حل خالٍ من SF₆ لوحدات الحلقة الرئيسية المكهربة بالهواء / الصديقة للبيئة

Ⅰ. العقبات الفنية لاستبدال SF₆

الفجوة في أداء الوسيط العازل
o قوة عزل الهواء الجاف/N₂ هي فقط 1/3 من SF₆، مما يتطلب توسيع فجوة الاتصال من 60 مم إلى ≥150 مم.
o الآليات الربيعية التقليدية لا تملك الطاقة الكافية لدفع الإغلاق السريع للفجوات الكبيرة، مما يؤدي بسهولة إلى تآكل الاتصال بسبب الضربة المسبقة.
o الغازات التركيبية (مثل C4+CO₂) تتحلل تحت القوس الكهربائي، مما يؤدي إلى تدهور غير قابل للعكس في العزل.
القيود الهيكلية الميكانيكية
o تحدد معايير الشبكة الوطنية عرض الخزانة عند 420 مم، مما يحد من المساحة الطولية.
o الفجوات الكبيرة تتطلب شفرات متحركة أطول في المقاطع الثلاثية، مما يزيد صعوبة تصميم العزل.

II. الحلول الأساسية والابتكارات التكنولوجية
(I) تصميم تعزيز نظام العزل

الاتجاه الفني	التنفيذ	التأثير
العزل المركب	شفرة متحركة + غطاء عازل عالي القوة + حاجز PTFE	يمنع مسار التفريغ؛ يتحمل جهد الصدمة الناتجة عن البرق (≥125 كيلو فولت)
تحسين التناغم بين الوسط	تعبئة الهواء الجاف/N₂ + قلب المقاطع بالفراغ	يضمن قطع المقاطع بالفراغ؛ يحافظ العزل الغازي على العزل
موثوقية الصفرية	تمر الخزانة باختبارات التردد الكهربائي والصدمات الكهربائية (ضغط الجو)	لا يوجد خطر تسرب؛ السلامة أثناء الصيانة تساوي الخزانات المغلقة

الاختراق الرئيسي: يحقق عزلًا بمستوى SF₆ عند فجوة 150 مم، مما يتجاوز قيود الوسط.

(II) تحسين الديناميكي للمقاطع الثلاثية

تخفيض العزم الدوران
محور النيلون الممتد → تحسين تحويل السرعة الزاوية → سرعة الإغلاق >4 م/ث (يوفر صنع دائرة قصر 20 كيلو أمبير مع كبح الضربة المسبقة <1 ميلي ثانية).
تصميم الشفرة المتحركة: الشفرة الممتدة المعزولة تضمن مسافة الأرض/الطور ≥180 مم عند وضع الفتح.
قدرة التأريض: المقاطع السفلية مجهزة بمفاصل فئة E2 (تحمل 5 عمليات صنع دائرة قصر).

III. مقارنة المعلمات الفنية الرئيسية

المعلمة	وحدة حلقة SF₆	حل الغاز البيئي/الهواء
فجوة الاتصال	60 مم	≥150 مم (يشمل غطاء العزل)
سرعة الإغلاق	كافئة للينابيع	محور محسن + شفرة خفيفة الوزن
وسط القطع	غاز SF₆	قطاعة بالفراغ + هواء جاف
تحمل الصفرية	يفشل	يمر بنجاح 42 كيلو فولت تردد كهربائي/75 كيلو فولت صدمة كهربائية
التأثير البيئي	GWP=23,900	GWP=0 (هواء جاف)

IV. ضمان التنفيذ الهندسي

عملية التحقق من العزل
o المرحلة 1: محاكاة مجال كهربائي ثلاثي الأبعاد (قوة المجال في الفجوة <3 كيلو فولت/مم)
o المرحلة 2: اختبارات الصدمة الكاملة والمقطوعة (±200 كيلو فولت)
o المرحلة 3: اختبارات العزل المتكررة بعد صنع دائرة قصر من فئة E2
استراتيجية موثوقية الآلية
o محور النيلون السداسي: عمر مقاوم للتغيير >10,000 عملية
o التداخل الميكانيكي الثلاثي: قفل إلزامي ضد التشغيل الخاطئ
o رصد خصائص الصنع: المستشعرات البازلتية توفر منحنيات سرعة الإغلاق في الوقت الفعلي

V. ملخص مزايا الحل

أمان بدون تسرب: العمل تحت ضغط جوي يلغي الاعتماد على الغاز؛ خطر فشل العزل يقترب من الصفر
توافق كامل: الأبعاد والواجهات تتوافق تمامًا مع معيار الشبكة الوطنية 420 مم
تصميم بدون صيانة: عمر قطاعة الفراغ >20 عامًا؛ لا حاجة لإعادة تعبئة الغاز
مسار بيئي بنسبة 100%: يسمح الهواء الجاف بالحياد الكربوني؛ لا توجد تكلفة لإدارة الغازات F