Итгэмжтэй түлхүүр төхөөрөмжийн үндсэн үзүүлэлтүүд юу вэ?

Цахилгаан Бүтэц: Богино Холболтоос Тэсвэртэй, Цахилгаан Нумаас Хамгаалагдсан Ажиллагаа

Богино Холболтын Гүйдлийн Зөвшөөрөгдөх Хязгаар (SCCR) ба Бодит Нөхцөлд Богино Холболттой Ажиллах Чадвар

Үйлдвэрлэгчид хувьсагч iEC 62271-1 ба ANSI/IEEE C37.04 стандартын дагуу жигд бус гүйдлээс хамгаалах туршилтуудыг явуулж, найдвартай байдлыг баталгаажуулдаг. Гол үзүүлэлтүүд бол:

• Дээд тэсвэртэй гүйдэл : Алдааны эхний хагас мөчлөгт хэмжигдэх хамгийн их мөчлөгийн урсгал—ихэвчлэн RMS богино холболтын утгын 2.5 дахин байдаг.
• Цаг хугацаандаа ирж буй ампераж : Калориметрийн болон механик хүчний шинжилгээгээр баталгаажсан бусад гэмтэл үүсэхгүйгээр дутуу гүйдлийг хамгийн ихдээ 3 секундийн турш зөөх чадвартай.
• Ажиллах хугацааны ангилал : IEEE C37.04-ийн цаг тооцооны шаардлагатай нийцүүлэн дутуу ажиллагааны нөхцөлд тодорхойлогдсон аюулгүй ажиллах цаг.

Орчин үеийн түлхүүр төхөөрөмжүүд оптимжуулсан шинэлэг ороомог, бэхжүүлсэн хаалтууд болон дэвшилтэт гүйдлийг хязгаарлах арга замыг ашиглан SCCR-ийг 100 кA-аас илүү болгож чаддаг бөгөөд индустрийн орчинд гарах боломжит дутуу гүйдэл 740 кA хүрдэг (Ponemon Institute, 2023) тул энэ нь маш чухал.

Хурдан цахилгаан нумын эсрэг арга хэмжээ болон IEEE 1584-д нийцсэн баталгаажуулалт

Цахилгаан нумыг тэсвэртэй түлхүүр төхөөрөмж нум гарах үед ялгарах энергийг 1.2 cal/cm²-с доош бууруулахын тулд нумын энергиийг багтаан чиглүүлдэг. Гол дизайн элементүүд нь:

1. Даралт буулгах суваг : Эвгүй хийг дээш нь чиглүүлэх тусгай хөндий замаар дамжуулан гаргана
2. Гүйдэл хязгаарлагч хайт : Нумыг 8 мс-аас бага хугацаанд таслаж, ялгарах энергийг хязгаарлана
3. Бүсчилсэн сонголтын холбоос реле : Хэвийн координацитай харьцуулахад цэвэрлэх хугацааг хамгийн ихдээ 30%-иар багасгадаг

IEEE 1584–2018 шалгалтын аргачлалын дагуу баталгаажуулсан эдгээр системүүд нь хайрцгийн зах хязгаараас давж гарах цахилгаан нумын <1% магадлалыг харуулж байна. Гуравдагч этгээдийн NFPA 70E стандартад нийцсэн гэрчилгээ нь ажилтны аюулгүй байдлын нормыг хангасныг илтгэх бөгөөд сертификаттай нумын эсэргүүцэлт тоноглолыг ашигладаг объектуудад цахилгааны шархлах гэмтлийг 85%-иар бууруулдаг (ESFI, 2022).

Байдал хяналт: Хэсэгчилсэн цахилгаан нум болон дулааны байдал заагчид

Цахилгаан тусгаарлалтын эвдрэлд урьдчилан сэргийлэх хяналтын хэрэгсэл болох хэсэгчилсэн цахилгаан нумын загвар

Хэсэгчилсэн цахилгаан нум (PD) нь цахилгаан тусгаарлалтын чанар муудаж эвдэрч буй тодорхой эрт үеийн илтгэл юм. Цоорхой, бохирдол, насжилт зэрэг шалтгаанаар дотоодын цахилгаан орны стресс ихсэж, диэлектрик тэсвэрт байдлыг давах үед жижиг хэмжээний цахилгаан нум үүсдэг бөгөөд энэ нь тодорхой цахилгаан соронзон болон дууны дохио гаргадаг. Дэвшилтэт PD оношлогооны системүүд эдгээр загваруудыг илрүүлж, ангилж дараах зүйлийг тодорхойлдог:

