در سیستم های قدرت ولتاژ بالا، توانایی قطع سریع و مطمئن جریان های خطا بسیار مهم است. قطع روغن برای بیش از یک قرن یک فناوری سنگ بنای کلیدهای مدار بوده است و همچنان در حال پیشرفت استمدارشکن ولتاژ بالاعملکرد از طریق ترکیبی منحصر به فرد از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی. هنگامی که یک قوس بین تماس های یک قطع کننده مدار فشار قوی پر از روغن تشکیل می شود، گرمای شدید روغن اطراف را تبخیر می کند و حباب گاز هیدروژن را ایجاد می کند. این گاز هیدروژن، با رسانایی حرارتی استثنایی و قدرت دی الکتریک خود، به سرعت قوس را خنک می کند و مسیر قوس را یونیزه می کند و به شکن این امکان را می دهد تا در کمتر از 50 میلی ثانیه خطاها را پاک کند. در Lugao Power Co.Ltd، کارخانه ما هزاران قطع کننده مدار ولتاژ بالا نوع روغن را برای ایستگاه های فرعی در سرتاسر جهان تولید کرده است و ما طراحی کنترل قوس الکتریکی را برای دستیابی به ظرفیت وقفه تا 63 کیلو آمپر در 245 کیلو ولت اصلاح کرده ایم. این مقاله علم پشت وقفه روغن، مزایای عملکرد آن و اینکه چرا یک انتخاب رقابتی برای بسیاری از کاربردهای انتقال و توزیع باقی میماند را توضیح میدهد.
بهبود عملکرد ارائه شده توسط قطع روغن صرفاً در مورد خاموش کردن قوس نیست - بلکه شامل بازیابی قدرت دی الکتریک در سراسر کنتاکت های باز پس از جریان صفر است. گاز هیدروژن تولید شده در طی تبخیر قوس دارای قدرت دی الکتریک تقریباً 2.5 برابر هوا است و انتشار و خنک شدن سریع آن به شکاف تماس اجازه می دهد تا خواص عایق خود را در عرض میکروثانیه به دست آورد. این بازیابی سریع دی الکتریک برای جلوگیری از حمله مجدد، به ویژه در سیستم هایی با ولتاژ بازیابی گذرا بالا (TRV) ضروری است. علاوه بر این، خود روغن هم به عنوان یک محیط عایق و هم یک سیال خنک کننده عمل می کند و گرما را از قوس جذب می کند و آن را از طریق مخزن شکن پخش می کند. در این راهنمای جامع، مکانیسمها، پارامترها و شیوههای تعمیر و نگهداری را بررسی خواهیم کرد که قطع شدن روغن را به یک فناوری قابل اعتماد برای برنامههای قطع کننده مدار ولتاژ بالا تبدیل میکند. ما همچنین مشخصات فنی، دادههای آزمایشی و بینشهای میدانی را به اشتراک خواهیم گذاشتLugao Power Co., Ltd.برای کمک به درک و انتخاب سیستم قطع بهینه مبتنی بر روغن برای شبکه خود.
فرآیند خاموش کردن قوس در یک مدار شکن فشار قوی نوع روغن زمانی آغاز می شود که کنتاکت ها در شرایط خطا از هم جدا شوند. قوس با دمای 10000 تا 15000 کلوین، فورا حجم کمی از روغن اطراف را تبخیر می کند. این تبخیر یک رویداد غیرفعال نیست - این یک فرآیند بسیار مهندسی شده است که کارخانه ما در Lugao Power Co., Ltd. طی دهه ها تحقیق بهینه شده است. این روغن، معمولاً یک روغن معدنی با عیار بالا با قدرت دی الکتریک 40-60 کیلوولت در هر شکاف 2.5 میلی متری و نقطه اشتعال بالا (بالاتر از 140 درجه سانتیگراد)، در زیر گرمای قوس به حدود 70 درصد گاز هیدروژن، 20 درصد استیلن و 10 درصد هیدروکربن های دیگر تجزیه می شود. گاز هیدروژن به دلیل رسانایی گرمایی فوقالعاده (2.5 برابر هوا) کلید انقراض قوس است که به آن اجازه میدهد به سرعت گرما را از قوس جذب کند و دمای قوس را به زیر آستانه یونیزاسیون در چند میلیثانیه کاهش دهد.
