Rockwill RGIS gebruikt gedifferentieerde isolatiegassen over verschillende spanningklasse (N₂/droge lucht voor 12/24 kV, SF₆ voor 40.5 kV, met g³ als milieuvriendelijke alternatief). Deze selectie is fundamenteel een ingenieursbeslissing die de balans zoekt tussen isolatieprestaties, compactheid van de apparatuur, kosteneffectiviteit en milieuvoorschriften. Het begrijpen van deze logica vereist in de eerste plaats een grondige vergelijking van de isolatie- en boogdoofeigenschappen van N₂, droge lucht, SF₆ en g³.
| Gas | Samenstelling |
|---|---|
| N₂ (zuivere stikstof) | ≥99,9% stikstof |
| Droge lucht | ~79% N₂ + ~21% O₂ |
| SF₆ (zulfurhexafluoride) | SF₆ gas |
| g³ (C4-FN/CO₂ mix, milieuvriendelijke alternatief) | C4F7N (fluoronitril) gemengd met CO₂ of O₂ achtergrondgas |
| Gas | Relatieve dielektrische sterkte |
|---|---|
| N₂ | ~0,33–0,4 |
| Droge lucht | ~0,35–0,4 |
| SF₆ | 1,0 (referentie) |
| g³ | ~0,9–1,0 (bij ontwerp mengverhouding, dicht bij SF₆) |
| Gas | Kenmerken |
|---|---|
| N₂ | Bijna geen elektronegativiteit; vertrouwt op botsing-ionisatie |
| Droge lucht | Spoorhoeveelheden zuurstofmoleculen bieden een zwakke elektronegativiteit |
| SF₆ | Sterk elektronegatief — vangt efficiënt vrije elektronen om negatieve ionen te vormen, wat de elektronenlawine onderdrukt |
| g³ | Sterk elektronegatief (van C4F7N-moleculen); vermogen tot het vangen van elektronen is bijna gelijk aan dat van SF₆ |
| Gas | Relatieve boogdoofmakende vermogen |
|---|---|
| N₂ | ~1× (vergelijkbaar met lucht; geen speciale boogdoofmakende capaciteit) |
| Droge lucht | 1× (basislijn) |
| SF₆ | ~100× lucht — korte boogtijdsconstante, hoge warmtegeleidbaarheid, uiterst snelle diëlektrische herstel na stroomnul; kan onafhankelijk hoge stromen onderbreken |
| g³ | Zwakke boogdoofmakende vermogen, ver beneden SF₆; moet afhankelijk zijn van een vacuümonderbreker voor stroomonderbreking |
| Gas | GWP |
|---|---|
| N₂ | 0 |
| Droge lucht | 0 |
| SF₆ | 23.500 |
| g³ | Extreem laag (typisch <500; sommige mengsels <1) |
| Gas | Kenmerken |
|---|---|
| N₂ | Niet giftig, geen milieu-impact |
| Droge lucht | Niet giftig, geen milieu-impact |
| SF₆ | Onder normale omstandigheden niet giftig, maar bij hoge temperatuur en booging kan het afbreken tot giftige nevenproducten; een krachtig broeikasgas dat onder strenge regelgeving valt |
| g³ | Lage toxiciteit (afbraakproducten vereisen aandacht); over het algemeen veel beter milieuprofiel dan SF₆ |
| Gas | Kenmerken |
|---|---|
| N₂ | Uiterst laag (~−196°C bij atmosferische druk); geen vloeibaarwordingsprobleem |
| Droge lucht | Uiterst laag, vergelijkbaar met N₂ |
| SF₆ | Relatief laag (~−63.8°C bij atmosferische druk); geschikt voor de meeste omgevingscondities |
| g³ | Relatief hoog — C4F7N-component vloeibaar op ~−4.7°C; moet worden gemengd met gassen met een lage kookpunt zoals CO₂ om het totale dauwpunt te verlagen; in uiterst koude regio's moet de oplaaddruk beperkt worden of verwarmingssystemen geïnstalleerd worden |
| Gas | Kenmerken |
|---|---|
| N₂ | Niet gevoelig |
| Droge lucht | Niet gevoelig; sporen zuurstof helpen koolstofafzettingen van partiële ontlading te decomponeren, wat een zelfreinigend effect geeft |
| SF₆ | Zeer gevoelig voor geleidende deeltjes en vocht; vereist strikte controle |
| g³ | Vergelijkbaar met SF₆; vereist strikte controle op vocht- en deeltjesgehalte |
Met bovenstaande verschillen in gedachten wordt Rockwills selectielogica voor RGIS over de verschillende spanningen duidelijk.
Bij deze spanningen zijn de isolatievereisten matig. Door de gasdruk licht te verhogen (bijvoorbeeld 0,1–0,15 MPa relatieve druk), kunnen N₂ of droge lucht voldoende dielektrische sterkte leveren voor een compact ontwerp zonder broeikasgassen in te voeren. Het gebruik van het goedkoopste, meest milieuvriendelijke en gemakkelijkst te onderhouden N₂ of droge lucht — gepaard met een gerijpte vacuümonderbreker — voldoet perfect aan de productbelofte van "hoog kosteneffectief en nul levenscyclus broeikasuitstoot." Bovendien helpt de sporenoxygeen in droge lucht bij de decompositie van koolstofafzettingen door partiële ontlading, wat de bedrijfsbetrouwbaarheid verder verbetert.
Bij 40,5 kV wordt de isolatieafstand kritisch gevoelig. Als N₂ of droge lucht zou worden gebruikt, zelfs bij maximale toegestane druk, zou de omvang van het apparaat verdubbelen — waardoor de compactheid die RGIS kenmerkt, verloren gaat. Een topklasse isolatiegas moet worden ingevoerd.
De conventionele oplossing maakt gebruik van SF₆, met zijn 2,5–3 keer hogere dielektrische sterkte dan lucht, waardoor minimale elektrische afstanden mogelijk zijn bij lage druk (bijvoorbeeld 0,15 MPa) voor hoge betrouwbaarheid en compactheid. De strategie "SF₆ voor isolatie, vacuümonderbreker voor onderbreking" elimineert fundamenteel grote hoeveelheden giftige boogdecompositieafvalstoffen en vereenvoudigt het onderhoud.
De toekomstbestendige upgrade introduceert g³. Binnen dezelfde compacte voetafdruk leveren g³-mengsels bijna gelijke isolatie als SF₆ terwijl het GWP wordt teruggebracht tot onder 500 — volledig in lijn met steeds strengere wereldwijde F-gasregelgeving. De huidige barrières voor grootschalige implementatie van g³ bij 40,5 kV zijn de adaptabiliteit bij lage temperaturen en de initiële kosten. Naarmate de formules verbeteren en de toeleveringsketen rijpt, zal g³ de definitieve richting worden voor de evolutie van milieuvriendelijke 40,5 kV RGIS.
De filosofie van de gasselselectie voor RGIS — gebaseerd op een duidelijk begrip van de fundamentele fysieke grenzen van N₂, droge lucht, SF₆ en g³ in isolatie- en boogblusprestaties — gebruikt het meest geschikte middel om de primaire uitdaging op elk spanningenniveau op te lossen:
Rockwill RGIS Case Study en Gasgeïsoleerde Schakelkast Project in Ghana
Geredigeerd door：Garca
Inloggen