Земиране на страната на шиното за 24кВ еколошки пријатливи RMUs: Зошто & Како

Комбинираната помошна тврда изолација заедно со суша изолација е насока за развој за уреди за кружна магистрала на 24 кВ. Со балансирање на перформансите на изолацијата и компактноста, користењето на помошна тврда изолација овозможува да се минат тестовите за изолација без значително зголемување на димензиите меѓу фазите или фазата и земјата. Инкапсулирањето на полот може да реши проблемот со изолацијата на вакуумски прекинувач и неговите поврзани проводници.

За излегувањето од 24 кВ, со поддржување на растојанието помеѓу фазите на 110 мм, вулканизирањето на површината на главната магистрала може да намали јачината на електричното поле и коефициентот на нехомогеност на електричното поле. Табела 4 пресметува електричното поле при различни растојания помеѓу фазите и дефинирана дебелина на изолацијата на главната магистрала. Може да се види дека со соодветно зголемување на растојанието помеѓу фазите до 130 мм и примената на 5 мм епоксидна вулканизација на кругла главна магистрала, јачината на електричното поле достигнува 2298 кВ/м, што все уште има одреден марџин во споредба со максималната јачина на електричното поле од 3000 кВ/м која може да го посеби сушата воздух.

Табела 1 Услови на електричното поле при различни растојания помеѓу фазите и дефинирана дебелина на изолацијата на главната магистрала

Засоод на ниската диелектрична јачина на сув ваздух, тврдата изолација не може да реши проблемот со оддржување на напонот во пресечната точка на изолацијата. Дизолатор со подволнен прекин користи две гасни размакнувања во серија за ефективно делеење на напонот. Електрични полски штитови и кружници за градација на полот се дизајнираат на места со концентрирано електрично поле, како статички контакти на дизолаторот и земјскиот копчето, за намалување на интензитетот на електричното поле и ефективно намалување на големината на ваздушната јамка. Како што е прикажано на Слика 1, механизмот со подволнен прекин постигнува оперативни состојби - рабоча, изолирана и земјска - преку подобрен ротациони двиг на главна оска од нилон. Кружницата за градација на статичкиот контакт има пречник од 60 мм и е третирана со епоксидна вулканизација; клиринг од 100 мм може да оддржи грмежен импулсни напон од 150 кВ.

Други решенија, како продолжен уред со еднофазен распоред користејќи јачински обложувања за секоја фаза или умерено зголемување на притисокот на гасот, исто така можат да задоволат диелектричните барања за 24 кВ. Меѓутоа, кружни единици (RMUs) бараат ниски трошоци, а прејако високи трошоци не се прифатливи за корисниците. Преку оптимизиран дизајн и умерено проширување на кабинетот на RMU, е можно да се постигнат ниски трошоци и компактни 24 кВ еколошки прифатливи гас-изолирани RMUs.

Распоред на земјските копчета во еколошки прифатливи гас-изолирани RMUs

Постојат две методи во RMUs за постигнување на функцијата на земјско копче во главната колона:

• Излезна линија-страница земјско копче (долно земјско копче)

• Бусбар-страница земјско копче (горно земјско копче)

Земјското копче на страната на бусбара може да се избере како класа E0, што бара координација со главното копче во време на работа. Според стандардизираната шема за дизајн на 12 кВ кружни единици (кабинети) издадена од State Grid во 2022 година, за три-позициони копчета, шемата специфицира дека три-позиционите копчета треба да ги прифатат распоредот на страната на бусбара и ги препознава како "комбинирани функционални земјски копчета на страната на бусбара."

Правилата за електрична безбедност предвидуваат дека нема да постои прекинувач или предоштител меѓу земјските жице, земјските копчета и опремата под одржба. Ако, поради ограничувања на опремата, постои прекинувач меѓу земјското копче и опремата под одржба, мора да се донесат мерки за тоа да се осигура дека прекинувачот не може да се отвори после што се затворат и земјското копче и прекинувачот.

Затоа, земјското копче на страната на линијата се наоѓа под прекинувачот. Тоа директно се поврзува со излезната кабела која се земјува, задоволувајќи барањето дека нема прекинувач или предоштител меѓу точката на земјување, земјското копче и опремата под одржба. На спротивно, земјското копче на страната на бусбара се наоѓа над прекинувачот. Постои вакуум прекинувач меѓу земјското копче и излезната кабела која се земјува - тоа не се поврзува директно. Бидејќи прекинувачот се наоѓа меѓу земјското копче и опремата под одржба, мора да се донесат мерки за да се спречи прекинувачот од да се отвори кога и земјското копче и прекинувачот се затворат. На пример, прекинувачката патека може да се прекине преку поврзувачка плочка, или да се користат механички средства за спречување на случајно прекинување, со тоа што се избегнува непредвидено прекинување на патеката за земјување.

Стандардизираната шема за дизајн на State Grid исто така специфицира интерлокување за комбинирани функционални земјски копчета на страната на бусбара. Кога комбинирани функционални земјски копчета на страната на бусбара користат затварање на прекинувачот за постигнување на земјување на страната на кабелот, тоа мора да вклучува и механички и електрички интерлокувања за спречување на рачно или електрично отварање на прекинувачот.

State Grid ги прифаќа три-позиционите копчета за изолација/земјување на страната на бусбара, првенствено засегајќи капацитетот за затварање при кратки спојувања. Во RMUs изолирани со SF6, земјското копче се користи од диелектричната јачина на SF6, која е околу три пати поголема од ваздухот, и неговата способност за гасење на дуга, која е околу 100 пати поголема од ваздухот, поради подобро хладење на дугата. Затоа, капацитетот за затварање на земјското копче е надежно осигурен.

На спротивно, еколошките гасови немаат способност за гасење на дуга и имаат помала диелектрична перформанса. Затоа, е потребна многу висока брзина на затварање. Меѓутоа, механизми за работа на RMUs имаат ограничена енергија и не можат да достават доволно силата за високобрзинско затварање. Користејќи земјско копче на страната на линијата, би биле потребни зголемена брзина на затварање и подобрен анализ на дугата и електродинамиката на контактите, што може да доведе до поголема работна сила и поголеми трошоци. Земјското копче на страната на бусбара, решавајќи проблемот со интерлокување на прекинувачот, все уште може да осигура надежно земјување, со појака капацитет за затварање.

Преку техничка и продуктска анализа на SF6 спротивно на еколошките гасови, може да се види дека 12 кВ еколошки гас-изолирани RMUs можат да задоволат диелектричните и температурни барања со само минимално зголемување на големината, што указува на зрели технички решенија.

Меѓутоа, постојат малку 24 кВ еколошки гас-изолирани производи. Клучниот предизвик е поголемата напонска класа, што доведува до значително зголемување на размерите. Прејако големите размери и високите цени ќе ограничат развојот на 24 кВ еколошки гас-изолирани RMUs. Е необходим балансиран пристап кој ќе ги разгледа типот на изолативниот гас, притисокот на исполнување, обемот на облогата и трошоците на помошна изолација за дизајнирање на ниски трошоци и компактни RMUs. Само тогаш може да се постигне вистинско замена на SF6 - што ќе овозможи не само доминација на домаќинскиот пазар, туку и глобална експорт, промовирајќи кинеската нискокарбонска, еколошка прифатлива електрична опрема широкосветски.