Che cosa sono i quadri isolati in gas (GIS) e il principio di funzionamento del GIS?

Con la rapida crescita della popolazione urbana di oggi, lo spazio e il potere stanno diventando grattacapi. In questi casi, per le loro dimensioni e caratteristiche, i quadri isolati in gas (GIS) rappresentano la soluzione ottimale.

Compatte, sicure e di facile manutenzione rispetto ai quadri isolati in aria (AIS), le apparecchiature GIS sono ideali per situazioni in cui è necessario installare sottostazioni in spazi limitati. In questo articolo introdurremo in dettaglio la definizione, il principio di funzionamento, i vantaggi e le applicazioni dei quadri isolati in gas (GIS).

Che cosa sono i quadri isolati in gas (GIS)?

Quadro isolato in gas(GIS)è un dispositivo composito incapsulato in un solido telaio metallico contenente diversi tipi di apparecchiature elettriche, come interruttori automatici, sbarre collettrici, trasformatori, sezionatori di terra e scaricatori di sovratensione, immersi in esafluoruro di zolfo (SF6) in un compartimento schermato. Viene formato un confine tra il compartimento schermato e i dispositivi di protezione.

Le funzioni principali del GIS sono la commutazione, la separazione, la conversione, la misurazione e la distribuzione dell'energia elettrica nei sistemi di alimentazione. Le apparecchiature GIS si distinguono per l'uso di SF6, un gas inerte con eccezionale stabilità chimica e termica e proprietà isolanti.

Un'unità GIS richiede solo pochi centimetri di distanza di isolamento effettiva rispetto alle apparecchiature AIS. Fornisce un livello di affidabilità più elevato rispetto all'AIS ed è anche più economico da mantenere poiché occupa meno spazio.

Questa attrezzatura è stata ampiamente utilizzata fin dai primi anni '70.

Principio di funzionamento dei GIS

GIS protegge l'alimentazione e la distribuzione interrompendo la corrente nel circuito.

I contatti dell'interruttore sono normalmente chiusi, ma quando si verifica un guasto nell'impianto elettrico si separano e si formano un arco.

Lo spostamento dei contatti attivi è sincronizzato con lo spostamento della valvola che consente all'SF6 ad alta tensione di entrare nella camera dell'arco.

L'SF6 ha la proprietà di assorbire gli elettroni liberi nel percorso dell'arco, formando ioni privi di carica, perché diventano troppo pesanti. La rigidità dielettrica del gas aumenta notevolmente, quindi l'arco si estingue.

Quando l'arco si spegne, la pressione dell'SF6 diminuisce a causa della sua capacità di mescolarsi rapidamente. L'SF6 viene poi stoccato in serbatoi a bassa pressione per il successivo utilizzo.

L'attenuazione della rigidità dielettrica SF6 è maggiore dell'isolamento dell'aria, rendendo GIS la scelta preferita per i sistemi di alimentazione a media e alta tensione.

Applicazioni dei GIS

Grazie alla loro struttura corazzata compatta, facile da integrare e altamente resistente alla contaminazione, le sottostazioni GIS sono la scelta ovvia per installazioni in aree in cui lo spazio è limitato o dove l'esposizione a livelli elevati di contaminazione (polvere, sostanze chimiche, strati di sale, ecc.) .) è un problema.

Le applicazioni GIS riguardano:

◇ Comuni industriali

◇ Centrali idroelettriche

◇ Sottostazioni sotterranee

◇ Aree altamente inquinate

◇ Ampliamenti edilizi urbani

◇ Piattaforme offshore

◇ Tetti

◇ Ferrovie

◇Trasmissione di potenza

◇Generazione di energia rinnovabile

◇Grandi città con poco spazio

◇Valli

◇ Montagne

◇Complessi industriali

◇ Sistemi di trasmissione ad alta tensione

GIS vs AIS: confronto dei vantaggi

La tabella seguente mette a confronto le caratteristiche delle apparecchiature GIS e AIS:

Quadri isolati in gas (GIS)

