Элегаз

Применение элегаза и его влияние на окружающую среду

Элегаз широко используется в коммутационном оборудовании, как наиболее эффективная дугогасящая и изолирующая среда. Благодаря его свойствам, размеры современных распределительных устройств стали значительно компактнее на фоне традиционных образцов оборудования с воздушной изоляцией.

В оборудовании применяются три элегазовые конструкции, принципиально различающиеся между собой. Два первых варианта известны как управляемые системы под давлением и замкнутые системы под давлением. Во время эксплуатации требуется регулярное техническое обслуживание, что приводит к утечкам элегаза.

Третий вариант представляет собой так называемую герметично запечатанную систему, не требующую обслуживания на протяжении всего срока службы. Тем не менее, утечки иногда появляются в результате неисправности сальников или срока эксплуатации свыше 30 лет.

Электрический пробой — диэлектрик

Электрический пробой диэлектрика — монокристалла приводит к образованию постоянных каналов, заполненных продуктами разрушения кристалла. Наша цель — классифицировать и описать такие каналы, или пути пробоя, и на основании изучения этих явлений сделать выводы, которые могут быть полезными для нашего понимания процессов пробоя.

Теория электрического пробоя диэлектриков, развитая Фрели-хом, исходит из того, что в основе процесса лежит ударная ионизация электронами. При значительном возрастании напряженности электрического поля ускоряемые им электроны передают избыточную-энергию связанным электронам, которые, интенсивно переходя в зону проводимости, взаимодействуют с атомами вещества, изменяя структуру твердого диэлектрика и вызывая развитие его электрического пробоя.

Несимметричная микрополосковая линия передачи.

При изготовлении тонкопленочных конденсаторов во избежание электрического пробоя диэлектрика величина шероховатости подложки должна быть значительно меньше. В тех случаях, когда требуется особо гладкая поверхность подложки ( например, при более высоких частотах), применяют сапфир.

Представления о роли объемных зарядов как при развитии электрического пробоя диэлектриков, так и при образовании дендритов существуют уже в течение длительного времени, а в последнее время некоторые авторы стремятся теоретически осмыслить эту гипотезу.

Многие эффекты, например оседание пыли, возникновение искровых разрядов и электрический пробой диэлектриков, определяются напряженностью электростатического поля.

Аналогия между электростатикой и теорией упругости помогает не только в моделировании электрического пробоя диэлектрика.

Особенность металлобумажных конденсаторов заключается в том, что они самовосстанавливаются при возникновении электрического пробоя диэлектрика; через место пробоя возникает разрядный ток, мгновенно расплавляющий металлизацию вокруг этого места. В результате на бумаге вокруг места пробоя не остается металлического слоя; оно оказывается изолированным от электродов, и разряд прекращается.

Объемные заряды, по-видимому, могут увеличиваться до некоторого предельного значения, при котором получается электрический пробой диэлектрика ( нефтепродукта) в трубопроводе.

Две характерные зависимости.| Характер дисперсии диэлектрической проницаемости ея ( а.| Зависимость плотности тока / от.

Однако в достаточно сильных полях ток растет быстрее, чем по закону Ома, и при некотором критическом поле Ешр наступает электрический пробой диэлектрика. Величина Ешр называется электрической прочностью диэлектрика. При пробое однородное токовое состояние становиться неустойчивым и почти весь ток начинает течь по узкому каналу.

При комнатной температуре это условие очень хорошо выполняется для описываемых диэлектриков, вообще говоря, вплоть до макроскопических полей, при которых наступает электрический пробой диэлектрика.

При больших значениях удельного электрического сопротивления ( р) или малых временах приложения напряжения и низких температурах еще до наступления теплового пробоя может наступить электрический пробой диэлектрика. В отличие от теплового пробоя, электрический пробой является нарушением не теплового равновесия диэлектрика, а стационарного режима электропроводности.

Сущность электрического пробоя диэлектрика заключается в том, что под действием сильного электрического поля электроны получают энергию, достаточную для перехода в зону проводимости. Свободные электроны, двигаясь под действием сильного электрического поля, получают возможность ионизировать атомы. В результате происходит лавинообразный процесс нарастания электрического тока.

