом.

    3-033-R502 — идеально подходит, если вам нужно что-то для обнаружения небольших утечек без перекрестной чувствительности к другим газам. Это устройство оснащено усовершенствованным датчиком NDIR (недисперсионное инфракрасное излучение), специально откалиброванным для обнаружения SF 9.0003 6 газ. Устройство определяет, сколько SF ₆ присутствует, по количеству света, который не проходит через датчик из-за того, что он поглощается SF ₆ — проще говоря.

    Его также можно использовать в качестве дополнения к СИЗ при входе в хранилища или другие места, где может скапливаться газ, поскольку он может количественно определять уровень SF ₆ в частях на миллион по объему. Пороговый уровень OSHA для SF ₆ в рабочей среде составляет 1000 PPMv.

    Другим вариантом оборудования для обнаружения утечек является SF 9. 0003 6 Монитор газовой камеры, обеспечивающий непрерывный мониторинг утечек в 16 отдельных зонах. Важно рассмотреть систему контроля помещения для внутренних подстанций с газовой изоляцией (ГИС), поскольку SF ₆ будет вытеснять кислород, создавая возможность удушья в помещении. С этим устройством также не требуется калибровка, а низкие пределы обнаружения позволяют быстро обнаруживать любые скопления газа SF ₆ , которые могут возникнуть на объекте.

    Отслеживание объема газа

    Устройства, способные отслеживать объем газа, также являются важным компонентом предотвращения утечек газа SF ₆ . Массовый расходомер DILO позволяет точно учитывать движение газа к выключателю и от него.

    Баллонные весы SF ₆ — это еще одно устройство, способное определять объем газа в баллонах. Эти электронные весы быстро и легко определяют количество газа при наполнении газового баллона.

    У вас есть какие-нибудь баллоны, которые некоторое время хранились? В следующем видеоролике Pro-tip Тобиас Пробст дает еще один полезный совет, касающийся тестирования баллонов SF ₆ , которые некоторое время хранились на складе.

    Тестирование и анализ газа

    Использование измерительного устройства, имеющего внутреннюю функцию извлечения или совместимого с мешком для сбора, также важно, чтобы избежать выброса SF ₆ в атмосферу во время испытаний. Мешок для сбора — это простой и экономичный способ сбора газа в случае, если его нельзя напрямую закачать обратно в автоматический выключатель.

    Еще одним важным устройством для безопасного тестирования и анализа газа является анализатор с нулевым уровнем выбросов. Подобный анализатор может хранить измеренный газ внутри устройства, во внешнем газовом баллоне или во внешнем газосборном мешке, и газ не выбрасывается в атмосферу после завершения измерения.

    Системы регенерации

    Наконец, еще одним важным фактором для снижения потенциальных выбросов газа SF ₆ является использование не только правильного размера, но и правильного типа установки регенерации для количества SF ₆ газ, с которым вы работаете. DILO предлагает приложение для расчета времени SF ₆ , которое поможет вам определить, какая газовая тележка подходит для ваших целей. Кроме того, обязательно ознакомьтесь с записью в нашем блоге о выборе правильной системы рекуперации газа SF ₆ !

    Обучение

    Как видите, существует много оборудования для работы с газами SF ₆ , задействованного в работе с газом с нулевым уровнем выбросов. Одним из наиболее важных и эффективных способов предотвращения выбросов SF ₆ является надлежащее обучение персонала, работающего с газом. Даже при наличии самого современного оборудования неквалифицированный/необученный техник может неосознанно создать SF 9.0003 6 выбросы.

    Вы ищете возможность обучения для себя или своих сотрудников? Семинар по управлению газом SF ₆ , который состоится в ноябре, — это экономичный и отличный способ узнать больше от отраслевых экспертов и учиться на практических занятиях.

    Зарегистрируйтесь сейчас!

    Как всегда, обращайтесь к нам с любыми вопросами, которые могут у вас возникнуть по работе с газами или оборудованию. DILO увлечен предотвращением выбросов SF ₆ , и наша команда SF ₆ специалисты всегда рады помочь!

    Что такое SF6? | Гексафторид серы объясненный

    Гексафторид серы, также известный как SF ₆ , представляет собой «парниковый газ», который уже давно играет роль в глобальном потеплении, подобно двуокиси углерода (CO ₂ ).

