Địa chỉ nối đất phía busbar cho RMUs thân thiện với môi trường 24kV: Tại sao & Cách thức

Sự kết hợp giữa cách điện rắn và cách điện bằng không khí khô là một hướng phát triển cho các tủ phân phối vòng 24 kV. Bằng cách cân nhắc giữa hiệu suất cách điện và kích thước nhỏ gọn, việc sử dụng cách điện phụ rắn cho phép vượt qua các bài kiểm tra cách điện mà không cần tăng đáng kể kích thước giữa pha hoặc giữa pha và đất. Việc bọc cực có thể giải quyết vấn đề cách điện cho bộ ngắt chân không và các dây dẫn được kết nối.

Đối với thanh bus ra 24 kV, khi khoảng cách giữa pha được duy trì ở 110 mm, quá trình lưu hóa bề mặt thanh bus có thể giảm cường độ điện trường và hệ số không đồng đều của điện trường. Bảng 4 tính toán điện trường dưới các khoảng cách giữa pha và độ dày cách điện của thanh bus khác nhau. Có thể thấy rằng bằng cách tăng thích hợp khoảng cách giữa pha lên 130 mm và áp dụng xử lý lưu hóa epoxy 5 mm cho thanh bus tròn, cường độ điện trường đạt 2298 kV/m, vẫn còn một mức an toàn so với cường độ điện trường tối đa 3000 kV/m mà không khí khô có thể chịu đựng.

Bảng 1 Điều kiện điện trường dưới các khoảng cách giữa pha và độ dày cách điện của thanh bus

Do khả năng cách điện thấp của không khí khô, cách điện rắn không thể giải quyết vấn đề về khả năng chịu điện áp tại điểm cách ly. Một công tắc hai điểm cách ly sử dụng hai khoảng cách khí liên tiếp để chia điện áp hiệu quả. Các thiết bị che chắn điện trường và vòng phân cấp được thiết kế tại các vị trí có điện trường tập trung, như các tiếp xúc cố định của công tắc cách ly và công tắc nối đất, để giảm cường độ điện trường và giảm kích thước khoảng cách không khí. Như hình 1所示，双断口隔离开关通过增强尼龙主轴的旋转来实现工作、隔离和接地三种操作状态。固定触点处的均压环直径为60毫米，并经过环氧硫化处理；100毫米的间隙可以承受150千伏的雷电冲击电压。 由于空气干燥介质强度低，固体绝缘无法解决隔离断口处的耐压问题。双断口隔离开关使用串联的两个气隙有效分压。在隔离器和接地开关的静触头等电场集中位置设计了电场屏蔽和均压环，以降低电场强度并有效减小空气间隙尺寸。如图1所示，双断口机构通过增强尼龙主轴的旋转来实现工作、隔离和接地三种操作状态。静触头处的均压环直径为60毫米，并经过环氧硫化处理；100毫米的间隙可以承受150千伏的雷电冲击电压。 其他解决方案，例如使用高强度合金外壳对每相进行纵向单相布置，或适度增加气体压力，也可以满足24千伏的绝缘要求。然而，环网柜（RMU）需要低成本，过高的成本用户难以接受。通过优化设计和适度加宽RMU机柜，可以实现低成本且紧凑的24千伏环保气体绝缘环网柜。 环保气体RMU中的接地开关布置 在RMU中，实现主电路接地功能有两种方法： - 出线侧接地开关（下接地开关） - 母线侧接地开关（上接地开关） 母线侧接地开关可以选择E0级，这需要在操作过程中与主开关协调。根据国家电网2022年发布的《12千伏环网柜（箱）标准化设计方案》，对于三工位开关，方案规定应采用母线侧布置，并重新定义为“母线侧组合功能接地开关”。 电力安全规程规定，接地线、接地开关与检修设备之间不得连接断路器或熔断器。如果由于设备限制，在接地开关与检修设备之间存在断路器，则必须采取措施确保在接地开关和断路器都闭合后，断路器不能打开。 因此，出线侧接地开关位于断路器下游。它直接连接到被接地的出线电缆，满足接地点、接地开关与检修设备之间没有断路器或熔断器的要求。相比之下，母线侧接地开关位于断路器上游。接地开关与被接地的出线电缆之间有一个真空断路器——它们并不直接连接。由于接地开关与检修设备之间存在断路器，必须实施措施防止断路器在接地开关和断路器都闭合后打开。例如，可以通过联板断开断路器的跳闸回路，或者使用机械手段防止意外跳闸，从而避免接地路径意外断开。 国家电网标准化设计方案还规定了母线侧组合功能接地开关的联锁要求。当母线侧组合功能接地开关通过闭合断路器来实现电缆侧接地时，必须包括机械和电气联锁，以防止手动或电动打开断路器。 国家电网采用母线侧三工位隔离/接地开关主要考虑到短路接通能力。在SF6绝缘RMU中，接地开关受益于SF6的介电强度约为空气的三倍，其灭弧能力大约是空气的100倍，因为其具有优越的电弧冷却性能。因此，接地开关的接通能力得到了可靠保证。 相比之下，环保气体缺乏灭弧能力且绝缘性能较低。因此，需要非常高的接通速度。然而，RMU的操作机构能量有限，无法提供足够的力来实现高速接通。使用出线侧接地开关将需要提高接通速度，并改进触头的抗电弧能力和电磁分析，可能导致更大的操作力和更高的成本。母线侧接地开关通过解决断路器联锁问题，仍然可以确保可靠的接地，同时提供更强的接通能力。 通过对SF6与环保气体的技术和产品分析可以看出，12千伏环保气体绝缘RMU只需轻微增加尺寸即可满足绝缘和温升要求，表明技术解决方案已经成熟。 然而，可用的24千伏环保气体绝缘产品很少。关键挑战在于较高的电压等级导致尺寸显著增加。过大的尺寸和高价格将限制24千伏环保气体绝缘RMU的发展。需要平衡考虑绝缘气体类型、充气压力、外壳体积和辅助绝缘成本，设计低成本、紧凑的RMU。只有这样，才能真正替代SF6，不仅在国内市场占据主导地位，还能出口全球，推动中国低碳环保电力设备走向世界。 请确认以上翻译是否符合您的要求。