SF₆-Free 솔루션을 통한 공기 절연/친환경 가스 링 메인 유닛

Ⅰ. SF₆ 대체 기술적 난점​

1. ​절연 매체 성능 차이​
   o 건조 공기/N₂의 절연 강도는 SF₆의 1/3 수준으로, 접촉 간격을 60mm에서 ≥150mm로 확장해야 합니다.
   o 기존 스프링 메커니즘은 큰 간격을 빠르게 닫는 데 필요한 에너지가 부족하여, 사전 스트라이크로 인해 접촉부가 손상되기 쉽습니다.
   o 합성 가스 (예: C4+CO₂)는 아크 발생 시 분해되어 불가역적인 절연 저하를 초래합니다.
2. ​기계 구조적 제한​
   o 국가 전력망 표준화에 따라 캐비닛 폭이 420mm로 고정되어 종방향 공간이 제한됩니다.
   o 큰 간격은 3위치 분리기의 이동 블레이드를 더 길게 만들어야 하며, 절연 설계의 어려움을 증가시킵니다.

​II. 핵심 해결책 및 기술 혁신​
​​(I) 절연 시스템 개선 설계​

핵심 돌파: 150mm 간격에서 SF₆ 등급의 절연을 달성, 매체 제한 극복

​​(II) 3위치 분리기 동적 최적화​

• ​회전 관성 감소​
  연장된 나일론 주축 → 각속도 변환 개선 → 닫힘 속도 >4m/s (20kA 단락 회로 연결 가능하며, 사전 스트라이크 <1ms 억제)
• ​이동 블레이드 설계:​​ 절연 코팅된 연장 블레이드가 오픈 위치에서 지상/상간격 ≥180mm를 보장
• ​접지 능력:​​ 하단 분리기에 E2 클래스 접점 장착 (5회 단락 회로 연결 견딜 수 있음)

​III. 주요 기술적 매개변수 비교​

​IV. 공학적 실시 보증​

1. ​절연 검증 과정​
   o 단계 1: 3D 전기장 시뮬레이션 (간격 전장 강도 <3kV/mm)
   o 단계 2: 전체/절단 번개 충격 테스트 (±200kV)
   o 단계 3: E2 클래스 단락 회로 연결 후 반복 절연 테스트
2. ​메커니즘 신뢰성 전략​
   o 육각형 나일론 주축: 변형 저항 수명 >10,000 회
   o 3위치 기계적 상호 잠금: 필수적인 오작동 방지 잠금
   o 연결 특성 모니터링: 변위 센서가 실시간 닫힘 속도 곡선 제공

​V. 솔루션 장점 요약​

• ​누출 없는 안전성:​​ 대기압 작동으로 가스 의존성 제거; 절연 실패 위험이 거의 없음
• ​완전 호환성:​​ 크기/인터페이스가 국가 전력망 420mm 표준에 완전히 준수
• ​유지 보수 없는 설계:​​ 진공 중단기 수명 >20년; 가스 재충전 필요 없음
• ​100% 친환경 경로:​​ 건조 공기로 탄소 중립 가능; F-가스 관리 비용 없음