Solidisolera ringhuvuden: Nuvarande tillämpningar och framtida trender i medelspänningsnät

Nuvarande tillämpningsstatus för fast isolerade ringhuvuden i medelspänningsnät

(1) Fast isolerade ringhuvuden (RMUs) har vidtagits i stort omfattning i urbana bostadsområden och andra medelspänningsdistributionstillämpningar. De viktigaste komponenterna i medelspännings-RMUs inkluderar huvudsakligen belastningsbrytare och säkring. Dessa enheter erbjuder fördelar som enkel struktur, kompakt storlek och låg kostnad, samtidigt som de effektivt förbättrar strömförsörjningsparametrar och ökar driftsäkerheten. Nuvarande utveckling visar att den nominella strömmen för medelspännings-RMUs kan nå upp till 1250A, vanligtvis 630A. Beroende på isoleringstyp delas de huvudsakligen in i luftisolering och SF₆-gasisolering, främst använda för växling av belastningsströmmar, avbrott av kortslutningsströmmar samt kontroll- och skyddsfunktioner.

(2) RMU:er baserade på vakuumbelastningsbrytare kan skapa ett tydligt och tillförlitligt isoleringsavstånd. Vanliga belastningsbrytare som används i luftisolering RMU:er inkluderar gasproducerande, komprimerad luft, vakuum och SF₆-typer; däremot använder gasisolering RMU:er huvudsakligen SF₆-belastningsbrytare. Trepositionsbelastningsbrytare används ofta i RMU:er, vilket möjliggör belastningsavbrott, tillförlitlig jordning och kretsavskiljning. Av dessa kan gasproducerande, komprimerad luft och SF₆-belastningsbrytare uppnå trepositionsoperation.

(3) Praktiska tillämpningsmetoder för RMU:er har blivit allt mer förfinade. På grund av deras kompakta storlek och struktur använder RMU:er vanligtvis enkla belastningsbrytare kombinerade med högspännings-säkringar. Under normala förhållanden hanterar belastningsbrytare belastningsströmsoperationer, medan säkringar snabbt avbryter kortslutningsströmmar. Deras kombinerade operation kan effektivt ersätta brytare inom vissa kapacitetsgränser. Med framstegen inom informationsteknik och distributionsautomatisering har brytare blivit alltmer miniatyriserade och används nu vidt spridd i RMU:er. Högpresterande RMU:er bör stödja normal drift, underhåll och huvudkretsspänningsprovning.

Utvecklingsriktningar och tekniska egenskaper för fast isolerade ringhuvuden

(1) Utvecklingsriktningar. Användningen av SF₆-gasisolering elektrisk utrustning förväntas gradvis minska. Trots att SF₆ har varit vidt spritt i medelspännings-RMU:er på grund av dess överlägsna prestanda, har ökad miljömedvetenhet markerat dess potentiella skada för ekosystemet och människors hälsa. Därför rör sig högspänningsutrustningsindustrin mot att minska användningen av SF₆. Både inhemska och internationella tillverkare har förutsett denna trend och driver aktivt forskning, utveckling och tillämpning av fast isolerade RMU:er.

(2) Effektiv tillämpning av kapslad polteknik. Fast isolering använder vanligtvis epoxidharz som huvudsaklig isoleringsmaterial och vakuum som bågsläckningsmedium. Genom att aktivera driftmekanismen uppnås funktioner som växling av belastningsström, vilket effektivt kontrollerar strömfördelningsystemet och garanterar säkerheten för utrustning och personal. Användningen av fast isolering minskar betydligt den nödvändiga fas-till-fas och fas-till-jords isoleringsavstånden inuti brytarskåp, vilket förkortar luftisolering avstånd från 125 mm till bara några millimeter. Utan SF₆-gas är utrustningen mer kompakt jämfört med traditionell C-GIS. Dessutom minskar den förenklade driftmekanismen antalet komponenter, vilket drastiskt ökar mekanisk tillförlitlighet.

(3) Tekniska egenskaper. De viktigaste konkurrenterna till fast isolerade RMU:er är luftisolering RMU:er med SF₆-brytare och SF₆-gasisolering RMU:er. Oavsett miljööverväganden är fördelarna med fast isolerade RMU:er uppenbara: för det första, strukturell förenkling – genom att eliminera tryckgaschamrar, tryckmätare och fyllningsventiler, förbättras tillförlitligheten, underhållskostnader sänks och brytarens nominella driftförhållanden optimeras; för det andra, är huvudbrytaren utrustad med ett isoleringsavstånd, vilket ger en tydligt synlig öppen tillstånd som fullt uppfyller kraven för säker drift av elnät; tredje, stark anpassbarhet, vilket möjliggör stabil drift i hårda miljöer som extrema köld och höga temperaturer, vilket indikerar låg miljökänslighet. Yttre isolering använder huvudsakligen epoxidharz sleever eller isoleringsrör, vilket effektivt undviker SF₆-ljusflytning vid låga temperaturer och expansion vid höga temperaturer.

Slutsats

Sammanfattningsvis har tekniken för fast isolerade RMU:er i Kina mognat, vilket effektivt övervinner begränsningarna hos luftisolering och gasisolering RMU:er, och är lämplig för specialmiljöer som höga altituder och tungt förorenade områden. Deras breda tillämpning kommer att starkt främja utvecklingen av elnätssystemet och bidra till hållbar samhällsekonomisk utveckling.