پیاده‌سازی طرح نصب سیم‌گیرنده‌های برق یا ترانسفورماتورهای ولتاژ در واحدهای حلقه‌ای عایق گازی

بر اساس نوع عایق، واحد‌های حلقه‌ای (RMUs) می‌توانند به دو دسته عایق گازی و عایق هوا تقسیم شوند. نوع اول مولفه‌های مدار اصلی را در یک قاب فلزی بسته با فشار پایین گاز (عموماً SF₆ یا گازهای ترکیبی) به عنوان ماده عایق‌بندی نصب می‌کند و از انتهای کابل برای خطوط ورودی و خروجی استفاده می‌کند. به دلیل عایق‌بندی فوق‌العاده، اندازه کوچک و طراحی ماژولار، آنها در زیراستانیون‌های توزیع بیرونی 10kV و ترانسفورماتورهای پیش‌ساخته گسترده استفاده می‌شوند. با این حال، طبیعت کاملاً عایق‌بندی شده و کوچک آنها کاربرد آنها را در برخی طرح‌های معمول زیراستانیون محدود می‌کند.

​1 مشکلات RMUs عایق گازی​

شکل 1 طرح معمولی یک زیراستانیون توزیع را نشان می‌دهد که در آن کابینت ترکیبی سوئیچ بار-فیوز نیاز به یک محافظ برق‌آسانی دارد و کابینت VT (ترانسفورماتور ولتاژ) نیاز به دو VT رزین جامد 10/0.1/0.22kV دارد. اگر پروژه‌ها RMUs عایق گازی مانند RM6 شرکت Schneider یا Safenng شرکت ABB را انتخاب کنند، نیازهای طراحی کاملاً برآورده نخواهد شد.

​1.1 دشواری نصب محافظ‌های برق‌آسانی در کابینت‌های سوئیچ بار-فیوز​

برای کابینت‌های ورودی/خروجی سوئیچ بار، هر دو برند فضای کافی برای کمد کابل با بوشینگ‌های نوع C (مطابق با IEC 60137) ارائه می‌دهند که اجازه نصب لوازم T-نوع و محافظ‌های برق‌آسانی را می‌دهد. در کابینت‌های سوئیچ بار-فیوز:

• ​Safenng: فیوز‌های نصب شده به صورت افقی (شکل 2) فضای کابل را حفظ می‌کنند و اجازه نصب محافظ برق‌آسانی را می‌دهند.
• ​RM6: فیوز‌های نصب شده به صورت عمودی (شکل 3) فضای کابل را اشغال می‌کنند و بوشینگ‌های نوع A محدودیت‌هایی برای لوازم (نوع بال/مستقیم) ایجاد می‌کنند. هیچ فضا برای نصب محافظ‌های برق‌آسانی وجود ندارد و محافظ‌های برق‌آسانی سازگار با لوازم بال/مستقیم در بازار موجود نیستند.

​1.2 دشواری نصب VTs در کابینت‌های VT​

کابینت‌های VT استاندارد نیاز به سه واحد فیوز ولتاژ بالا و دو VT تک‌فاز در یک کنفیگوراسیون V متصل (دو پیچش، 10/0.1kV برای اندازه‌گیری، 10/0.22kV برای تأمین توان؛ ≥1000VA خروجی ثانویه) دارند. RMUs عایق هوا (مانند SM6 شرکت Schneider) فضای کافی (500×840×950mm) ارائه می‌دهند. در مقابل، RMUs عایق گازی دارای کمد کابل کوچک (حدود 400×350×700mm) هستند که برای لوازم کابل، کابل‌های اتصال، فیوز‌های ظاهری، VTs یا فاصله 125mm بین فاز‌ها/زمین کافی نیست.

تولیدکنندگان معمولاً یک کابینت خالی در کنار کابینت سوئیچ بار اضافه می‌کنند تا VTs و فیوز‌ها را در آنجا نصب کنند و از طریق کابل‌ها به آن‌ها متصل کنند. با این حال، این عمل:

• امنیت را در حین نگهداری VT به دلیل عدم وجود قفل‌های مکانیکی کاهش می‌دهد.
• تراکم و زیبایی زیراستانیون‌های بیرونی را کاهش می‌دهد.