В твердых диэлектриках пробой может произойти либо под действием механических сил электрического поля, либо в результате теплового воздействия. В первом случае происходит электрический пробой диэлектрика, во втором случае — тепловой пробой.

Разрушительный эффект элегаза

Несмотря на то, что количество SF6 в атмосфере совсем незначительно, его влияние на развитие «парникового эффекта» в десятки тысяч раз сильнее, чем CO2. Элегаз обладает достаточно опасными свойствами, главное из которых — способность сохраняться в атмосфере до 3200 лет. Также он представляет опасность для здоровья сотрудников предприятий и может стать причиной проблем, связанных с безопасностью производства. Угроза может возникнуть при ремонте или утилизации, когда закрытый объем элегазового оборудования или моноблока вскрывается и продукты разложения вступают в реакцию с влагой в воздухе. Кроме того, элегаз характеризуется высокой текучестью: вещество способно просачиваться не только через разъемные уплотнения, но даже сквозь некачественную металлическую оболочку. Помещения, где производятся работы с элегазовым оборудованием, должны быть оснащены приточно-вытяжной вентиляцией, что требует дополнительных финансовых вложений. Еще один очевидный недостаток элегаза — это невозможность использования при низких температурах, из-за чего в российских климатических реалиях не получается применять оборудование с чистым элегазом вне отапливаемых помещений.

Учитывая растущее внимание к глобальным климатическим изменениям и экологии со стороны мирового сообщества, компания Eaton поддерживает концепцию «зеленой коммутации». «Зеленая коммутация» — это объединение пользователей, производителей, неправительственных организаций и других участников, предпринимающих усилия по сокращению использования элегаза в системах для сетей среднего напряжения

Участники призывают предотвратить использование элегаза во всех сферах, где существуют другие возможные решения.

В качестве альтернативы может применяться, к примеру, комбинация вакуумной технологии для коммутации и высококачественных материалов для изоляции. Ужесточение экологических норм делает вакуумную технологию с ее надежностью, низкими требованиями к обслуживанию и ограниченным воздействием на окружающую среду одной из наиболее перспективных разработок.

Сегодня компания Eaton предлагает семейство распределительных устройств и компонентов, не содержащих элегаз, для применения в распределительных сетях. Комплектные распределительные устройства (КРУ) среднего напряжения производства Eaton основаны на использовании вакуумных автоматических выключателей, а также твердой и воздушной изоляции.

Физическая и химическая природа элегаза

С точки зрения химии элегаз представляет собой чрезвычайно инертное соединение. Он не реагирует на кислоты и щелочи, окислители и восстановители. Данное вещество обладает повышенной устойчивостью к расплавленным металлам, слаборастворимо в воде и вступает во взаимодействие только с органическими растворителями.

Для распада этого соединения необходима температура 1100 градусов и выше. Продуктами распада являются газообразные составляющие, обладающие токсичностью и специфическим резким запахом. Накапливаясь в помещении, элегаз может вызвать кислородную недостаточность. В целом он относится к малоопасным веществам с предельно допустимой концентрацией в помещении – 5000 мг/м3, а на открытом воздухе – 0,001 мг/м3.

При захвате соединением электронов, происходит образование малоподвижных ионов. В результате, существенно снижается количество носителей заряда. Их разгон в электрическом поле крайне замедленный, что препятствует образованию и развитию электронных лавин. За счет этого элегаз обладает высокой электрической прочностью. Увеличенное давление способствует росту электрической прочности пропорционально действующему давлению. Нередко этот показатель превышает аналогичный параметр у жидких и твердых диэлектрических материалов.

Существенным недостатком элегаза является потеря его изоляционных качеств и переход в жидкое состояние под действием низких температур. Поэтому к температурному режиму элегазовых установок предъявляются дополнительные требования. Одним из наиболее подходящих вариантов выхода из подобных ситуаций служит смешивание элегаза с другими видами газов, например, с азотом. Другой способ заключается в использовании системы подогрева, существенно повышающей надежность оборудования при температурах минус 40 и ниже.

