가스 절연 개폐기(GIS)란 무엇입니까?

가스 절연 개폐기(GIS)소형의 금속 밀폐형 전기 개폐 장치입니다.

모든 주요 전도 부품은 절연 가스로 채워진 가압 환경 내부에 밀봉되어 있습니다. 크기가 매우 작기 때문에 기존의 공기 절연 개폐기(AIS)와는 외관상 매우 다릅니다. 이 기술은 기존 AIS에 비해 변전소의 크기를 최대 90%까지 줄일 수 있습니다.

과거에는 주요 절연 가스로 육불화황(SF₆)이 사용되었지만, 업계는 이제 환경 친화적인 다른 가스로 빠르게 전환하고 있습니다. 어떤 가스를 사용하든 가스 절연 개폐기는 모든 전력 시스템에 필요한 기본 기능을 수행합니다.

• 전력 흐름을 제어하기 위해.
• 전기 장비를 고장으로부터 보호하기 위해.
• 유지보수를 위해 회로를 격리합니다.

GIS 작동 방식

여기서는 가스 절연 개폐기(GIS)의 효율성을 높이는 데 있어 절연 가스가 수행하는 두 가지 핵심 역할, 즉 절연과 아크 소멸에 대해 살펴보겠습니다.

탁월한 절연 강도

절연 강도는 물질이 파손되지 않고 전압을 견딜 수 있는 능력입니다.

GIS에 전통적으로 사용되는 절연 가스인 SF₆는 강한 음전하를 띠고 있습니다. 이는 전기 방전을 일으킬 수 있는 자유 전자를 쉽게 포획한다는 것을 의미합니다.

이 기능은 밀폐된 공간 내부의 가압과 결합되어 다음과 같은 효과를 제공합니다.SF₆ 가스의 우수한 유전 특성.

메탄은 공기보다 훨씬 뛰어난 절연체 역할을 하므로 전도성 부품을 훨씬 더 가까이 배치해도 안전합니다.

전기 아크 길들이기

회로 차단기가 고장 전류를 차단해야 할 때 강력한 전기 아크가 발생합니다. 절연 가스는 이 아크를 끄는 데 중요한 역할을 합니다. 작동 원리는 다음과 같습니다.

1. 오류 감지:시스템의 보호 계전기는 과전류 또는 단락을 감지하고 차단기에 트립 신호를 보냅니다.
2. 접촉 분리:회로 차단기의 기계식 접점이 서로 멀어지면서 그 사이에 전기 아크가 발생합니다.
3. 가스 폭발:차단기 내부의 메커니즘이 고압의 절연 가스를 아크 경로에 직접 분사합니다.
4. 아크 냉각 및 담금질:이 가스는 아크를 빠르게 냉각시키고 열에너지를 흡수합니다. 또한, 가스의 음전하 특성으로 인해 이온화된 입자들이 다시 모여 아크를 소멸시키고 전류를 차단합니다.
5. 시스템 격리:이제 회로의 전원이 안전하게 차단되어 개방되었습니다.

중전압 솔루션

가스 절연 개폐기(YRM6-12/24)

• 완전 밀폐형 설계:완벽한 환경 격리를 위해 SF6 가스로 채워진 스테인리스 스틸 가스 탱크.
• 컴팩트한 크기:상단 확장이 가능한 모듈식 디자인으로 공간이 제한된 프로젝트에 이상적입니다.
• 극도의 신뢰성:고고도, 다습한 환경 및 부식성 환경에서도 안정적인 성능을 발휘합니다.
• 규정 준수:장기적인 전력 안정성을 위한 국제 IEC 표준을 충족하도록 설계되었습니다.

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GIS 부스 내부

가스 절연 개폐기는 고도로 통합된 모듈형 시스템입니다. 여러 핵심 기능 장치가 밀폐된 조립체 내부에 함께 수용됩니다.

일반적으로 GIS 베이에는 다음과 같은 핵심 구성 요소가 있습니다.

• 회로 차단기:정상 전류 및 고장 전류를 차단하는 능동형 장치.
• 차단기(절연기) 및 접지 스위치:유지보수를 위한 안전한 격리 간격을 만들고 격리된 부분을 안전하게 접지하는 데 사용됩니다.
• 버스바:개폐 장치의 서로 다른 구획 사이에서 전력을 이동시키는 주요 도체입니다.
• 계기용 변압기(CT 및 VT):전류 및 전압 변압기는 계측, 모니터링 및 보호 계전기에 필요한 신호를 제공합니다.
• 밀폐형 금속 케이스:접지된 알루미늄 또는 강철 하우징은 모든 활선 부품과 절연 가스를 포함하고 있어 작업자의 안전을 보장하고 장비를 환경으로부터 보호합니다.
• 가스 감지 시스템:가스 밀도와 압력을 지속적으로 추적하여 누출 가능성을 작업자에게 알리는 중요한 안전 장치입니다.