عوامل کلیدی موثر در تبخیر روغن برای خاموش کردن قوس:
کارخانه ما آزمایشات محفظه قوس الکتریکی گسترده ای را با استفاده از دوربین های پرسرعت و سنسورهای فشار برای تجسم فرآیند تبخیر روغن انجام داده است. داده ها نشان می دهد که شکل حباب گاز و نرخ انبساط برای وقفه مداوم بسیار مهم است. با بهینهسازی هندسه محفظه قوس - از جمله شکل کنتاکتهای قوس، فاصله بین کنتاکتها و محل درگاههای ورودی/خروجی روغن- به نرخ موفقیت قطعی ثابت 99.99 درصد در آزمایشهای نوع دست یافتهایم. به عنوان مثال، در یک مدارشکن ولتاژ بالا 145 کیلوولت، تبخیر روغن در عرض 5 میلی ثانیه پس از جداسازی تماس، پیک فشاری بین 15 تا 20 بار ایجاد میکند و نیروی خاموش کردن قوس را ایجاد میکند که به طور قابل اعتمادی خطاها را تا 40 کیلو آمپر برطرف میکند.
علاوه بر این، فرآیند تبخیر روغن خود تنظیم می شود: اگر جریان خطا بیشتر باشد، قوس شدیدتر است، گاز بیشتر و فشار بیشتری تولید می کند که منجر به خاموش شدن سریعتر می شود. این رفتار تطبیقی یک مزیت متمایز نسبت به سایر فناوریها است، جایی که عملکرد وقفه ممکن است با افزایش جریان خطا کاهش یابد. سری قطع کننده مدار ولتاژ بالا Lugao ما برای عملکرد موثر در طیف گسترده ای از جریان های خطا، از 5 کیلو آمپر تا 63 کیلو آمپر، بدون نیاز به تنظیم طراحی شده است. این استحکام نتیجه مستقیم مکانیزم تبخیر روغن و مهندسی دقیق محفظه قوس است.
پس از خاموش شدن قوس در جریان صفر، چالش بعدی این است که اطمینان حاصل شود که قدرت دی الکتریک شکاف تماس با سرعت کافی بهبود می یابد تا در برابر ولتاژ بازیابی گذرا (TRV) که در سراسر کنتاکت های باز ظاهر می شود، مقاومت کند. در قطع کننده های مدار فشار قوی نوع روغن، گاز هیدروژن تولید شده در حین تبخیر قوس، نقش دوگانه ای ایفا می کند: نه تنها قوس را خنک می کند، بلکه یک لایه گاز با قدرت دی الکتریک بالا در اطراف کنتاکت ها ایجاد می کند. هیدروژن که سبک ترین و متحرک ترین مولکول گاز است، بسیار سریع از ناحیه قوس پخش می شود و گرما و یون ها را با خود حمل می کند. این یک شکاف تمیز و دیونیزه ایجاد میکند که میتواند تنش ولتاژ را در عرض دهها میکروثانیه تحمل کند. کارخانه ما نرخ بازیابی دی الکتریک بیش از 30 کیلوولت در میکروثانیه را در طرح های قطع کننده مدار ولتاژ بالا اندازه گیری کرده است که به طور قابل توجهی بالاتر از 10-15 کیلوولت در میکروثانیه معمولی قطع کننده های انفجار هوا است.
مکانیسم های بازیابی دی الکتریک به کمک هیدروژن در مدار شکن ولتاژ بالا:
برای تعیین کمیت عملکرد بازیابی دی الکتریک، کارخانه ما یک سری آزمایش را بر روی یک قطع کننده مدار ولتاژ بالا 245 کیلوولت انجام داد که از یک TRV با پیک 450 کیلوولت و نرخ افزایش 3.2 کیلوولت در میکروثانیه استفاده کرد. بریکر با موفقیت یک خطای 50 کیلو آمپری را برطرف کرد و قدرت دی الکتریک شکاف به 90 درصد ولتاژ نامی در عرض 150 میکروثانیه رسید. این عملکرد برای برنامههایی که ممکن است نیاز باشد که بریکر در مدت زمان کوتاهی مجدداً روی یک خطای دائمی بسته شود، ضروری است، مانند طرحهای باز کردن خودکار.
