کلید عایق گاز: اجزاء، موارد استفاده و نگهداری

کلید عایق گاز چیست و چگونه کار می کند

تابلو برق عایق شده با گاز، که معمولاً به اختصار GIS نامیده می شود، مجموعه فشرده ای از تجهیزات سوئیچینگ و حفاظتی الکتریکی است که در داخل محفظه های فلزی مهر و موم شده پر از گاز عایق، معمولاً هگزا فلوراید گوگرد (SF6) قرار گرفته است. این گاز استحکام دی الکتریک عالی و خواص خاموش کنندگی قوس الکتریکی را فراهم می کند و به اجزای ولتاژ بالا مانند قطع کننده های مدار، جداکننده ها، کلیدهای زمین، ترانسفورماتورهای جریان و شین ها اجازه می دهد تا در فضای بسیار کوچکتری نسبت به تابلو برق سنتی عایق هوا (AIS) قرار گیرند. این امر باعث می شود GIS به ویژه در ایستگاه های فرعی واقع در مناطق شهری، زمین های کوهستانی، سکوهای فراساحلی یا هر جایی که زمین در دسترس محدود یا پرهزینه است، ارزشمند باشد.

از آنجایی که تمام اجزای زنده کاملاً محصور شده و از محیط بیرون جدا شده اند، GIS همچنین محافظت قوی در برابر آلودگی، اسپری نمک، رطوبت و گرد و غبار ارائه می دهد و آن را به گزینه ای ارجح در مناطق ساحلی یا مناطقی با آلودگی صنعتی شدید تبدیل می کند که در غیر این صورت تجهیزات عایق هوا در معرض را در طول زمان تخریب می کنند.

اجزای اصلی یک مجموعه GIS

A تابلو برق عایق گاز خلیج از چندین جزء مدولار ساخته شده است که هر کدام در محفظه گازگیر مخصوص به خود قرار دارند و از طریق موانع عایق به ماژول های مجاور متصل می شوند. درک این اجزا کمک می کند تا روشن شود که چگونه سیستم عملکردهای سوئیچینگ، حفاظت و جداسازی را به طور ایمن در یک محفظه مهر و موم شده انجام می دهد.

• مدار شکن: جریان خطا را با استفاده از قابلیت خاموش کردن قوس گاز SF6 قطع می‌کند، که معمولاً برای ده‌ها هزار آمپر ظرفیت قطع می‌شود.
• جداکننده (ایزولاتور): برای ایمنی تعمیر و نگهداری، یک شکست قابل مشاهده در مدار ایجاد می کند، اگرچه نمی تواند جریان بار را قطع کند.
• سوئیچ ارت: برای محافظت از پرسنل تعمیر و نگهداری، بخش بدون برق شین یا فیدر را زمینگیر می کند.
• ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ: سیگنال های اندازه گیری دقیق را به رله های حفاظتی و سیستم های اندازه گیری ارائه می کنند.
• محفظه های شینه: جریان را بین سوله ها حمل می کنند و معمولاً بزرگترین بخش های پر از گاز در مجموعه هستند.
• پایانه های خط کابل یا عایق گاز: تابلو برق را به فیدرهای خروجی یا خطوط انتقال وصل کنید.

GIS در مقایسه با کلید عایق هوا

انتخاب بین GIS و AIS به شرایط سایت، بودجه و ملاحظات نگهداری طولانی مدت بستگی دارد. جدول زیر تفاوت های اولیه ای که مهندسان در طول برنامه ریزی پست وزن می کنند را خلاصه می کند.

مقایسه GIS در مقابل AIS

کلاس های ولتاژ و کاربردهای معمولی

تابلو برق عایق گاز در طیف وسیعی از ولتاژ تولید می شود، از سیستم های توزیع ولتاژ متوسط حدود 12 تا 40.5 کیلو ولت تا کاربردهای انتقال ولتاژ فوق العاده بالای 550 کیلو ولت. در سطح انتقال، GIS اغلب برای پست‌هایی که نیروگاه‌های اصلی، نیروگاه‌های بادی فراساحلی، یا اتصالات بین شبکه‌های منطقه‌ای را به هم متصل می‌کنند، انتخاب می‌شود، جایی که قابلیت اطمینان و صرفه‌جویی در فضا هزینه تجهیزات بالاتر را توجیه می‌کند. در سطح توزیع، GIS در پست‌های شهری ساخته شده در داخل ساختمان‌ها یا طاق‌های زیرزمینی رایج است، جایی که ابعاد فشرده اجازه می‌دهد تا تابلو برق در نزدیکی مراکز بار قرار گیرد بدون اینکه نیازی به حیاط حصاردار بزرگ باشد.