GIS와 AIS 비교

가스 절연 개폐기(GIS)의 가치를 이해하려면 공기 절연 개폐기(AIS)와 직접 비교하는 것이 도움이 됩니다. GIS는 신뢰성과 유지보수 측면에서 상당한 이점을 제공하지만 초기 투자 비용이 더 높습니다.

GIS의 더욱 친환경적인 미래

현대 가스 절연 개폐기 기술의 가장 큰 변화는 환경 문제를 해결하기 위해 SF₆ 가스 사용을 중단한 것입니다.

SF₆ 환경 챌린지

SF₆는 산업용 가스로서 매우 유용하지만, 과학계에 알려진 가장 강력한 온실가스이기도 합니다. 지구 온난화 지수(GWP)는 이산화탄소(CO₂)보다 24,000배 이상 높으며, 대기 중에 3,000년 이상 잔류할 수 있습니다.

EU F-가스 규정과 같은 엄격한 환경 규제가 이러한 변화를 가속화하고 있습니다.주요 제조업체들은 SF₆가 없는 솔루션을 개발하고 있습니다.이러한 해결책들은 환경에 미치는 피해를 줄이면서도 동일한 수준의 성능을 유지하는 것을 목표로 합니다.

친환경 대안들을 만나보세요

차세대 친환경 단열 가스가 현장에서 사용되고 있습니다. 이러한 가스는 기존 가스와 유사한 성능을 제공하면서도 환경에 미치는 영향은 훨씬 적습니다.

오늘날 가장 인기 있는 선택지는 다음과 같습니다.

• g³ (그리드용 친환경 가스):플루오로니트릴을 기반으로 하는 가스 혼합물로, SF₆에 비해 지구 온난화 지수(GWP)를 99% 이상 낮춥니다.
• 건조 공기/CO₂ 혼합물:이 제품들은 정화된 공기, 질소, 이산화탄소를 절연 매체로 사용하여 지구 온난화 지수(GWP)가 0인 솔루션을 제공합니다.
• 플루오로케톤계 혼합물:지구온난화지수(GWP)를 크게 낮추는 또 다른 유형의 합성 가스입니다.

이러한 기술들은 더 이상 시험 단계에 머물지 않고 있습니다. 전력 회사들은 천연가스를 이용한 새로운 GIS 설치 및 기타 SF₆ 무첨가 옵션을 포함하여 새로운 프로젝트에 이러한 기술들을 적극적으로 활용하고 있습니다.

필수 GIS 응용 프로그램

가스 절연 개폐기의 고유한 장점 덕분에 다양한 중요 용도에 있어 최적의 선택이자 때로는 유일한 선택이 됩니다.

• 도시 변전소:토지 가격이 매우 비싸거나 구하기 어려운 지역에서는 GIS의 작은 크기가 필수적입니다.
• 해상 풍력 발전 단지 및 해안 지역:밀폐형 케이스는 염분과 습기로부터 완벽한 보호 기능을 제공하여 혹독한 해양 환경에서도 장비의 신뢰성을 유지합니다.
• 지하 및 실내 설치:GIS는 안전과 제한된 공간이 최우선 고려 사항인 지하실, 터널 또는 건물 내 변전소에 매우 효과적입니다.
• 산업 시설:먼지나 화학 물질 오염이 심한 지역에서는 밀폐형 설계로 오염을 차단하고 안정적인 작동을 유지합니다.
• 수력 발전소:이러한 건축물들은 공간이 매우 제한적인 산이나 동굴 내부에 지어지는 경우가 많습니다.

결론: GIS의 지속적인 가치

가스 절연 개폐기(GIS)는 소형화, 높은 신뢰성, 우수한 안전성, 낮은 유지보수 요구 사항이라는 핵심 강점을 통해 그 가치를 입증해 왔습니다. 이 기술은 SF₆ 사용을 지양하고 환경 영향을 줄이기 위해 변화하고 있지만, 핵심 설계는 여전히 현대 전력망의 기반이 되고 있습니다.

GIS는 강력하고 공간 효율적인 전기 인프라를 구축하는 데 필수적입니다. 이는 혼잡한 도심 지역에 재생 에너지를 도입하는 데 도움이 되며,개폐 장치의 미래뛰어난 성능과 높아지는 환경 기준 사이의 균형을 유지합니다.