    CO ₂ уже много лет находится в центре внимания изменения климата. Высвобожденный в результате сжигания ископаемого топлива и других углеродоемких процессов, он создает покрытие, которое удерживает солнечное тепло в атмосфере Земли, нагревая планету и океаны. Это то, что известно как «парниковый эффект».

    SF ₆ также имеет этот эффект, но гораздо более мощный, чем CO ₂ . Сегодня более широкое понимание потенциала этого газа и необходимости достичь к 2050 году

    чистых нулевых выбросов углерода – 90 036 для решения проблемы изменения климата – заставляет переосмыслить его использование.
    
    

    Что такое парниковый газ SF6?

    SF ₆ — синтетический газ без запаха, который используется в электроэнергетике для обеспечения безопасной и надежной работы сетей. Он очень стабилен, нетоксичен, негорюч и электроотрицательен, что означает, что он не будет образовывать другие соединения, которые изменят его состояние и эффективность.

    SF ₆ исторически использовался в самых разных областях, от выплавки металла до заполнения панелей двойного остекления, но электроэнергетика — одно из немногих мест, где он все еще используется сегодня; из-за технических проблем с его заменой. И он используется в таких масштабах, что стал серьезным фактором, способствующим глобальному потеплению.
    

     

    Почему SF6 вреден для атмосферы?

    SF ₆ является одним из самых сильных парниковых газов, известных нам. Его высокая атмосферная стабильность и способность улавливать инфракрасное излучение означают, что он гораздо сильнее нагревает атмосферу Земли, чем CO 9. 0003 2 в течение более длительных периодов времени.

    На самом деле, по оценкам, за 100-летний период SF ₆ в 23 500 раз эффективнее улавливает инфракрасное излучение, чем CO ₂ ¹ , а это означает, что 1 кг SF ₆ имеет такое же воздействие как 23 500 кг CO ₂ . Попав в атмосферу, он имеет атмосферный срок жизни 3200 лет, что означает, что он может накапливаться без деградации в течение тысячелетий.
     

    Для чего используется SF6?

    
    Около 80% SF ₆ , используемых во всем мире, приходится на передачу и распределение электроэнергии. ² Электрооборудование среднего и высокого напряжения содержит SF ₆ для изоляции токоведущих частей и для включения и выключения протекания электрического тока. Это же оборудование также используется для подключения производства и хранения возобновляемой энергии.

    В возобновляемых технологиях также используется газ – например, распределительные устройства для ветряных турбин используют его для предотвращения перегрузок.

    В электронике SF ₆ используется в полупроводниковых устройствах компьютеров, смартфонов, консолей и аккумуляторов для электромобилей.

    Электрическое оборудование спроектировано таким образом, чтобы избежать выброса этого газа в атмосферу, но утечки могут происходить в течение его срока службы. SF ₆ также может быть выпущен во время производства, установки, технического обслуживания или вывода оборудования из эксплуатации.
     

    Как удаление SF6 поможет в борьбе с изменением климата?

    Эффективность SF ₆ , выбрасываемый в атмосферу земли, может оказать существенное влияние на глобальное потепление. Ежегодные выбросы SF ₆ выросли на 24% в период с 2008 по 2018 год, в основном из-за растущего использования распределительных устройств, использующих газ, в развивающихся странах.

    По оценкам, в 2008 г. во всем мире было выброшено 7 300 тонн, а в 2018 г. этот показатель вырос до 9 040 тонн. Для сравнения, 9 000 тонн SF ₆ соответствуют выбросам парниковых газов примерно 44 миллионами легковых автомобилей, эксплуатируемых в течение одного года, или 103 миллиона тонн сжигаемого угля. ³

    Также считается, что уровень выброса SF ₆ в атмосферу Земли сильно занижен, поскольку отследить его выброс в развивающихся странах сложно.
     

    Как можно сократить производство SF6?

    Чтобы предотвратить попадание в атмосферу более вредного SF ₆ , разрабатываются решения для замены SF ₆ более экологичными альтернативами .

    В настоящее время мы сотрудничаем с Hitachi Energy в Великобритании для разработки и развертывания первого в мире SF 9.0003 6 Запасной продукт для установленных высоковольтных распределительных устройств с элегазовой изоляцией. Использование этого нового решения означает, что мы можем избежать затрат на замену оборудования и уменьшить его углеродный след.

     

    Объяснение дополнительной энергии

    Что такое парниковые газы?

    Что такое чистый ноль?

    Что такое улавливание и хранение углерода?

    Что такое выбросы углерода категорий 1, 2 и 3?

    См.