مزايا تصميم غرفتي Rockwill SF6-Free C-GIS RGIS-12/24

في معدات التبديل العازلة بالغاز خالية من غاز SF6 ذات الجهد المتوسط، يُعَدّ اعتماد «هيكل الغرفة المزدوجة للغاز» — الذي يتكوّن عادةً من غرفة مستقلة للحافلة الرئيسية ومفتاح فصل ثلاثي المواضع، وغرفة منفصلة لقاطع الدائرة الفراغي — اتجاهًا تصميميًّا رئيسيًّا في معدات التبديل العازلة بالغاز الصديقة للبيئة الراقية. وقد جسَّدت شركة روكويل هذه الفلسفة في معداتها العازلة بالغاز المغلَّقة بالمعادن من طراز RGIS-12 / 24.

وبالمقارنة مع التصاميم التقليدية «ذات الغرفة الواحدة»، فإن هذه التكوينات تقدِّم مزايا هندسية بارزة في سياق تقنية خالية من غاز SF6، وبشكل رئيسي في الجوانب الخمسة التالية:

١. التوافق المثالي مع متطلبات الضغط الأعلى للغازات الصديقة للبيئة (ميزة الميكانيكا الإنشائية)

• الخلفية: إن قوة العزل الكهربائي للغازات الصديقة للبيئة مثل الهواء الجاف أو النيتروجين تكون عمومًا أقل من تلك الخاصة بغازي SF6. ولتحقيق أداء عزل مكافئ، تتطلب المعدات الخالية من غاز SF6 غالبًا ضغط تعبئة أعلى (مثل رفعه من حوالي ٠,٠٣ ميجاباسكال (ضاغطي) بالنسبة لغاز SF6 إلى ٠,١٣ ميجاباسكال (ضاغطي) أو أكثر).

• الميزة: وفي ظل الضغوط المرتفعة، تكون الخزانات الفولاذية المقاومة للصدأ كبيرة الحجم ذات الغرفة الواحدة عرضة للتورُّم والتشوُّه. أما هيكل الغرفة المزدوجة فيستخدم حاجزًا لتقسيم الخزان الكبير فيزيائيًّا إلى غرفتين أصغر مستقلتين، ما يحسِّن بشكل كبير المتانة الميكانيكية العامة وقدرة الغلاف على تحمل الضغط. وهذا يسمح للخزان بأن يتحمل بأمان الضغوط التشغيلية الأعلى للغازات الصديقة للبيئة دون الحاجة إلى زيادة كبيرة في سمك صفائح الفولاذ.

صور فعلية لمعدات التبديل العازلة بالغاز من سلسلة روكويل RGIS الخالية من غاز SF6 من النوع C-GIS

٢. عزل الملوثات المعدنية لضمان استقرار العزل (تحسين المجال الكهربائي)

• الخلفية: إن الغازات العازلة الصديقة للبيئة تكون أقل وزنًا جزيئيًّا وأقل قوة عزل كهربائي من غاز SF6، ما يترك هامش تحمُّل أضيق للتشويهات المحلية في المجال الكهربائي والجسيمات المعدنية الحرة في فراغ الغاز. وإن وجود هذه الجسيمات قد يؤدي بسهولة إلى حدوث تفريغ جزئي (PD).

• الميزة: خلال العمليات المتكررة لقاطع الدائرة الفراغي، ينتج ارتداد التلامس المتحرك منتجات احتراق معدنية دقيقة جدًّا، بينما تُنتِج العملية الميكانيكية رواسب تآكل — وكلاهما مصدران رئيسيان للجسيمات المعدنية داخل غرفة الغاز. ويؤدي التصميم ذي الغرفة المزدوجة إلى عزل هذا المصدر الديناميكي للتلوث فيزيائيًّا عن غرفة الحافلة الرئيسية التي تبقى تحت مجال كهربائي ثابت لفترات طويلة. ولا يمنع هذا التصميم انتقال الجسيمات المعدنية على طول أرضية الغرفة نحو منطقة الحافلة فحسب، بل ويمنع أيضًا تشويه المجال الكهربائي الناجم عن الجسيمات العالقة أو الملتصقة، كما يحصر مخاطر التفريغ الجزئي المحتملة داخل وحدة القاطع نفسها. وبالتالي، يحافظ نظام الحافلة الأساسي على نظافة عزل استثنائية وموثوقية عالية طوال عمره التشغيلي الطويل.

