פתרון ללא SF₆ עבור יחידות טבעת גז מבודדות באוויר/ידידותיות לסביבה

Ⅰ. מכשולים טכנולוגיים להחלפת SF₆

1. פער ביכולת ההידמה של התווך
   o עוצמת ההידמה של אוויר יבש/N₂ היא רק 1/3 מזו של SF₆, מה שמצריך הרחבת הפער בין המגע ל-≥150mm במקום 60mm.
   o מנגנונים קפיציים קונבנציונליים חסרים אנרגיה כדי להניע סגירה מהירה של פערים גדולים, מה שיכול לגרום לאבולוציה של מגע עקב פגיעות מקדימות.
   o גזים סינתטיים (לדוגמה, C4+CO₂) מתפרקים תחת פגיעת קשת, מה שגורם להיווצרות דעיכה בלתי הפיכה של ההידמה.
2. מגבלות מבניות מכניות
   o התקן הגודל הסטנדרטי של רשת החשמל מגדיר את רוחב הקופסה ב-420mm, מה שמגביל את החלל הארוך.
   o פערים גדולים דורשים להגדיל את אורךưỡיות הנע במפסקים בשלושה מצבים, מה שהופך את העיצוב ההידמתי לקשה יותר.

II. פתרונות מרכזיים וחדשנות טכנולוגית
(I) עיצוב לשיפור מערכת ההידמה

פריצת דרך מרכזית: מצליח להשיג הידמה ברמת SF₆ בפער של 150mm, תוך התגברות על מגבלות התווך.

(II) אופטימיזציה דינמית של מפסק בשלושה מצבים

• הקטנת התמדת הסיבוב
  ציר ניילון מורחב → שיפור המרה של מהירות זוויתית → מהירות סגירה >4m/s (מאפשר יצירה קצרה של 20kA תוך עיכוב פגיעת מקדימה <1ms).
• עיצוב חיתוך נע: חיתוך נע מוגבה עם כיסוי הידמה מבטיח פער ≥180mm במצב פתוח בין הקרקע לפאזה.
• יכולת הארה: המפסק התחתון מצויד בנקודות מגע מסוג E2 (מסוגל לשאת 5 פעולות יצירה קצרה).

III. השוואת פרמטרים טכנולוגיים מרכזיים

IV. הבטחת יישום הנדסי

1. תהליך אימות ההידמה
   o שלב 1: סימולציה של שדה חשמלי תלת-ממדי (עוצמת שדה בפער <3kV/mm)
   o שלב 2: מבחני מתח פגיעת ברק מלאים/מחוסרים (±200kV)
   o שלב 3: מבחני הידמה חוזרים לאחר יצירה קצרה של סוג E2
2. אסטרטגיית אמינות המנגנון
   o ציר ניילון משושה: חיי שימוש ללא מעוות >10,000 פעולות
   o אינטרלוק מכני בשלושה מצבים: נעילה מandatory למניעת פעולה שגויה
   o מעקב אחר מאפייני יצירת המגע: חיישני מיקום מספקים עקומות מהירות סגירה בזמן אמת

V. סיכום יתרונות הפתרון

• בטיחות ללא דליפות: פעילות בלחץ סביבתי מרחיקה את תלות הגז; סיכון לכשלון ההידמה מתקרב לאפס
• תאימות מלאה: ממדים ומשטחים תואמים לחלוטין לתקן של רשת החשמל 420mm
• עיצוב ללא תחזוקה: חיי שימוש של מפסק הוואקום >20 שנים; אין צורך בהוספת גז
• מסלול 100% ידידותי לסביבה: אוויר יבש מאפשר נייטרליות פחמן; עלויות ניהול גז F אפסיות