完全絶縁SF₆スイッチギア：利点、構成要素、および拡張ソリューション
1. 全绝缘SF₆开关设备の特徴
1.1 概要
全絶縁型SF₆スイッチギアは、負荷スイッチ、負荷スイッチ-ヒューズ組み合わせ、分離器-遮断器など、機能ユニットをステンレス鋼製ガスボックスに密封し、低圧のSF₆ガスで満たしています。このガスは消弧と絶縁の両方の媒体として機能します。スイッチギアは電動または手動のスプリング駆動機構を使用しています。各キャビネットは独立したガスボックスであり、バスバー接続器を通じて任意の方向に拡張することができます。中圧配電システムに適しており、変電所やスイッチングステーションで広く使用され、さまざまな電力配分タスクを実現します。
1.2 全絶縁型SF₆スイッチギアの特殊な部品
主要な部品には以下のものがあります：
密封ガスボックス：密封ガスボックス内にはスイッチギアとバスバーがあり、定格圧力0.03 MPaのSF₆ガスで満たされています。高度なレーザー溶接と同時に真空ヘリウム漏れ検出により、優れた密封性が確保されます。稼働寿命中に再充填や交換は必要なく、メンテナンスフリーです。拡張性に応じて、ガスボックスは共有またはスタンドアロンにすることができます。ただし、スタンドアロンのボックスのみが拡張をサポートします。
圧力開放装置：ガスボックスの底部に位置する圧力開放チャネルには防爆膜が設けられています。内部アーク障害が発生した場合、急速なガス膨張により膜が開き、圧力を解放し、SF₆ガスをトレンチに導き、操作者や他の機器の安全を確保します。
キャビネットフレーム：フレーム（ガスボックスを除く）はすべての部品の取り付けベースとして機能し、ガスボックスを支えます。通常、動作機構室、ケーブル室、および圧力開放チャネルの3つの主要なコンパートメントで構成されています。
1.3 全絶縁型SF₆スイッチギアの主な利点
完全密封と絶縁：すべての高電圧帯電部分はガスボックス内に密封されており、環境への影響を最小限に抑えます。特に湿気や汚染された環境に適しており、珠江デルタのような地域に特に適しています。
コンパクトな設計：三位置負荷スイッチを使用することで部品数を削減します。導体部品はSF₆絶縁を使用しており、空気絶縁型SF₆半絶縁キャビネットよりもコンパクトな構造になっています。
標高に依存しない：内部要素は加圧されたエンクロージャーに収容されているため、標高に関わらず一貫した性能を維持します。
拡張性：各キャビネットは独立したガスボックスであり、予約された拡張インターフェースを備えています。バスバー接続器を使用して拡張することが可能です。これらの接続器は、隣接するキャビネットの内コーンブッシングに水平に取り付けられた3つのシリコーンゴムアダプターからなり、バスバーを接続しながら密封性を損なうことなく拡張できます。
2. 全絶縁型SF₆スイッチギアの拡張ソリューションの分析
異なるメーカー間で標準化されたインターフェース仕様が不足しているため、既存の全絶縁型SF₆リングメインユニット（RMU）に新しいキャビネットを追加する方法は近年の課題となっています。以下は特定のプロジェクトに基づいた分析です：
ケーススタディX：ある住宅地の変電所には、HDスイッチギア社製の拡張可能な全絶縁型SF₆ RMUが3台あり、そのうち1台は入線ユニット、残り2台は出線ユニットです。プロジェクトでは、新たなユーザー向けに新しい屋外スイッチギアへZRC-YJV22-3×120ケーブルを延長し、さらに1台の出線ユニットを追加する必要があります。いくつかのソリューションが検討されました：
完全置き換え：既存の3台のRMUをすべて置き換えると、接続されているケーブルが慎重に取り外され再設置されない場合、大きな追加コストが発生する可能性があります。現在のユニットは稼働開始から2年未満であるため、このオプションは無駄遣いとなります。
新しいキャビネットの追加：スイッチギアは電力局から供給されるため、非HD製品を調達すると、バスバーインターフェース規格の違いによる互換性問題が発生する可能性があります。専門的な入札プロセスを通じて調達すると、プロジェクトのタイムラインが遅れます。
半絶縁型SF₆キャビネットの使用：完全絶縁型と半絶縁型のユニット間のギャップを埋めるために、半絶縁型キャビネットとバスバーライザーキャビネットを導入しますが、標準化された接続部品が存在しないため、元のメーカーとの密接な協力が必要となります。
追加の半絶縁ユニットの設置：既存の入線ユニットの隣に半絶縁型出線ユニットとバスバーライザーキャビネットを追加し、ライザーキャビネットを通じてケーブルを再配置することで、既存のインストールを中断することなく容量を拡張できます。このソリューションが最終的に選ばれました。
第4の方法が採用され、拡張ニーズが解決され、プロジェクトは完了し、順調に運用されています。
3. 結論
結論として、全絶縁型SF₆スイッチギアは明確な技術的利点を持っていますが、異なるメーカーの製品間での直接統合を複雑にする統一されたインターフェース規格の不足という課題に直面しています。第4の方法は即時的な問題を解決しましたが、将来のプロジェクトでは元のメーカーの製品を使用し、特に共有ボックス構造は一般的に拡張できないため、拡張性を確認することが重要です。このアプローチにより、システムアップグレードのためのより良い互換性と実現可能性が確保されます。
