24kV ოჴს და გაზით იზოლირებული მოწყობილობების დასაშვები დიზაინი

ამჟამად ჩინეთში საშუალო ძაბვის განაწილების ქსელები ძირეულად ფუნქციონირებს 10kV-ზე. სწრაფი ეკონომიკური განვითარების პირობებში ელექტრო ტვირთი მკვეთრად გაიზარდა, რაც უფრო მეტად გამოავლინა არსებული ელექტრომომარაგების მეთოდების შეზღუდულობები. 24kV სიმაღლის ძაბვის სარედუქციო აპარატურის გამორჩეული უპირატესობების გამო მაღალი ტვირთის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, ის თანდათანობით იზრდება მრეწველობაში. სახელმწიფო ქსელის კორპორაციის „20kV ძაბვის დონის გამოყენების შესახებ“ შესახებ შეტყობინების შემდეგ, 20kV ძაბვის კლასი სწრაფად გავრცელდა.

როგორც ამ ძაბვის დონის მნიშვნელოვანი პროდუქი, 24kV სიმაღლის ძაბვის სარედუქციო აპარატურის კონსტრუქცია და იზოლაციის დიზაინი მრეწველობის საყურადღებო ცენტრში არის. ელექტროენერგეტიკული ინდუსტრიის სტანდარტის „სიმაღლის ძაბვის სარედუქციო აპარატურისა და მართვის მოწყობილობების საერთო ტექნიკური მოთხოვნები“ (DL/T 593-2006) შესაბამისად, სარედუქციო აპარატურისთვის კონკრეტულად განსაზღვრულია იზოლაციის მოთხოვნები. 24kV პროდუქტებისთვის იზოლაციის მოთხოვნები შემდეგია:

მინიმალური ჰაერის შუალედი (ფაზა-ფაზა, ფაზა-დედამიწა): 180მმ; სიხშირის დაცვის ძაბვა (ფაზა-ფაზა, ფაზა-დედამიწა): 50/65 kV/წთ, (იზოლაციის სახსრებში): 64/79 kV/წთ; სიხშირის დაცვის ძაბვა ნადვლის შედეგად (ფაზა-ფაზა, ფაზა-დედამიწა): 95/125 kV/წთ, (იზოლაციის სახსრებში): 115/145 kV/წთ.

შენიშვნა: ხაზის მარცხენა მხარის მონაცემები შეესაბამება მყარად დამიწებულ ნეიტრალურ სისტემებს, ხოლო მარჯვენა მხარის მონაცემები - ნეიტრალური წერტილით არკის ჩაქრობის კოჭაზე დამიწებულ ან დამიწებული სისტემებს.

24kV სიმაღლის ძაბვის სარედუქციო აპარატურა შეიძლება დაიყოს იზოლაციის მეთოდის მიხედვით: ჰაერით იზოლირებულ ლითონის შემოვლიან სარედუქციო აპარატურად და აირით შევსებული SF6 რგოლური მთავარი ერთეულებად. 24kV-ისთვის განკუთვრილი ჰაერით იზოლირებული ლითონის შემოვლიანი სარედუქციო აპარატურა, განსაკუთრებით შუაში განთავსებული გამომასვლელი ტიპი (შემდგომში მოხსენიებული როგორც 24kV შუაში განთავსებული სარედუქციო აპარატურა), გახდა ძირეული დიზაინის ფოკუსი. ამ სტატიაში განხილულია რამდენიმე რეკომენდაცია 24kV შუაში განთავსებული სარედუქციო აპარატურის და აირით შევსებული SF6 რგოლური მთავარი ერთეულების სტრუქტურისა და იზოლაციის დიზაინის შესახებ, რომლებიც მოცემულია სახელმძღვანელოდ და კომენტარისთვის.

