Kluczowe cechy i rozwój zasilaczy pierścieniowych izolowanych azotem

1 Charakterystyka jednostek pierścieniowych z izolacją azotową

Nowa generacja jednostek pierścieniowych z izolacją azotową ma następujące główne cechy:

• Doskonała wydajność izolacyjna. Wszystkie elementy pod napięciem są hermetycznie zamknięte wewnątrz, a powierzchnie zewnętrzne wykonane są z materiału izolacyjnego, co skutecznie blokuje przepływ prądu i zapobiega zakłóceniom ze strony naładowanych obiektów zewnętrznych.

• Wysoka odporność na warunki zewnętrzne. Obudowa oraz materiał izolacyjny wewnątrz mają wysoką odporność na klęski żywiołowe i dobrze adaptują się do surowych warunków pogodowych.

• Niskie ciśnienie robocze, zwykle nie przekraczające 0,2 MPa.

• Zwarta konstrukcja z minimalizowanymi odstępami między elementami, umożliwiająca racjonalne i zcentralizowane rozmieszczenie w jednej przestrzeni.

2 Rozwój
2.1 Redukcja luk gazu

Redukcja luk gazu to efektywny sposób na wzrost izolacji. Mniejsze luki dają lepszą izolację. Kluczowe metody obejmują:

• Użycie okrągłych szyn: pomaga zmniejszyć nierównomierność pola elektrycznego i tworzy miejsce dla innych komponentów, obniżając intensywność pola;

• Zastosowanie materiałów izolacyjnych o wysokiej wydajności: blokuje ruch elektronów, znacznie redukując rozkład ładunku i wahania pola;

• Zastosowanie przełączników obrotowych: zapewnia podwójne przerwanie izolacyjne, chroni pola elektryczne w kontaktach statycznych i osadza flansze w materiale izolacyjnym.

2.2 Projektowanie struktury izolacyjnej

Projektowanie obejmuje dwa aspekty:

• Redukcja intensywności pola elektrycznego wokół cewek: osiągana poprzez wzrost wytrzymałości izolacyjnej, optymalizację wysokości elementów uziemienia i kształtowania flanszy i cewek (kształty okrągłe są lepsze niż prostokątne);

• Optymalizacja izolatorów podpórkowych: racjonalne projektowanie promienia izolatora w koordynacji z wewnętrznym układem i ekranowaniem, aby obniżyć intensywność pola.

2.3 Efekt ekranowania

Ekranowanie jest kluczowe dla wydajności izolacyjnej:

• Ekranowanie flanszy: zastosowanie ekranowania wokół flanszy, cewek i izolacji, aby obniżyć lokalną intensywność pola elektrycznego;

• Ekranowanie izolatorów: montaż metalowych ekranów w pobliżu izolatorów, aby stłumić ruch elektronów;

• Użycie zaawansowanych materiałów izolacyjnych: zastąpienie przestarzałych materiałów, aby przedłużyć czas użytkowania. Dodatkowo, azot działa jako antyoksydant, skutecznie zapobiegając utlenianiu sprzętu.

3 Zastosowanie

Jednostki pierścieniowe z izolacją azotową mają duże perspektywy w sektorze ekologicznej energii. Na początku XXI wieku szeroko stosowano jednostki z izolacją SF₆ w zastosowaniach energetycznych i przemysłowych. Rozwój ekologicznych alternatyw jest zgodny z celami zrównoważonego rozwoju i napędza modernizację przemysłową. Jako kluczowy element łączący elektrownie z końcowymi użytkownikami, zastąpienie tego komponentu materiałami ekologicznymi przynosi korzyści zarówno przedsiębiorstwom energetycznym, jak i społeczeństwu.

4 Podsumowanie

Eko-kryzysy i wyczerpanie ozonowej warstwy ochronnej podkreślają poważny wpływ na środowisko SF₆. Rozwój jednostek pierścieniowych z izolacją azotową w napięciu 12–24 kV zastępuje ten gaz cieplarniany azotem, który nie powoduje zanieczyszczenia. Optymalizacja szyn, cewek, izolatorów i struktur ekranujących znacznie obniża obciążenie środowiskowe i przyczynia się do ochrony środowiska.