◇Progettato secondo gli standard IEC

◇Isolamento delle sbarre mediante mezzi SF6

◇ Quadri che utilizzano vuoto o SF6

◇Commutazione fissa

◇ Dimensioni piccole e compatte

◇Bassa sensibilità ai fattori esterni

◇Bassi costi di manutenzione

◇Requisiti specifici dei cavi

◇ È possibile monitorare la pressione dell'aria

◇Facile da installare

◇ Funzionamento silenzioso

◇Costi operativi ridotti

Quadri isolati in aria (AIS)

◇Progettato secondo gli standard IEC

◇ Isolamento delle sbarre tramite mezzo aereo

◇ Quadri che utilizzano olio, aria, vuoto o SF6

◇ Commutabile su base fissa o di progettazione

◇Dimensioni maggiori (decine di metri quadrati)

◇Media sensibilità ai fattori esterni

◇Costi di manutenzione medi

◇Requisiti cavi variabili

◇ Solo per quadri che includono gas SF6 Pressione dell'aria monitorabile.

◇Vulnerabile agli animali volanti

◇Funzionamento rumoroso

◇ Maggiori costi operativi

GIS offre prestazioni e affidabilità eccellenti. Grazie alla sua costruzione corazzata, che mitiga i danni causati dall'ambiente esterno, GIS è in grado di resistere alle interferenze degli animali volanti. Questo design speciale semplifica inoltre la manutenzione del GIS.

GIS è ideale per l'alimentazione e la distribuzione di energia in ambienti urbani, nonché in ambienti con spazi limitati e inquinati come aree industriali, fogne e paludi.

Quadro isolato in gas Kexunan

ILquadri isolati in gasfornito da Kexunan Electrical Technology Co., Ltd. può soddisfare i requisiti di vari utenti nel sistema di distribuzione a media tensione per la modalità di rete ad anello, la modalità combinata, le condizioni operative, la protezione di sicurezza, il trasporto e l'installazione. Utilizzando sbarre estese per collegare il quadro, si ottiene una configurazione completamente modulare per soddisfare vari schemi di distribuzione standard e non standard nella rete di distribuzione.

◆  Grazie all'uso dell'esafluoruro, che ha eccellenti proprietà isolanti, il gas funge da mezzo isolante e di estinzione dell'arco. Pertanto, può ridurre le dimensioni del quadro elettrico e renderlo più compatto, ottenendo una digitazione ridotta.

◆  Elevata affidabilità e sicurezza: la parte conduttiva del circuito principale è sigillata in gas SF6 e il conduttore sotto tensione ad alta tensione è sigillato e non è influenzato dai cambiamenti delle condizioni ambientali esterne, consentendo all'apparecchiatura di funzionare in sicurezza per lungo tempo, con elevata affidabilità e nessun rischio di scosse elettriche o incendio.

◆  Design modulare indipendente, l'airbox è una piastra in alluminio ad alta precisione che può essere installata e staccata e l'interruttore di isolamento adotta una trasmissione lineare a tre stazioni. Per ridurre l'ingombro dei relè e dei circuiti di controllo, è stato progettato un modulo di controllo con quasi 100 punti PLC. Gli interruttori di messa a terra e di isolamento sono tutti elettrici azionati a distanza. Il design modulare dell'interruttore del meccanismo utilizza giunti di fusione di fiori di pruno per collegare i punti di apertura e chiusura, il che elimina

la possibilità di un funzionamento errato del sezionatore rotativo originale e dell'interruttore di messa a terra e modifica il contatto del sezionatore rotativo originale. Per risolvere il problema della resistenza instabile ed eccessiva, all'esterno di ciascun contatto è installato un coperchio schermato di equalizzazione della tensione per risolvere completamente il problema delle scariche parziali nella produzione del punto di interruzione dell'interruttore.

◆  Applicazione e disposizione convenienti dei quadri isolati in gas. Essendo un'unità indipendente, può soddisfare diverse esigenze principali attraverso la combinazione. Requisiti di cablaggio. Consegnato al sito in unità, può ridurre il periodo di installazione in loco e migliorare l'affidabilità.

I progressi tecnologici hanno reso i dispositivi GIS più convenienti e facili da usare, con design eleganti che consentono una facile integrazione, ispezione e manutenzione. La loro struttura snella e i materiali durevoli li rendono ideali per l'implementazione in ambienti con spazi limitati che richiedono elevati livelli di affidabilità, sicurezza e funzionalità.