24kV údržbové bezpečné ekologické plynově izolované RMU s chytrým monitorováním – připraveno pro městskou síť

V porovnání s 12kV může 24kV poskytnout více elektrické energie, snížit ztráty na vedení a je široce používáno na zahraničních trzích.

SF₆ je skleníkový plyn, jehož potenciál k ničení ozonové vrstvy je přes 20 000krát vyšší než u CO₂. Jeho použití musí být omezeno, proto nesmí středně vysoké napětí používat SF₆ jako izolační plyn.

Pro rozvody se environmentálně přátelští plyny týkají těch, které neobsahují SF₆ jako izolační nebo uhasivací médium. Příklady zahrnují přirozeně se vyskytující plyny (jako je dusík a oxid uhličitý), směsi plynů a syntetické plyny.

Hlavním problémem pro environmentálně přátelské plynové izolované rozvody je splnit požadavky na izolaci. Zatímco 12kV environmentálně přátelské plynové izolované okruhové hlavní jednotky (RMU) jsou docela vyzrálé, modely 24kV mají relativně málo vývojářů. To je proto, že domácí poptávka po zařízeních 24kV je nízká a jejich návrh izolace je složitější – pouze několik kompletních výrobců s exportními potřebami vyvíjí takové produkty.

V podstatě lze návrh rozvodů 24kV zjednodušit následujícími způsoby:

• Kompozitní pevná izolace: Toto zajistí, aby sběrnice splňovala požadavky na odolnost proti napětí. Zvýšení izolačního prostoru nebo zvětšení objemu nádrže plynu může také splnit standardy pro odolnost proti napětí.

• Zvýšení tlaku plynu: Zvýšení relativního tlaku ze 0,04 MPa na 0,14 MPa řeší jak požadavky na izolaci, tak na odolnost proti napětí, s jediným dalším krokem, kterým je výměna komory pro uhašení oblouku za tu s hodnocením 24kV.

Alternativně lze použít syntetický plyn C4/C5 smíchaný s CO₂, jehož síla izolace je podobná té u SF₆. Malé vylepšení izolačního systému RMU založeného na SF₆ může umožnit splnění požadavků na odolnost proti napětí 24kV. Nicméně, C4/C5 je také skleníkový plyn – i když jeho globální oteplovací potenciál (GWP) je pouze 1/20 toho u SF₆. Kromě toho se po uhašení oblouku rozkládá na toxické plyny, což není v souladu se udržitelným rozvojem.

Mezera mezi živými částmi spínacího přístroje je určena impulsní odolností proti napětí:

• Pro zařízení 24kV je impulsní odolnost proti napětí 125kV, což odpovídá vzduchové mezě 220mm (nebo 95mm, pokud se použijí teplomazné rukávek 3M a kulaté sběrnice BPTM).

• Pro zařízení 12kV je impulsní odolnost proti napětí 75kV, s vzduchovou mezerou 120mm (nebo 55mm s týmiž rukávky 3M a sběrnici BPTM).

Pro bočně montované spínací jednotky v RMU lze plně splnit požadavky na kompozitní izolaci.

Nejstarší pevně izolované okruhové hlavní jednotky 24kV zahrnují Eaton SVS a Xirui. Protože spínací přístroje navržené Xirui pro zahraniční trhy jsou dvoupolohové – tedy spínací přístroj je buď ve zavřené polohě, nebo v zazeměné polohě – tento návrh nesplňoval požadavek Číny na třípolohové fungování s postupnou kontrolou, takže byla nutná přidání izolační polohy mezi těmito dvěma polohami.

Jak dosáhnout miniaturizace produktu, ekonomickosti a adaptabilitu k prostředí určuje směr vývoje 24kV environmentálně přátelských plynově izolovaných okruhových hlavních jednotek. Kompozitní pevná izolace má vysoké náklady a stále je obtížné vyřešit problém s odolností proti napětí izolačních přerušení. Současně kvůli nedostatečné síle izolace alternativních plynů, jako je suchý vzduch a dusík, je potřeba, aby vzdálenost přerušení a vzdálenost ke zemi byly podobné těm požadovaným pro přirozený vzduch, tj. ≥220mm. To způsobuje, že takové rotující třípolohové spínače vyžadují velké rozměry, zatímco lineární pohybové spínače čelí určitým obtížím buď při zvýšení výškového rozměru, nebo šířkového rozměru. Použití dvojitých izolačních a zazemňovacích spínačů může vyřešit problém s nadměrně velkými izolačními spínači.

Pro poskytnutí tlaku náplně plynu je třeba vyřešit problém s pevností obalu. Použití hliníkového slitiny válcové struktury umožňuje optimalizaci rozměrů, rovnoměrné pole a dobré odvody tepla. Vnitřní sběrnice jsou uspořádány v trojúhelníkovém uspořádání a třípolohový spínač a vakuumový přerušovač jsou nainstalovány vertikálně, což maximalizuje využití prostorových rozměrů a dosahuje malých rozměrů a vysoké kapacity.