Diseño sa Solusyon sa 24kV Dry Air Insulated Ring Main Unit

Ang kombinasyon sa Solid Insulation Assist + Dry Air Insulation nagpakita sa direksyon sa pag-uni para sa 24kV RMUs. Sa pagbalanse sa mga pangangailangan sa insulation kasama ang kompakto at pagsangkot sa solid auxiliary insulation, makakapasa ang mga test sa insulation nang walay malubhang pagtaas sa phase-to-phase ug phase-to-ground dimensions. Ang pag-encapsulate sa pole column nag-solidify sa insulation para sa vacuum interrupter ug ang mga konektado nga conductor.

Sa pag-maintain sa 24kV outgoing busbar phase spacing sa 110mm, makakabawas ang electric field intensity ug non-uniformity coefficient sa pag-encapsulate sa surface sa busbar. Table 4 nagkuha sa electric field sa iba't ibang phase spacings ug busbar insulation thicknesses. Ini nagpakita nga ang maayo nga pagtaas sa phase spacing sa 130mm ug pag-apply sa 5mm epoxy encapsulation sa round bar busbar magresulta sa electric field strength sa 2298 kV/m. Kini nagmaintain og tiyak nga margin sa ubos sa maximum withstand strength sa dry air (3000 kV/m).

Table 4: Electric Field Conditions under Different Phase Spacing and Busbar Insulation Thicknesses

Tungod sa low insulation strength of dry air, ang solid insulation lang dili makapaghunahuna sa problema sa withstand voltage alang sa isolating gap. Ang dual-isolation-break configuration efektibong nadistributo ang voltaghe sa duha ka gas gaps. Ang grading rings (field shields) gidesign sa concentrated field areas sama sa isolation ug earthing stationary contacts aron mapabawas ang field strength ug minomposible ang air gap dimensions. Tungod kay gisulat sa Figure 3, ang reinforced nylon main shaft nag-rotate sa dual-break mechanism aron makamit ang operational, isolation, ug grounding states. Ang grading rings sa stationary contacts, may 60mm diameter ug epoxy encapsulation, naghatag og 100mm clearance aron makapugos sa 150kV lightning impulse withstand voltage.

Ang uban pang mga pamalihog, sama sa longitudinal phase-segregated layouts, paggamit sa high-strength single-phase alloy tanks, o moderate pagtaas sa gas pressure, usab makapugos sa 24kV withstand requirements. Apan ang RMUs gigikanan sa low cost, ug ang sobrang mataas nga gastos dili acceptable sa users. Pinaagi sa optimized design, sama sa moderate pagtaas sa RMU width, makamit ang layo sa low cost and miniaturization alang sa 24kV eco-friendly gas-insulated RMUs.

1. Arrangement of Earth Switches in Eco-Gas RMUs
Duha ka pangunahon nga circuit methods makapahimo sa grounding functions:

• Outgoing side earth switch (lower earth switch)
• Busbar side earth switch (upper earth switch), optionally E0 rated, requiring main switch coordination for earthing operations.

State Grid's "12kV RMU (Cabinet) Standardized Design Scheme" 2022 Edition nag-spesify na ang tanang three-position switches (isolate, connect, earth) dapat gamiton ang busbar side arrangement, gipangutana og "Busbar Side Combined Function Earth Switch".

Ang power safety regulations nagmandato nga wala'y circuit breaker (CB) o fuse mahimong exist sa pagitan sa earth conductor/earth switch ug sa equipment under maintenance. Kon may CB sa pagitan sa earth switch ug sa equipment tungod sa mga design constraints, ang mga hakbang dali makapugos nga ang CB dili makapugos mabuka human ma-close ang earth switch ug CB. Tungod niining:

• Ang Line Side Earth Switch, nahimutang downstream sa CB, nag-connect directly sa earthed outgoing cable, natural nga makapugos sa regulation tungod kay wala'y CB sa pagitan nia ug sa equipment.
• Ang Busbar Side Earth Switch, nahimutang upstream sa CB, adunay vacuum CB sa pagitan nia ug sa earthed outgoing cable, violating ang direct connection requirement. Human ma-close ang earth switch ug CB, measures preventing CB opening dali makapugos. Examples include disconnecting the CB trip circuit via a blocking plate or using mechanical interlocks to prevent accidental CB opening and consequent loss of earthing.

Ang National Grid standard usab nagmandato mechanical and electrical interlocks aron prevent manual or electrical opening of the CB kon ang combined function earth switch nagamit ang CB (closed) aron i-ground ang cable side.

Ang primary reason sa pagpili sa Busbar Side Isolating-Earthing Three-Position Switch sa National Grid standard mao ang earthing/grounding making capacity:

• SF6 RMUs: Ang SF6 adunay ~3x ang insulation strength sa air ug ~100x mas matangkad nga arc-quenching capability tungod sa superior cooling, ensuring adequate earth switch making capacity.
• Eco-Gas RMUs: Ang eco-gases wala adunay inherent arc-quenching ability ug mas dugay insulation. Makamit ang required making capacity thus demands very high closing speeds. Apan, ang standard RMU operating mechanisms wala adunay energy para sa such speeds. Paggamit sa line-side earth switch nagkinahanglan og expensive higher-speed mechanisms, robust arc-resistant contacts, ug force analysis, increasing cost and complexity. Busbar Side Earth Switches, while requiring CB interlocking solutions, offer stronger making capacity and can ensure earthing reliability.

Analysis of SF6 vs. Eco-Gas Technology and Products nagpakita nga ang 12kV Eco-Gas RMUs makapugos sa insulation and temperature rise requirements bisan gamay ra ang size increase, representing a mature technical solution.

Kunhod, ang 24kV Eco-Gas Insulated products wala pa mabuhi. Ang key challenge mao ang significantly higher voltage level leading to much larger dimensions and higher costs, impeding development. Balancing factors like insulating gas type, filling pressure, gas tank volume, and auxiliary insulation cost is crucial to designing low-cost, compact RMUs. Successfully replacing SF6 will not only capture the domestic market but also enable global outreach, promoting China's low-carbon, eco-friendly products worldwide.