علاوه بر این، گاز هیدروژن تولید شده در طول قطع نفت یک پدیده یک بار نیست. خود روغن به مرور زمان با سرد شدن بریکر بازسازی می شود. پس از رفع عیب، هیدروژن و سایر گازها دوباره ترکیب می شوند یا توسط روغن جذب می شوند و روغن به حالت دی الکتریک اولیه خود باز می گردد. کارخانه ما تضمین می کند که روغن مورد استفاده در مدار شکن ولتاژ بالا ما دارای ظرفیت جذب هیدروژن بالا و تمایل کم تشکیل گاز است و عملکرد ثابتی را در هزاران عملیات حفظ می کند. ما همچنین از سیستمهای نظارت بر وضعیت روغن استفاده میکنیم که نشانههای اولیه تخریب روغن، مانند افزایش محتوای گاز یا کاهش استحکام دیالکتریک را تشخیص میدهند و امکان تعمیر و نگهداری پیشگیرانه را فراهم میکنند. این توجه به رفتار بلندمدت نفت بخشی از تعهد ما به قابلیت اطمینان در لوگائو است.
Lugao Power Co., Ltd. طیف گسترده ای از قطع کننده های مدار فشار قوی نوع روغن را برای کاربردهای 72.5 کیلوولت تا 550 کیلوولت تولید می کند. طرحهای ما جدیدترین پیشرفتها در هندسه محفظه قوس الکتریکی، مواد تماسی و سیستمهای گردش روغن را برای دستیابی به ظرفیت قطعی بالا و عمر مفید طولانی در بر میگیرد. جدول زیر مشخصات کلیدی محبوب ترین مدل های ما را ارائه می دهد که در پست های انتقال، صنعتی و انرژی های تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ استفاده می شوند. همه مقادیر مطابق با استانداردهای IEC 62271-100 و ANSI C37.06 تست تایپ می شوند. کارخانه ما سوابق آزمایشی کاملی را برای هر مدل نگهداری می کند که در صورت درخواست در دسترس است.
| مدل | ولتاژ نامی (کیلو ولت) | جریان دارای رتبه (A) | جریان شکست (kA) | حجم روغن (لیتر) | جرم کل (کیلوگرم) | زمان باز شدن (میلیثانیه) | زمان بسته شدن (ms) |
| LOB-72.5 | 72.5 کیلو ولت | 1250 A | 31.5 کیلو آمپر | 220 لیتر | 850 کیلوگرم | 45 میلیثانیه | 80 میلیثانیه |
| LOB-145 | 145 کیلو ولت | 1600 A | 40 کیلو آمپر | 380 L | 1450 کیلوگرم | 50 میلیثانیه | 90 میلیثانیه |
| LOB-245 | 245 کیلو ولت | 2500 A | 50 کیلو آمپر | 620 L | 2450 کیلوگرم | 55 میلیثانیه | 95 میلیثانیه |
| LOB-362 | 362 کیلو ولت | 3150 A | 50 کیلو آمپر | 950 L | 3800 کیلوگرم | 60 میلیثانیه | 105 میلیثانیه |
| LOB-550 | 550 کیلو ولت | 4000 A | 63 کیلو آمپر | 1450 L | 5800 کیلوگرم | 70 میلیثانیه | 120 میلیثانیه |
علاوه بر مدلهای استاندارد، کارخانه ما گزینههای قابل تنظیم برای نوع روغن، پیکربندی بوش، و مکانیسم عملکرد (فنر، پنوماتیک، یا هیدرولیک) را ارائه میدهد. ما همچنین یک طرح لرزه ای ویژه برای مناطق زلزله خیز با مخزن تقویت شده و نصب انعطاف پذیر ارائه می دهیم. تمام محصولات مدار شکن ولتاژ بالا ما مجهز به نشانگر سطح روغن، شیر کاهش فشار و درگاه نمونه گیری گاز برای آنالیز معمول روغن هستند. کنتاکت های قوس دار از آلیاژ نقره- تنگستن (AgW 50/50) ساخته شده اند که مقاومت عالی در برابر فرسایش قوس و رسانایی حرارتی بالا را ارائه می دهد.