٣. قدرة متفوِّقة على احتواء الأعطال (الحيلولة دون تفاقم العطل)

• الميزة: إذا وقع عطل داخلي داخل غرفة قاطع الدائرة — مثل تسرب في وحدة القاطع الفراغي، أو انهيار عازلي، أو قوس كهربائي داخلي — فإن صمام التفريغ الضاغطي المستقل لتلك الغرفة سيُفعَّل بشكل منفصل لتفريغ الضغط. وبما أن غرفة الحافلة معزولة، فإن العطل لا ينتشر إلى نظام الحافلة الرئيسي. وهذا يعني أن العطل الشديد في فرع تغذية واحد لن يؤدي إلى شلّ قسم الحافلة بأكمله، ما يضيِّق نطاق الانقطاع بشكل كبير ويعزِّز موثوقية إمداد الطاقة في شبكة التوزيع.

المنظور العرضي لخزائن RGIS 

٤. مرونة محسَّنة في التشغيل والصيانة والاستبدال

• الميزة: إن قواطع الدائرة الفراغية، التي تُكلَّف بقطع التيارات القصيرة، تستنفد عادةً عمرها الكهربائي والميكانيكي قبل الحافلة الرئيسية الثابتة، ما يجعلها أكثر عرضة للاحتياج إلى الفحص أو الاستبدال. وبفضل هيكل الغرفة المزدوجة، إذا تسربت غرفة القاطع أو احتاجت إلى استبدال وحدة القاطع الفراغي، فيمكن إجراء عمليات استرجاع الغاز، والتفريغ، وإعادة التعبئة، واختبار التسريب على غرفة القاطع وحدها، بينما تبقى غرفة الحافلة الرئيسية في حالتها الأصلية المغلقة مصنعياً. وهذا لا يقلل فقط من تعقيد العمل الميداني، بل ويمنع أيضًا تعرض نظام الحافلة للتلوث بالرطوبة أو الغبار الخارجي.

٥. الإدارة المستقلة لضغط الغاز وارتفاع درجة الحرارة

• الخلفية: إن التوصيلات الموصلة في دائرة القاطع — مثل وصلات الأطراف، والتوصيلات المرنة، ووصلات التلامس — تشكِّل نقاط التسخين المركزية الرئيسية داخل معدات التبديل. ويسبب ارتفاع درجة الحرارة الديناميكي عند هذه النقاط تقلبات متناظرة في ضغط الغاز داخل غرفة القاطع.

مميزات: تقوم البنية ذات الحجرتين بتقسيم معلمات الضغط ومعلمات التصميم الخاصة بحجرة المقاطع بشكل كامل عن تلك الخاصة بحجرة الخط الرئيسي. كل حجرة مجهزة بوحدة مراقبة الكثافة المستقلة الخاصة بها. يمكن لحجرة الخط الرئيسي، التي لا تحتوي على مصادر حرارة وذات ضغط مستقر، أن تُستخدم كحجرة مرجعية. يختلف ضغط حجرة المقاطع بناءً على التقلبات في الحمل. من خلال مقارنة المنحنيات المستندة إلى الضغط والحرارة لكثافة الحجرتين، يمكن للنظام الصيانة تحديد موقع التسرب بدقة: انخفاض في الكثافة في الحجرتين في نفس الوقت يشير إلى تسرب خارجي كامل، بينما انخفاض في الكثافة فقط في حجرة المقاطع يشير إلى وجود تسرب في الوحدة المحددة — مما يتجاوز صعوبة تحديد مواقع التسريبات في التصميم ذي الحجرة الواحدة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ضبط الحجرتين على مستويات ضغط مستقلة؛ على سبيل المثال، قد تستخدم حجرة المقاطع ضغطاً أعلى لتلبية متطلبات الفصل، بينما تستخدم حجرة الخط الرئيسي ضغطاً أقل لتقليل الإجهاد على الغلاف، مما يؤدي إلى تحقيق توازن مُحسّن بين التصميم والتكلفة.

ملخص

في تطوير المعدات الخالية من غاز الـ SF6، تعتبر البنية ذات الحجرتين ليس فقط تجسيداً للتصميم النمطي ولكن أيضاً تعويضاً فعالاً لـ "النقاط الضعيفة" المتأصلة في الغازات الصديقة للبيئة — أي الحساسية للضغط العالي وللجزيئات المعدنية.

من خلال الفصل الفيزيائي بين الوحدة ذات معدل الفشل العالي (المقاطع) والوحدة الأساسية (الخط الرئيسي)، تمثل هذه التكوين واحدة من الحلول الهندسية المثلى لتحقيق التوازن بين الصداقة للبيئة والموثوقية العالية، وتلبية احتياجات شبكات الطاقة ذات المستوى الأمني العالي.

تعتبر سلسلة Rockwill RGIS C-GIS نموذجاً نموذجياً لهذه الطريقة؛ حيث أثبتت نماذج العزل بالنيتروجين بـ 12 كيلوفولت / 24 كيلوفولت، من خلال تصميم التقسيم المتعدد للحجرات، قيمة الهندسة للبنية ذات الحجرتين في عزل الأعطال ومنع الجزيئات وإدارة الضغط المتمايزة.
تحرير بواسطة: Garca