24kV vedligeholdelsesfri øko-gas isoleret RMU med intelligent overvågning – klar til bynet
I forhold til 12kV kan 24kV levere mere elektrisk energi, reducere linjetab og er bredt anvendt på udenlandske markeder.
SF₆ er en drivhusgas, hvis ozonlagets depletionspotentiale er over 20.000 gange højere end CO₂. Dets brug skal være begrænset; derfor må ikke mellemspændingsafbrydere bruge SF₆ som isolerende gas.
For afbrydere refererer miljøvenlige gasser til dem, der ikke indeholder SF₆ som isolerende eller bueudslukningsmedium. Eksempler herpå inkluderer naturligt forekommende gasser (som nitrogen og kuldioxid), gasblandinger og syntetiske gasser.
Den vigtigste udfordring for miljøvenlige gasisolerede afbrydere ligger i at opfylde isoleringskravene. Mens 12kV miljøvenlige gasisolerede ringnetenheder (RMUs) er ret modne, har 24kV-modeller relativt få udviklere. Dette skyldes, at den indenlandske efterspørgsel efter 24kV-udstyr er lav, og dens isoleringsdesign er mere komplekst – kun et fåtal komplettsætproducenter med eksportbehov udvikler sådanne produkter.
I virkeligheden kan 24kV afbryderdesign forenkles gennem følgende metoder:
Fast sammensat isolering: Dette sikrer, at busbar opfylder spændingshævdskravene. Forøgelse af isoleringsafstanden eller udvidelse af gastankens størrelse kan også opfylde spændingshævdskrav.
Forhøjet gastryk: Hvis det relative tryk øges fra 0.04MPa til 0.14MPa, løses både isolerings- og afstands-spændingshævdskrav, med den eneste yderligere skridt at erstatte buedempningskammeret med et 24kV-rangerede.
Alternativt kan C4/C5 syntetisk gas blandet med CO₂ anvendes, da dets isoleringsstyrke er lignende SF₆. Mindre forbedringer af isoleringssystemet i SF₆-baserede RMUs kan gøre dem i stand til at opfylde 24kV spændingshævdskrav. C4/C5 er dog også en drivhusgas – selvom dens globale opvarmningspotentiale (GWP) kun er 1/20 af SF₆. Desuden dekomponerer den sig til giftige gasser efter buedempning, hvilket ikke er gunstigt for bæredygtig udvikling.
Afstanden mellem live dele af afbryderen bestemmes af impuls-spændingshævden:
For 24kV-udstyr er impuls-spændingshævden 125kV, svarende til en luftafstand på 220mm (eller 95mm, hvis 3M varmelastbare slanger og BPTM runde busbars anvendes).
For 12kV-udstyr er impuls-spændingshævden 75kV, med en luftafstand på 120mm (eller 55mm med de samme 3M slanger og BPTM busbars).
For side-monterede afbrydere i RMUs kan kravene til sammensat isolering fuldt ud opfyldes.
De tidligste 24kV fast-isolerede ringnetenheder inkluderer Eaton's SVS og Xirui's produkter. På grund af, at Xirui's afbrydere, designet til udenlandske markeder, er to-positionelle – altså enten i lukket position eller jordet position – kunne dette design ikke opfylde Kinas krav om tre-positionel drift med trinvis kontrol, så en isoleringsposition måtte tilføjes mellem de to positioner.
Hvordan man opnår produktminiaturisering, kostnadseffektivitet og miljøtilpasning, bestemmer udviklingsretningen for 24kV miljøvenlige gasisolerede ringnetenheder. Fast sammensat isolering har høj kost og har stadig vanskeligheder med at løse spændingshævdproblemet for isoleringsafbrydelser. Samtidig har alternativ gasser som tør luft og nitrogen utilstrækkelig isoleringsstyrke, så afstands- og jordafstand skal være ligesom for naturlig luft, dvs. ≥220mm. Dette gør, at sådanne roterende tre-positionelle afbrydere kræver en stor størrelse, mens lineære bevægelsesafbrydere står over for visse vanskeligheder, enten ved at forøge højde- eller bredde-dimensionerne. Anvendelsen af dobbelt afbrydelsesisolering og jordafbrydere kan løse problemet med for store isoleringsafbrydere.
For at give gas fyldtryk, skal problemet med beholderstyrke løses. Brugen af en aluminiumlegering cylindrisk struktur gør det muligt at optimere dimensioner, ligeledes elektrisk felt og god varmeafledning. De interne busbars er arrangeret i en trekant (trekantet) konfiguration, og de tre-positionelle afbrydere og vakuumafbrydere er monteret lodret, hvilket maksimerer brugen af rumdimensioner og opnår lille størrelse og høj effekt kapacitet.