• Хатуу эсвэл хийн цахилгаан тусгаарлагч бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн сул талууд
• Индентнууд, кабел төгсгөлүүд эсвэл нэгтгэлүүдийн дутагдал
• Цахилгаан хүчдэлийн богино хугацаат шилжилт эсвэл гармоник искэрийн улмаас хурдасч эвдэрч буй

Хязгаарлагдаагүй PD нь тусгаарлалтыг илтгэгч хүчин зүйлээр задалдаг; судалгааны дагуу удирдлагаас гарсан үйл ажиллагаа нь 60%-иас дээш хугацааг бууруулдаг. Цахилгаан цэнэгийн хэмжээ, давталтын хурд болон фазын хувьд шийдвэрлэгдсэн зан төлөвийг гэмтлийн магадлалтай холбосон тасралтгүй хяналт нь цахилгаан нум гарах аюулыг үүсэхээс өмнө нарийвчлалтай, эрсдэлийн үндсэн дээр үндэслэсэн арга хэмжээ авах боломжийг олгодог.

Дулаан ихсэхийг эрт үед илрүүлэхийн тулд инфра улаан туяа ба ширхэг оптик дулааны хяналт

Дулааны онцгой байдлууд ихэвчлэн тэтгэвэрт гэмтэлд өмнөх үеийг илтгэдэг. Гадаргуун дээрх халуун цэгүүдийг инфра улаан туяаны термографи илрүүлдэг. Эдгээр нь:

• Холболтын эсэргүүцэл нэмэгдэж буй суларсан эсвэл исэлдсэн холболтууд
• Дулааны загварчлалын хязгаараас хэтэрч ажиллаж буй дарагдсан дамжуулагчид
• Орон нутгийн халацыг үүсгэж буй хөгжин буй тусгаарлалтын гэмтэл

Дотоод хэсгүүдэд инфра улаан туяа ашиглах боломжгүй үед кабелийн температурын сенсорууд нь тоноглолын идэвхтэй хэсгүүдэд бодит цагт даралтанд тэсвэртэй уншлага өгч чадна. Эдгээр сенсоруудыг яагаад ийм чухал гэж үздэг вэ? Яагааж мэдэх вэ гэвэл эдгээр нь аюултай түвшинд хүрэхээс хамаагүй өмнө л дулааны хэвийн бус загварыг илрүүлдэг. Жишээ нь холболтын цэгүүдийн элэгдэл, шин тээшний холболтууд сулрах зэрэг асуудлууд IEEE 1584 стандартын дагуу тасралтын нумын аюулгүй байдлын хувьд шаардагдах шийдвэрлэх түвшинд хүрэхээс хамаагүй өмнө л сенсоруудад харагдаж эхэлдэг. Хэсэгчилсэн цахилгаан соронзон задралын шинжилгээний хэрэгслүүдтэй хослуулбал хоёр төрлийн сенсорууд нь хүчирхийлэлтэй анхны сэрэмжлүүлэх системийг бий болгодог. Энэ хослол нь үйлдвэрлэлийн үеэр дамжуулагчид болон тусгаарлагчийн материалын байдал талаар техникийн ажилтнуудад илүү тодорхой зургийг өгдөг.

Шаардлагатай тоноглолын түлхүүрийн механизм ба үйл ажиллагааны найдвартай байдал

Хэлхээ таслагчийн таслалтын тогтвортой байдал, холболтын элэгдлийн үзүүлэлт, амьдралын мэдээлэл

Цахилгаан системийн хамгааллын үндсийг цахилгааныг таслагчид бүрдүүлдэг бөгөөд тэдгээрийн механик найдвартай байдал нь аюулгүй байдлыг хангаж, үйлчилгээг тасралтгүй явуулахад ихээхэн чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Цахилгааныг таслах үеийн нарийн таазны тогтвортой байдлын талаар инженерүүд стандарт IEEE C37.04 цахилгааны доголдлын шалгалтын үеийн урвалын хугацааны зөрүүг судалдаг. Энэ нь таслагч бүхний удаа илэрхий цахилгааны доголдолд илэрхий тасарч байх тул томоохон цахилгааны доголдлын тархалтыг саатуулдаг. Холбогчийн элэгдлийг үнэлэхийн тулд техникчид цахилгааныг таслах бүх мөчлөгийн дараа микрометрийн хэв загвар болон жингийн алдагдлыг хэмждэг. Холбогчийн зузаан анхны хэмжээнээсээ 30%-иас илүү алдвал ихэвчлэн ажиллагааны чанар эрс мууддаг. Ихэнх талбайн туршлага нь энэ хязгаар нь засвартай байх биш, харин солих шаардлагатай болох цэгийг тэмдэглэдэг.

