Вещи, которые вы должны знать о средних напряжениях ГИС
содержание
- Проблемы окружающей среды
- Соображения безопасности
- Специальные процедуры обработки
- Проблемы с установкой
- Проблемы с эксплуатацией и обслуживанием
- Проблемы с кончиной жизни / переработкой
- Вывод
Введение в ГИС (распределительное устройство с газовой изоляцией)
Распределительное устройство среднего напряжения (5-38 кВ) значительно отличается от среднего напряжения. AIS - Распределительное устройство с воздушной изоляцией, обычно используемое в Северной Америке. Вместо использования воздушных и твердых изоляционных материалов распределительное устройство ГИС имеет вакуумный прерыватель и оголенные шины в герметичный корпус, заполненный изолирующим газом.
1. Экологические проблемы
Изолирующий газ, используемый в распределительном устройстве MV GIS, гексафторид серы (SF6), является сильнодействующим парниковым газом с потенциалом глобального потепления, в 23 900 раз превышающим CO2. SF6 также имеет атмосферный ресурс 3200 лет, поэтому он будет способствовать глобальному потеплению в течение очень долгого времени.
Один фунт SF 6 имеет эквивалент глобального потепления 11 тонн CO 2.
(Источник: сайт EPA www.epa.gov/electricpower-sf6)
Перейти к содержанию ↑
2. Проблемы безопасности
В нормальном состоянии газ SF6:
- Бесцветный,
- Непахуч,
- Невоспламеняющиеся и
- Нетоксичен для людей.
Однако при высоких температурах (> 350 градусов F) SF6 разлагается на продукты, которые являются токсичными и коррозионными. Побочные продукты разложения могут возникать, когда SF6 подвергается воздействию искровых разрядов, частичных разрядов, дуг переключения и дугового разряда.
Эти побочные продукты в виде газов или порошков могут вызывать следующие состояния у людей:
- раздражение глаз, носа и горла,
- отек легких и
- другие повреждения легких, ожоги кожи и глаз, заложенность носа, бронхит;
- порошки могут вызывать сыпь.
(Источник: сайт EPA www.epa.gov/electricpower-sf6)
Сертификация ANSI приводит к оборудованию, которое соответствует строгим требованиям США. Оборудование ГИС не проверено на эти стандарты и, безусловно, не проверено на руководство IEEE для проверки распределительного устройства с металлическим корпусом для внутренних дуговых разломов. IEC 62271-200 - Металлическое распределительное устройство MV, допускает внутренние дуговые испытания, которые должны выполняться с воздухом вместо SF6, по экологическим соображениям.
Однако следует отметить, что результаты испытаний могут отличаться, если тесты проводились с использованием SF6.
Когда в ГИС возникает диэлектрический сбой, дуга обычно не гаснет SF6 и может привести к нарастанию внутреннего давления и вызвать отверстия в металлических стен из-за концентрированного обжига дуги. Производители ГИС просто заявляют, что оборудование ГИС «по своей природе» устойчиво к дугам, но на самом деле дуга может очень хорошо жить в ГИС.
Также хорошо известно, что все утечки SF6 протекают, поэтому шансы иметь проблему с ГИС более распространены, чем когда-либо, имеющие дуговую проблему в непрямоустойчивом распределительном устройстве.
Использование других решений, таких как конструкции, которые используют полную однополюсную сплошную изоляцию, датчики частичного разряда для диагностики изоляции и удаленные стеллажи для обеспечения безопасности, не дугостойкое решение легко превосходит безопасность ГИС.
Перейти к содержанию ↑
3. Специальные процедуры обработки
Из-за соображений безопасности рекомендуется применять специальные процедуры для тяжелого дугового SF6, включая использование средств индивидуальной защиты (PPE - например, респираторное устройство, защитную одежду, такую как резиновые перчатки, обувь, защитные очки) для удаления / обработки твердых побочных продуктов SF6.
Загрязненный газ SF6 должен либо фильтроваться на месте с использованием специального мобильного оборудования, либо удаляться для фильтрации или разрушения за пределами площадки с использованием обученного персонала.
(Источник: сайт EPA www.epagovlelectricpower-sf6)
Перейти к содержанию ↑
4. Проблемы, связанные с установкой
Наиболее значимые проблемы установки связаны с необходимостью правильного выравнивания. Основание должно быть ровным и в одной плоскости, чтобы обеспечить надлежащую сборку транспортировочных секций. Высота фундамента может варьироваться только на 1 мм на метр с максимальным отклонением 2 мм по всей длине сборки.