Физические свойства элегаза во многом зависят от равномерности и однородности электрического поля, выдаваемого распределительными устройствами. Неоднородные поля вызывают появление местных перенапряжений, которые, в свою очередь, приводят к возникновению коронирующих разрядов. Данные разряды способствуют разложению элегаза и образованию в этой среде низших фторидов, пагубно воздействующих на конструктивные элементы коммутационного оборудования.

В связи с этим, все делали и составные части должны иметь очень гладкие поверхности, на которых отсутствуют заусеницы, шероховатости и грязь, приводящие к созданию местных напряженностей электрического поля, снижению электрической прочности элегазовой изоляционной системы.

Физический смысл

Напряженность электрического поля возрастает с увеличением напряжения между проводниками, это могут быть пластины конденсатора или жилы кабеля (в индивидуальной обмотке), в определенный момент возникает пробой изоляции. Величина, характеризующая напряженность в момент пробоя называется электрическая прочность и определяется по формуле:

здесь: U – напряжение между проводниками, d – толщина диэлектрика.

Электрическая прочность измеряется в кВ/мм (кВ/см). Эта формула справедлива для плоских проводников (в виде лент или пластин) с равномерным слоем изоляции между ними, как, например, в бумажном конденсаторе.


Короткие замыкания в электрических аппаратах и кабелях происходят как раз именно из-за пробоя изоляции, в этот момент возникает электрическая дуга. Поэтому электрическая прочность одна из важнейших характеристик изоляции. Требования к электрической прочности изоляции электрооборудования и электроустановок напряжение 1 – 750 кВ изложены в ГОСТ 55195-2012 и ГОСТ 55192-2012 (методы испытаний электрической прочности на месте установки).

Отделочные работы

Завершающий этап строительства – это отделочные работы, приступать к которым желательно не менее, чем через 12 месяцев, после фазы активной усадки дома. Отделочные работы включают в себя:

  • В дверные и оконные проемы врезается обсадочный брусок, вокруг проемов из доски 50х150 мм делается обсада и вставляются окна и двери.
  • Далее производится утепление полов и потолков. После утепления можно заниматься установкой системы отопления дома. Только после этого можно начинать отделку полов и потолков, а также устанавливать наличники и плинтусы.

После проведения всех вышеперечисленных работ можно заселяться в дом.

Газовая изоляция

Для выполнения газовой изоляции в высоковольтных конструкциях используется элегаз, или шестифтористая сера. Это бесцветный газ без запаха, который примерно в пять раз тяжелее воздуха. Он имеет наибольшую прочность по сравнению с такими инертными газами, как азот и двуокись углерода.

Чистый газообразный элегаз безвреден, химически неактивен, обладает повышенной теплоотводящей способностью и является очень хорошей дугогасящей средой; он не горит и не поддерживает горение. Электрическая прочность элегаза в нормальных условиях примерно в 2,5 раза выше прочности воздуха.

Высокая электрическая прочность элегаза объясняется тем, что его молекулы легко присоединяют электроны, образуя устойчивые отрицательные ионы. Из-за этого затрудняется процесс размножения электронов в сильном электрическом поле, который составляет основу развития электрического разряда.

При увеличении давления электрическая прочность элегаза возрастает почти пропорционально давлению и может быть выше прочности жидких и некоторых твердых диэлектриков. Наибольшее рабочее давление и, следовательно, наибольший уровень электрической прочности элегаза в изоляционной конструкции ограничивается возможностью сжижения элегаза при низких температурах, например, температура сжижения элегаза при давлении 0,3 МПа составляет -45°С, а при 0,5 МПа равна -30°С. Такие температуры у отключенного оборудования наружной установки вполне возможны зимой во многих районах страны.

Для крепления токоведущих частей в комбинации с элегазом используются опорные изоляционные конструкции из литой эпоксидной изоляции.

Элегаз используется в выключателях, кабелях и герметизированных распределительных устройствах (ГРУ) на напряжения 110 кВ и выше и является весьма перспективным изоляционным материалом.

При температурах выше 3000°С может начаться разложение элегаза с выделением свободных атомов фтора. Образуются газообразные отравляющие вещества. Вероятность их появления существует для некоторых типов выключателей, предназначенных для отключения больших токов короткого замыкания. Поскольку выключатели герметически закрыты, появление ядовитых газов не опасно для эксплуатационного персонала и окружающей среды, но при ремонте и вскрытии выключателя необходимо принимать специальные защитные меры.

