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

İzolasyon türüne göre, halka anahtarlama birimleri (RMUs) gaz izoleli veya hava izoleli olarak kategorize edilebilir. İkincisi, birincil devre bileşenlerini düşük basınçlı gaz (genellikle SF₆ veya karışık gazlar) ile doldurulmuş kapalı bir metal kapaçta yerleştirir ve gelen ve giden hatları için kablo uçlarını kullanır. Üstün izolasyon, kompakt boyut ve modüler tasarım nedeniyle, 10kV açık hava dağıtım merkezleri ve önceden monte edilmiş dönüştürücü istasyonlarında yaygın olarak kullanılırlar. Ancak tamamen izoleli ve kompakt yapısı, belirli tipik substation düzenlerinde uygulanabilirliğini sınırlar.

​1 Gaz Izoleli RMU'ların Sorunları​

Şekil 1, tipik bir dağıtım substation tasarımını göstermektedir, burada yük anahtarı-füze kombinasyon dolabı için bir yıldırım tutucu ve gerilim transformatörü (VT) dolabı için iki 10/0.1/0.22kV dökme reçine VT'si gereklidir. Projeler Schneider'in RM6 veya ABB'nin Safenng gibi gaz izoleli RMU'ları seçerse, tasarım gereksinimleri tam olarak karşılanamaz.

​1.1 Yük Anahtarı-Füze Dolaplarına Tutucu Montajının Zorluğu​

Yük anahtarı girişi/çıkışı dolapları için, her iki marka da IEC 60137 uyumlu Type-C bushings ile yeterli kablo bölmesi alan sağlar, bu da T-tipi kablo aksesuarlarının ve takılabilir tutucuların takılmasına olanak tanır. Yük anahtarı-füze dolaplarında:

• ​Safenng: Yatay monte edilmiş füzeler (Şekil 2) kablo alanını korur, takılabilir tutucu montajına izin verir.
• ​RM6: Dikey monte edilmiş füzeler (Şekil 3) kablo alanını işgal eder, Type-A bushings sadece dirsek/düz tipleri sınırlar. Takılabilir tutucular için alan yoktur ve pazar üzerinde dirsek/düz aksesuarlarla uyumlu tutucular mevcut değildir.

​1.2 VT Dolaplarına VT Montajının Zorluğu​

Standart VT dolapları, üç yüksek voltajlı füze ünitesi ve V-bağlantılı (iki bobinli, ölçüm için 10/0.1kV, güç kaynağı için 10/0.22kV; ≥1000VA ikincil çıkış) iki tek fazlı VT gerektirir. Hava izoleli RMU'lar (örneğin, Schneider SM6), yeterli alan sağlar (500×840×950mm). Buna karşılık, gaz izoleli RMU'lar kompakt kablo bölmesine sahiptir (~400×350×700mm), kablo aksesuarları, bağlantı kabloları, açık füzeler, VT'ler veya 125mm faz-ara/faz-kara mesafesi için yetersizdir.

Üreticiler genellikle yük anahtarı dolabının yanında boş bir dolap ekleyerek VT'leri ve füzeleri içine yerleştirir ve onları kablolarla bağlar. Ancak bu, aşağıdaki konularda taviz verir:

• Mekanik kilitlerin olmaması nedeniyle VT bakımı sırasında güvenliği.
• Açık hava istasyonlarının kompaktlığı ve estetiği.

​2 Yıldırım Tutucu Montajı Çözümleri​

​2.1 Tutucuları Atlamak​

DL/T 620-1997 Alternatif Akım Elektrik Kurulumları için Gerilim Koruması ve İzolasyon Koordinasyonu, havadan hattara bağlı 50 metreden uzun kablolar için yıldırım tutucularını zorunlu kılar. 50 metreden kısa kablolar için, tutucular sadece bir ucunda monte edilebilir. Ancak standart, 10kV gaz izoleli RMU'ların takılabilir kablo uçlarına tutucuların zorunlu olmasını açıkça belirtmez.

Modern şehir binaları geniş yıldırım koruma ağlarına sahip olduğundan, yıldırım vuruşu riski azalmıştır. Şehirlerde havadan hattara bağlantılar nadirdir, bu nedenle kablo çekirdeklerine doğrudan yıldırım darbeleri olası değildir. Uluslararası uygulamalar (örneğin, T-tipi tutucu aksesuarları) şehir bölgelerinde genellikle atlanır. Zhejiang bölgesindeki gaz izoleli RMU'lar yıllardır tutucu olmadan güvenilir şekilde çalışmaktadır. Bu nedenle, ​şehir gaz izoleli RMU altistasyonları için tutucular atlanabilir.

​2.2 Tutucu Seçim Kriterleri​

Köy/köy dışındaki ağlarda 50 metreden uzun havadan hattara bağlı kablolar için tutucular monte edilmelidir. Sadece yük anahtarı üniteleri için çoğu ürün yeterlidir. ​Yük anahtarı-füze üniteleri için, tutucu alanını rezerve etmek üzere ​yatay dizili füzeler belirtmelidir, böylece yeniden düzenleme sorunlarından kaçınılmış olur.

​3 Gerilim Transformatörü Montajı Çözümleri​

VT dolabı küçültülmesi, ​elektriksel izolasyon ve ​alan kısıtlamalarını çözmeyi gerektirir.

​3.1 Elektriksel İzolasyonu Çözmek​

Hava izoleli RMU'lardan standart füzeler/VT'leri gaz izoleli bölümlerde kullanmak, mesafe standartlarına aykırıdır. Çözüm, ​izolasyon uyumlu bileşenler kullanmaktır, örneğin ​JSZV16-10R VT. Özellikleri şunlardır:

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

​Bağlantı konfigürasyonu:

• Yük anahtarı tarafı: Avrupa tarzı dokunulabilir T-tipi aksesuarlar.
• VT tarafı: VT füzeleriyle uyumlu Amerikan tarzı 20kV dokunulabilir dirsek aksesuarları.
• Şekil 4, VT ve Amerikan tarzı aksesuarları gösterir.

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

​3.2 Alan Kısıtlamalarını Çözmek​

Doğrulanmış düzenlemeler, VT'lerin kablo aksesuarlarıyla birlikte yeterli alan olmadığını göstermiştir. İki çözüm test edildi:

1. ​Üst monteli VT kutusu: Dış kablolar ve güvenli olmayan VT bakımı (mekanik kilitlere aykırı).
2. ​Alt monteli VT tabanı (uygulandı)​:
• Kablo bölmesini aşağı doğru genişletir.
• Yükseklik: 400mm, 700mm yüksek kablo bölmesiyle uyumludur.
• Bakım için mekanik kilitlere izin verir.

​Sonuç: Bu tasarım, güvenli montaj ve bakım sağlarken, gaz izoleli RMU'nun kompaktlığını korur.