12 kV SF6-gázmentes gyűrűfőberendezés kutatási és fejlesztési állapota
A gázizoláció elsősorban az SF₆ gázra alapul. Az SF₆ rendkívül stabil kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, és kiemelkedő elektrikai erőtlenséget és ívleszükségességet mutat, ami miatt széles körben használják az elektromos energiatermelési berendezésekben. Az SF₆-izolt kapcsolókészülék kompakt szerkezetű, kis méretű, nem befolyásolja a külső környezeti tényezők, és kiváló alkalmazkodó képességgel bír.
Azonban az SF₆ nemzetközileg elismert hat nagy hőerősítő gáz között. Az SF₆-izolt kapcsolókészülékből való szivárgás egy kerülhetetlen gyakorlati probléma. Környezetvédelmi szempontból a szulfhexafluorid használata csökkentendő vagy minimalizálandó. A nemzetközi közösség egyetértett abban, hogy fokozatosan felfüggesztik és végül megszüntetik az SF₆ gáz használatát.
1. A 12 kV SF6-gázmentes gyűrűalakú főkapcsoló technikai jellemzői
1.1 Zöld és környezetbarát
Száraz levegő (vagy nitrogén) szolgál mint elsődleges izoláló médium, kiküszöbölik az SF₆-t, és elkerüli a mérgező vagy hőerősítő gázok kibocsátását. A termék teljes életciklusán át a környezeti hatások figyelembe vételével folyamatosan kutatják az új anyagokat és gyártási folyamatokat, hogy javítsák az anyagok újrafelhasználhatóságát. A kompakt és térkímélő kialakítás hatékasan csökkenti a nyersanyag-fogyasztást, a termelési energiafelhasználást és a földhasználatot.
1.2 Biztonságos és megbízható
A fejlett vakuumkapcsoló technológia biztosítja a stabil és megbízható megszakítási teljesítményt, valamint a hosszú szolgáltatási időt. A normált gázeltöltési nyomás alacsony (0,12 MPa abszolut), ami könnyebbé teszi a kis szivárgási ráta (≤0,1%) elérését. A magas elektrikai erőtlenség lehetővé teszi a normál működést akár nulla mérőnyomás esetén is. A hárompozíciós elkülönítő támogatja a villamos vagy távoli műveleteket, és teljes "öt megelőzés" zárolással rendelkezik a terhelés-kapcsolóval/átmeneti kapcsolóval, amely növeli a karbantartási biztonságot.
1.3 Környezetre alkalmazkodó
Minden magfeszültségű elsődleges komponens be van zárva egy 3 mm vastag szénsav maláncolt gázkompartomba, teljesen izolált a külső környezettől. A kapcsolóegységhez és a magasfeszültségű részhez szükség esetén hozzáadható további védelmi szerkezetek, igazán teljesítve a rothadság elleni, nedvesség elleni, illetve alacsony hőmérsékletű működésre vonatkozó speciális követelményeket.
1.4 Intelligens vezetés
A termék intelligens irányítási rendszerekkel, önállóan üzemeltethető integrált védelemmel és panoramikus intelligens hálózati platformmal láttható fel a felhasználó igényeire. Integrálja az adatszerezést, ellenőrzést, monitorozást, diagnosztikát, védelmet és kommunikációt egy egységes rendszerbe, lehetővé téve a távoli műveleteket/karbantartást, és segít a nagy adatok alkalmazásában a hálózatban.
2. A 12 kV gyűrűalakú főkapcsoló jelenlegi állása és fejlesztési trendjei
2.1 A 12 kV gyűrűalakú főkapcsoló jelenlegi állása
Az elmúlt száz év során a Föld klímája jelentős változásokon ment keresztül, melyeket elsősorban a globális felmelegedés jellemzi. Ez a felmelegedés a természetes klímavariabilitás és az emberi tevékenységek által erősített hőerősítő hatás kombinációjából adódik. A hőerősítő gázok kibocsátásának csökkentése és a klímaváltozás enyhítése a Nemzetközi Klímaváltozási Egyezmény (UNFCCC) és a Kyoto-i Jegyzőkönyv fő célja.
A 1997-es Kyoto-i Jegyzőkönyvi konferencián Japánban az SF₆-t a legnagyobb hőerősítő hatású gázok között sorolták, és a használatukra és kibocsátásukra korlátozásokat helyeztek. Bár a CO₂ több mint 60%-át adja a hőerősítő hatásnak – a legnagyobb része –, az SF₆ csak kb. 0,1%-ot. Mivel jelenleg kis mértékben járul hozzá, az SF₆ jelentős potenciális kockázatokat jelent: egy SF₆ molekula globális felmelegedési potenciálja 23900-szerese a CO₂ molekulájának, és atmoszféri élettartama körülbelül 3200 év. A világszerte termelt SF₆-ból körülbelül 50%-at a villamosenergia-iparban használnak, amelynek 80%-a kapcsolókészülékekbe kerül. Képzelettel fejlődő országként Kínának növekvő nyomás nehezedik a hőerősítő gázok kibocsátásának csökkentésére.
2.2 A 12 kV gyűrűalakú főkapcsoló fejlesztési trendjei
Technikai szempontból a gyűrűalakú főkapcsoló ipar 2014 körül több szakaszon haladt át: levegőizoláció, fél-SF₆ izoláció, teljes SF₆ izoláció, és szilárd izoláció. Ez a fejlődés folyamatos innovációkat és technológiai előrehaladást tükröz a biztonság, megbízhatóság, kis méret és környezetbarátság terén.
Jelenleg, bár otthon és nemzetközileg, a szilárd izolációs kapcsolókészülékeket néha ideális alternatívának tartották az SF₆-alapú termékekhez. Azonban a gyapot rezin (ami széles körben használt a szilárd izolációban) reciklálásának nehézsége, a termoplast műanyagok alternatívái általános elfogadásának hiánya, a hőmérséklet-emelkedés problémái magas kapacitású működés esetén, és a meghibásodás után nem visszaállítható összeomlás miatt a szilárd izoláció érdeklődése gyorsan csökkent.
Ellenben, a teljes SF₆-izolt gyűrűalakú főkapcsolók – ellenére a környezeti hátrányoknak – továbbra is dominálják a piacot, mivel kompaktak, kiváló környezeti ellenállásuk, magas megbízhatóságuk és alacsony karbantartási igényük miatt.
Az elmúlt 2-3 évben a környezetbarát gázizolt kapcsolókészülékek fokozatosan a hálózat-műveletek és a vezető gyártók figyelmének központjába kerültek, a következő kulcsszakterületek fejlődésének köszönhetően:
A vakuumkapcsoló technológia érett alkalmazása (beleértve a bezáró kialakításokat);
Az izolációs technológiák (gázizoláció, szilárd felületi izoláció, összetett izoláció stb.) mélyebb megértése;
Széleskörű működési tapasztalat SF₆-izolált berendezésekkel (RMU-k, C-GIS);
Áttörés az SF₆ alternatív gázok kutatásában (például ABB és 3M cég részéről);
Ipari vita a rögzített típusú közegységű termékek visszatérése mellett, amelyet a legfontosabb alkatrészek jelentősen javított megbízhatósága támogat.
Ahogy Kína gyorsítja átmenetét és modernizálódását a villamosenergiaágazatban, és szembesül egyre nagyobb energiafelhasználási hatékonysági és kibocsátáscsökkentési igényekkel, a légkör nedvességének szabályozása és a levegőszennyezés elleni küzdelem prioritássá vált. A gyorsan fejlődő villamosenergiaágazat számára a SF6-gázmentes gyűrűfőberendezések fejlesztése elkerülhetetlen trend. A jövőbeni átadási és elosztási berendezések egyre inkább a biztonságra, megbízhatóságra, minimalizálásra és környezetbarátságra fókuszálnak majd.
Megjegyzendő, hogy a Kínai Állami Villamosenergia Hálózati Vállalat jelentősen nagyobb elfogadást mutat az ökológiai szempontból tiszta kapcsolóberendezések felé, mint az általános ipari felhasználók. A "Kínai Állami Villamosenergia Hálózati Vállalat Főleg Támogatott Új Technológiák Katalógusa (2017-es kiadás)" kifejezetten előírja, hogy 2016-tól 2018-ig a SF6-gázmentes gyűrűfőberendezéseknek "legalább 30%-nak kell lenniük az új telepítések teljes számának az új és frissítési projektekben, egy évben legalább 8%-os növekedéssel." Továbbá, a "12 kV Gyűrűfőberendezések Szabványosított Tervezési Javaslatok" legfrissebb verziójában (2017), amit a Kínai Állami Villamosenergia Hálózati Vállalat Üzemeltetési és Karbantartási Igazgatósága és a Kínai Elektromos Energia Kutatóintézet közösen készítettek, formálisan beillesztették az ökológiai szempontból tiszta gáz-izolált gyűrűfőberendezéseket, és meghatározták a jövőbeli beszerzési pályázatokhoz tartozó egyértelmű technikai specifikációkat.
3.Összefoglalás
Összefoglalva, ahogy Kína gyorsítja átmenetét a villamosenergiaágazatban, és szembesül egyre nagyobb energiafelhasználási hatékonysági és kibocsátáscsökkentési igényekkel, a légkör nedvességének szabályozása és a levegőszennyezés elleni küzdelem prioritássá vált. A 12 kV gyűrűfőberendezések, mint tipikus végső terhelés-átadó eszközök, széleskörűen telepítve vannak a villamosenergia-hálózatokban és különböző ipari alkalmazásokban, lényeges elemei a robust és intelligens hálózatnak, közvetlenül befolyásolva a villamosenergia-szolgáltatás biztonságát és megbízhatóságát. A villamosenergiaágazat gyors fejlődésének reagálva az ökológiai szempontból tiszta gáz-izolált gyűrűfőberendezések fejlesztése egy irányváltoztathatatlan trend. A jövőbeni átadási és elosztási berendezések tovább fogják fejlődni a biztonság, megbízhatóság, minimalizálás és környezetbarátság központi igényei köré.