2241

Закладки

Последние публикации

Умные розетки EKF сделают бытовые устройства управляемыми

Вчера, в 23:46

13

Управляемые удлинители для умного дома от EKF

Вчера, в 23:45

13

Однофазные многотарифные счетчики электроэнергии SKAT 115 от EKF

Вчера, в 23:44

15

Новые модемы EKF для беспроводной передачи данных

Вчера, в 23:42

14

Новые компактные миниклеммы STB от EKF для проводников разных сечений

Вчера, в 23:42

13

Расширение линейки ЯТП от EKF с тремя автоматическими выключателями

Вчера, в 23:41

15

Официальный мерч EKF для электриков

Вчера, в 23:40

17

Обучение EKF в феврале

Вчера, в 23:39

15

«ЗЭТО» продолжает совершенствовать выпускаемую продукцию

Вчера, в 11:32

29

Промышленный контроллер Devlink-С1000 сертифицирован в Республике Казахстан

3 февраля в 18:23

39

Самые интересные публикации

Новая газотурбинная ТЭЦ в Касимове выдаст в энергосистему Рязанской области более 18 МВт мощности

4 июня 2012 в 11:00

160814

Выключатель элегазовый типа ВГБ-35, ВГБЭ-35, ВГБЭП-35

12 июля 2011 в 08:56

36114

Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ

28 ноября 2011 в 10:00

24483

Элегазовые баковые выключатели типа ВЭБ-110II

21 июля 2011 в 10:00

16573

Признаки неисправности работы силовых трансформаторов при эксплуатации

29 февраля 2012 в 10:00

15063

Распределительные устройства 6(10) Кв с микропроцессорными терминалами БМРЗ-100

16 августа 2012 в 16:00

14982

Оформляем «Ведомость эксплуатационных документов»

24 мая 2017 в 10:00

13634

Правильная утилизация батареек

14 ноября 2012 в 10:00

13477

Проблемы в системе понятий. Отсутствие логики

25 декабря 2012 в 10:00

11352

Расчет сетей по потерям напряжения

27 февраля 2013 в 10:00

9549

Основные свойства элегазовых выключателей

Химические свойства[править | править код]

Гексафторид серы — достаточно инертное соединение, не реагирует с водой, вероятно, из-за кинетических факторов. Не реагирует также с растворами HCl и NaOH, однако при действии восстановителей могут протекать некоторые реакции.

В составе молекулы газа 21,95 % серы и 78,05 % фтора по массе.

Взаимодействие с металлическим натрием проходит только при нагревании, однако уже при 64 °C взаимодействует с раствором натрия в аммиаке:

Гексафторид серы реагирует с литием с выделением большого количества тепла:

При этом продукты реакции — элементарная сера и фторид лития — имеют меньший объём, чем исходные вещества, что нашло применение в некоторых экзотических тепловых двигателях (см. ниже).

С водородом и кислородом гексафторид не реагирует. Однако, при сильном нагревании (до 400 °C) SF6 взаимодействует с сероводородом, а при 30 °C — с иодоводородом:

При повышенном давлении и температуре около 500 °C SF6 окисляет PF3 до PF5:

Химические свойства

Гексафторид серы — достаточно инертное соединение, не реагирует с водой, вероятно, из-за кинетических факторов. Не реагирует также с растворами HCl и NaOH, однако при действии восстановителей могут протекать некоторые реакции.

В составе молекулы газа 21,95 % серы и 78,05 % фтора по массе.

Взаимодействие с металлическим натрием проходит только при нагревании, однако уже при 64 °C взаимодействует с раствором натрия в аммиаке:

SF6+8Na→Na2S+6NaF{\displaystyle {\mathsf {SF_{6}+8Na\rightarrow Na_{2}S+6NaF}}}

Гексафторид серы реагирует с литием с выделением большого количества тепла:

SF6+6Li→S+6LiF{\displaystyle {\mathsf {SF_{6}+6Li\rightarrow S+6LiF}}}

При этом продукты реакции — элементарная сера и фторид лития — имеют меньший объём, чем исходные вещества, что нашло применение в некоторых экзотических тепловых двигателях (см. ).