کارخانه ما در Lugao Power Co., Ltd. هر قطع کننده مدار ولتاژ بالا را تحت یک پروتکل تست معمولی دقیق قرار می دهد، از جمله: اندازه گیری مقاومت تماس (میکرو اهم)، تست های زمان بندی برای باز و بسته شدن، تست های مقاومت عایق در 2.5 کیلو ولت، و یک آزمایش اتصال کوتاه کامل بر روی نمونه های نماینده. همچنین برای اطمینان از یکپارچگی ساختار، آزمایش فشار مخزن روغن را با 1.5 برابر فشار کاری معمولی انجام می دهیم. سیستم تضمین کیفیت ما دارای گواهی ISO 9001 است و ما قابلیت ردیابی را برای تمام اجزای حیاتی حفظ می کنیم. با این مشخصات و کنترلهای کیفی، سری قطع کننده مدار ولتاژ بالا ما عملکرد قطعی روغن قابل اعتماد را برای سختترین کاربردهای سیستم قدرت ارائه میدهد.
عملکرد طولانی مدت یک مدارشکن ولتاژ بالا نوع روغن به طور مستقیم به کیفیت روغن عایق و اثربخشی برنامه تعمیر و نگهداری بستگی دارد. با گذشت زمان، روغن ممکن است به دلیل قرار گرفتن در معرض انرژی قوس، اکسیژن، رطوبت و آلاینده ها تجزیه شود. روغن تخریب شده استحکام دی الکتریک خود را از دست می دهد و ممکن است محصولات جانبی خورنده یا لجن ایجاد کند که می تواند عملکرد مکانیکی بریکر را به خطر بیندازد. در Lugao Power Co.,Ltd، ما یک پروتکل جامع تعمیر و نگهداری روغن ایجاد کردهایم که تضمین میکند مدار شکن ولتاژ بالا ما عملکرد رتبهبندی خود را برای بیش از 30 سال خدمات حفظ میکند. این پروتکل بر اساس تجربه گسترده کارخانه ما است و با استانداردهای IEC 60296 و ASTM D3487 همراستا است.
کیفیت روغن ضروری و شیوه های نگهداری برای مدارشکن ولتاژ بالا:
دادههای میدانی از شرکتی که مدارشکن ولتاژ بالا ما را در یک محیط مرطوب ساحلی کار میکند، ارزش نگهداری منظم را نشان میدهد. شرکت از آنالیز روغن سالانه توصیه شده ما پیروی کرد و هر پنج سال یکبار تعویض جزئی روغن انجام داد. پس از 18 سال خدمات، استحکام دی الکتریک بریکر بالای 60 کیلو ولت در هر شکاف 2.5 میلی متری باقی ماند و سایش تماس در محدوده قابل قبول بود. در مقابل، ابزار دیگری که تجزیه و تحلیل روغن را نادیده گرفت، تنها پس از 10 سال، به دلیل ورود رطوبت و متعاقب آن فلاش داخلی، در یک بریکر مشابه شکست فاجعه باری را تجربه کرد. هزینه خرابی 20 برابر بیشتر از هزینه برنامه تعمیر و نگهداری روغن بود.
کارخانه ما یک برنامه آموزشی جامع تعمیر و نگهداری را برای تکنسین های شما ارائه می دهد که شامل تکنیک های نمونه برداری روغن، تفسیر نتایج DGA و مدیریت ایمن اجزای مکانیکی بریکر می شود. ما همچنین پشتیبانی تشخیصی از راه دور و موجودی قطعات یدکی را ارائه می دهیم که شامل موارد حیاتی مانند مهر و موم روغن، مجموعه های تماس و اجزای مکانیزم عملیاتی است. با سرمایه گذاری در مدیریت پیشگیرانه کیفیت روغن، می توانید طول عمر و قابلیت اطمینان مدارشکن ولتاژ بالا خود را به حداکثر برسانید و اطمینان حاصل کنید که به محافظت از سیستم قدرت شما با همان کارآیی روز نصب ادامه می دهد.
