В сравнение с 12кВ, 24кВ може да доставя повече електрическа енергия, намалява загубите в линиите и се използва широко на чужди пазари.
SF₆ е парников газ, чийто потенциал за разрушаване на озоновия слой е над 20 000 пъти по-голям от този на CO₂. Неговото използване трябва да бъде ограничено; следователно, средното напрежение на апаратурата не трябва да използва SF₆ като изолиращ газ.
За апаратурата, екологични газове се отнасят до тези, които не съдържат SF₆ като изолиращ или гасещ дъга медиум. Примери включват естествено съществуващи газове (като кислород и въглероден диоксид), смесени газове и синтетични газове.
Основното предизвикателство за екологично газово изолирана апаратура се състои в удовлетворяването на изолационните изисквания. Въпреки че 12кВ екологично газово изолирани колецни главни единици (RMUs) са доста зрели, моделите на 24кВ имат относително малко разработчици. Това е поради ниската вътрешна търсеност за 24кВ оборудване и по-сложния изолационен дизайн—само няколко производители на комплектни системи с износна нужда развива такива продукти.
По същество, дизайна на 24кВ апаратура може да бъде опростен чрез следните подходи:
Твърдо композитно изолирование: Това гарантира, че шината отговаря на изискванията за напрежение. Увеличаването на изолационното разстояние или разширяването на размера на резервоара за газ също може да задоволи стандарти за напрежение.
Увеличаване на налягането на газа: Повишаването на относителното налягане от 0,04МПа до 0,14МПа решава както изолационните, така и изискванията за напрежение на разстоянието, единственият допълнителен стъпка е замяната на камерата за гасене на дъга с 24кВ рейтинг.
Алтернативно, C4/C5 синтетичен газ, смесен с CO₂, може да бъде използван, тъй като неговата изолационна сила е подобна на тази на SF₆. Малки подобрения на изолационната система на RMU, базираща се на SF₆, могат да я направят съответстваща на изискванията за напрежение на 24кВ. Обаче, C4/C5 също е парников газ—въпреки че неговият потенциал за глобално затопляне (GWP) е само 1/20 от този на SF₆. Освен това, той се разпада в токсични газове след гасене на дъга, което не е благоприятно за устойчивото развитие.
Разстоянието между живите части на ключа се определя от импулсната издръжливост на напрежението:
За 24кВ оборудване, импулсната издръжливост на напрежението е 125кВ, съответстващо на въздушно разстояние от 220мм (или 95мм, ако се използват 3M топлинно свиваеми рукави и BPTM кръгли шини).
За 12кВ оборудване, импулсната издръжливост на напрежението е 75кВ, с въздушно разстояние от 120мм (или 55мм със същите 3M рукави и BPTM шини).
За странично монтирани ключови единици в RMU, изискванията за разстояние за композитно изолирование могат да бъдат напълно удовлетворени.
Първите 24кВ твърдоизолирани колецни главни единици включват Eaton's SVS и продуктите на Xirui. Заради факта, че ключовете, проектирани от Xirui за чуждестранни пазари, са с две позиции—т.е. ключът е или в затворена позиция, или в заземена позиция—този дизайн не удовлетворява изискванията на Китай за трипозиционно управление с последователно контролиране, затова е необходимо добавянето на изолационна позиция между двете позиции.
Как да се постигне миниатюризиране на продукта, икономичност и приспособимост към околната среда, определя посоката на развитие на 24кВ екологично газово изолираните колецни главни единици. Твърдото композитно изолирование има висока цена и все още трудно решава проблема с издръжливостта на напрежението на изолационните прекъсвания. Същевременно, тъй като алтернативните газове, като сух въздух и кислород, имат недостатъчна изолационна сила, разстоянието за прекъсване и разстоянието до земята трябва да бъдат подобни на тези, необходими за природен въздух, т.е. ≥220мм. Това прави такива ротационни трипозиционни ключове да изискват голям размер, докато линейните ключове срещат определени трудности или в увеличаването на височината, или на ширината. Използването на двупрекъсвания изолационни и заземящи ключове може да реши проблема с прекомерно големите изолационни ключове.
За да се предостави налягане за пълнене с газ, трябва да се реши проблемът със силата на обвивката. Използването на цилиндрична конструкция от алуминиев сплав позволява оптимизация на размерите, равномерно електрическо поле и добра разтворимост. Вътрешните шини са разположени в триъгълен конфигурация, а трипозиционният ключ и вакуумния прекъсвач са инсталирани вертикално, което максимизира използването на пространствените размери и постига малък размер и висока мощност.