С водородом и кислородом гексафторид не реагирует. Однако, при сильном нагревании (до 400 °C) SF6 взаимодействует с сероводородом, а при 30 °C — с иодоводородом:

2SF6+6H2S→S8+12HF{\displaystyle {\mathsf {2SF_{6}+6H_{2}S\rightarrow S_{8}+12HF}}}
SF6+8HI→6HF+H2S+4I2{\displaystyle {\mathsf {SF_{6}+8HI\rightarrow 6HF+H_{2}S+4I_{2}}}}

При повышенном давлении и температуре около 500 °C SF6 окисляет PF3 до PF5:

SF6+PF3→PF5+SF4{\displaystyle {\mathsf {SF_{6}+PF_{3}\rightarrow PF_{5}+SF_{4}}}}

Производство элегаза

Получение элегаза осуществляется следующими способами:

  • — основной промышленный метод получения: в результате прямой реакции между расплавленной серой и газообразным фтором, полученным при его электролизе (сжигание серы в потоке фтора — рис. 2). Реакция проходит при температуре 138 — 149 °C в стальном горизонтальном реакторе (крекинг — печь). Реактор разделен перегородкой на камеру загрузки и камеру сгорания. Камера загрузки имеет люк для загрузки серы и электронагреватель для ее плавления. Камера сгорания имеет сопло для подачи фтора, охлаждаемое водой, термопару и конденсатор для возгонов серы, расположенной над камерой. Расплав серы поступает из камеры загрузки в камеру сгорания через отверстие внизу перегородки, закрытое расплавом, что исключает выход фтора в камеру загрузки. Несмотря на свою простоту, данная конструкция реактора имеет некоторые недостатки, а именно:
    • фторирование серы идет на поверхности расплава с выделением большого количества тепла, которое вызывает усиленную коррозию реактора фтором на границе раздела фаз;
    • при увеличении производительности реактора возникает проблема отвода большого количества тепла и подбора коррозионностойкого материала реактора;
    • еще одним недостатком метода является то, что при таком синтезе элегаза попутно образуются и другие фториды — S2F2, SF2, SF4, и S2F10, а также примеси из-за присутствия влаги, воздуха и угольных анодов, используемых для электролиза фтора. Концентрация этих веществ невелика, в среднем составляет 0,01 — 0,1% по объему. Но если химически чистый элегаз нетоксичен и является весьма инертным соединением, которое до температуры 300°С не реагирует ни с какими материалами, то примеси могут изменить упомянутые свойства продукта и даже сделать его непригодным для использования. Поэтому необходима тщательная очистка производимого элегаза. Состав чистого элегаза регламентируется ТУ 6-02-2-686-82 и стандартом МЭК 6о 376 (отсутствие токсичных примесей, имеющих место в технологии его производства, гарантируется заводом — изготовителем на основе биологического контроля партии);

Рис. 2

  • по реакции фтора с четырехфтористой серой SF4 в присутствии катализатора;
  • термическим разложением SF5CI при 200…300 °C;
  • фторированием соединений серы (например, COS). Данный способ безотходного производства элегаза, основанный на повторном фторировании загрязняющих продуктов, в Российской Федерации пока не используется, как и предыдущие два.

Электрическая прочность силовых кабелей

Самой требовательной к электрической прочности отраслью производства, наверное, является кабельная продукция. В России основным видом кабелей, используемым в силовой энергетике (рассчитаны на номинальное напряжение до 500 кВ), являются маслонаполненные кабели с бумажной изоляцией.

При этом, чем выше номинальное напряжение, на которое они рассчитаны, тем выше вес кабеля. Масло в качестве пропитки используется дегазированное и маловязкое (МН-3, МН-4 и аналоги). Увеличение давления масла приводит к росту электрической прочности масляно-бумажной изоляции. Кабели с давлением 10-15 атмосфер применяются при высокой напряженности, значение прочности достигает 15 кВ/мм.

В последние годы маслонаполненные кабели вытесняются кабелями из сшитого полиэтилена (СПЭ-кабели). Они легче, проще в эксплуатации, срок службы при этом такой же. К тому же СПЭ не так чувствительны к перепадам температур и не нуждаются в дополнительном оборудовании, вроде масляных компенсирующих баков (для компенсации избытков масла при различном давлении). Кабели из сшитого полиэтилена гораздо проще монтировать, концевые и соединительные муфты проще в обслуживании.

