Rešitev brez SF₆ za zračno izolirane/ekološko prijazne plinski krožne glavne enote
Ⅰ. Tehnične ovire pri zamenjavi SF₆
- Razlika v zmogljivosti izolacijskega sredstva
o Suha zraka/N₂ ima izolacijsko zmogljivost le 1/3 SF₆, kar zahteva razširitev kontaktne vrzeli od 60 mm na ≥150 mm.
o Tradicionalni prужevi niso dovolj močni, da bi omogočili hitro zapiranje velikih vrzel, kar lahko povzroči ablacijo kontaktov zaradi predudara.
o Sintetična plin (npr. C4+CO₂) se razbije pod loki, kar vodi do neobratne degradacije izolacije. - Mehanske strukturne omejitve
o Nacionalni standardi omrežja določajo širino kabinetov na 420 mm, kar omejuje longitudinalni prostor.
o Velike vrzeli zahtevajo daljše giblje v tri-poziciji preklopnikov, kar poveča težave pri oblikovanju izolacije.
II. Ključne rešitve in tehnološke inovacije
(I) Izboljšanje dizajna izolacijskega sistema
|
Tehnična smer |
Izvedba |
Učinek |
|
Kombinirana izolacija |
Gibalo + pokrov visoke trdote + PTFE ločnik |
Zavrže pot razboja; upori napetost bleskov (≥125 kV) |
|
Optimizacija sodelovanja sredstev |
Suha zraka/N₂ + jezgre prekinitelja vakuuma |
Prekinitelj vakuuma zagotavlja prekinjanje; plinska izolacija ohranja izolacijo |
|
Zanesljivost brez merila |
Kabinet prehaja test frekvence struje/bleskov (± okoljsko tlak) |
Brez tveganja za propad; varnost vzdrževanja enaka zaprtim kabinetom |
Ključno skočno mesto: Doseže SF₆-razred izolacije na 150 mm vrzeli, premaga omejitve sredstev.
(II) Dinamična optimizacija tri-pozicije preklopnika
- Zmanjšanje vrtilne inertnosti
Razširjeni nylonski glavni hrbtenec → izboljšano pretvarjanje kotne hitrosti → hitrost zapiranja >4 m/s (omogoča 20 kA kratkih tokov pri zadržanju predudara <1 ms). - Dizajn gibala: Gibalo obločeno z izolacijo zagotavlja razmik med zemljo in fazo ≥180 mm v odprtih pozicijah.
- Zmožnost zemljenja: Spodnji preklopnik opremljen z E2-razrednimi kontakti (upori 5 operacij kratkih tokov).
III. Primerjava ključnih tehničnih parametrov
|
Parameter |
SF₆ kolobarji glavni enota |
Air/Eco-friendly Gas Solution |
|
Kontakt vrzel |
60 mm |
≥150 mm (vključno s pokrovom izolacije) |
|
Hitrost zapiranja |
Dovolj za prужeve |
Optimiziran hrbtenec + lažje gibalo |
|
Sredstvo prekinitve |
SF₆ plin |
Prekinitelj vakuuma + suha zraka |
|
Upornost brez merila |
Neuspešno |
Uspešno 42 kV frekvenca/75 kV LI |
|
Vpliv na okolje |
GWP=23,900 |
GWP=0 (suha zraka) |
IV. Zavarovanje inštalacije
- Postopek preverjanja izolacije
o Faza 1: 3D simulacija električnega polja (moč polja vrzeli <3 kV/mm)
o Faza 2: Polni/cutoff testi bleskov (±200 kV)
o Faza 3: Ponovljene testi izolacije po E2-razrednem prekidu kratkih tokov - Strategija zanesljivosti mehanizma
o Šestokoten nylonski hrbtenec: življenjska doba odpornega na deformacijo >10,000 operacij
o Tri-pozicija mehanska interlock: obvezna zaklepava proti nesporazumom
o Nadzor karakteristike zapiranja: senzorji pomika zagotavljajo časovne krivulje hitrosti zapiranja
V. Povzetek prednosti rešitve
- Varna brez propada: Delovanje pod okoljskim tlakom odstrani odvisnost od plinov; tveganje za propad izolacije se približa ničli
- Popolna združljivost: Dimenzije/vmesniki popolnoma ustreza nacionalnim standardom 420 mm
- Bez vzdrževanja: Življenjska doba prekinitelja vakuuma >20 let; ni potrebno nadomeščanje plinov
- 100% ekološka pot: Suha zraka omogoča ogljično neutralnost; ni stroškov upravljanja F-plinov