ملاحظات نصب و سایت

از آنجایی که محفظه‌های GIS در کارخانه مونتاژ می‌شوند و با تلورانس‌های دقیق آزمایش می‌شوند، نصب نیازمند توجه دقیق به آماده‌سازی و جابجایی محل است تا از ورود آلودگی به محفظه‌های گاز جلوگیری شود.

• اطمینان حاصل کنید که ساختمان پست یا محفظه فضای کافی برای حمل و نقل ماژول و دسترسی به تعمیر و نگهداری آینده را فراهم می کند.
• هنگام مونتاژ در محل، تمیزی را به شدت حفظ کنید، زیرا گرد و غبار یا رطوبت داخل محفظه های گاز می تواند استحکام دی الکتریک را کاهش دهد.
• قبل از روشن کردن تابلو برق، فشار و خلوص گاز را از طریق آزمایش تخلیه جزئی بررسی کنید.
• محاسبات بارگذاری فونداسیون را با دقت برنامه ریزی کنید، زیرا محفظه های GIS، در عین فشرده بودن، در واحد سطح نسبت به تاسیسات AIS معادل سنگین تر هستند.

تعمیر و نگهداری، نظارت و حمل و نقل گاز

تعمیر و نگهداری معمول برای GIS در درجه اول بر نظارت بر فشار و چگالی گاز متمرکز است تا بازرسی های فیزیکی مکرر مورد نیاز برای اجزای AIS در معرض. اکثر تاسیسات مدرن GIS شامل مانیتورهای چگالی هستند که در صورت کاهش فشار گاز به زیر آستانه ایمن، آلارم ایجاد می کنند، که می تواند نشان دهنده نشتی یا تخریب مهر و موم باشد. از آنجایی که SF6 یک گاز گلخانه‌ای قوی است، بسیاری از شرکت‌ها در حال حاضر نرخ نشت گاز تجمعی را به عنوان بخشی از گزارش‌های مطابقت با محیط زیست پیگیری می‌کنند، و برخی از تولیدکنندگان، مخلوط‌های گاز عایق جایگزین با اثرات زیست‌محیطی کمتر را به عنوان پاسخی به مقررات سخت‌تر معرفی کرده‌اند.

سیستم‌های پایش تخلیه جزئی به طور فزاینده‌ای در کنار GIS نصب می‌شوند تا نشانه‌های اولیه تخریب عایق را قبل از ایجاد خطا شناسایی کنند و به شرکت‌ها اجازه می‌دهند تا تعمیر و نگهداری را به‌جای واکنش به قطعی برنامه‌ریزی نشده، برنامه‌ریزی کنند.

ملاحظات ایمنی برای پرسنل

در حالی که محفظه‌های GIS خطر تماس تصادفی با قطعات زنده را در مقایسه با تجهیزات فضای باز کاهش می‌دهد، پرسنلی که در اطراف GIS کار می‌کنند باید همچنان از رویه‌های سختگیرانه، به ویژه در مورد محفظه‌های گاز پیروی کنند. در صورت نادر یک خطای داخلی، محصولات جانبی تجزیه گاز SF6 می‌تواند سمی باشد، بنابراین تکنسین‌ها آموزش می‌بینند که محفظه‌ها را به درستی تهویه کنند و قبل از باز کردن هر بخش برای تعمیر و نگهداری از تجهیزات آنالیز گاز استفاده کنند. رویه‌های قطع و وصل کردن، که از طریق شکاف قابل مشاهده ارائه شده توسط جداکننده‌ها تأیید شده‌اند، قبل از شروع هر کار عملی ضروری باقی می‌مانند، حتی اگر طراحی مهر و موم شده تابلو برق در حال حاضر بسیاری از خطرات مربوط به تاسیسات در فضای باز سنتی را به حداقل برساند.