SF₆-vapaa ratkaisu ilmakehän eristämiselle/ympäristöystävälliselle kaasulle sähköverkkoyksiköissä
Ⅰ. SF₆:n korvaamisen tekniset pulmat
- Eriävän eristävän välikappaleen suorituskyky
o Kuivaa ilmaa tai N₂:tä käyttävän eristämisen vahvuus on vain kolmasosa SF₆:sta, jolloin yhteyden aukon täytyy laajentua 60 mm:stä ≥150 mm:ksi.
o Perinteisillä kevytjäristeilla ei ole tarpeeksi energiaa nopean sulkeutumisen ajamiseen suurella aukolla, mikä helposti johtaa yhteyden kulunemiseen ennakkosuljetuksen vuoksi.
o Teoksigaasit (esim. C₄+CO₂) hajoavat kaarujen muodostuessa, mikä johtaa kääntyvään eristyksen heikkenemiseen. - Mekaaniset rakenteelliset rajoitukset
o Kansallinen verkko standardeja asettaen kiintiötynnyrin leveydeksi 420 mm, mikä rajoittaa pitkäsuuntaista tilaa.
o Suuret aukot vaativat pidempiä liikkuvia sijainteja kolmen-asetuksessa olevissa erottelussa, mikä lisää erityksen suunnittelun vaikeutta.
II. Ydinratkaisut ja teknologiset innovaatiot
(I) Erityksen parantaminen suunnittelemalla
|
Tekninen suunta |
Toteutus |
Vaatimus |
|
Yhdistetty eristys |
Liikkuva sijainte + vahva eristyskansi + PTFE-seina |
Estää purkauksen polun; kestää ukkosjohtovirta (≥125kV) |
|
Mediayhteistyön optimointi |
Kuivaa ilmaa/N₂:tä täytettävä + vakiovaiheen katkaisija |
Vakiovaiheen katkaisija varmistaa katkaisun; kaasu-eristys ylläpitää eristystä |
|
Nollapituuden luotettavuus |
Kiintiö läpäisee valmistelevan virta-/ukkosjohtovirta-testit (ylempänä paineessa) |
Ei puhdennusriskejä; huollon turvallisuus vastaa tiiviisti suljettuja kiintiöitä |
Avainmurto: Saavuttaa SF₆:n eristysluokan 150mm aukossa, ylittäen mediumirajoitukset.
(II) Kolmen-asetuksen erottimen dynaaminen optimointi
- Kiertomomentin vähentäminen
Pitennetty nylonipäässä → Parannettu kulmanopeuden muuntaminen → Sulkeutumisnopeus >4m/s (mahdollistaa 20kA lyhytsulun tekemisen samalla hillitsee ennakkosuljetusta <1ms). - Liikkuvan sijainteen suunnittelu: Eristyskattama pitennetty sijainte takaavat maan/puolen välin ≥180mm avatussa asennossa.
- Maanvihdojen kyky: Alhaalla oleva erottelija on varustettu E2-luokan yhteyksillä (kestää 5 lyhytsulun tekemisen toimintoa).
III. Avaintekniikan parametrien vertailu
|
Parametri |
SF₆ rengasmaunu |
Ilma/ympäristöystävällinen kaasuratkaisu |
|
Yhteyden aukko |
60mm |
≥150mm (sisältää eristyskansi) |
|
Sulkeutumisnopeus |
Riittävä kevytjäristeille |
Optimoitu akseli + kevyt sijainte |
|
Katkaisuaine |
SF₆ kaasu |
Vakiovaiheen katkaisija + kuiva ilma |
|
Nollapituuden kestokyky |
Epäonnistuu |
Läpäisee 42kV valmistelevan virta-/75kV UK-virta-testit |
|
Ympäristövaikutus |
GWP=23,900 |
GWP=0 (kuiva ilma) |
IV. Tekniset toteutustakuut
- Eristysvahvistusprosessi
o Vaihe 1: 3D-sähkökenttäsimulaatio (aukon kenttävoima <3kV/mm)
o Vaihe 2: Täysi/karsittu ukkosjohtovirta-testit (±200kV)
o Vaihe 3: Toistuvat eristystestit E2-luokan lyhytsulun tekemisen jälkeen - Mekanismien luotettavuusstrategia
o Kuusikulmainen nyloniaaksi: Muodonmuuttumattomuus elinkaari >10,000 toimintoa
o Kolmen-asetuksen mekaaninen lukitus: Pakollinen virheiden estävä lukitus
o Valmistusominaisuuksien valvonta: Siirtymäsensorit tarjoavat reaaliaikaisia sulkeutumisnopeuskäyrät
V. Ratkaisun etujen yhteenveto
- Puuduttomat turvallisuus: Ylempi paine toiminta poistaa kaasusuorituksen riippuvuuden; erityksen epäonnistumisriski lähestyy nollaa
- Täydellinen yhteensopivuus: Mitat/liittymät täysin yhteensopivat kansallisen verkon 420mm-standardin kanssa
- Huoltovapaasuunnittelu: Vakiovaiheen katkaisijan elinkaari >20 vuotta; ei tarvetta kaasun uudelleenhuullentamiseen
- 100% ympäristöystävällinen tie: Kuiva ilma mahdollistaa hiilidioksidin neutraalisuuden; nolla F-kaasujen hallinnointikustannuksia