Амьдралын мөчлөгийн өгөгдлүүд - нийлмэл үйл ажиллагаа, орчин үеийн нөхцөл (жишээ нь чийгшил, тоос), ачааллын түүх зэрэг нь урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээний загваруудад ашиглагддаг. Талбайн өгөгдлүүд нь жолоочдын тогтмол механик шалгалт хийлгэсэн байдал нь төлөвлөгөөгүй зогсолтыг 40% бууруулдаг тул эдгээр параметрийг анхааралтай хянах нь хувьсагч үйлчилгээний насны хугацааг уртасгаж, хожуу болон амжилтгүй ажиллагааны эрсдэлийг бууруулдаг.

SF6 ба экологийн хувьд аюулгүй түлхүүрт төхөөрөмжид цахилгаан тусгаарлалт ба диэлектрик бүрэн бүтэн байдлын шалгуур

SF6 хийн цэвэр байдал, дэлсэлт, диэлектрик хүчний хамаарал

SF6 нь ердийн агаартай харьцуулахад диэлектрик шинж чанараараа ойролцоогоор гурван дахин илүү тул дунд зэргийн хүчдэлийн түлхүүр төхөөрөмжид одоог хүртэл өргөн хэрэглэгддэг. Гэхдээ энэхүү бодис бохирдолыг маш муу тэсвэрлэдэг. Чийгшил 100 ppm эсвэл түүнээс дээш болох, эсвэл жилд 0.5%-иас илүү хий алдагдах үед тусгаарлалтын чанар ойролцоогоор 30%-иар буурдаг. Энэ нь аюултай цахилгаан нум гарах магадлалыг ихэсгэх бөгөөд гүйдлийг таслан зогсоосны дараа систем сэргэх ажиллагаанд бэрхшээл үүсгэдэг. Аюулгүй ажиллуулахын тулд техникчид ультра ягаан туяаны спектроскопийн шинжилгээг улирлаар нь хийх шаардлагатай. Эдгээр шинжилгээнүүд нь хийн нягт, хүхрийн диоксид, усны фторид зэрэг вэсийн задралын үеийн хортой бүтээгдэхүүнүүдийг шалгадаг. Энэ хяналт нь SF6-ийн цэвэрлэх эсвэл солих хугацааг тодорхойлоход тусалдаг.

Шинэчлэгдсэн орон тохон нөхөх: Хийн ил гарцыг багасгасан хий ба тэдгээрийн үзүүлэлтийн стандарт

Зохицуулагчдын даралт нь SF6-ийн оронд ашиглах боломжит шийдлүүдийг хайх явцад маш их хурдатгал өгч байна. SF6 нь 23,500 СО₂ эквивалент гэсэн дэлхийн дулаарлын потенциал (GWP) -тай бөгөөд өнөөгийн үед бидний шаардаж буйтай харьцуулахад энэ маш өндөр хэмжээ юм. Фторонитрил суурьт хийнүүд энд илүү сайн үр дүн үзүүлж байна. Эдгээр нь цахилгааныг SF6 шиг л сайн зөөх ч GWP-г бараг 99%-иар бууруулдаг. Зарим компаниуд хатах агаарт изоляци хийхийн тулд вакуум цахилгаан таслагчийн технологийг сонгож байна. Энэ арга зам нь бүрэн тэг GWP-тэй ажиллагааг өгдөг ч нэг онцлогтой. Дизельлэгийн шинж чанар нь тийм ч хүчтэй биш учраас тоног төхөөрөмжид ойролцоогоор 20% илүү зай шаардлагатай. Эдгээр орлох шийдлүүдийн ихэнхийг IEC 62271-203 стандартад нийцүүлэн тусдаа лабораторид шалгана. Шалгалтууд нь хуучин SF6 тоноглолтой адилхан 25 кА богино холболтын гэмтэлд тэсвэртэйг харуулсан. Инженерчид эдгээр сонголтуудын үнэн зөв чанарыг үнэлэхдээ цахилгаан тэсвэрт чанарыг л биш харин үйлдвэрлэлээс хаях хүртэлх нийт амьдралын мөчлөгийн туршид тэдэнд юу тохиолдохыг ч бодолцдог.