سوال 1: اصل قطع روغن با قطعی خلاء یا SF6 در قطع کننده های فشار قوی چه تفاوتی دارد؟
پاسخ: قطع شدن روغن به تبخیر روغن برای تولید گاز هیدروژن بستگی دارد که از طریق هدایت حرارتی و فشار گاز قوس را خنک و یونیزه می کند. وقفه خلاء از قدرت دی الکتریک بالای یک شکاف خلاء و انتشار سریع بخار فلز استفاده می کند، در حالی که قطع SF6 از خواص الکترونگاتیو گاز SF6 برای جذب الکترون های آزاد استفاده می کند. وقفه روغن ظرفیت جذب انرژی بالایی را ارائه می دهد و خود تنظیم می شود، زیرا گاز بیشتری در جریان های خطای بالاتر تولید می شود. با این حال، روغن شکن ها معمولاً بزرگتر هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری روغن دارند، در حالی که شکن های خلاء و SF6 نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند اما ممکن است به نظارت پیچیده تری نیاز داشته باشند. کارخانه ما در Lugao Power Co., Ltd. هر سه نوع را ارائه می دهد و ما می توانیم بهترین انتخاب را برای کاربرد خاص شما بر اساس سطح ولتاژ، ظرفیت خطا و شرایط محیطی توصیه کنیم.
سوال 2: دلایل اصلی تخریب روغن در کلیدهای فشار قوی چیست و چگونه می توانم از آنها جلوگیری کنم؟
پاسخ: علل اصلی تخریب نفت عبارتند از: (1) تنش حرارتی ناشی از قطع شدن قوس مکرر یا با جریان بالا که ذرات کربن و لجن تولید می کند. (2) نفوذ رطوبت از طریق تنفس یا مهر و موم، که قدرت دی الکتریک را کاهش می دهد. (3) قرار گرفتن در معرض اکسیژن، که منجر به اکسیداسیون و افزایش اسیدیته می شود. و (4) آلودگی توسط ذرات یا بقایای فلزی. برای جلوگیری از تخریب، سطح روغن توصیه شده را حفظ کنید، از هواگیر خشک کن استفاده کنید، تجزیه و تحلیل سالانه روغن را انجام دهید و به برنامه منظم فیلتراسیون و بازسازی پایبند باشید. کارخانه ما یک راهنمای دقیق تعمیر و نگهداری روغن و طیف وسیعی از روغن های معدنی با کیفیت بالا را ارائه می دهد که به طور خاص برای مدار شکن ولتاژ بالا ما فرموله شده است.
سوال 3: آیا می توان از یک کلید روغنی در محیط های با دمای بسیار پایین استفاده کرد؟
پاسخ: بله با رعایت احتیاطات مناسب. ویسکوزیته روغن معدنی در دماهای پایین افزایش مییابد که میتواند بر سرعت عملکرد بریکر و جریان روغن به محفظه قوس تأثیر بگذارد. برای کارکرد زیر 25- درجه سانتیگراد، توصیه می کنیم از روغن با کیفیت بالا با نقطه ریزش کم (زیر 40- درجه سانتیگراد) استفاده کنید و برای حفظ دمای روغن بالای 10- درجه سانتیگراد، هیترهای غوطه وری روی مخزن روغن نصب کنید. علاوه بر این، ما یک بسته آب و هوای سرد را ارائه می دهیم که شامل بخاری های کنترل شده با ترموستات و عایق پیشرفته است. کارخانه ما قطع کننده مدار ولتاژ بالا را برای پروژه های سیبری و شمال کانادا عرضه کرده است و ما عملکرد آنها را در دماهای پایین -45 درجه سانتیگراد تأیید کرده ایم.
