
Ⅰ. Cuellos de botella técnicos da substitución do SF₆
- Diferenza de rendemento do medio de aislamento
o A forza di aislamento do aire seco/N₂ é só 1/3 do SF₆, requirendo unha ampliación do intervalo de contacto de 60mm a ≥150mm.
o Os mecanismos de muelle convencionais carecen de enerxía para impulsar o cierre rápido de grandes intervalos, provocando facilmente a ablación do contacto debido á prechispa.
o Os gases sintéticos (por exemplo, C4+CO₂) descomponse baixo arco, levando a un deterioro irreversíbel do aislamento.
- Limitacións estruturais mecánicas
o A estandarización da rede nacional fixa a anchura do armario en 420mm, restrinxindo o espazo longitudinal.
o Os grandes intervalos requirirían lás agás móbeis máis longas nos interruptores de tres posicións, aumentando a dificultade do deseño do aislamento.
II. Solucións e innovacións tecnolóxicas clave
(I) Deseño de mellora do sistema de aislamento
|
Dirección técnica
|
Implementación
|
Efecto
|
|
Aislamento composto
|
Lámina móbil + cuberta de aislamento de alta resistencia + partición de PTFE
|
Bloquea a ruta de descarga; resiste a tensión de impulso por raio (≥125kV)
|
|
Optimización de sinergia do medio
|
Enchido de aire seco/N₂ + núcleo de interruptor de vacío
|
O interruptor de vacío asegura a interrupción; o aislamento de gas mantén o aislamento
|
|
Fiabilidade de calibre cero
|
O armario pasa as probas de frecuencia de corrente/potencia e impulso de raio (presión ambiente)
|
Sen risco de fuga; a seguridade de manutención é igual á dos armarios selados
|
Avance clave: Logra un aislamento de grao SF₆ nun intervalo de 150mm, superando as limitacións do medio.
(II) Optimización dinámica do interruptor de tres posicións
- Redución da inercia rotacional
Eixe principal de nailon alargado → Melhora a conversión da velocidade angular → Velocidade de peche >4m/s (permite un curto circuito de 20kA mentres suprime a prechispa <1ms).
- Deseño da lámina móbil: Lámina alargada con aislamento garante un claro de terra/fase ≥180mm na posición aberta.
- Capacidade de terra: O interruptor inferior está equipado con contactos de clase E2 (resiste 5 operacións de curto circuito).
III. Comparación de parámetros técnicos clave
|
Parámetro
|
Unidade de anel SF₆
|
Solución de aire/gas ecolóxico
|
|
Intervalo de contacto
|
60mm
|
≥150mm (incluíndo a cuberta de aislamento)
|
|
Velocidade de peche
|
Adecuada para muelles
|
Eixe optimizado + lámbrana lixeira
|
|
Medio de interrupción
|
Gas SF₆
|
Interruptor de vacío + aire seco
|
|
Resistencia de calibre cero
|
Falla
|
Supera 42kV de frecuencia de corrente/75kV LI
|
|
Impacto ambiental
|
GWP=23,900
|
GWP=0 (aire seco)
|
IV. Garantía de implementación de enxeñaría
- Proceso de verificación de aislamento
o Fase 1: Simulación de campo eléctrico 3D (forza de campo no intervalo <3kV/mm)
o Fase 2: Probas completas/de corte de impulso de raio (±200kV)
o Fase 3: Probas repetidas de aislamento despois de facer curto circuito de clase E2
- Estratexia de fiabilidade do mecanismo
o Eixe hexagonal de nailon: Vida útil resistente á deformación >10,000 operacións
o Interbloqueo mecánico de tres posicións: Bloqueo obrigatorio antimanipulación errónea
o Monitorización da característica de facer: Sensores de desprazamento proporcionan curvas de velocidade de peche en tempo real
V. Resumo das vantaxes da solución
- Seguridade sen fugas: A operación a presión ambiente elimina a dependencia de gas; o risco de fallo de aislamento aproxímase a cero
- Compatibilidade total: As dimensións/interfaces cumprin completamente coa norma de 420mm da Rede Nacional
- Deseño sen manutención: Vida útil do interruptor de vacío >20 anos; non se require reposición de gas
- Ruta 100% ecolóxica: O aire seco permite a neutralidade de carbono; custo de xestión de gases F igual a cero