Удиртгалын хугацаанд таслах төхөөрөмжийн найдвартай ажиллагааг хангах стандартын шаардлагууд болон засвар үйлчилгээний арга замууд

IEC 62271-200 болон IEEE C37.20.2 гэх мэт олон улсын стандартын дагуу ажиллах нь тоног төхөөрөмжийн найдвартай байдлыг хугацааны турш хадгалахад маш их ялгаатай. 2023 оны Эрчим хүчний инфраструктурын тайлангийн мэдээгээр, эдгээр стандартыг хангасан тоног төхөөрөмжинд гэмтэл гарах үед ойролцоогоор 72% бага асуудал гардаг. Тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацааг уртасгахыг хичээж буй хувьд 2024 оны EPRI-ийн засвар үйлчилгээний жишиг судалгаагаар дулааны зураг авах, холболтын эсэргүүцлийг шалгах, хэсэгчилсэн цахилгаан соронзон цацрагийг хянах зэрэг урьдчилан таамаглаж буй засварын аргууд нь үйлчилгээний насны хугацааг 30 жилээс дээш болгох болон хүлээгдээгүй зогсолтуудын бараг есөн хувийг саатуулдаг. Эдгээр шалгалтуудыг байгууллагуудад зөв хэрэгжүүлбэл өдөр тутмын ажлын хэсэг болон хувирдаг.

• Орчны хяналт : ISO 14644 Анги 8-д нийцсэн орчны чийгийг 60%-иас доош, эмгэг бус биетийн түвшинг хадгалах
• Диэлектрик баталгаажуулалт : Жил бүр цахилгаан эрчим хүчний коеффициент болон цахилгаан тусгаарлалтын эсэргүүцлийг шалгах
• Механик цикл : 5000 үйлдэл тутамд ажиллагааны механизмийн функциональ шалгалт

NFPA 70B-2023-ийн засвар үйлчилгээний давтамжид бүрэн нийцсэн объектууд нь тохируулгат замаар солих хугацааг оновчтой болгох, яаралтай тооцооны ажиллагчдын цагийг бууруулах, орхигдуулсан эмчилгээний улмаас гарах хажуугийн гэмтлийг хамгийн бага болгох замаар амьдралын мөчлөгийн зардлыг 40%-иар бууруулдаг.

Түгээмэл асуултууд

Нум эсэргүүцэх түлхүүрийн төхөөрөмжийн үндсэн давуу талууд юу вэ?

Нум эсэргүүцэх түлхүүрийн төхөөрөмж нь нумын дэлбэлтийг хязгаарлан чиглүүлэх замаар гарах гэмтлийн энергийг бууруулж, аюулгүй байдлыг сайжруулдаг. Энэ нь IEEE 1584 стандартад нийцүүлэн баталгаажуулдаг ба тусгаарлалтаас гадагш нум цацрах магадлалыг бууруулдаг.

Цахилгаан засвар үйлчилгээнд хэсэгчилсэн цэнэгийн хяналт яагаад чухал вэ?

Хэсэгчилсэн цэнэгийн хяналт нь бүрээсийн эвдрэлийг эрт үед илрүүлэхэд тусалдаг бөгөөд компонентүүдийн сул талыг илрүүлж, цаг хугацаанд нь эрсдэлд үндэслэсэн арга хэмжээ авах боломжийг олгодог.

Орчин үеийн SF6 системүүдтэй харьцуулахад экологийн хувьд ашигтай түлхүүрийн төхөөрөмжийн орлох шийдлүүд хэрхэн жиших вэ?

Фторонитрил хий, хоосон зайг саатуулах зэрэг оролдогч ногоон шийдэл нь дэлхий дээр дулаарах эвдрэлийг бууруулах боломжийг олгох бөгөөд цахилгаан тогтвортой байдлыг ижил түвшинд хангаж чаддаг ч цахилгаан тусгаарлах чадвар бага учраас илүү их зай эзлэх шаардлагатай байж болно.