1. 24kV შუაში განთავსებული სარედუქციო აპარატურის დიზაინი

24kV შუაში განთავსებული სარედუქციო აპარატურის ტექნოლოგია ძირეულად სამი წყაროდან მოდის: პირველი, 12kV KYN28-12 პროდუქის განახლება პირდაპირი იზოლაციის კომპონენტების შეცვლით. მეორე, უცხოური შუაში განთავსებული პროდუქტების შემოტანა საქართველოში, მაგალითად ABB და Eaton Senyuan-ისგან. მესამე, ჩინეთში დამოუკიდებლად შემუშავებული 24kV შუაში განთავსებული სარედუქციო აპარატურა. მესამე კატეგორია, რომელიც სპეციალურად შემუშავებულია ჩინეთის არსებული ტექნიკური პირობებისა და მოთხოვნების შესაბამისად, ბაზარზე ყველაზე კონკურენტუნარიანია. შესაბამისად, მისი დიზაინის დროს უნდა გათვალისწინდეს სრული პროდუქტის სტრუქტურა და იზოლაციის დიზაინი, რაც დეტალურად არის მოცემული ქვემოთ:

1.1 თანაბარი სიმაღლის საყალდის სტრუქტურა და სამკუთხა ავტობუსის განლაგება

უმეტესობა 12kV შუაში განთავსებული სარედუქციო აპარატურისა იყენებს სტრუქტურას, რომელიც წინ მაღალია და უკან დაბალი, სამივე ფაზის ავტობუსი განლაგებულია სამკუთხა (დელტა) კონფიგურაციით, ხოლო ინსტრუმენტული comparment არის ამოღებადი, დამოუკიდებელი სტრუქტურა. თუ ეს მეთოდი გამოყენებული იქნება 24kV შუაში განთავსებული სარედუქციო აპარატურისთვის, ის ნათელია, რომ არ შეესაბამება მინიმალურ ჰაერის შუალედს - 180მმ. ამიტომ, 24kV შუაში განთავსებული სარედუქციო აპარატურა უნდა იქნებოდეს თანაბარი სიმაღლის საყალდის დიზაინით, სადაც ინსტრუმენტული სივრცე ინტეგრირებულია ძირეულ საყალდეში.

საყალდის სიმაღლე უნდა შესაბამისად გაიზარდოს 2400მმ-მდე, რათა მეტი სივრცე გამოიყოს ავტობუსის და გამჭერის comparment-ებისთვის. ავტობუსის საყალდის იზოლატორები უნდა იყოს განლაგებული სამკუთხა კონფიგურაციით. ეს მიდგომა არა მხოლოდ აკმაყოფილებს ჰაერის შუალედის მოთხოვნებს, არამედ ეფექტურად ამცირებს და აძლევს წინააღმდეგობას ელექტრომაგნიტურ ძალებს, აუმჯობესებს ავტობუსის თბოგამტარობას და იზოლაციის საიმედოობას.

1.2 სარედუქციო აპარატურის სიგანის რაციონალური დიზაინი

იზოლაციის საიმედოობის თვალსაზრისით, ჰაერით იზოლაცია არის ყველაზე საიმედო მეთოდი; როგორც კი გარანტირდება მინიმალური იზოლაციის შუალედი, იზოლაცია სრულად უზრუნველყოფილია. გათვალისწინებული სრულად ჰაერით იზოლირებული დიზაინი, 24kV სარედუქციო აპარატურის თეორიული სიგანე უნდა იყოს 1020მმ. თუმცა, პრაქტიკაში უმეტესობა მწარმოებლები ირჩევენ 1000მმ საყალდის სიგანეს, რაც აუცილებლობას ქმნის შერეული იზოლაციის გამოყენებისთვის. ზოგადად, ავტობუსებზე გამოიყენება თბოშეკუმშავი მუფტები, ხოლო ფაზებს შორის და ფაზა-დედამიწას შორის ინსტალირდება SMC (Sheet Molding Compound) იზოლაციური ბადეები იზოლაციის გასაძლიერებლად.

