Schlüsselmerkmale und Entwicklung von Stickstoff-isolierten Ringkabelverteileranlagen

1 Eigenschaften von Stickstoff-isolierten Ringverteileranlagen

Die neue Generation von Stickstoff-isolierten Ringverteileranlagen hat die folgenden Hauptmerkmale:

• Hervorragende Isolierleistung. Alle lebenden Komponenten sind versiegelt, mit äußeren Oberflächen aus isolierendem Material, das effektiv den Stromfluss blockiert und Störungen durch externe geladene Objekte verhindert.

• Hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber externen Umweltbedingungen. Sowohl Gehäuse als auch interne Isoliermaterialien weisen eine hohe Resilienz gegen Naturkatastrophen auf und passen sich gut an harte Wetterbedingungen an.

• Niedriger Betriebsdruck, der in der Regel 0,2 MPa nicht überschreitet.

• Kompakte Struktur mit minimiertem Abstand zwischen den Komponenten, was eine rationelle und zentrale Anordnung innerhalb eines einzigen Raumes ermöglicht.

2 Entwicklung
2.1 Reduzierung der Gaslücken

Die Reduzierung der Gaslücken ist eine wirksame Methode zur Verbesserung der Isolierung. Kleinere Lücken führen zu besserer Isolierung. Die wichtigsten Methoden sind:

• Verwendung runder Leiter: hilft, die Uneinheitlichkeit des elektrischen Feldes zu reduzieren und Raum für andere Komponenten zu schaffen, wodurch die Feldstärke abnimmt;

• Einsatz hochwertiger Isoliermaterialien: blockiert die Bewegung von Elektronen, reduziert signifikant die Ladungsverteilung und Feldvariationen;

• Verwendung von Drehknipschaltern: bietet doppelte Isolationsunterbrechungen, schirmt elektrische Felder an statischen Kontakten ab und integriert Flansche in Isoliermaterial.

2.2 Design der Isolierstruktur

Das Design umfasst zwei Aspekte:

• Reduzierung der Feldstärke um die Buchsen: erreicht durch die Steigerung der Isolationsstärke, die Optimierung der Höhe der Erdungskomponenten und die Formgebung von Flanschen und Buchsen (runde Formen überlegen gegenüber rechteckigen);

• Optimierung der Trägerisolatoren: rationale Gestaltung des Isolatorradius in Abstimmung mit der internen Anordnung und Abschirmung, um die Feldstärke zu reduzieren.

2.3 Abschirmwirkung

Abschirmung ist entscheidend für die Isolierleistung:

• Flanschabschirmung: Anwendung von Abschirmung um Flansche, Buchsen und Isolation, um die lokale Feldstärke zu reduzieren;

• Isolatorabschirmung: Installation von Metallschirmen in der Nähe von Isolatoren, um die Elektronenbewegung zu unterdrücken;

• Verwendung fortschrittlicher Isoliermaterialien: Ersetzen veralteter Materialien, um die Lebensdauer zu verlängern. Zudem wirkt Stickstoff als Antioxidans und verhindert effektiv die Oxidation der Ausrüstung.

3 Anwendung

Stickstoff-isolierte Ringverteileranlagen bieten großes Potenzial im Bereich der umweltfreundlichen Energieversorgung. Im frühen 21. Jahrhundert wurden SF₆-isolierte Anlagen in der Energiewirtschaft und Industrie weit verbreitet eingesetzt. Die Entwicklung umweltfreundlicher Alternativen entspricht den Nachhaltigkeitszielen und treibt die industrielle Modernisierung voran. Als wichtige Verbindung zwischen Kraftwerken und Endverbrauchern bringt das Ersetzen dieser Komponente durch umweltfreundliche Materialien gegenseitige Vorteile für Versorgungsunternehmen und die Gesellschaft.

4 Fazit

Ökologische Krisen und Ozonabbau verdeutlichen den schwerwiegenden Umwelt-Einfluss von SF₆. Die Entwicklung von 12–24 kV Stickstoff-isolierten Ringverteileranlagen ersetzt dieses Treibhausgas durch nullverschmutzenden Stickstoff. Durch die Optimierung von Leitern, Buchsen, Isolatoren und Abschirmstrukturen reduzieren diese Anlagen erheblich den Umweltbelastung und tragen zum Umweltschutz bei.