Электрическая подстанция
О электрических подстанциях
Подстанции играют важную роль в распределении электроэнергии. Они соединяют линии передачи, которые несут не менее 110 000 вольт, локальным сетям, которые имеют от 10 000 до 30 000 вольт.
Проблема
Основная проблема в том, что в сочетании с высокой плотностью тока разность напряжений приводит к повторным электрическим дугам на переключателях трансформаторов — молекулы воздуха энергично заряжаются до такой степени, что они становятся плазмой.
Решения
1. Увеличить расстояние между контактами (переключателями трансформаторов).
Один из способов предотвращения электрических дуг: сделать коммутационные устройства достаточно большими, чтобы иметь достаточное расстояние между контактами.
Но в эпоху энергетического перехода и расширения сети многие коммутирующие и распределительные станции находятся в городских районах со слишком небольшим пространством для этого.
2. Использовать защитные газы
Другое решение, более подходящее для городских районов: заполнить переключатели для высокого и среднего напряжения защитным газом. Если они открыты, газ гарантирует, что заряд быстро отделяется и электрические дуги не образуются. И если бы дуга когда-либо была, газ быстро погасил бы ее, позволяя переключателю продолжать функционировать безопасно.
Особенности защитного газа гексафторида серы (SF6)
Одним защитным газом, который особенно хорошо отвечает требованиям, является гексафторид серы (SF6). Он заполняет переключатель под высоким давлением, а затем имеет очень высокую диэлектрическую прочность в качестве изоляционного материала. Сжатый газ может отделять электрический заряд даже при высоком напряжении. Так как молекула газа относительно велика, она очень медленно мигрирует через резину — и, следовательно, через уплотнительные кольца и специальные уплотнения. Эти продукты герметизируют проходы для электрических линий, проходящих через корпуса для коммутаторов.
Но этот защитный газ имеет серьезный недостаток — он в 22 800 раз вреднее для климата, чем углекислый газ.
Альтернативное решение: использовать в качестве защитного газа углекислый газ CO2
Углекислый газ CO2 гораздо экологичнее SF6, но его молекула гораздо меньше, поэтому она проходит, через уплотнительный герметизирующий материал.
Уплотнительные материалы для подстанций от Freudenberg Sealing Technologies
Для решения описанной выше задачи специалисты по материалам компании Freudenberg Sealing Technologies разработали два новых материала. Они отвечают более высоким требованиям к диоксиду углерода для проникновения, без снижения температуры или сопротивления среды. Например, уплотнения должны выдерживать температуру 100 ° C, а также -50 ° C, поэтому они могут работать на коммутационных станциях в более холодных регионах. Уплотнительный материал также должен иметь длительный срок службы и, следовательно, быть устойчивым к агрессивным средам, таким как озон, которые воздействуют на уплотнение снаружи.
Один материал был разработан из резины EPDM.
Второе решение, известное как 70 CIIR 236460, использует синтетический каучук на основе хлорбутила (CIIR), который отличается низкой проницаемостью для газов и жидкостей
Уплотнение 70 CIIR 236460 для коммутаторов подстанций от Freudenberg Sealing Technologies
По словам д-ра Роберта Ротцолла, разработчика уплотнений из Freudenberg Sealing Technologies, новые уплотнения для экологически чистых альтернативных газов полностью разработаны. и версия 70 CIIR 236460 на основе хлорбутила уже установлена в прототипных коммутаторах.
Примечание
Freudenberg Sealing Technologies (FST, Фройденберг Силинг Технолоджис) — подразделение Freudenberg, ведущий мировой производитель уплотнений из Германии.
Использованные материалы
- FST.com: Seals for Climate-friendly Switching Stations
- Изображение Wikimedia: ОРУ 110 кВ, жесткая ошиновка, ПС 110/35/6 кВ «Лянтор». под лицензией CC0