​2 راه‌حل‌های نصب محافظ‌های برق‌آسانی​

​2.1 حذف محافظ‌های برق‌آسانی​

DL/T 620-1997 حفاظت از بیش‌ولتاژ و هماهنگی عایق‌بندی برای نصب‌های الکتریکی جریان متناوب محافظ‌های برق‌آسانی را برای کابل‌های >50m متصل به خطوط هوایی الزامی می‌کند. برای کابل‌های ≤50m، محافظ‌های برق‌آسانی می‌توانند فقط در یک انتهای کابل نصب شوند. با این حال، استاندارد به صراحت محافظ‌های برق‌آسانی برای سرکابل‌های پلاگین 10kV RMUs عایق گازی الزامی نمی‌کند.

ساختمان‌های شهری مدرن شبکه‌های گسترده محافظت از برق‌آسانی دارند که خطرات ضربه‌های برق‌آسانی را کاهش می‌دهند. اتصالات کابل‌های هوایی در شهرها نادر هستند و احتمال ورود مستقیم برق‌آسانی به هسته کابل‌ها کم است. رویکردهای بین‌المللی (مانند لوازم محافظ‌های برق‌آسانی T-نوع) معمولاً در مناطق شهری حذف می‌شوند. RMUs عایق گازی در استان ژجیان سال‌ها بدون محافظ‌های برق‌آسانی قابل اعتماد عمل می‌کنند. بنابراین، ​محافظ‌های برق‌آسانی می‌توانند در زیراستانیون‌های RMU عایق گازی شهری حذف شوند.

​2.2 معیارهای انتخاب محافظ‌های برق‌آسانی​

برای شبکه‌های شهرستانی/روستایی با کابل‌های متصل به خطوط هوایی >50m، محافظ‌های برق‌آسانی باید نصب شوند. برای واحدهای سوئیچ بار خالص، بیشتر محصولات کافی هستند. برای ​واحدهای سوئیچ بار-فیوز، باید فیوز‌های مرتب‌شده به صورت افقی را مشخص کنید تا فضای محافظ‌های برق‌آسانی را ذخیره کنید و از مشکلات رetrofitting پرهیز کنید.

​3 راه‌حل‌های نصب ترانسفورماتورهای ولتاژ​

کوچک‌سازی کابینت VT نیاز به حل ​عایق‌بندی الکتریکی​ و ​محدودیت‌های فضایی دارد.

​3.1 حل عایق‌بندی الکتریکی​

استفاده از فیوز‌های/VTs استاندارد از RMUs عایق هوا در قسمت‌های عایق گازی موجب نقض استانداردهای فاصله می‌شود. راه‌حل استفاده از اجزای مطابق با عایق‌بندی، مانند ​VT JSZV16-10R است. ویژگی‌های آن شامل:

• لوازم کابل آمریکایی-سبک برای عایق‌بندی کامل.
• فیوز‌های قابل تعویض داخلی در انتهای ولتاژ بالا.
• ولتاژ اسمی: 10/0.1/0.22kV.

​پیکربندی سیم‌کشی:

• طرف سوئیچ بار: لوازم T-نوع قابل لمس اروپایی-سبک.
• طرف VT: لوازم بال قابل لمس 20kV آمریکایی-سبک (سازگار با فیوز‌های VT).
• شکل 4 VT و لوازم آمریکایی-سبک را نشان می‌دهد.

همه اجزا کاملاً عایق‌بندی شده و قابل لمس هستند. محدودیت اندازه VT JSZV16-10R (طراحی شده برای RMUs بیرونی کوچک) است که خروجی 220V را به ≤2×400VA محدود می‌کند—که برای شارژ باتری DC و روشنایی کافی است.

​3.2 حل محدودیت‌های فضایی​

طرح‌های معتبر تأیید می‌کنند که فضای کافی برای VTs با لوازم کابل وجود ندارد. دو راه‌حل آزمایش شدند:

1. ​کیس VT نصب شده در بالا: کابل‌های خارجی و نگهداری VT ناامن (نقض قفل‌های مکانیکی).
2. ​پایه VT نصب شده در پایین (اجرایی شده)​:
• کمد کابل را به سمت پایین تمدید می‌کند.
• ارتفاع: 400mm، سازگار با کمد کابل‌های 700mm بلند.
• امکان قفل‌های مکانیکی برای نگهداری را فراهم می‌کند.

​نتیجه: این طراحی اطمینان از نصب و نگهداری ایمن را در حال حفظ کوچکی RMUs عایق گازی فراهم می‌کند.