SF₆-mentes megoldás levegőizolált/ökológiai gáz főváltókhoz
Ⅰ. A szénhidrogének technikai akadályai
- Izoláló közeg teljesítményi különbsége
o A száraz levegő/N₂ izoláló ereje csak az SF₆ harmada, ezért a kapcsolati távolságot 60mm-ről ≥150mm-re kell növelni.
o A hagyományos rugó mechanizmusok nem rendelkeznek elegendő energiával a nagy távolságok gyors zárásához, könnyen előidézve a kapcsolat elérzékenyülését a korai ütközés miatt.
o A szintetikus gázok (pl. C4+CO₂) felbomlanak ívhatás alatt, ami visszafordíthatatlan izoláló romlást okoz. - Mechanikai szerkezeti korlátozások
o A Nemzeti Hálózat szabványosítása rögzíti a tároló szélességét 420mm-re, korlátozva a hosszirányú térképességet.
o A nagy távolságok hosszabb mozgó csapágyakat igényelnek a hárompozíciós kapcsolókban, ami növeli az izolációs tervezés nehézségeit.
II. Fő megoldások és technológiai innovációk
(I) Izolációs rendszer fejlesztése
|
Technikai irány |
Végrehajtás |
Hatás |
|
Kombinált izoláció |
Mozgó csapágy + magas erőségű izoláló fedő + PTFE osztó |
Blokkolja a kifeszítési útvonalat; tűrheti a villámütköző feszültséget (≥125kV) |
|
Közegszinergia optimalizálása |
Száraz levegő/N₂ töltés + vakuum megszakító közep |
A vakuum megszakító biztosítja a szakítást; a gázizoláció fenntartja az izolációt |
|
Nullosztályú megbízhatóság |
A tároló áthelyezi a műfeszültség/villámütköző teszteket (környezeti nyomás) |
Nincs lecsökkentési kockázat; a karbantartási biztonság egyenlő a bezárt tárolókkal |
Fő áttörés: Elérte az SF₆-os izolációs szintet 150mm-es távolságra, felülmúlva a közeg korlátait.
(II) Hárompozíciós kapcsoló dinamikai optimalizálása
- Forgómozgás inerciájának csökkentése
Hosszabbított nylon főhengerek → javított szögsebesség konverzió → Záró sebesség >4m/s (lehetővé teszi a 20kA rövidzárlatot, miközben 1ms-nél kevesebb időt vesz igénybe a korai ütközés szükségletének minimalizálása). - Mozgó csapágy tervezése: Izoláló fedővel ellátott, kiterjesztett csapágy biztosítja, hogy a nyitott állapotban a föld/phasz távolsága ≥180mm legyen.
- Földkapcsoló képesség: Alsó kapcsoló E2-osztályú kapcsolókkal (tűrheti 5 rövidzárlatot).
III. Fontos technikai paraméterek összehasonlítása
|
Paraméter |
SF₆ gyűrűhálózat |
Levegő/éghajlatbarát gáz megoldás |
|
Kapcsoló távolság |
60mm |
≥150mm (az izoláló fedővel együtt) |
|
Záró sebesség |
Megfelelő rugók esetén |
Optimalizált henger + könnyű csapágy |
|
Szakító közeg |
SF₆ gáz |
Vakuum megszakító + száraz levegő |
|
Nullosztályú tűrhetőség |
Nem felel meg |
Tűrheti a 42kV műfeszültséget/75kV LI-t |
|
Környezeti hatás |
GWP=23,900 |
GWP=0 (száraz levegő) |
IV. Mérnöki végrehajtási biztosíték
- Izolációs ellenőrzési folyamat
o Fázis 1: 3D elektromos mező szimuláció (a régió mezőereje <3kV/mm)
o Fázis 2: Teljes/vágott villámütköző tesztek (±200kV)
o Fázis 3: Ismételt izolációs tesztek E2-osztályú rövidzárlat után - Mechanizmus megbízhatósági stratégia
o Hatszögletes nylon henger: Alakváltozás-ellenálló élettartam >10,000 művelet
o Hárompozíciós mechanikai zárolás: Kötelező tévedés-ellenes zárolás
o Záró jellemző figyelés: Mozgásérzékelők valós idejű záró sebesség görbéket nyújtanak
V. Megoldás előnyei összefoglalva
- Lezárásmentes biztonság: A környezeti nyomás működésével a gázfüggőség megszűnik; az izolációs kudarc kockázata közelít a nullához
- Teljes kompatibilitás: A méretek/illeszkedések teljesen megfelelnek a Nemzeti Hálózat 420mm-es szabványának
- Karbantartásmentes tervezés: A vakuum megszakító élettartama >20 év; nincs gáz pótlás szükséglete
- 100% éghajlatbarát út: A száraz levegő lehetővé teszi a szén-dioxid-neutralitást; nincs F-gáz kezelési költség
