Gaz yalıtımlı halka ana birimlerinde yıldırım tutucuları veya gerilim dönüştürücülerin kurulumu için uygulama şeması

Yalıtım türüne göre halka anahtarlama üniteleri (RMU'lar) gaz yalıtımlı veya hava yalıtımlı olarak kategorize edilebilir. İkincisi, birincil devre bileşenlerini düşük basınçlı gaz (öncelikle SF₆ veya karışık gazlar) ile dolu kapalı bir metal kasada yerleştirir ve gelen ve giden hatları için kablo uçlarını kullanır. Üstün yalıtım özellikleri, kompakt boyutu ve modüler tasarımı nedeniyle, 10kV açık hava dağıtım alt istasyonlarında ve önceden monte tranformator istasyonlarında yaygın olarak kullanılırlar. Ancak, tamamen yalıtılmış ve kompakt yapısı, belirli tipik alt istasyon düzenlerinde uygulanabilirliğini sınırlar.

​1 Gaz Yalıtımlı RMU'ların Sorunları​

Şekil 1, tipik bir dağıtım alt istasyonu tasarımını göstermektedir. Yük anahtarı-füze kombinasyon kabına bir yıldırım paraziti gerektirir ve gerilim transformatörü (VT) kabına iki adet 10/0.1/0.22kV dökme rezin VT'si gerekmektedir. Eğer projeler Schneider'in RM6'sı veya ABB'nin Safenng'i gibi gaz yalıtımlı RMU'ları seçerse, tasarım gereksinimleri tam olarak karşılanamaz.

​1.1 Yük Anahtarı-Füze Kabinlerine Parazit Kurulum Zorluğu​

Yük anahtarı giriş/çıkış kabinleri için, her iki marka da IEC 60137 uyumlu C tipi bushinglerle yeterli kablo bölmesi alanı sağlar, T tipi kablo aksesuarları ve takılabilir parazit kurulumunu mümkün kılar. Yük anahtarı-füze kabinleri için:

• ​Safenng: yatay monte füzeler (Şekil 2) kablo alanını korur, takılabilir parazit kurulumunu mümkün kılar.
• ​RM6: dikey monte füzeler (Şekil 3) kablo alanını işgal eder, A tipi bushingler sadece dirsek/düz aksesuarları sınırlar. Takılabilir parazit için alan yoktur ve piyasada dirsek/düz aksesuarlarla uyumlu parazitler mevcut değildir.

​1.2 VT Kabinlerine VT Kurulum Zorluğu​

Standart VT kabinleri, üç yüksek gerilimli füze ünitesi ve V bağlantılı iki tek fazlı VT (iki bobinli, ölçüm için 10/0.1kV, güç kaynağı için 10/0.22kV; ≥1000VA ikincil çıkış) gerektirir. Hava yalıtımlı RMU'lar (örneğin, Schneider SM6) geniş alan sağlar (500×840×950mm). Buna karşın, gaz yalıtımlı RMU'ların kompakt kablo bölmesi (~400×350×700mm), kablo aksesuarları, bağlantı kabloları, açık füzeler, VT'ler veya 125mm faz-arası/yer toprak açıklığı için yetersizdir.

Üreticiler genellikle yük anahtarı kabının yanına boş bir kabinet ekleyerek VT'leri ve füzeleri bu kabinette barındırır ve kablolarla bağlar. Ancak bu, aşağıdaki konularda taviz verir:

• Mekanik kilitlere sahip olmaması nedeniyle VT bakımındaki güvenliği.
• Açık hava istasyonlarının kompaklık ve estetiğini.

​2 Yıldırım Paraziti Kurulum Çözümleri​

​2.1 Parazitleri Atlamak​

DL/T 620-1997 AC Elektrik Kuruluşları için Gerilim Fırtınası Koruması ve yalıtım Koordinasyonu, havadan hattara bağlı olan >50m kablolar için yıldırım parazitleri gerektirir. ≤50m kablolar için, parazitler sadece bir ucunda kurulabilir. Ancak, standart, 10kV gaz yalıtımlı RMU'ların takılabilir kablo uçlarına parazit kurulumunu açıkça gerektirmez.

Modern şehir binaları geniş yıldırım koruma ağlarına sahiptir, bu da yıldırım vuruşu risklerini azaltır. Şehirlerde havadan hattara bağlantılar nadirdir, bu nedenle kablo çekirdeklerine doğrudan yıldırım darbeleri olası değildir. Uluslararası uygulamalar (örneğin, T tipi parazit aksesuarları) şehirlerde genellikle atlanır. Zhejiang bölgesindeki gaz yalıtımlı RMU'lar yıllardır parazitsiz olarak güvenilir şekilde çalışmaktadır. Bu nedenle, ​şehir gaz yalıtımlı RMU alt istasyonları için parazitler atlanabilir.

​2.2 Parazit Seçimi Kriterleri​

Köy/köy dışı ağlarda >50m havadan hattara bağlı kablolar için parazitler kurulmalıdır. Sadece yük anahtarı üniteleri için çoğu ürün yeterlidir. ​Yük anahtarı-füze üniteleri için, araziye ayrılmış parazit alanını sağlamak üzere ​yatay monte füzeler belirtilmelidir, böylece yeniden düzenleme sorunlarından kaçınılmış olur.

​3 Gerilim Transformatörü Kurulum Çözümleri​

VT kabini küçültülmesi, ​elektriksel yalıtım ve ​alan kısıtlamalarını çözmeyi gerektirir.

​3.1 Elektriksel Yalıtımı Çözmek​

Hava yalıtımlı RMU'lardan standart füzeler/VT'lerin gaz yalıtımlı bölümlerde kullanılması, açıklık standartlarına aykırıdır. Çözüm, ​yalıtım uyumlu bileşenler kullanmaktır, örneğin ​JSZV16-10R VT. Özellikleri şunlardır:

• Tam yalıtım için entegre Amerikan tarzı kablo aksesuarları.
• Yüksek gerilimli uçlardaki değiştirilebilir dahili füzeler.
• Nominal gerilim: 10/0.1/0.22kV.

​Bağlantı yapılandırması:

• Yük anahtarı tarafı: Avrupa tarzı dokunulabilir T tipi aksesuarlar.
• VT tarafı: VT füzeleriyle uyumlu 20kV dokunulabilir Amerikan tarzı dirsek aksesuarları.
• Şekil 4, VT'yi ve Amerikan tarzı aksesuarları göstermektedir.

Tüm bileşenler tamamen yalıtılmış ve dokunulabilir. JSZV16-10R VT'nin boyutu (kompakt açık hava RMU'lar için tasarlanmış), 220V çıkışını ≤2×400VA ile sınırlar—DC pil şarjı ve aydınlatma için yeterlidir.

​3.2 Alan Kısıtlamalarını Çözmek​

Doğrulanmış düzenlemeler, kablo aksesuarlarıyla VT'ler için yetersiz alan olduğunu göstermiştir. İki çözüm test edilmiştir:

1. ​Üstte monteli VT kutusu: dış kablolar ve güvensiz VT bakımı (mekanik kilitlere aykırı).
2. ​Altta monteli VT tabanı (uygulanmıştır)​:
• Kablo bölmesini aşağı doğru uzatır.
• Yükseklik: 400mm, 700mm yüksek kablo bölmesiyle uyumludur.
• Bakım için mekanik kilitlemeyi mümkün kılar.

​Sonuç: Bu tasarım, güvenli kurulum ve bakım sağlarken, gaz yalıtımlı RMU'nun kompaklığını korur.