Gaz Yalıtımlı Şalt Donanımı: Bileşenler, Kullanımlar ve Bakım

Gaz Yalıtımlı Şalt Nedir ve Nasıl Çalışır?

Genellikle CBS olarak kısaltılan gaz yalıtımlı şalt cihazı, çoğunlukla kükürt heksaflorür (SF6) olmak üzere yalıtıcı bir gazla doldurulmuş kapalı metal mahfazaların içine yerleştirilmiş kompakt bir elektrik anahtarlama ve koruma ekipmanı grubudur. Gaz, mükemmel dielektrik dayanımı ve ark söndürme özellikleri sunarak devre kesiciler, ayırıcılar, topraklama anahtarları, akım transformatörleri ve baralar gibi yüksek gerilim bileşenlerinin, geleneksel hava yalıtımlı şalt donanımı (AIS) ile mümkün olandan çok daha küçük bir alana sığdırılmasına olanak tanır. Bu, GIS'i özellikle kentsel alanlarda, dağlık arazilerde, açık deniz platformlarında veya mevcut arazinin sınırlı veya maliyetli olduğu yerlerde bulunan trafo merkezlerinde değerli kılar.

Tüm canlı bileşenler tamamen kapalı olduğundan ve dış ortamdan izole edildiğinden, GIS aynı zamanda kirliliğe, tuz serpintisine, neme ve toza karşı da güçlü bir koruma sağlar; bu da onu kıyı bölgelerinde veya aksi takdirde zamanla açıkta kalan hava yalıtımlı ekipmanı bozabilecek ağır endüstriyel kirliliğin olduğu bölgelerde tercih edilen bir seçim haline getirir.

Bir CBS Montajının Ana Bileşenleri

A gaz yalıtımlı şalt bölme, her biri kendi gaz geçirmez bölmesinde bulunan ve yalıtımlı bariyerler yoluyla bitişik modüllere bağlanan çeşitli modüler bileşenlerden yapılmıştır. Bu bileşenleri anlamak, sistemin kapalı bir muhafaza içinde anahtarlama, koruma ve izolasyon işlevlerini güvenli bir şekilde nasıl gerçekleştirdiğini açıklığa kavuşturmaya yardımcı olur.

• Devre kesici: SF6 gazının tipik olarak onbinlerce amper kesme kapasitesine sahip ark söndürme özelliğini kullanarak arıza akımını keser.
• Ayırıcı (izolatör): yük akımını kesemese de bakım güvenliği için devrede görünür bir kesinti sağlar.
• Topraklama anahtarı: bakım personelini korumak için baranın veya besleyicinin enerjisi kesilmiş bir bölümünü topraklar.
• Akım ve gerilim transformatörleri: koruma rölelerine ve ölçüm sistemlerine doğru ölçüm sinyalleri sağlar.
• Bara bölmeleri: bölmeler arasında akım taşırlar ve genellikle düzenekteki en büyük gaz dolu bölümlerdir.
• Kablo veya gaz yalıtımlı hat sonlandırma: şalteri giden besleyicilere veya iletim hatlarına bağlayın.

GIS'in Hava Yalıtımlı Hücrelerle Karşılaştırılması

GIS ve AIS arasında seçim yapmak saha koşullarına, bütçeye ve uzun vadeli bakım hususlarına bağlıdır. Aşağıdaki tablo mühendislerin trafo merkezi planlaması sırasında tarttığı temel farklılıkları özetlemektedir.