1.3 ელექტრული ველის განაწილების ერთგვაროვნული დიზაინი

ტესტირება ადასტურებს, რომ რაც უფრო მაღალია ძაბვის დონე, მით უფრო მაღალია ლოკალური ელექტრული ველის ინტენსივობა სიხშირის დაცვის ტესტების დროს, ხანდახან თან ახლავს შესამჩნევი კორონული განმუხტვის ხმა. რეგლამენტების მიხედვით, როგორც კი არ ხდება დამახვიდრებელი განმუხტვა, ტესტი ჩაბარებულად ითვლება. თუმცა, მაღალი ლოკალური ელექტრული ველის ინტენსივობა შეიძლება იმოქმედოს პროდუქის ზემოთქმული ძაბვების დაცვის უნარზე ნორმალური ექსპლუატაციის დროს.

ამიტომ, პროდუქტის დიზაინში უნდა დაერქვას პრიორიტეტი ელექტრული ველის რაც შეიძლება ერთგვაროვნულ განაწილებას, რათა თავიდან იქნეს აცილებული ველის კონცენტრაცია გარკვეულ ზონებში. პრაქტიკული გამოცდილებიდან გამომდინარე, გამტარების ფორმირება ერთგვაროვანი ველის მისაღებად ეფექტურია. ავტობუსების გაჭრილ ბოლოებზე გამოიყენეთ ფორმირების ფრეზები ბოლოების მომრგვალებისთვის. კონტაქტური ყუთის შიდა ავტობუსის ბოლოებისთვის, ჯერ შექმენით ნახევარწრიული ფორმა, შემდეგ გამოიყენეთ ფრეზები მომრგვალებისთვის. სადაც პირობები არის შესაძლებელი, დააყენეთ ლითონის დამაგრებული საფარი გამჭერის ყიდისებრი კონტაქტების გარეთ, ან ჩაასხით ლითონის დამაგრებული ბადე კონტაქტური ყუთის დროს. ეს ზომები ეფექტურად აერთგვაროვნებს ელექტრული ველის განაწილებას, ამცი

უცხოური 24 კვ-იანი გაზით შემოფარებული SF6 რგოლური გამრთველები ადრე გამოჩნდნენ; კომპანიებმა, როგორიცაა Siemens და ABB, ისინი 1980-იანი წლების დასაწყისში შემოიტანეს. ეს იმიტომ ხდება, რომ ბევრი უცხო ქვეყანა 24 კვ-ს იყენებს როგორც ძირეულ საშუალო ძაბვის განაწილების ძაბვას. მათი პროდუქტები ტექნოლოგიურად წინაპირობით განვითარებულია, მაღალი სიმძლავრის და მაღალი საიმედოობის მქონე. საქართველოში 24 კვ-იანი გაზით შემოფარებული SF6 რგოლური გამრთველები მხოლოდ ბოლო წლებში განვითარდა. სხვადასხვა პირობით შეზღუდული, პროდუქტები ჯერ კვლევის, დეველოპმენტის და ტესტირების სტადიაშია.

24 კვ-იანი გაზით შემოფარებული SF6 რგოლური გამრთველების ტექნოლოგიის წინაპირობით განვითარების გამო, მათი სტრუქტურა და იზოლაციის დიზაინი უცხოური გამოცდილების სრული გამოყენებას მოითხოვს. ქვემოთ მოცემულია რამდენიმე რეკომენდაცია პროდუქტის სტრუქტურასა და იზოლაციის დიზაინზე:

2.1 სტრუქტურული რაციონალურობაზე ყურადღების მიქცევა

რადგან 24 კვ-იანი გაზით შემოფარებული SF6 რგოლური გამრთველების ყველა დამუშავებული ნაწილი და გამრთველები ჰერმეტულად არის დამუშავებული უჟანგავი ფოლადის კალათში, რომელიც შევსებულია SF6 გაზით, ისინი კომპაქტურია. სტრუქტურული დიზაინისას უნდა გათვალისწინდეს იზოლაციის მასალის დიელექტრიკული სიმკვრივე და ტენიანობა, რათა კარადის ზომები რაციონალურად იყოს დაგეგმილი. მოწყობილობას უნდა ჰქონდეს სრული ფუნქციონალურობა, იყოს მარტივი ექსპლუატაციაში და მარტივი სტრუქტურა.

