Ключевые характеристики и развитие кольцевых распределительных устройств с азотной изоляцией
1 Характеристики кольцевых распределительных устройств с азотной изоляцией
Новое поколение кольцевых распределительных устройств с азотной изоляцией имеет следующие основные характеристики:
Отличные изоляционные свойства. Все токоведущие части герметично закрыты, внешние поверхности выполнены из изоляционного материала, что эффективно препятствует току и предотвращает влияние внешних заряженных объектов.
Высокая устойчивость к внешним условиям. Корпус и внутренние изоляционные материалы обладают высокой стойкостью к природным катаклизмам и хорошо адаптируются к суровым погодным условиям.
Низкое рабочее давление, обычно не превышающее 0,2 МПа.
Компактная конструкция с минимальным расстоянием между компонентами, позволяющая рационально и централизованно размещать оборудование в одном пространстве.
2 Разработка
2.1 Снижение газовых зазоров
Снижение газовых зазоров является эффективным способом повышения изоляции. Меньшие зазоры обеспечивают лучшую изоляцию. Основные методы включают:
Использование круглых шин: помогает уменьшить неравномерность электрического поля и создает пространство для других компонентов, снижая интенсивность поля;
Применение высокопроизводительных изоляционных материалов: блокирует движение электронов, значительно снижая распределение зарядов и вариации поля;
Использование поворотных выключателей: обеспечивает двойное изолирующее размыкание, защищает электрические поля на неподвижных контактах и встраивает фланцы в изоляционный материал.
2.2 Проектирование изоляционной структуры
Проектирование включает два аспекта:
Снижение интенсивности электрического поля вокруг втулок: достигается путем усиления изоляционной прочности, оптимизации высоты заземляющих элементов и формирования фланцев и втулок (круглая форма лучше прямоугольной);
Оптимизация опорных изоляторов: рациональное проектирование радиуса изолятора в сочетании с внутренней компоновкой и экранированием для снижения интенсивности поля.
2.3 Экранирование
Экранирование играет ключевую роль в изоляционных характеристиках:
Экранирование фланцев: применение экранирования вокруг фланцев, втулок и изоляции для снижения локальной интенсивности электрического поля;
Экранирование изоляторов: установка металлических экранов вблизи изоляторов для подавления движения электронов;
Использование передовых изоляционных материалов: замена устаревших материалов для продления срока службы. Кроме того, азот действует как антиоксидант, эффективно предотвращая окисление оборудования.
3 Применение
Кольцевые распределительные устройства с азотной изоляцией имеют большие перспективы в экологически чистом энергетическом секторе. В начале XXI века устройства с изоляцией SF₆ широко использовались в энергетике и промышленности. Разработка экологически чистых альтернатив соответствует целям устойчивого развития и способствует модернизации отрасли. Будучи ключевым звеном между электростанциями и конечными потребителями, замена этого компонента на экологические материалы приносит взаимную пользу как энергетическим компаниям, так и обществу.
4 Заключение
Экологические кризисы и истощение озонового слоя подчеркивают серьезное воздействие SF₆ на окружающую среду. Разработка кольцевых распределительных устройств с азотной изоляцией на напряжение 12–24 кВ заменяет этот парниковый газ на безвредный азот. Оптимизация шин, втулок, изоляторов и экранирующих структур позволяет значительно снизить нагрузку на окружающую среду и способствует охране природы.
