פתרון תכנון של יחידה עוגתית מבודדת באוויר יבש ב-24kV

שילוב של ​הישען מבודד מוצק + מבודד אוויר יבש​ מייצג את כיוון התפתחותם של RMUs ב-24kV. על ידי שמירה על איזון בין דרישות המבודד לקומפקטיות והשימוש בהישען מבודד מוצק, ניתן לעבור מבחני מבודד מבלי להגדיל משמעותית את המרחקים בין פאזה לפאזה ובין פאזה לקרקע. חטיפת עמוד הפאזה מוצקת ומגבילה את המבודד עבור המשבץ הוואקום והחוטים המחברים אותו.

שמירת המרווח בין הפאזה במשבץ היציאה ב-24kV על 110mm, מאפשרת להפחית את עוצמת השדה החשמלי ואת מקדם האי-אחידות על ידי חטיפת משטח המשבץ. ​טבלה 4​ מחשבת את עוצמת השדה החשמלי תחת מרחקי פאזה שונים ועובי מבודד משבץ שונה. היא מציגה כי הגברת המרווח בין הפאזה ל-130mm והפעלת ​חטיפה באפוקסי בעובי 5mm​ על משבץ מעגלי מביאים לעוצמת שדה חשמלי של ​2298 kV/m. זה מאפשר שולי בטיחות מסוימים מתחת לעוצמת הסבל המקסימלית של אוויר יבש (3000 kV/m).

​טבלה 4: מצבים של שדה חשמלי תחת מרחקי פאזה שונים ועובי מבודד משבץ שונה​

בגלל ​עוצמת המבודד הנמוכה של אוויר יבש, המבודד המוצק לבדו אינו יכול לפתור את בעיית הסבל של הפרוזדור המבודד. תצורה של ​נתק כפול​ מתחלקת באופן יעיל את המתח בין שני פרוזדורות גז. טבעות הדירוג (מגינים לשדה) מתוכננות באזורים עם ריכוז שדה כמו מגעים קוויים וקרקעיים כדי להפחית את עוצמת השדה ולהקטין את ממדי הפרוזדור האווירי. כפי שמוצג ב-​תמונה 3, ציר ראשי מאורגן מניילון מסובב את המכשיר הנתק הכפול כדי להשיג מצב פעולה, מבודד וקרקעי. טבעות הדירוג במגעים הקבועים, עם קוטר של ​60mm​ וחטיפה באפוקסי, מאפשרות פער של ​100mm​以便继续翻译，我将完成剩余部分的希伯来语翻译：

בגלל ​עוצמת המבודד הנמוכה של אוויר יבש, המבודד המוצק לבדו אינו יכול לפתור את בעיית הסבל של הפרוזדור המבודד. תצורה של ​נתק כפול​ מתחלקת באופן יעיל את המתח בין שני פרוזדורות גז. טבעות הדירוג (מגינים לשדה) מתוכננות באזורים עם ריכוז שדה כמו מגעים קוויים וקרקעיים כדי להפחית את עוצמת השדה ולהקטין את ממדי הפרוזדור האווירי. כפי שמוצג ב-​תמונה 3, ציר ראשי מאורגן מניילון מסובב את המכשיר הנתק הכפול כדי להשיג מצב פעולה, מבודד וקרקעי. טבעות הדירוג במגעים הקבועים, עם קוטר של ​60mm​ וחטיפה באפוקסי, מאפשרות פער של ​100mm​ לסבול ​מתח מכת ברק של 150kV.

גישות אחרות, כגון ​הצבאות פאזה ארוכות בנפרד, שימוש בתאים חד-פאזה חזקים או העלאה מתונה של לחץ הגז, יכולות גם לעמוד בדרישות הסבל של 24kV. עם זאת, RMUs דורשות ​מחיר נמוך, ומחיר גבוה מדי בלתי מקובל על המשתמשים. דרך תכנון מופitim, כגון העלאה מתונה של רוחב ה-RMU, ניתן להשיג את המטרה של ​מחיר נמוך וקטנה​ עבור RMUs מבודדות גז ידידותיות לסביבה ב-24kV.

​1. הסדרת מגעי קרקע ב-RMUs מבודדות גז ידידותיות לסביבה​
שני דרכים עיקריות יכולות לממש פונקציות קרקעית:

• מגע קרקע צד יציאה (מגע קרקע תחתון)
• מגע קרקע צד משבץ (מגע קרקע עליון), אופציונלי עם דרגת E0, דורש תיאום עם המפסק הראשי עבור פעולות קרקעית.

