Peralatan Pengalihan Rockwill RGIS — Pertimbangan Pemilihan Gas untuk Aplikasi 12 kV 24 kV dan 40.5 kV

Rockwill RGIS menggunakan gas insulasi yang berbeda di berbagai kelas tegangan (N₂/udara kering untuk 12/24 kV, SF₆ untuk 40.5 kV, dengan g³ diperkenalkan sebagai alternatif ramah lingkungan). Pilihan ini pada dasarnya adalah keputusan teknik yang mempertimbangkan kinerja isolasi, kompaknya peralatan, efisiensi biaya, dan regulasi lingkungan. Memahami logika ini pertama-tama memerlukan perbandingan menyeluruh dari sifat isolasi dan pemadam busur N₂, udara kering, SF₆, dan g³.

Perbedaan Inti dalam Kinerja Isolasi dan Pemadam Busur

1. Komposisi Utama

2. Kekuatan Dielektrik (relatif terhadap SF₆)

3. Mekanisme Penangkapan Elektron

4. Kemampuan Pemadam Busur Api (relatif terhadap udara)

5. Potensi Pemanasan Global (GWP)

6. Pertimbangan Lingkungan dan Toksisitas

7. Suhu Likuifaksi (pada tekanan operasi)

8. Sensitivitas terhadap Impuritas

Poin Utama

• Pertama, gradien kinerja isolasi. SF₆ dan g³ termasuk dalam kelas teratas, dengan kekuatan dielektrik lebih dari 2,5 kali N₂/udara kering. Ini berarti pada tegangan dan jarak yang sama, SF₆ atau g³ dapat mengurangi volume peralatan menjadi 1/3 atau kurang dari kabinet isolasi udara. Dengan mencampurkan fluoronitrile dan CO₂ secara hati-hati, g³ dapat mencapai kinerja isolasi hampir setara dengan SF₆ pada tekanan desain — menghilangkan hambatan terbesar untuk switchgear ramah lingkungan 40,5 kV yang kompak.
• Kedua, celah kemampuan pemadam busur. Sifat pemadam busur termokimia unik SF₆ memungkinkannya untuk memutus arus tinggi secara mandiri. N₂, udara kering, dan g³ semuanya tidak memiliki kemampuan ini. Oleh karena itu, switchgear apa pun yang menggunakan tiga gas ini — terlepas dari level tegangan — harus sepenuhnya bergantung pada pemutus vakum untuk pemutusan arus, dengan gas hanya bertindak sebagai media isolasi. Inilah sebabnya kombinasi "pemutusan vakum + isolasi gas ramah lingkungan" telah menjadi arus utama industri.
• Ketiga, trade-off g³. g³ menawarkan kinerja isolasi yang setara dengan SF₆ dengan GWP sangat rendah — menjadikannya pengganti ideal. Namun, kelemahannya adalah suhu likuifikasi yang lebih tinggi pada tekanan operasi, sehingga tidak cocok untuk digunakan langsung di daerah yang sangat dingin tanpa mencampur lebih banyak CO₂ (yang sedikit mengurangi isolasi) atau menambah pemanasan/isolasi. Kemampuan pemadam busur yang lemahnya sempurna dikompensasi oleh pemutus vakum, memungkinkan g³ fokus pada kekuatan isolasinya.

Dengan perbedaan di atas, logika pemilihan gas Rockwill untuk RGIS di berbagai kelas tegangan menjadi jelas.

Untuk 12 kV / 24 kV — N₂ atau Udara Kering + Pemutus Vakum

Pada level tegangan ini, persyaratan isolasi cukup moderat. Dengan sedikit meningkatkan tekanan gas (misalnya, 0,1–0,15 MPa tekanan relatif), N₂ atau udara kering dapat memberikan kekuatan dielektrik yang cukup untuk desain kompak tanpa memperkenalkan gas rumah kaca apapun. Menggunakan N₂ atau udara kering yang paling murah, paling ramah lingkungan, dan paling mudah dipelihara — dipasangkan dengan pemutus vakum yang matang — dengan sempurna memenuhi janji produk "efektivitas biaya tinggi dan emisi rumah kaca nol selama siklus hidup." Selain itu, oksigen jejak dalam udara kering membantu mendekomposisi endapan karbon dari pelepasan parsial, yang lebih lanjut meningkatkan keandalan operasional.

Untuk 40,5 kV — SF₆ + Pemutus Vakum, atau g³ sebagai Alternatif

Pada 40,5 kV, jarak isolasi menjadi sangat sensitif. Jika N₂ atau udara kering digunakan, bahkan pada tekanan maksimum yang diperbolehkan, volume peralatan akan bertambah — kehilangan kekompakan yang mendefinisikan RGIS. Gas isolasi kelas teratas harus diperkenalkan.

Solusi konvensional menggunakan SF₆, dengan kekuatan dielektrik 2,5–3 kali lebih tinggi daripada udara, memastikan jarak listrik minimal pada tekanan rendah (misalnya, 0,15 MPa) untuk keandalan dan kekompakan tinggi. Strategi "SF₆ hanya untuk isolasi, pemutus vakum untuk pemutusan" secara fundamental menghilangkan jumlah besar produk dekomposisi busur toksik dan menyederhanakan perawatan.

Peningkatan masa depan memperkenalkan g³. Dalam cakupan kompak yang sama, campuran g³ memberikan isolasi hampir setara dengan SF₆ sambil mengurangi GWP di bawah 500 — sepenuhnya sesuai dengan regulasi F-gas global yang semakin ketat. Hambatan saat ini untuk penyebaran skala besar g³ pada 40,5 kV adalah adaptabilitas suhu rendah dan biaya awal. Seiring dengan perbaikan formulasi dan matangnya rantai pasokan, g³ akan menjadi arah pasti untuk evolusi RGIS 40,5 kV yang ramah lingkungan.

Ringkasan

Filosofi pemilihan gas RGIS — didasarkan pada pemahaman yang jelas tentang batas fisik dasar N₂, udara kering, SF₆, dan g³ dalam kinerja isolasi dan pemadam busur — menggunakan alat yang paling tepat untuk menyelesaikan tantangan utama di setiap tingkat tegangan:

• Tegangan rendah dan menengah (12/24 kV): Gunakan kombinasi "gas hijau + vakum" — ramah lingkungan, ekonomis, dan bebas SF₆ sepenuhnya.
• Tegangan tinggi (40,5 kV): Terapkan SF₆ terlebih dahulu untuk mempertahankan kekompakan dan keandalan sebagai garis hidup, sementara menempatkan g³ sebagai cadangan teknologi — terus mendekati Pareto optimum baru antara kinerja dan tanggung jawab lingkungan.

Studi Kasus RGIS Rockwill dan Proyek Switchgear Isolasi Gas di Ghana

Disunting Oleh：Garca