24kV Održevalni prost ekogasovski izolirani RMU s pametnim nadzorom – Pripravljen za urbano omrežje
V primerjavi s 12kV lahko 24kV zagotovi več električne energije, zmanjša izgube v vodovodih in se široko uporablja na tujih trgih.
SF₆ je toplogredni plin, ki ima potencial za uničevanje ozonskega sloja več kot 20.000-krat večji od CO₂. Njegova uporaba mora biti omejena; zato ne sme biti uporabljen kot izolacijski plin v srednjesilnih preklopnih napravah.
Za preklopne naprave so okolju prijazni plini ti, ki ne vsebujejo SF₆ kot izolacijskega ali uglaševalskega medija. Primeri takšnih plinov so naravno nastajajoči plini (na primer dušik in ogljikova kislina), mešanice plinov in sintetični plini.
Ključni izziv za okolju prijazne plinsko izolirane preklopne naprave je izpolnjevanje zahtev glede izolacije. Medtem ko so 12kV okolju prijazne plinsko izolirane krožne glavne enote (RMU) dobro razvite, ima 24kV modelov relativno malo razvijalcev. To je zaradi nizke domače povpraševanje po opremi za 24kV in bolj zapletene izolacijske oblikovanja—le nekaj proizvajalcev celinskih komplektov, ki imajo potrebo po izvozu, razvija takšne izdelke.
V bistvu lahko oblikovanje 24kV preklopne naprave poenostavimo s sledečimi pristopi:
Trd kompozitni izolator: To zagotavlja, da busbar izpolnjuje zahteve glede izdržljivosti napetosti. Povečanje izolacijskega razmika ali povečanje velikosti plinske posode lahko tudi izpolni standardne zahteve glede izdržljivosti napetosti.
Povečanje tlaka plina: Povečanje relativnega tlaka s 0,04 MPa na 0,14 MPa reši zahteve glede izolacije in izdržljivosti napetosti v razmiku, z dodatnim korakom, ki je zamenjava uglaševalne komore z 24kV ocenjeno enoto.
Alternativno lahko uporabimo C4/C5 sintetični plin zmiješan s CO₂, ker njegova izolacijska moč podobna je SF₆. Manjše izboljšave izolacijskega sistema SF₆-baznih RMU-jev lahko izpolnijo zahteve glede izdržljivosti napetosti 24kV. Vendar je C4/C5 tudi toplogredni plin—čeprav je njegov potencial za globalno segrevanje (GWP) le 1/20 SF₆. Poleg tega se po ugasitvi loka razstavi v toksične pline, kar ni koristno za trajnostni razvoj.
Razmik med živimi deli preklopne naprave je določen s stopnjo izdržljivosti impulznega napetosti:
Za opremo 24kV je stopnja izdržljivosti impulznega napetosti 125kV, kar ustreza zračnemu razmiku 220mm (ali 95mm, če se uporabljajo 3M sušne rukavi in BPTM okrogli busbar).
Za opremo 12kV je stopnja izdržljivosti impulznega napetosti 75kV, z zračnim razmikom 120mm (ali 55mm z istimi 3M rukavi in BPTM busbar).
Za stransko montirane preklopne enote v RMU-ju lahko zahteve glede kompozitne izolacije v polnosti izpolnijo.
Najranjši 24kV trdni izolirani krožni glavni enoti vključujejo Eatonove SVS in Xiruijeve izdelke. Ker so preklopniki, ki jih je Xirui oblikoval za tuje trge, dvopozicijni—kar pomeni, da je preklopnik bu v zaprti poziciji ali v zazemljiti poziciji—ta oblika ni izpolnila zahtev Kitajske za tro-pozicijno delovanje z korakomskim nadzorom, zato je bilo treba dodati izolacijsko pozicijo med dvema pozicijama.
Način dosega miniaturizacije izdelkov, ekonomičnosti in prilagodljivosti okolju določa smer razvoja 24kV okolju prijaznih plinsko izoliranih krožnih glavnih enot. Trdi kompozitni izolatorji imajo visoke stroške in še vedno težko rešujejo problem izdržljivosti napetosti izolacijskih prekidi. Sicer pa zaradi nedostatka izolacijske moči alternativnih plinov, kot so suha zraka in dušik, mora biti razmik prekida in zemeljski razmik podoben temu, ki ga zahteva naravna zraka, torej ≥220mm. To zahteva veliko velikost vrtečih tro-pozicijnih preklopnikov, medtem ko linearni gibanjski preklopniki srečujejo težave pri povečevanju višinskih ali širinskih dimenzij. Uporaba dvoprekladnih izolacijskih in zazemljitvenih preklopnikov lahko reši problem prevelikih izolacijskih preklopnikov.
Za zagotavljanje tlaka plina je potrebno rešiti problem čvrstočnosti posode. Uporaba aluminijaste valjkaste strukture omogoča optimizacijo dimenzij, enakomerno elektrostatsko polje in dobro ohlajanje. Notranji busbari so postavljeni v trikotno konfiguracijo, tri-pozicijni preklopnik in vakuumski prekinitelj pa sta nameščena navpično, kar najbolje izkorišča prostorske dimenzije in doseže majhno velikost ter visoko močno kapaciteto.