После установки групп доставки ГИС оборудование должно быть запечатано, а SF6 заполнено на месте.
Для поддержания уровней диэлектрической прочности в ГИС требуется специальная кабельная разводка. Конструкция также ограничивает количество кабелей / фаз, которые могут быть установлены в данной схеме.
Еще одна проблема заключается в том, что разъемы силового кабеля недоступны без разборки распределительного устройства.
(Источник: IEEE Transaction on Industry Applications, том 40. № 5, сентябрь! Октябрь 2004 г. и опыт Eaton.)
Перейти к содержанию ↑
5. Проблемы, связанные с эксплуатацией и обслуживанием
Поскольку газ SF6 обеспечивает изоляцию внутренних компонентов, вытянуть схемы выключателей невозможно. Большинство местных кодов требуют, чтобы конструкция оборудования включала средства визуальной проверки изолирующей функции разъединительных устройств.
В распределительном устройстве ГИС требуется средство для визуальной проверки положения трехпозиционного переключателя. Чтобы удовлетворить это требование, некоторые производители устанавливают миниатюрные видеокамеры и соответствующее освещение, установленные на внешней стороне корпуса SF6.
Видеовыходы приводятся на переднюю панель распределительного устройства, и для просмотра положения переключателя предусмотрено контрольное устройство.
Не могу посмотреть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.
(Источник: IEEE Transaction on Industry Applications, том 40, № 5, сентябрь I октябрь 2004 г.)
Перейти к содержанию ↑
6. Проблемы, связанные с кончиной жизни и рециркуляцией
Использованный газ SF6 должен быть восстановлен квалифицированными специалистами, а затем сохранен и транспортирован в утвержденных цилиндрах Министерства транспорта США (DOT) для окончательной переработки. Правила DOT требуют оборудования, содержащего газ SF6, при давлениях выше 25 фунтов на квадратный дюйм при 68 ° F для сертификации сжатого газа.
Правила DOT требуют баллонов с газом SF6 с общим весом более 220 фунтов. Он должен содержать транспортную бумагу. Переработчики, оборудованные для обработки металлов, подверженных воздействию SF6-газа, должны обрабатывать оставшиеся металлические части распределительного устройства.
(Источник: Руководящие принципы EPRI для безопасной обработки SF6, DOT CFR 49 Глава l Подглавие C)
ГИС значительно отличается от традиционных распределительных устройств MV Metal Clad, широко используемых в Северной Америке. Вид одного полюса типичного блока ГИС-распределительного устройства показан на рисунке 1.
Рисунок 1 - Типичный выключатель в ГИС - Распределительное устройство с газовой изоляцией
1 - Корпус из литого алюминия
2 - Основные шины с выдвижными опорами
3 - Трехпозиционный селекторный переключатель
4 - Газонепроницаемая втулка
5 - Вакуумный прерыватель
6 - Тороидальный трансформатор тока
7 - емкостный трансформатор напряжения
8 - Ударопрочный (безопасный) контакт кабеля (не показан)
Как и в изолированном распределительном устройстве с металлической оболочкой, вакуумные выключатели используются для прерывания.
MV GIS отличается от высоковольтных ГИС-распределительных устройств тем, что газ SF6 используется для его изоляционных свойств, а не для прерывания.
Обычное распределительное устройство МС опирается на комбинацию воздушных и твердых изоляционных материалов, но распределительное устройство ГИС использует оголенные шинные проводники на изоляционных опорах, погруженных в изолирующий газ.
Перейти к содержанию ↑
Вывод
Из-за проблем с окружающей средой установка распределительных устройств среднего напряжения ГИС не согласуется с принципами устойчивости и целями сокращения парниковых газов многих ведущих корпораций и учреждений.
Безопасность и специальные методы управления могут вызывать проблемы с внутренней политикой в области охраны окружающей среды и безопасности.
Наконец, проблемы установки, эксплуатации и обслуживания, а также проблемы с окончанием срока службы / рециркуляции, связанные с распределительным устройством среднего напряжения, могут повысить общую стоимость владения и, возможно, не являются наилучшим решением.
Альтернативные решения включают в себя AIS - распределительное устройство с воздушной изоляцией и конструкции с изолированной изоляцией, которые избегают использования газа SF6 и могут обеспечить более низкую совокупную стоимость владения в течение всего жизненного цикла вашего оборудования среднего напряжения.
Перейти к содержанию ↑
Ресурс: EATON CORPORATION