GIS ve AIS Karşılaştırması

Gerilim Sınıfları ve Tipik Uygulamalar

Gaz yalıtımlı şalt cihazları, 12 ila 40,5 kV civarındaki orta gerilim dağıtım sistemlerinden, 550 kV'u aşan ekstra yüksek gerilim iletim uygulamalarına kadar geniş bir gerilim aralığında üretilmektedir. İletim seviyesinde, GIS sıklıkla büyük enerji santrallerini birbirine bağlayan trafo merkezleri, açık deniz rüzgar santralleri veya bölgesel şebekeler arasındaki ara bağlantılar için seçilir; burada güvenilirlik ve alan tasarrufu daha yüksek ekipman maliyetini haklı çıkarır. Dağıtım düzeyinde, GIS, kompakt boyutların şalt donanımının büyük bir çitle çevrili alan gerektirmeden yük merkezlerine yakın yerleştirilmesine izin verdiği binaların içine veya yer altı tonozlarına inşa edilen kentsel trafo merkezlerinde yaygındır.

Kurulum ve Saha Konuları

GIS muhafazaları fabrikada monte edildiğinden ve hassas toleranslara göre test edildiğinden, kurulum, gaz bölmelerine kontaminasyonun önlenmesi için saha hazırlığı ve işleme konusunda dikkatli olunmasını gerektirir.

• Trafo merkezi binasının veya muhafazasının, modül taşıma ve gelecekteki bakım erişimi için yeterli açıklık sağladığından emin olun.
• Gaz bölmelerinin içindeki toz veya nem dielektrik mukavemetini azaltabileceğinden, sahadaki montaj sırasında sıkı temizliğe dikkat edin.
• Şalt cihazına enerji vermeden önce kısmi deşarj testi yoluyla gaz basıncını ve saflığını doğrulayın.
• GIS bölmeleri kompakt olmasına rağmen eşdeğer AIS kurulumlarına göre birim alan başına daha ağır olduğundan temel yükleme hesaplamalarını dikkatli bir şekilde planlayın.

Bakım, İzleme ve Gaz Taşıma

GIS için rutin bakım, açıkta kalan AIS bileşenleri için gereken sık fiziksel denetimlerden ziyade öncelikle gaz basıncı ve yoğunluğunun izlenmesine odaklanır. Modern GIS kurulumlarının çoğu, gaz basıncı güvenli bir eşiğin altına düştüğünde alarmları tetikleyen yoğunluk monitörleri içerir; bu, bir sızıntıya veya conta bozulmasına işaret edebilir. SF6 güçlü bir sera gazı olduğundan, birçok kamu hizmeti sağlayıcısı artık çevresel uyumluluk raporlamasının bir parçası olarak kümülatif gaz sızıntısı oranlarını da takip ediyor ve bazı üreticiler, sıkılaşan düzenlemelere yanıt olarak çevresel etkisi daha düşük olan alternatif yalıtım gazı karışımlarını piyasaya sürüyor.

Kısmi deşarj izleme sistemleri, bir arıza gelişmeden önce yalıtım bozulmasının erken işaretlerini tespit etmek için GIS'in yanı sıra giderek daha fazla kurulmakta ve kamu hizmetlerinin plansız bir kesintiye tepki vermek yerine proaktif olarak bakım planlamasına olanak tanımaktadır.

Personel İçin Güvenlik Hususları

GIS muhafazaları, açık hava ekipmanlarıyla karşılaştırıldığında canlı parçalarla kazara temas riskini büyük ölçüde azaltırken, GIS çevresinde çalışan personelin, özellikle gaz bölmeleriyle ilgili olarak yine de katı prosedürlere uyması gerekir. Nadiren bir dahili arıza durumunda, SF6 gazının ayrışma yan ürünleri zehirli olabilir; bu nedenle teknisyenler, bölmeleri uygun şekilde havalandırmak ve herhangi bir bölümü bakım için açmadan önce gaz analiz ekipmanını kullanmak üzere eğitilir. Ayırıcılar tarafından sağlanan görünür kesintiyle onaylanan kilitleme-etiketleme prosedürleri, her ne kadar şalt donanımının yalıtılmış tasarımı geleneksel açık hava kurulumlarıyla ilişkili tehlikelerin çoğunu halihazırda en aza indirmiş olsa da, herhangi bir uygulamalı çalışma başlamadan önce gerekli olmaya devam etmektedir.