Landskringja-til-hjarðar tenging fyrir 24kV ökufær RMU: Af hverju & Hvernig

Fást eða stöðugt geislavarnarhjálp samanbundið við þurrkvarða geislavarn er áttbúnaðarleið fyrir 24 kV ringreik. Með því að jafnvæga geislavarnað og tækifæri til að minnka stærðina, leyfir notkun fasts geislavarnarhjálps að fara yfir geislavarnapróf án þess að markíslu breyti mikið milli fása eða milli fása og jarðar. Þrýstingur á stanginn getur lausnarkað spurningum um geislavarn við töfnubrotara og tengdu hleðsluvefur.

Fyrir útfærslu 24 kV með fásamrýmingu á 110 mm, getur vulkanisering yfirborðs strengsins lagt niður elektríska reikistyrk og ójöfnu gildi elektrískra reika. Tafla 4 reiknar út elektrísku reikastyrk í mismunandi fásamrýmingum og geislavarnarþykkt strengsins. Sér er að sjá að með því að örugglega auka fásamrýminguna að 130 mm og beita 5 mm epoxihjálpi við raut streng, náð er að reikastyrkin sé 2298 kV/m, sem er ennþá með vissu svæði í hlutfalli við hámark reikastyrk 3000 kV/m sem þurrkvarða getur borið.

Tafla 1 Elektrísku reikaskilyrði við mismunandi fásamrýmingar og geislavarnarþykkt strengsins

Vegna lágs dielektrískra styrkja sáttan árar er ekki hægt að leysa spurninguna um spönnubarst á skilgreindu bili með fastri öryggishuli. Tvíveldur afbrotagjafi notar tvær gassbil á röð til að deila spönnu á öruggari hátt. Rafeildarvernd og stigunarringar eru útfærðar í staðum með samþykkju rafeildar, eins og stöðugir snertipunktar á afbrotagjafa og jörðslóðara, til að minnka rafeildarstyrk og draga úr stærð gassbilanna. Sýnt er á mynd 1 hvernig tvíveldur mekanismur ná í starfsgreinar—virkt, skilgreint og jörðað—með auknu snúningi á nylon-hofða. Stigunarringurinn við stöðugan snertipunkt hefur geisla 60 mm og er með epoxi vulkanísun; bil 100 mm getur brotið 150 kV ljósblásispönnu.

Aðrar lausnir, eins og lengdarskipulag fyrir hverja eininguna með hárstyrku legeringslifrum eða mætt aukin gassprentun, geta líka uppfyllt 24 kV dielektrísku kröfur. En ringmót (RMU) biðja um læg kostnaður, og of hátt kostnaður er ósamhæftur fyrir notendur. Með bestuðu hönnun og mætt breytt RMU skáp getur verið hægt að ná lága kostnaða og þéttum 24 kV umhverfisvænum gassinsuleiddum RMU.

Jörðslóðar skipulag í umhverfisvænum gass RMU

Það eru tvær aðferðir í RMU til að ná jörðslóðar virkni í aðalstraumi:

• Útflutningslína-jörðslóðara (neðri jörðslóðara)

• Busbar-jörðslóðara (efri jörðslóðara)

Busbar-jörðslóðara má velja sem flokk E0, sem krefst samstarfs við aðalbrotagjafa á tímum vinna. Samkvæmt Staðalröðunarritreglu fyrir 12 kV ringmót (box) gefin út af State Grid árið 2022, um þrjú-stöðu brotagjafa, reglan tiltékur að þrjú-stöðu brotagjafar ætti að nota busbar skipulag og endurnefna þá sem "busbar-sambærilegar virknisjörðslóðara."

Raforkureglur segja að engin brotakross eða slembikross má vera milli jörðdraeta, jörðslóðara og búnaðar sem er undir viðhaldi. Ef vegna búnaðarmarka er brotakrossur á milli jörðslóðara og búnaðar sem er undir viðhaldi, verða að taka aðgerðir til að tryggja að brotakrossurinn ekki opnist eftir að báðir jörðslóðara og brotakrossurinn hafa verið lokuð.

Því miður er útflutningslína-jörðslóðara staðsettur neðst við brotakrossinn. Hann tengist beint útflutningslínu sem er jörðað, sem uppfyllir kröfur um að engin brotakross eða slembikross sé milli jörðpunkts, jörðslóðara og búnaðar sem er undir viðhaldi. Í mótsögn við þetta er busbar-jörðslóðara staðsettur efst við brotakrossinn. Það er vakuum-brotakrossur milli jörðslóðara og útflutningslínu sem er jörðað—it does not connect directly. Since a circuit breaker lies between the earthing switch and the equipment under maintenance, measures must be implemented to prevent the circuit breaker from opening once both the earthing switch and the circuit breaker are closed. For example, the trip circuit of the circuit breaker may be disconnected via a link plate, or mechanical means may be used to prevent accidental tripping, thereby avoiding unintended disconnection of the grounding path.

State Grid Standardized Design Scheme also specifies interlocking requirements for the busbar-side combined functional earthing switch. When the combined functional earthing switch on the busbar side uses closure of the circuit breaker to achieve grounding of the cable side, it must include both mechanical and electrical interlocks to prevent manual or electric opening of the circuit breaker.

State Grid adopts the busbar-side three-position isolation/grounding switch primarily considering the short-circuit making (closing) capability. In SF6-insulated RMUs, the earthing switch benefits from SF6’s dielectric strength being about three times that of air and its arc-quenching capability approximately 100 times greater than air due to superior arc cooling. Thus, the closing capacity of the earthing switch is reliably ensured.

In contrast, eco-friendly gases lack arc-quenching capability and have lower insulation performance. Therefore, very high closing speed is required. However, RMU operating mechanisms have limited energy and cannot provide sufficient force for high-speed closing. Using a line-side earthing switch would require increased closing speed and improved arc resistance and electrodynamic analysis of the contacts, potentially leading to larger operating forces and higher costs. The busbar-side earthing switch, by solving the circuit breaker interlock issue, can still ensure reliable grounding while offering stronger making capacity.

Through technical and product analysis of SF6 versus eco-friendly gases, it can be seen that 12 kV eco-friendly gas-insulated RMUs can meet insulation and temperature rise requirements with only minor increases in size, indicating mature technical solutions.

However, there are few 24 kV eco-friendly gas-insulated products available. The key challenge lies in the higher voltage rating, which leads to significantly increased dimensions. Excessive size and high price will restrict the development of 24 kV eco-friendly gas-insulated RMUs. A balanced approach considering insulating gas type, filling pressure, enclosure volume, and auxiliary insulation cost is needed to design low-cost, compact RMUs. Only then can true SF6 replacement be achieved—enabling not only domestic market dominance but also global export, promoting China's low-carbon, environmentally friendly electrical equipment worldwide.