​התוכנית התקנית הסטנדרטית של "רשת המדינה" ל-RMUs ב-12kV (ארונות) מהדורה 2022​ מפרטת כי כל המפסקים בשלושה מצבים (מבודד, מחובר, קרקעי) צריכים להשתמש בהצבה צד משבץ, שנקראת "מגע קרקע משולב פונקציות צד משבץ".

תקנות הבטיחות החשמלית מחייבות כי ​אין מפסק או פוזיל שיכול להיות בין המוליך הקרקעי/מגע קרקע לציוד שנמצא בתחזוקה. אם קיים מפסק בין מגע הקרקע לציוד עקב אילוצים תכניתיים, יש להבטיח שהמפסק לא יפתח לאחר שנסגר מגע הקרקע והמפסק. לכן:

• ​מגע קרקע צד קו, ממוקם אחרי המפסק, מתחבר ישירות ל cabel הקרקעי, ולפיכך עומד בתקנה כיוון שאין מפסק בין הוא לציוד.
• ​מגע קרקע צד משבץ, ממוקם לפני המפסק, יש מפסק ואקום בין הוא ל cabel הקרקעי, הפר את הדרישה לקשר ישיר. לאחר סגירת מגע הקרקע והמפסק, יש ליישם ​צעדים למנוע פתיחה של המפסק. דוגמאות כוללות ניתוק מעגל פתיחה של המפסק באמצעות לוח חסימה או שימוש במכשור חיבורים מכניים למנוע פתיחה אקראית של המפסק ומחיקה של הקרקעית.

התקן הלאומי גם מחייב ​חיבורים מכניים וחשמליים​ כדי ​מניעת פתיחה ידנית או חשמלית של המפסק​ כאשר המגע המשולב פונקציות משתמש במפסק (נסגר) כדי לקרקע הצד של הקבל.

הסיבה העיקרית לבחירת המגע המשולב פונקציות צד משבץ בתקן הלאומי היא ​היכולת ליצור קרקעית:

• ​RMUs של SF6: ה-SF6 יש לו כ-3 פעמים עוצמת מבודד גבוהה יותר מאוויר וכ-100 פעמים יכולת כיבוי גחלים גבוהה יותר בזכות קירור טוב, ומספיק להבטיח את יכולת יצירת מגע קרקע.
• ​RMUs מבודדות גז ידידותיות לסביבה: הגזים הידידותיים לסביבה חסרים יכולת כיבוי גחלים ובעלות מבודד גרועה. כדי להשיג את היכולת הנדרשת יש צורך ב​מהירות סגירה מאוד גבוהה. עם זאת, מכונות פעולה סטנדרטיות של RMU חסרות את האנרגיה למהירויות כאלה. שימוש במגע קרקע צד קו דורש מכונות מהירות יקרות יותר, מגעים עמידים לגחלים וניתוח כוח, המגדילים את המחיר והמורכבות. ​מגע קרקע צד משבץ, למרות שדורשים פתרונות חיבור מפסק, מציעים יכולת יצירת חזקה יותר ויכולים להבטיח אמינות קרקעית.

​ניתוח טכנולוגיה ומוצרים של SF6 מול גז ידידותיים לסביבה​ מראה כי ​RMUs מבודדות גז ידידותיות לסביבה ב-12kV​ יכולות לעמוד בדרישות מבודד ועלייה בטמפרטורה עם הגדלת מינימלית, המייצגים פתרון טכנולוגי בשל.

לעומת זאת, ​מוצרים מבודדים גז ידידותיים לסביבה ב-24kV​ עדיין מוגבלים. האתגר העיקרי הוא הרמה גבוהה באופן משמעותי של מתח המוביל לגודל גדול יותר ומחיר גבוה יותר, המפריע להתפתחות. שיווי משקל בין גורמים כמו ​סוג הגז המבודד, לחץ מילוי, נפח תא הגז, ומחיר מבודד עזר​ הוא קריטי לתכנון ​RMUs במחיר נמוך וקטנים. החלפת ה-SF6 בהצלחה לא רק תכבוש את השוק המקומי אלא גם תאפשר ​הרחבה גלובלית, ותuyếnק מוצרים סיניים ידידותיים לסביבה ובעלי פליטת פחמן נמוכה ברחבי העולם.