Sammenlignet med 12kV kan 24kV levere mer elektrisk energi, redusere linjeforbruk og er bredt anvendt på utlanske markeder.
SF₆ er et drivhusgass som har en ozonlagdepletionspotensial over 20 000 ganger høyere enn CO₂. Dets bruk må begrenses; derfor må ikke mellomspenningsbrytere bruke SF₆ som isolerende gass.
For brytere refererer miljøvennlige gasser til de som ikke inneholder SF₆ som isolerende eller buelokkende medium. Eksempler inkluderer naturlig forekommende gasser (som nitrogen og karbondioksid), gassmiksinger og syntetiske gasser.
Den viktigste utfordringen for miljøvennlige gassisolerte brytere ligger i å oppfylle isolasjonskrav. Mens 12kV miljøvennlige gassisolerte ringhovedenheter (RMUs) er ganske modne, har det få utviklere av 24kV-modeller. Dette skyldes at det innenlandske behovet for 24kV-utstyr er lavt, og dens isolasjonsdesign er mer komplekst—bare noen få komplettsettfabrikkanter med eksportbehov utvikler slike produkter.
I essensen kan 24kV-bryterdesign forenkles gjennom følgende tilnærminger:
Solid kompositisolering: Dette sikrer at busbar oppfyller spenningstålighetskrav. Økning av isolasjonsavstanden eller utviding av gastankens størrelse kan også tilfredsstille spenningstålighetsstandarder.
Økt gasstrykk: Ved å øke relativt trykk fra 0,04MPa til 0,14MPa, løses både isolasjons- og avstands-spenningstålighetskrav, med den eneste ekstra skritten å bytte ut buelokkingskammeret med et 24kV-kvalifisert.
Alternativt kan C4/C5 syntetisk gass blanda med CO₂ brukes, da dens isolasjestyrke er lik SF₆. Mindre forbedringer av isolasjonssystemet for SF₆-baserte RMUs kan gjøre dem i stand til å oppfylle 24kV-spenningstålighetskrav. Imidlertid er C4/C5 også et drivhusgass—selv om dets global varme potensial (GWP) bare er 1/20 av SF₆. I tillegg dekomponerer det seg til giftige gasser etter buelokking, noe som ikke bidrar til bærekraftig utvikling.
Avstanden mellom live deler av bryteren bestemmes av impulsstålighetsspenningen:
For 24kV-utstyr er impulsstålighetsspenningen 125kV, tilsvarer en luftavstand på 220mm (eller 95mm hvis 3M varmeskrumpelige slever og BPTM runde busbarer brukes).
For 12kV-utstyr er impulsstålighetsspenningen 75kV, med en luftavstand på 120mm (eller 55mm med de samme 3M slever og BPTM busbarer).
For side-monterte bryterenheter i RMUs, kan kravene til kompositisolering fullstendig oppfylles.
De tidligste 24kV fastisolerte ringhovedenheter inkluderer Eaton's SVS og Xiruis produkter. På grunn av at Xirus utformede to-posisjonsswitcher for utlanske markeder—altså at switchen enten er i lukket posisjon eller jordet posisjon—klarte ikke dette designet å møte Kinas krav om tre-posisjon drift med trinnvis kontroll, så en isoleringsposisjon måtte legges til mellom de to posisjonene.
Hvordan oppnå produktminiaturisering, kostnadseffektivitet og miljøtilpassethet bestemmer utviklingsretningen for 24kV miljøvennlige gassisolerte ringhovedenheter. Solid kompositisolering har høy kostnad og har fortsatt vanskeligheter med å løse spenningstålighetsproblemet for isolasjonsbryter. Samtidig har alternative gasser som tørr luft og nitrogen utilstrekkelig isolasjestyrke, så avstanden for bryting og jord må være lik de som kreves for naturlig luft, altså ≥220mm. Dette gjør at slike rotative tre-posisjonsswitcher krever stor størrelse, mens lineære bevegelsesswitcher står overfor visse vanskeligheter, enten ved å øke høyden eller bredden. Bruk av dobbeltbrytning isolasjon og jordbrytere kan løse problemet med for store isolasjonsswitcher.
For å gi gassfyllingstrykk, må problemet med kabinetts styrke løses. Bruk av en aluminiumsleger cylindrisk struktur muliggjør dimensjons optimalisering, jevn feltstruktur og god varmeavledning. De interne busbarer er organisert i en trekantkonfigurasjon, og tre-posisjonsswitchen og vakuumavbryteren er installert vertikalt, noe som maksimerer bruk av romlige dimensjoner og oppnår liten størrelse og høy effektiv kapasitet.