2.2 კონფიგურაციის გაფართოებადობა

კონფიგურაციის დიზაინი უნდა იყოს გაფართოებადი. გარკვეულ მასშტაბამდე, პროდუქტის ხარისხი და მასობრივად გამოყენების პოტენციალი დამოკიდებულია მის კონფიგურაციულ მოქნილობაზე. სტანდარტიზებული, მოდულური დიზაინი საშუალებას იძლევა მოქნილად გაფართოდეს მარცხნიდან და მარჯვნივ.

2.3 იზოლაციის დიზაინის საიმედოობა

24 კვ-იანი გაზით შემოფარებული SF6 რგოლური გამრთველებისთვის ძირეული რისკი არის იზოლაციის შესუსტება. იზოლაციის შესუსტების მიზეზები შეიძლება იყოს: SF6 გაზის დატეკვა; პოლიმერული იზოლაციის ან შემომსაფრხურებელი მასალების გარკვეული გამჭვირვალობა სხვადასხვა გაზის მიმართ (მაგ. წყლის ორთქლი), რაც იწვევს კონდენსატის წარმოქმნას კონტეინერის შიდა კედლებზე; SF6 გაზში ტენიანობის კონტროლი; და იზოლაციური კომპონენტების დარტყმები.

იზოლაციის შესუსტების თავიდან ასაცილებლად, უნდა მიიღოთ შესაბამისი ზომები, მაგალითად: გაზის კონტეინერის დამზადება უჟანგავი ფოლადისგან სრულად შედუღებით, რომელიც არ იტოვებს დახურულ ხვრელებს; კაბელის შეერთების ბუშინგების დამზადება ეპოქსიდური ლითონისგან და მათი ინტეგრალურად შედუღება კონტეინერთან; გაზის კონტეინერის შესაფრხურებლად უნდა გამოიყენოთ უმაღლესი ხარისხის შემომსაფრხურებელი მასალები, რათა შემცირდეს წყლის ორთქლის შეღწევა; რეგულარულად გაზომოთ ტენიანობა SF6 ტენიანობის გამომათვლელით, დააყენოთ შესაბამისი რაოდენობის საშრობი ჰერმეტულ კალათში და მკაცრად გამოაშროთ ყველა კომპონენტი მითითებული ტემპერატურით და დროით; როდესაც ვაკუუმდებთ და ვავსებთ SF6 გამრთველებს, გამოიყენეთ მაღალი სისუფთავის N2 ან SF6 გაზი სავსები ხაზების გასუფთავებისთვის; და შეამცირეთ იზოლაციურ კომპონენტებში შიდა მექანიკური დატვირთვა, რათა თავიდან აიცილოთ მათი დაძველება და დარტყმები. ეს ზომები ეფექტურად გააუმჯობესებს იზოლაციის საიმედოობას.

3. დასკვნა

მიუხედავად იმისა, რომ 24 კვ-იანი მაღალი ძაბვის გამრთველების სტრუქტურა და იზოლაციის დიზაინი დაფუძნებულია 12 კვ-იან გამრთველებზე, მოთხოვნები ბევრად მაღალია. გარდა ამისა, პრაქტიკული ექსპლუატაციის გამოცდილების არასაკმარისობის გამო, დიზაინის პროცესში უნდა გათვალისწინდეს ყველა გავლენის მოხდენის ფაქტორი, რათა შეესაბამებოდეს პროდუქტის სტანდარტებს.