SF₆-Free Solution for Air-Insulated/Eco-friendly Gas Ring Main Units د هوا پرېزښت/پاکوونکي ګاز رنګ مین يوټس لپاره SF₆-Free حل

Ⅰ. SF₆ جایگزینی تکنیکی باتلاق

شکاف عملکرد مedium عایق
o قدرت عایق خشک هوا/N₂ فقط ۱/۳ SF₆ است، نیاز به گسترش شکاف تماس از ۶۰mm به ≥150mm.
o مکانیزم‌های فنری سنتی انرژی کافی برای راندن بستن سریع شکاف‌های بزرگ را ندارند، که به راحتی باعث ابلاسیون تماس به دلیل پیش-ضربه می‌شود.
o گازهای مصنوعی (مثلاً C4+CO₂) در زیر آرک تجزیه می‌شوند، منجر به تخریب غیرقابل برگشت عایق می‌شود.
محدودیت‌های ساختاری مکانیکی
o استانداردسازی شبکه ملی عرض کابینت را به ۴۲۰mm ثابت می‌کند، فضا را طولی محدود می‌کند.
o شکاف‌های بزرگ نیاز به لезه‌های حرکتی طولانی‌تر در جداکننده‌های سه وضعیتی را افزایش می‌دهد، سختی طراحی عایق را افزایش می‌دهد.

II. راه‌حل‌های اصلی و نوآوری‌های تکنولوژیکی
(I) طراحی بهبود سیستم عایق

جهت تکنیکی	اجرایی	اثر
عایق مرکب	لبه حرکتی + پوشش عایق با قدرت بالا + حائل PTFE	مسیر تخلیه را مسدود می‌کند؛ ولتاژ ضربه صاعقه (≥125kV) را تحمل می‌کند
بهینه‌سازی همکاری مedium	پر کردن خشک هوا/N₂ + هسته قطع کننده خلاء	قطع کننده خلاء قطع را تضمین می‌کند؛ عایق گازی جداسازی را حفظ می‌کند
قابلیت اطمینان بدون گیج	کابینت تست‌های فرکانس تغذیه/ضمن ضربه صاعقه (فشار محیطی) را می‌گذراند	ریسک نشت وجود ندارد؛ ایمنی نگهداری مساوی با کابینت‌های مهر و موم شده

شکست کلیدی: عایق SF₆-سطحی در شکاف ۱۵۰mm به دست می‌آید، محدودیت‌های مedium را غلبه می‌کند.

(II) بهینه‌سازی دینامیکی جداکننده سه وضعیتی

کاهش لختی چرخشی
میله اصلی نایلونی طولانی‌تر → بهبود تبدیل سرعت زاویه‌ای → سرعت بستن >4m/s (اجازه می‌دهد 20kA قطع کوتاه مدار را در حالی که پیش-ضربه <1ms را کاهش می‌دهد).
طراحی لبه حرکتی: لبه گسترش یافته با پوشش عایق مطمئن می‌کند که فاصله زمین/فاز ≥180mm در وضعیت باز است.
قابلیت زمین‌کشی: جداکننده پایین با تماس‌های کلاس E2 (تحمل ۵ عملیات قطع کوتاه مدار).

III. مقایسه پارامترهای تکنیکی کلیدی

پارامتر	واحد حلقه SF₆	راه‌حل هوا/گاز محیط زیستی
شکاف تماس	۶۰mm	≥150mm (شامل پوشش عایق)
سرعت بستن	مناسب برای فنرهای	میله بهینه + لبه سبک‌وزن
medium قطع	گاز SF₆	قطع کننده خلاء + هوا خشک
تحمل بدون گیج	ناموفق	می‌گذراند 42kV فرکانس تغذیه/75kV LI
تأثیر محیطی	GWP=23,900	GWP=0 (هوای خشک)

IV. تضمین اجرای مهندسی

فرآیند تأیید عایق
o مرحله ۱: شبیه‌سازی میدان الکتریکی ۳D (قوت میدان شکاف <3kV/mm)
o مرحله ۲: تست‌های ضربه صاعقه کامل/قطع (±200kV)
o مرحله ۳: تست‌های عایق مکرر پس از قطع کوتاه مدار کلاس E2
استراتژی قابلیت اطمینان مکانیسم
o میله نایلونی شش‌ضلعی: عمر مدت مقاوم در برابر تغییر شکل >10,000 عملیات
o قفل ضدعملیات اشتباه سه وضعیتی: قفل ضروری ضد عملیات اشتباه
o نظارت بر ویژگی‌های قطع: حسگرهای جابجایی منحنی‌های سرعت بستن را در زمان واقعی ارائه می‌دهند

V. خلاصه مزایای راه‌حل

امنیت بدون نشت: عملیات فشار محیطی نیاز به گاز را حذف می‌کند؛ ریسک خرابی عایق به صفر می‌رسد
همگونی کامل: ابعاد/رابط‌ها کاملاً با استاندارد شبکه ملی ۴۲۰mm سازگار هستند
طراحی بدون نگهداری: عمر قطع کننده خلاء >20 سال؛ نیاز به تأمین مجدد گاز وجود ندارد
مسیر ۱۰۰٪ محیط زیستی: هوا خشک امکان خنثی بودن کربن را فراهم می‌کند؛ هزینه مدیریت گاز F صفر