Весь мир развивает именно СПЭ-кабели (XLPE-кабели), это привело к тому, что такие проводники уже заметно лучше по своим параметрам, чем маслонаполненные кабели:

Единственным недостатком СПЭ является интенсивное старение, однако, многочисленные исследования всех мировых производителей замедлило этот процесс. Так называемые, триинги, уже не являются причинами пробоя изоляции. Рост энергопотребления в современном мире стимулирует развитие не только источников электроэнергии, но и кабельной продукции, и распределительных устройств. Исследования на тему электрической прочности изоляции являются основным направлением в силовой энергетике.

Общие сведения о пробивном напряжении.

 Одной из весьма важных и сложных задач при разработке аппаратов и других устройств высокого напряжения с газовой изоляцией является правильное использование информации, получаемой при экспериментах, в реальных конструкциях. Условия эксперимента не всегда точно соответствуют тем, которые возникают в процессе эксплуатации.

Подчас очень трудно установить эти различия и еще труднее дать количественную оценку их влияния, так как разнообразные факторы, определяющие электрическую прочность, часто тесно связаны между собою, образуя сложные зависимости. Даже в простейшем случае (при однородном поле) имеется немало факторов, влияющих на электрическую прочность газовой изоляции: природа газа, давление, расстояние между электродами, форма приложенного напряжения и его длительность, условия ионизации промежутка и род металла, из которого изготовлены электроды.
Максимальное значение пробивного напряжения, возможное при данном давлении какого-либо газа и расстоянии между электродами, обеспечивается в однородном поле. По мере искажения электрического поля (при неизменных прочих условиях) пробивное напряжение уменьшается. Наименьшие значения пробивного напряжения обнаруживаются в промежутке игла — плоскость при положительной полярности иглы. Очевидно, что при разработке новых конструкций высокого напряжения необходимо знать пределы изменения пробивного напряжения и влияние на его величину различных параметров, чтобы при минимальных габаритах устройства обеспечить необходимую электрическую прочность. В однородном поле при давлениях газа выше атмосферного пробивное напряжение увеличивается по закону Пашена с ростом произведения ps, где р — давление газа, s — расстояние между электродами. При этом, однако, наблюдается отклонение от закона Пашена. Так, для данного значения произведения ps экспериментально определенное пробивное напряжение заметно отстает от роста давления. Отклонение от закона Пашена возрастает по мере уменьшения однородности поля. Однако характер зависимости Unр=f(p) при этом остается монотонно возрастающим. При данном же значении давления р электрическая прочность промежутка, как видно из рис. 1, линейно растет с расстоянием s между контактами .
Некоторые авторы отмечают, что при сравнительно низких давлениях газа пробивные напряжения промежутков между электродами из различных материалов практически совпадают, но при высоких давлениях наблюдается заметное различие. Наибольшее пробивное напряжение получено для электродов из нержавеющей стали, наименьшее — для алюминиевых. Железным и медным электродам соответствуют промежуточные значения. При этом обнаружено, что основную роль играет материал катода.

Описание

Принцип действия плотномеров основан на измерении резонансных частот механических колебаний двух идентичных кварцевых резонаторов (сенсоров), выполненных в виде камертонов, один из которых погружен в среду элегаза, а второй находиться в вакууме. Значение сдвига резонансной частоты собственных колебаний сенсора, погруженного в элегаз относительно резонансной частоты собственных колебаний сенсора, находящегося в вакууме, пропорциональна плотности элегаза. С помощью встроенных генераторов кварцевые резонаторы поддерживают резонансные частоты колебаний Fr и Fm, которые по линиям связи поступают в смеситель, формирующий частотный разностный сигнал Fr-Fm. Частотный разностный сигнал с помощью оптопары преобразуется в информационный гальванически развязанный выходной сигнал. Температура элегаза измеряется при помощи встроенного полупроводникового датчика температуры с цифровым выходным сигналом. Микроконтроллер принимает выходные сигналы от смесителя и датчика температуры, формирует цифровой выходной сигнал, пропорциональный плотности и температуре и аналоговый выходной сигнал, пропорциональный давлению элегаза, приведенному к 200С, значение которого рассчитывает на основе внесенных в энергонезависимую память данных зависимости давления элегаза от текущих значений его плотности и температуры. Принципиальная схема плотномеров элегаза серии 879Х представлена на рис.1.

