SF₆-freie Lösung für luftisolierte/umweltfreundliche Gasringverteilungen

Ⅰ. Technische Engpässe der SF₆-Substitution

1. Leistungslücke des Isoliermediums
   o Die Isolierstärke von trockener Luft/N₂ beträgt nur 1/3 der von SF₆, wodurch die Kontaktabstand von 60 mm auf ≥150 mm erweitert werden muss.
   o Konventionelle Federmechanismen verfügen nicht über die Energie, um den schnellen Schließvorgang bei großen Abständen zu bewältigen, was leicht zu Kontaktverschleiß durch Vorschlag führt.
   o Synthetische Gase (z.B. C4+CO₂) zerfallen unter Bogenwirkung, was zu irreversibler Isolierverlusten führt.
2. Mechanische Strukturaleinschränkungen
   o Die Standardisierung durch das National Grid legt die Gehäusebreite auf 420 mm fest, was den Längsraum einschränkt.
   o Große Abstände erfordern längere bewegliche Blätter in Dreipositionsschaltern, was die Isolierdesignschwierigkeiten erhöht.

II. Kernlösungen und technologische Innovationen
(I) Verbesserung des Isoliersystemdesigns

Kernfortschritt: Erreicht SF₆-ähnliche Isolierung bei 150mm Abstand, überwindet Medieneinschränkungen.

(II) Dynamische Optimierung des Dreipositionsschalters

• Reduktion des Drehmoments
  Verlängerte Nylonschachtel → Verbesserte Winkelgeschwindigkeitsumwandlung → Schließgeschwindigkeit >4m/s (ermöglicht 20kA Kurzschlussschalten während Vorschlag <1ms unterdrückt).
• Design des beweglichen Blatts: Isolierte verlängerte Klinge gewährleistet Erd-/Phasenabstand ≥180mm in offener Position.
• Erdungsfähigkeit: Unteres Trennglied mit E2-Kontakten (hält 5 Kurzschlussschaltungen aus).

III. Vergleich wichtiger technischer Parameter

IV. Ingenieurtechnische Umsetzungssicherheit

1. Isolierprüfung
   o Phase 1: 3D-E-Feldsimulation (Feldstärke im Abstand <3kV/mm)
   o Phase 2: Vollständige/Teilblitzimpulstests (±200kV)
   o Phase 3: Wiederholte Isolierprüfungen nach E2-Kurzschlussschaltungen
2. Zuverlässigkeitsstrategie des Mechanismus
   o Sechskantige Nylonschachtel: Formbeständige Lebensdauer >10.000 Betriebszyklen
   o Dreipositionsmechanisches Verriegelungssystem: Pflichthaftes Fehlbetriebssperresystem
   o Überwachung des Schaltcharakters: Verschiebungssensoren liefern Echtzeitkurven der Schließgeschwindigkeit

V. Zusammenfassung der Lösungsvorteile

• Leckagefreie Sicherheit: Der Betrieb bei Umgebungsluftdruck eliminiert die Abhängigkeit von Gas; das Risiko eines Isolierversagens nähert sich Null.
• Vollständige Kompatibilität: Abmessungen/Schnittstellen entsprechen vollständig dem National Grid-Standard von 420 mm.
• Wartungsfreies Design: Die Lebensdauer des Vakuumschaltkernelements >20 Jahre; keine Gasnachfüllung erforderlich.
• 100% umweltfreundlicher Weg: Trockene Luft ermöglicht Kohlenstoffneutralität; null Kosten für F-Gas-Management.