
Ⅰ. ข้อจำกัดทางเทคนิคของการทดแทน SF₆
- ช่องว่างในการทำงานของสารฉนวน
o ความแข็งแรงของสารฉนวนอากาศแห้ง/N₂ คือเพียง 1/3 ของ SF₆ ซึ่งต้องขยายช่องว่างระหว่างตัวต่อจาก 60 มม. เป็น ≥150 มม.
o กลไกสปริงแบบดั้งเดิมไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะขับเคลื่อนการปิดช่องว่างขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดการสึกหรอของตัวต่อเนื่องจากการกระแทกก่อนเวลา
o ก๊าซสังเคราะห์ (เช่น C4+CO₂) ย่อยสลายภายใต้การอาร์ก นำไปสู่การเสื่อมสภาพของสารฉนวนอย่างไม่สามารถฟื้นฟูได้
- ข้อจำกัดทางโครงสร้างเชิงกล
o มาตรฐานของ National Grid กำหนดความกว้างของตู้ไว้ที่ 420 มม. ซึ่งจำกัดพื้นที่ในแนวยาว
o ช่องว่างขนาดใหญ่จำเป็นต้องใช้ใบมีดเคลื่อนที่ที่ยาวขึ้นในสวิตช์แยกสามตำแหน่ง ทำให้การออกแบบสารฉนวนยากขึ้น
II. โซลูชันหลักและการประดิษฐ์เทคโนโลยีใหม่
(I) การออกแบบระบบสารฉนวนที่ได้รับการเสริม
|
ทิศทางทางเทคนิค
|
การดำเนินการ
|
ผลลัพธ์
|
|
สารฉนวนผสม
|
ใบมีดเคลื่อนที่ + ฝาครอบสารฉนวนความแข็งแรงสูง + แผ่นแบ่ง PTFE
|
ป้องกันทางผ่านของประจุไฟฟ้า; ทนต่อแรงดันไฟฟ้ากระแทกจากฟ้า (≥125kV)
|
|
การปรับปรุงประสิทธิภาพของสารกลาง
|
เติมอากาศแห้ง/N₂ + แกนตัดวงจรสูญญากาศ
|
ตัดวงจรสูญญากาศรับประกันการตัด; สารฉนวนก๊าซรักษาความแยกส่วน
|
|
ความเชื่อถือได้ระดับ Zero-Gauge
|
ตู้ผ่านการทดสอบแรงดันไฟฟ้ากำลังและแรงดันไฟฟ้ากระแทกจากฟ้า (ความดันบรรยากาศ)
|
ไม่มีความเสี่ยงของการรั่วไหล; ความปลอดภัยในการบำรุงรักษาเท่ากับตู้ที่ปิดสนิท
|
การผ่านข้อจำกัดสำคัญ: บรรลุการฉนวนระดับ SF₆ ที่ช่องว่าง 150 มม. ที่เอาชนะข้อจำกัดของสารกลาง
(II) การปรับปรุงเชิงพลวัตของสวิตช์แยกสามตำแหน่ง
- การลดโมเมนต์ quán tínhหมุน
เพลาไนลอนหลักที่ขยาย → การแปลงความเร็วเชิงมุมที่ดีขึ้น → ความเร็วในการปิด >4m/s (ทำให้สามารถทำวงจรสั้น 20kA ได้ขณะยับยั้งการกระแทกก่อนเวลา <1ms)
- การออกแบบใบมีดเคลื่อนที่: ใบมีดที่ขยายพร้อมสารฉนวนรับประกันช่องว่างระหว่างดินและเฟส ≥180 มม. ที่ตำแหน่งเปิด
- ความสามารถในการต่อกราวน์: สวิตช์แยกด้านล่างมาพร้อมกับตัวต่อ E2-class (ทนต่อการทำการวงจรสั้น 5 ครั้ง)
III. การเปรียบเทียบพารามิเตอร์ทางเทคนิคหลัก
|
พารามิเตอร์
|
Ring Main Unit ของ SF₆
|
โซลูชัน Air/Eco-friendly Gas
|
|
ช่องว่างระหว่างตัวต่อ
|
60 มม.
|
≥150 มม. (รวมฝาครอบสารฉนวน)
|
|
ความเร็วในการปิด
|
เหมาะสมสำหรับสปริง
|
เพลาที่ปรับปรุง + ใบมีดเบา
|
|
สารกลางในการตัด
|
ก๊าซ SF₆
|
ตัดวงจรสูญญากาศ + อากาศแห้ง
|
|
ความทนทานระดับ Zero-Gauge
|
ไม่ผ่าน
|
ผ่านการทดสอบแรงดันไฟฟ้ากำลัง 42kV/แรงดันไฟฟ้ากระแทกจากฟ้า 75kV
|
|
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
|
GWP=23,900
|
GWP=0 (อากาศแห้ง)
|
IV. การรับรองการดำเนินการทางวิศวกรรม
- กระบวนการตรวจสอบสารฉนวน
o ระยะที่ 1: จำลองสนามไฟฟ้า 3D (ความเข้มของสนามไฟฟ้าในช่องว่าง <3kV/mm)
o ระยะที่ 2: การทดสอบแรงดันไฟฟ้ากระแทกจากฟ้าเต็ม/ตัด (±200kV)
o ระยะที่ 3: การทดสอบสารฉนวนซ้ำหลังการทำวงจรสั้น E2-class
- กลยุทธ์ความเชื่อถือได้ของกลไก
o เพลาไนลอนหกเหลี่ยม: อายุการใช้งานที่ทนต่อการเปลี่ยนรูป >10,000 ครั้ง
o กลไกป้องกันการผิดพลาดสามตำแหน่ง: การล็อกป้องกันการผิดพลาดที่จำเป็น
o การตรวจสอบลักษณะการทำงาน: เซ็นเซอร์การกระจัดให้เส้นโค้งความเร็วในการปิดแบบเรียลไทม์
V. สรุปข้อดีของโซลูชัน
- ความปลอดภัยโดยไม่มีการรั่วไหล: การทำงานภายใต้ความดันบรรยากาศกำจัดความพึ่งพาต่อก๊าซ; ความเสี่ยงของการเสื่อมสภาพของสารฉนวนใกล้เคียงกับศูนย์
- ความเข้ากันได้แบบเต็มรูปแบบ: ขนาด/อินเทอร์เฟซสอดคล้องกับมาตรฐาน 420 มม. ของ National Grid อย่างสมบูรณ์
- การออกแบบที่ไม่ต้องการการบำรุงรักษา: อายุการใช้งานของตัดวงจรสูญญากาศ >20 ปี; ไม่ต้องเติมก๊าซ
- ทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม 100%: อากาศแห้งช่วยให้เป็นคาร์บอนนิวทรัล; ไม่มีค่าใช้จ่ายในการจัดการก๊าซ F