Аналоговый выходной сигнал поступает на стрелочный индикатор давления элегаза, встроенный в верхнюю часть корпуса плотномера и служащий для целей оперативного визуального контроля состояния элегазовой изоляции КРУЭ. Погрешность стрелочного индикатора давления элегаза не нормируется. Цифровой выходной сигнал, пропорциональный плотности и температуре элегаза по линиям связи по протоколу RS 485 передается в электронные автоматические системы управления оборудованием КРУЭ. Результаты измерений плотности и температуры элегаза отображаются на мониторе компьютера АРМ оператора системы управления КРУЭ. Протокол обмена информации Modbus (RTU).

Плотномер имеет функцию формирования выходного сигнала превышения границы параметра по расчетному значению давления элегаза, приведенному к 200С. Для этих целей плотномер оснащен микровыключателями типа «сухой контакт». Сигнал о срабатывании микровыключателя при достижении установленного порогового значения давления элегаза по линиям связи передается в электронные автоматические системы управления оборудованием КРУЭ.

В зависимости от количества возможных устанавливаемых пороговых значений давления для формирования сигналов превышения границы параметра плотномеры выпускаются в трёх модификациях:

—    8791 — один микровыключатель;

—    8792 — два микровыключателя;

—    8793 — три микровыключателя.

Плотномер состоит из блока сенсоров и электронного блока, конструктивно объединенных в едином корпусе. Корпус плотномера имеет встроенный стрелочный индикатор давления элегаза, приведенного к 20 0С, два кабельных ввода для подключения электрических соединений и резьбовой фиттинг с накидной гайкой для подключения к корпусам оборудования КРУЭ с элегазовой эзоляцией. Стрелочный индикатор давления элегаза выпускается в двух исполнениях:

—    с оцифрованными отметками шкалы в кПа (рис. 1);

—    со шкалой без оцифрованных отметок, разделенной на красный, желтый и зеленый секторы (рис.2)

Верхняя и нижняя границы желтого сектора шкалы стрелочного индикатора без оцифрованных отметок соответствуют устанавливаемым на заводе-изготовителе пороговым значениям давления элегаза, приведенного к 200С, для формирования сигналов превышения границы параметра по давлению.

История

Технические характеристики

1)    Диапазон измерений массовой концентрации гексафторида серы, мг/м3 от 0 до 6000

2)    Пределы допускаемой основной погрешности, %:

—    приведенной, в диапазоне измерений от 0 до 500 мг/м    ± 10

—    относительной, в диапазоне измерений св. 500 до 6000 мг/м3    ± 10

3)    Предел допускаемой вариации выходного сигнала газоанализатора, в долях от предела допускаемой основной погрешности    0,5

4)    Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов от влияния изменения температуры окружающей и анализируемой сред на каждые 10 oC в пределах рабочих условий эксплуатации относительно условий определения основной погрешности, в долях от предела допускаемой основной погрешности    0,5

5)    Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов от влияния изменения относительной влажности окружающей и анализируемой сред в пределах рабочих условий эксплуатации относительно условий определения основной погрешности, в долях от предела допускаемой основной погрешности    1,0

6)    Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов от влияния изменения атмосферного давления в пределах рабочих условий эксплуатации на каждые 3,3 кПа относительно условий определения основной погрешности, в долях от предела допускаемой основной погрешности    0,5

7)    Предел допускаемого времени установления выходного сигнала Т0,9д, с    50

8)    Время прогрева газоанализатора, мин, не более    60

9)    Интервал времени работы без корректировки показаний, не более, сут.    180

10)    Электрическое питание газоанализаторов осуществляется постоянным током напряжением, В    24

11)    Электрический ток, потребляемый газоанализатором

при напряжении питания 24 В, А, не более    0,1

12)    Габаритные размеры газоанализаторов, мм, не более:

