راه‌حل بدون SF₆ برای واحدهای حلقه اصلی گازی با عایق هوایی/دوستانه با محیط زیست

Ⅰ. موانع فنی جایگزینی SF₆

1. تفاوت عملکرد ماده عایق
   o قدرت عایق هوا خشک/N₂ فقط یک سوم SF₆ است و نیاز به افزایش فاصله تماس از ۶۰ میلی‌متر به ≥۱۵۰ میلی‌متر دارد.
   o مکانیزم‌های فنری سنتی انرژی کافی برای بستن سریع فواصل بزرگ را ندارند و به آسانی باعث تخریب تماس به دلیل ضربه قبلی می‌شوند.
   o گازهای مصنوعی (مانند C4+CO₂) در زیر آتش‌سوزی تجزیه می‌شوند و منجر به تخریب غیرقابل برگشت عایق می‌شوند.
2. محدودیت‌های ساختاری مکانیکی
   o استانداردسازی شبکه ملی عرض کابینت را ۴۲۰ میلی‌متر ثابت می‌کند و فضای طولی را محدود می‌کند.
   o فواصل بزرگ نیازمند شناورهای بلندتر در جداکننده‌های سه وضعیتی هستند که سختی طراحی عایق را افزایش می‌دهد.

II. راه‌حل‌ها و نوآوری‌های فنی کلیدی
(I) طراحی بهبود سیستم عایق

پیشرفت کلیدی: عایق‌بندی SF₆-گرید در فاصله ۱۵۰ میلی‌متر، محدودیت‌های ماده را غلبه می‌کند.

(II) بهینه‌سازی پویای جداکننده سه وضعیتی

• کاهش لختی چرخشی
  محور نایلون امتداد یافته → بهبود تبدیل سرعت زاویه‌ای → سرعت بستن >۴m/s (امکان ساخت کوتاه‌مدار ۲۰kA در حالی که ضربه قبلی <۱ms را کاهش می‌دهد).
• طراحی شناور: شناور امتداد یافته با پوشش عایق مطمئن می‌کند که فاصله زمین/فاز در وضعیت باز ≥۱۸۰ میلی‌متر است.
• قابلیت زمین‌رسانی: جداکننده پایین با تماس‌های کلاس E2 (تحمیل ۵ عملیات ساخت کوتاه‌مدار).

III. مقایسه پارامترهای فنی کلیدی

IV. تضمین اجرای مهندسی

1. فرآیند تأیید عایق
   o مرحله ۱: شبیه‌سازی میدان الکتریکی سه‌بعدی (قدرت میدان فاصله <۳kV/mm)
   o مرحله ۲: آزمون‌های ضربه صاعقه کامل/قطع (±۲۰۰kV)
   o مرحله ۳: آزمون‌های عایق تکراری پس از ساخت کوتاه‌مدار کلاس E2
2. استراتژی قابلیت اطمینان مکانیزم
   o محور نایلون شش‌ضلعی: عمر مدت مقاوم در برابر تغییر شکل >۱۰,۰۰۰ عملیات
   o قفل مکانیکی سه وضعیتی: قفل اجباری ضد خطای عملیات
   o نظارت بر مشخصات ساخت: حسگرهای جابجایی منحنی‌های سرعت بستن را در زمان واقعی ارائه می‌دهند

V. خلاصه مزایای راه‌حل

• ایمنی بدون لکه: عملکرد تحت فشار محیطی لزوم وابستگی به گاز را حذف می‌کند؛ خطر خرابی عایق به صفر می‌رسد
• سازگاری کامل: ابعاد/رابط‌ها به طور کامل با استاندارد ۴۲۰ میلی‌متر شبکه ملی مطابقت دارد
• طراحی بدون نگهداری: عمر قطع‌کننده خلاء >۲۰ سال؛ نیازی به تجدید گاز نیست
• مسیر ۱۰۰٪ دوستانه محیط زیست: هوا خشک امکان خنثی‌سازی کربن را فراهم می‌کند؛ هزینه مدیریت گاز F صفر است