Villámérintők vagy feszültségátalakítók telepítésének végrehajtási tervének kivitelezése gázizolált gyűrű alakú főválasztókkal

Az izolációs típus szerint a gyűrűs hálózati egységeket (RMU-k) gáz- vagy levegőizolált kategóriákba sorolhatjuk. Az első csoportban a fő áramkör elemeket egy zárt fémhordozóban helyezik el, amelyben alacsony nyomású gáz (főleg SF₆ vagy vegyes gázok) szolgál izoláló médiumként, a be- és kivezető vezetékekhez pedig kábelelemeket használnak. A kiváló izoláció, kompakt méret és moduláris tervezés miatt széles körben alkalmazzák 10 kV-as külső elosztóállomásokban és előre gyártott transzformátorállomásokban. Ugyanakkor a teljesen izolált és kompakt termék jelentős korlátozásokat jelent bizonyos tipikus állomástípusok esetén.

​1. Gáz-izolált RMU-k problémái​

1. ábra egy tipikus elosztóállomás tervezését mutatja, ahol a terheléskapcsoló-fúvó kombinációs szekrénynek villámügyelőre van szüksége, míg a feszültségátalakító (VT) szekrénynek két 10/0.1/0.22kV öntött rezsin VT-re van szüksége. Ha a projektek gáz-izolált RMU-kat, mint például a Schneider RM6-t vagy az ABB Safenng-et választják, akkor a tervezési követelmények nem teljesülhetnek.

​1.1. A villámügyelők behelyezése a terheléskapcsoló-fúvó szekrényekben​

A terheléskapcsoló be- és kivezető szekrények esetén mindkét márkának elegendő kábelkompartmentje van C-típusú csapágyokkal (IEC 60137-szerint), ami lehetővé teszi a T-típusú kábelkiegészítők és a behelyezhető villámügyelők használatát. A terheléskapcsoló-fúvó szekrények esetén:

• ​Safenng: Vízszintesen elhelyezett fúvók (2. ábra) megőrzik a kábelterületet, lehetővé téve a behelyezhető villámügyelő telepítését.
• ​RM6: Függőlegesen elhelyezett fúvók (3. ábra) elfoglalják a kábelterületet, A-típusú csapágyok korlátozzák a kiegészítőket ellentétes/egyenes típusúakra. Nincs tér behelyezhető villámügyelők számára, és nincsenek piaci készletek, amelyek kompatibilisek lennének ellentétes/egyenes kiegészítőkkel.

​1.2. A VT-k behelyezése a VT szekrényekben​

A standard VT szekrények három magfeszültségű fúvó egységre és két egyfázisú VT-re (V-konfiguráció, dupla tekercs, 10/0.1kV méréshez, 10/0.22kV tápegységhez; ≥1000VA másodlagos kimenet) van szükség. A levegőizolált RMU-k (pl. a Schneider SM6) elegendő területet biztosítanak (500×840×950mm). Szemben vele, a gáz-izolált RMU-k kompakt kábelkompartmentei (~400×350×700mm) nem elegendőek a kábelkiegészítők, kapcsolókábelek, kitérített fúvók, VT-k vagy 125mm fázis-fázis/föld távolság számára.

A gyártók általában üres szekrényt adnak a terheléskapcsoló szekrény mellett, amelyben a VT-k és a fúvók találhatók, és amelyeket kábelekkel kötnek össze. Ez azonban a következőkben korlátozza:

• A VT karbantartás közbeni biztonságot a mechanikai interlockok hiányában.
• A külső állomások kompaktságát és estétikáját.

​2. Villámügyelő telepítési megoldások​

​2.1. A villámügyelők kihagyása​

A DL/T 620-1997 Villamos berendezések AC áramkörökben történő túlfeszültség-védésének és izolációs koordinációjának szabványja előírja, hogy a légszinten haladó vezetékekhez kapcsolt 50m-nél hosszabb kábelekhez szükségesek villámügyelők. 50m-nél rövidebb kábelek esetén a villámügyelőket csak az egyik végén kell telepíteni. A szabvány azonban nem feltétlenül követeli a 10kV-os gáz-izolált RMU-k behelyezhető kábelfejének villámügyelőit.

A modern városi épületek kiterjedt villámügyelő hálózatai csökkentik a villámlések kockázatát. A városi területeken ritkán találkozunk légszinten haladó vezetékekkel, így a közvetlen villámlések a kábelmagokra való hatása is kevésbé valószínű. Nemzetközi gyakorlatban (pl. T-típusú villámügyelő kiegészítők) a városi területeken gyakran hagyják ki. A Zhejiang tartományban a gáz-izolált RMU-k évek óta megbízhatóan működnek villámügyelők nélkül. Így, ​a városi gáz-izolált RMU-állomásoknál a villámügyelőket kihagyhatjuk.

​2.2. A villámügyelők kiválasztási kritériumai​

A városi területeken fekvő, 50m-nél hosszabb légszinten haladó vezetékek esetén villámügyelőket kell telepíteni. Tiszta terheléskapcsoló egységek esetén a legtöbb termék elegendő. A ​terheléskapcsoló-fúvó egységek esetén, a villámügyelő térrel rendelkezéséhez, ​vízszintesen elrendezett fúvókat​ kell előírni, hogy elkerüljük a későbbi újraépítést.

​3. Feszültségátalakító telepítési megoldások​

A VT szekrények minimalizálásához meg kell oldani a ​elektromos izolációt​ és a ​térkorlátokat.

​3.1. Elektromos izoláció megoldása​

A levegőizolált RMU-k standard fúvók/VT-k használata gáz-izolált kompartmentekben sérti a távolsági szabványokat. A megoldás, hogy ​izolációs szabványtalanságokra alkalmas alkatrészeket használjanak, mint például a ​JSZV16-10R VT. Jellemzői:

• Teljesen izolált amerikai stílusú kábelkiegészítők.
• Cserehető fúvók a magfeszültségű terminálkon.
• Nominalis feszültség: 10/0.1/0.22kV.

​Kapcsolási konfiguráció:

• Terheléskapcsoló oldal: európai stílusú érinthető T-típusú kiegészítők.
• VT oldal: amerikai stílusú 20kV érinthető tükrös kiegészítők (kompatibilis a VT fúvókkal).
• 4. ábra a VT-t és az amerikai stílusú kiegészítőket mutatja.

Minden alkatrész teljesen izolált és érinthető. A korlátozás, hogy a JSZV16-10R VT mérete (kompakt külső RMU-k számára kialakítva) korlátozza a 220V kimenetet ≤2×400VA-ra, ami elegendő DC akkumulátor töltésére és fényszórásra.

​3.2. Térkorlátok megoldása​

Ellenőrizett elrendezések igazolták, hogy a VT-k kábelkiegészítőkkel nem elegendő térrel rendelkeznek. Két megoldást teszteltek:

1. ​Felső helyezésű VT doboz: Külső kábelek és biztonságtalan VT karbantartás (interlockok megsértése).
2. ​Alsó helyezésű VT alap (implementált)​:
• A kábelkompartment lefelé bővül.
• Magasság: 400mm, kompatibilis 700mm-magasságú kábelkompartmentekkel.
• Mechanikai interlockot biztosít a karbantartáshoz.

​Eredmény: Ez a tervezés biztonságos telepítést és karbantartást biztosít, miközben megtartja a gáz-izolált RMU-k kompaktságát.