—    высота    160

—    ширина    100

—    глубина    60

13)    Масса, кг, не более    1,0

14)    Средняя наработка на отказ, ч    24 000

15)    Средний срок службы, лет    10

Условия эксплуатации

—    диапазон температуры окружающей и контролируемой сред, оС от минус 20 до плюс 40

—    относительная влажность при температуре 25 оС, %    от 0 до 98

—    диапазон атмосферного давления, кПа    от 90,6 до 107

Дополнительная информация

Если наполнить гексафторидом серы открытый сверху сосуд (так как газ тяжелее воздуха, то он не будет «выливаться» из сосуда) и поместить туда лёгкую лодочку, сделанную, например, из фольги, то лодочка будет держаться на поверхности и не «утонет». Этот опыт был показан в передаче «Разрушители легенд» как фокус с «прозрачной водой». Также высокая плотность газа приводит к комичному эффекту при его вдыхании — голос становится очень низким и грубым, подобно голосу Дарта Вейдера. Опыт также демонстрировался в передаче «Разрушители легенд». Аналогичный эффект создаёт и ксенон. А гелий, который в 6 раз легче воздуха, при вдыхании, наоборот, создаёт тонкий и писклявый голос.

Программное обеспечение

Газоанализаторы имеют следующие виды программного обеспечения (ПО):

—    встроенное;

—    автономное («IGASToolBox.exe», «MultiGas.exe»).

Встроенное ПО газоанализаторов, разработанное изготовителем специально для решения задач измерения содержания определяемого компонента в анализируемой среде, обеспечивает следующие основные функции:

—    прием и обработка измерительной информации от первичного измерительного преобразователя;

—    индикацию результатов измерений на встроенном светодиодном дисплее;

—    формирование выходного цифрового сигнала.

Встроенное ПО газоанализаторов реализует следующие расчетные алгоритмы:

—    вычисление значений массовой концентрации гексафторида серы по данным от первичного измерительного преобразователя;

—    непрерывную самодиагностику аппаратной части газоанализатора.

Встроенное ПО газоанализатора идентифицируется при подключении к персональному компьютеру под управлением операционной системы Microsoft Windows XP с установленным автономным ПО «IGASToolBox.exe» посредством отображения номера версии.

Автономное программное обеспечение «IGASToolBox.exe» для персонального компьютера под управлением операционной системы Microsoft Windows XP и старше, предназначено обеспечения связи с газоанализатором посредством интерфейса RS485 и выполняет следующие функции:

—    отображение результатов измерений массовой концентрации от одного газоанализатора на дисплее персонального компьютера;

—    отображение измерительной информации от первичного измерительного преобразователя;

—    отображение и настройка сетевого адреса (RS485) газоанализатора;

—    запись результатов измерений массовой концентрации в лог-файл на персональном компьютере.

—    настройку газоанализатора в режиме «Пользователь» (нулевые показания и чувствительность) и «Инженер» (построение кривой линеаризации по 7 точкам в диапазоне измерений).

Автономное программное обеспечение «MultiGas.exe» для персонального компьютера под управлением операционной системы Microsoft Windows XP и старше, предназначено для обеспечения связи с газоанализаторами посредством интерфейса RS485 и выполняет следующие функции:

—    отображение результатов измерений массовой концентрации от одного или нескольких газоанализаторов на дисплее персонального компьютера;

—    просмотр и изменение значений порогов срабатывания сигнализации;

—    запись результатов измерений в лог-файл на персональном компьютере.

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Идентификационные данные ПО

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентиф икационное наименование ПО

IGASFirmware.hex

MultiGas.exe

IGASToolBox.exe

Номер версии

(идентификационный номер) ПО

А001

1.0.0.4

1.0.0.3

Цифровой идентификатор ПО

20F9292B (алгоритм CRC32)

633AB5AB (алгоритм CRC32)

8EC6F222 (алгоритм CRC32)

Другие идентификационные данные (если имеются)

Примечание — номер версии ПО должен быть не ниже указанного в таблице. Значения контрольных сумм, указанные в таблице, относятся только к файлам встроенного ПО указанных версий.

Влияние программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик газоанализаторов.

Г азоанализаторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты ПО по Р 50.2.077—2014 -средний;

План разводки сети электроосвещения

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий