Forskning og utviklingsstatus for 12 kV SF6-gasfri ringhovedenhet

Gassisolering er hovedsakelig basert på SF₆-gass. SF₆ har ekstremt stabile kjemiske egenskaper og viser fremragende dielektrisk styrke og buekvælningsegenskaper, noe som gjør det vidt anvendt i elektrisk energiutstyr. SF₆-isoleret spenningsveksler har en kompakt struktur og liten størrelse, er ikke påvirket av eksterne miljøfaktorer, og viser utmerket tilpasningsdyktighet.

Imidlertid er SF₆ internasjonalt anerkjent som en av de seks store drivhusgasser. Lekasje fra SF₆-isoleret spenningsveksler er et uunngåelig praktisk problem. Fra et miljøperspektiv bør bruk av svovelhexafluorid reduseres eller minimert. Det internasjonale samfunnet har nådd en konsensus om å gradvis fase ut og til slutt slutte med bruken av SF₆-gass.

1. Teknologiske kjennetegn for 12 kV SF6-fri ringhovedenhet

1.1 Grønn og miljøvennlig

Tørt luft (eller nitrogen) brukes som hovedisoleringsmedium, eliminere SF₆ og unngår utslipp av giftige eller drivhusgasser. Miljøpåvirkning gjennom produktets hele livssyklus tas i betraktning, med kontinuerlig utforskning av nye materialer og produksjonsprosesser for å forbedre materialegenbruk. Den kompakte og rombesparende designen reduserer effektivt råvarerforbruk, produksjonsenergiforbruk og arealbruks.

1.2 Sikker og pålitelig

Mature vakuumavbryterteknologi sikrer stabil og pålitelig avbrytningsytelse og lang levetid. Den angitte gassfyllingspressen er lav (0,12 MPa absolutt), noe som gjør det lettere å oppnå en lav lekkasjerate (≤0,1%). Høy dielektrisk styrke tillater normal drift selv ved null manometrisk trykk. Tre-posisjons skillekontakt støtter elektrisk eller fjernbetjening og har fullstendig "fem-forebyggende" låser med belastningskontakt/bryter, noe som øker operasjonsikkerheten under vedlikehold.

1.3 Miljøtilpassethet

Alle høyspenningskomponenter er seglet inni en 3 mm rustfri stål sveised gasskompartiment, fullstendig isolert fra eksterne miljøer. Ytterligere beskyttende strukturer kan legges til vekslemekanismen og lavspenningskompartimentet etter behov, sanntidsmessig tilfredsstiller kravene for korrosjonsbestandighet, fugtbeskyttelse og lavtemperaturdrift under spesielle betingelser.

1.4 Intelligent lederskap

Produktet kan være utstyrt med intelligente kontrollsystemer, selvbetjeningsintegrert beskyttelse og panoramisk smart strømfordeling plattformer etter brukerbehov. Det integrerer funksjoner som datainnsamling, kontroll, overvåking, diagnostikk, beskyttelse og kommunikasjon i et enhetlig system, muliggjør fjernoperasjon/vedlikehold og forenkler big data-applikasjoner i strømfordeling.

2. Nåværende status og utviklingstrender for 12 kV Ring Main Units

2.1 Nåværende status for 12 kV Ring Main Units

Over det siste århundre har jordens klima opplevd betydelige endringer, hovedsakelig karakterisert ved global oppvarming. Denne oppvarmingen skyldes naturlig klimavariabilitet kombinert med forsterket drivhuseffekt forårsaket av menneskelig aktivitet. Reduksjon av drivhusgassutslipp og begrensing av klimaendringer er de primære målene for FNs rammeavtale om klimaendringer (UNFCCC) og Kyoto-protokollen.

På Kyoto-protokollkonferansen i Japan i 1997 ble SF₆ listet som en av de mest potente drivhusgasser og inkludert blant stoffer som er underlagt bruks- og utslippsrestriksjoner. Selv om CO₂ bidrar med over 60% til drivhuseffekten—den største andelen—bidrar SF₆ bare med ca. 0,1%. Trods sin nåværende små andel, inneholder SF₆ betydelig potensiell risiko: én SF₆-molekyle har en global varmepotensial 23 900 ganger høyere enn en CO₂-molekyle, og dens atmosfærisk levetid er omtrent 3 200 år. Om lag 50% av den globale produksjonen av SF₆ brukes i energisektoren, hvorav 80% går til spenningsveksler. Som et utviklingsland står Kina under økende press for å redusere drivhusgassutslipp.

2.2 Utviklingstrender for 12 kV Ring Main Units

Fra et teknisk perspektiv hadde ringhovedenhetindustrien rundt 2014 gjennomgått flere stadier: luftisolering, semi-SF₆ isolering, full SF₆ isolering, og fast isolering. Denne utviklingen reflekterer kontinuerlig innovasjon og teknologisk fremskritt fokusert på sikkerhet, pålitelighet, miniatyrisering, og miljøvennlighet.

For tiden, både innenlands og internasjonalt, ble fast-isoleret spenningsveksler engang regnet som et ideelt alternativ til SF₆-baserte produkter. Imidlertid, på grunn av utfordringer som vanskeligheter med gjenbruk av epoksyresin (bredt brukt i fast-isoleret enheter), mangel på bred aksept av alternative termoplastiske ingeniørmaterialer, irreversibel nedbryting etter isolasjonsfeil, og uløste problemer relatert til temperaturøkning under høy kapasitetsdrift, har interessen for fast isolering avkjøles nesten like raskt som den sto opp.

I motsetning til dette, dominere full SF₆-isolerte ringhovedenheter—trods deres miljømessige ulemper—markedet på grunn av deres kompakte størrelse, utmerket miljøbestandighet, høy pålitelighet, og lave vedlikeholdsbehov.

De siste 2–3 årene har miljøvennlige gassisolerte spenningsveksler gradvis blitt et fokus for nettoperatører og ledende produsenter, drevet av fremskritt i flere nøkkelpunkter:

• Moden anvendelse av vakuumavbryterteknologi (inkludert kapslet design);

• Dypere forståelse av isolasjonsteknologier (gassisolering, fast grensesnittisolering, sammensatt isolering, etc.);

• • Bred erfaring med SF₆-isolert utstyr (RMU-er, C-GIS);

  • Gjennombrudd i forskning på alternativer til SF₆-gasser (av selskaper som ABB og 3M);

  • Industridiskusjoner som fremmer en retur til faste mediumspanselsprodukter, støttet av betydelig forbedret pålitelighet av kjernekomponenter.

  Samtidig som Kina akselererer transformasjonen og oppgraderingen av sin energisektor og står overfor akutte behov for energibesparing og reduksjon av utslipp, har regulering av atmosfæriske fuktighet og kontroll av luftforurensning blitt pressende prioriteringer. For den raskt utviklende energisektoren er utvikling av ringhovedenhet uten SF6-gass en uunngåelig trender. Fremtidig overførings- og distribusjonsutstyr vil i økende grad fokusere på sikkerhet, pålitelighet, miniatyrisering og miljømessig bærekraft.

  Det er verdt å merke seg at State Grid Corporation of China viser en markant høyere anerkjennelse av miljøvennlig sparker enn generelle industribrukere. "State Grid Corporation Key Promoted New Technologies Catalog (2017 Edition)" angir eksplisitt at fra 2016 til 2018 må ringhovedenhet uten SF6-gass utgjøre "minst 30% av alle nye installasjoner i nye og ombyggingprosjekter, med et årlig vekstrate på minst 8%." Videre har den nyeste versjonen (2017) av "Standardized Design Recommendations for 12 kV Ring Main Units," utarbeidet av State Grids drifts- og vedlikeholdsavdeling sammen med China Electric Power Research Institute, formelt inkludert miljøvennlig gassisolerte ringhovedenheter og etablert klare tekniske spesifikasjoner for fremtidige innkjøpskonkurranseprosesser.

  3.Konklusjon

  Kort sagt, mens Kina akselererer transformasjonen av sin energisektor og står overfor økende urgens i energibesparing og reduksjon av utslipp, har håndtering av atmosfæriske fuktighet og luftforurensning blitt en umiddelbar prioritet. Som et typisk sluttkundeprodusent-distribusjonsenhet, er 12 kV ringhovedenheten bredt anvendt i strømsystemer og ulike industrielle applikasjoner, og fungerer som en uunngåelig del av et robust og intelligent nett, med direkte innvirkning på sikkerheten og påliteligheten i strømforsyningen. I respons til den raske utviklingen av energisektoren, representerer utviklingen av miljøvennlig gassisolerte ringhovedenheter en irreversibel trender. Fremtidig overførings- og distribusjonsutstyr vil fortsette å utvikle seg rundt kjernekravene om sikkerhet, pålitelighet, miniatyrisering og miljømessig vennlighet.