سوال 4: عمر معمولی روغن در قطع کننده مدار فشار قوی قبل از نیاز به تعویض چقدر است؟
پاسخ: با تعمیر و نگهداری منظم (تجزیه و تحلیل سالیانه روغن و فیلتر کردن هر 5 سال)، روغن موجود در مدار شکن فشار قوی ما می تواند بین 20 تا 30 سال عمر مفید داشته باشد. با این حال، اگر بریکر دچار وقفه های مکرر خطا شود، ممکن است روغن با سرعت بیشتری تخریب شود. شاخص های کلیدی برای تعویض روغن عبارتند از: ولتاژ شکست دی الکتریک زیر 40 کیلو ولت (برای شکاف 2.5 میلی متر)، اسیدیته بالای 0.2 میلی گرم KOH/g، و افزایش محتوای لجن. کارخانه ما خدمات احیای روغن را ارائه می دهد که در بسیاری از موارد می تواند عمر روغن را به بیش از 40 سال افزایش دهد.
سوال 5: چگونه Lugao Power Co.,Ltd. اطمینان از قابلیت اطمینان قطع کننده های مدار فشار قوی نوع روغن در مناطق لرزه ای؟
پاسخ: کارخانه ما مخزن و ساختار پشتیبان قطع کننده مدار ولتاژ بالا را برای مقاومت در برابر شتاب لرزه ای تا 0.5 گرم (منطقه 4) بر اساس IEC 62271-300 طراحی می کند. ما از اتصالات بوش انعطاف پذیر، فلنج های تقویت شده و طراحی مرکز ثقل پایین برای به حداقل رساندن خطر نشت روغن یا ناهماهنگی تماس در هنگام زلزله استفاده می کنیم. ما همچنین دمپرهای لرزه ای اختیاری را ارائه می دهیم که حرکت افقی و عمودی زمین را جذب می کند. طرحهای لرزهای ما با آزمایشهای میز تکاندهنده مستقل در یک مرکز آزمایش تایید شده تأیید شدهاند. برای پروژهها در مناطق با لرزهخیز بالا، ما یک گزارش تحلیل لرزهای جامع و طراحی انکربولت سفارشی ارائه میکنیم.
قطع روغن همچنان یک فناوری بسیار موثر و قابل اعتماد برای قطع کننده های مدار ولتاژ بالا است. ترکیب منحصربهفرد تبخیر نفت، تولید گاز هیدروژن و بازیابی سریع دی الکتریک، مدارشکن ولتاژ بالا ما را قادر میسازد تا جریانهای خطا تا 63 کیلو آمپر را با سرعت و ثبات استثنایی پاک کند. در شرکت Lugao Power Co.Ltd، ما قطع کننده های نوع روغن خود را مهندسی کرده ایم تا چندین دهه خدمات را با مدیریت مناسب کیفیت روغن ارائه دهیم، و سابقه طولانی در نصب موفق در سخت ترین سیستم های قدرت در سراسر جهان داریم. مشخصات فنی و شیوههای تعمیر و نگهداری که در این راهنما بیان شدهاند، یک نقشه راه روشن برای به حداکثر رساندن عملکرد و طول عمر مدارشکن ولتاژ بالا نوع روغن شما ارائه میدهند.
آیا در حال ارزیابی فناوری وقفه نفتی برای پروژه جدید پست یا مقاوم سازی خود هستید؟تماس با Lugao Power Co.,Ltd. امروزبرای ارزیابی فنی بدون تعهد ولتاژ، جریان خطا و شرایط محیطی سیستم خود را به اشتراک بگذارید، و تیم مهندسی مجرب ما مدل بهینه مدار قطع کننده ولتاژ بالا را با طرح سفارشی نگهداری روغن و طراحی لرزه ای (در صورت نیاز) توصیه می کند. ما نمونه کیت های آنالیز روغن، پشتیبانی راه اندازی در محل و خدمات 24 ساعته قطعات یدکی اضطراری را ارائه می دهیم.مشاوره رایگان قطع کننده مدار روغن خود را اکنون از Lugao Power Co.,Ltd درخواست کنید. و مطمئن شوید که سیستم برق شما با قابلیت اطمینان زمان آزمایش شده قطع روغن محافظت می شود.