24 kV száraz léggazdagított gyűrű alakú főberendezés tervezési megoldása

A Szilárd isolációs segédanyag + száraz levegő izoláció kombinációja jelöli a 24kV RMU-k fejlesztési irányát. Az izolációs követelmények és a kompaktság közötti egyensúlyt fenntartva, a szilárd segédizoláció használatával sikeresen teljesíthetők az izolációs tesztek, anélkül, hogy jelentősen növelnénk a fázisok közötti és a fázis-föld közötti méreteket. A pólusoszlop beágyazása megerősíti a vákuumszakító és annak vezetékeinek izolációját.

A 24kV kimeneti buszkölcsön 110 mm-es fázistávolságának fenntartása mellett a busz felszínének beágyazásával csökkenthető az elektromos mező intenzitása és a nem egyenleteség együtthatója. A Táblázat 4 kiszámítja az elektromos mezőt különböző fázistávolságok és buszizolációs vastagságok esetén. Ez mutatja, hogy a fázistávolság megfelelő növelése 130 mm-re és a kör alakú buszra alkalmazott 5 mm-es epoxid beágyazás eredményezi a 2298 kV/m elektromos mező erejét. Ez bizonyos margóban tartja a száraz levegő maximális tűrőerejének (3000 kV/m) alatt.

Táblázat 4: Elektromos mező feltételei különböző fázistávolságok és buszizolációs vastagságok esetén

A száraz levegő alacsony izolációs ereje miatt a szilárd izoláció maga nem oldhatja meg a feszültségtávolság tűrőerejének problémáját. A kettős szakító konfiguráció hatékonyan elosztja a feszültséget két gáztávolság között. A mezőkonzentrálódó területeken, mint például a szakító és a földelés rögzített kapcsolatain, a mezőkészülékek (mezővédelem) tervezése csökkenti a mező erejét és minimalizálja a levegőréteg méretét. Ahogy a 3. ábra mutatja, a kettős szakító mechanizmus működését, szakítást és földelést egy erősített nyilon főtengely fordítja elő. A rögzített kapcsolatokon lévő mezőkészülékek, amelyek 60 mm-es átmérőjűek és epoxid beágyazással rendelkeznek, lehetővé teszik a 100 mm-es távolság fenntartását, hogy a 150 kV villámimpulzus tűrőerejét elérjék.

Egyéb megoldások, mint például a hosszirányú fázis-elválasztó elrendezés, a nagy erőségű egyfázisú ötvözet-hordozók használata, vagy a gáznyomás mérsékelt növelése, is kielégíthetik a 24kV tűrőerejének követelményeit. Az RMU-kon azonban alacsony költségek várhatók, és a túlságosan magas költségek elfogadhatatlanok a felhasználók számára. Optimalizált tervezéssel, például a RMU szélességének mérsékelt növelésével, a 24kV környezetbarát gázizolt RMU-k alacsony költségei és miniaturizálása elérhetővé válik.

1. A földkapcsolók elrendezése a környezetbarát gáz RMU-kban
Két fő áramkör-módszer implementálhatja a földelést:

• Kimeneti oldali földkapcsoló (alsó földkapcsoló)
• Busz oldali földkapcsoló (felső földkapcsoló), opcionálisan E0 besorolású, amely a főkapcsoló koordinációját igényli a földeléshez.

Az Országos Hálózat "12kV RMU (szekrény) standardizált tervezési séma" 2022-es verziója előírja, hogy a három pozíciós kapcsolók (szakítás, csatlakoztatás, földelés) mind a busz oldali elrendezést kellene használni, ami a "Busz Oldali Kombinált Függvényű Földkapcsoló".

Az energia-biztonsági szabályzat kimondja, hogy nem lehet áramkör-választó (CB) vagy biztosíték a földvezeték/földkapcsoló és a karbantartás alatt álló berendezés között. Ha a tervezési korlátozások miatt CB van a földkapcsoló és a berendezés között, akkor intézkedéseket kell tenni, hogy a CB ne nyithasson, ha a földkapcsoló és a CB zárva van. Tehát:

• Vonal Oldali Földkapcsoló, a CB után található, közvetlenül a földes kimeneti kábelel kapcsolódik, természetesen teljesíti a szabályzatot, mivel nincs CB a földkapcsoló és a berendezés között.
• Busz Oldali Földkapcsoló, a CB előtt található, ahol a vákuum CB van a földkapcsoló és a földes kimeneti kábel között, így megsérti a közvetlen kapcsolódás követelményét. A földkapcsoló és a CB zárása után intézkedéseket kell tenni, hogy a CB ne nyithasson. Például a CB trip-kör leválasztása blokkoló lejjebbvalóval, vagy mechanikai interlockok használata, hogy megakadályozzák a CB véletlen nyitását és a földelés elvesztését.

Az országos hálózati szabvány továbbá előírja, hogy mechanikai és elektronikus interlockokkal meg kell akadályozni a CB kézi vagy elektronikus nyitását, amikor a kombinált függvényű földkapcsoló a CB-t (zárva) használja a kábel oldal földelésére.

Az országos hálózati szabvány fő oka a Busz Oldali Elválasztó-Földelő Három Pozíciós Kapcsoló kiválasztásához a földelés/grounding készítő kapacitás:

• SF6 RMU-k: Az SF6 körülbelül 3-szer annyi izolációs erejű, mint a levegő, és 100-szor nagyobb arkuszoltó képességgel rendelkezik a jobb hűtés miatt, ami garantálja a földkapcsoló megfelelő készítő kapacitását.
• Környezetbarát gáz RMU-k: A környezetbarát gázok nem rendelkeznek természetes arkuszoltó képességgel, és rosszabb izolációt biztosítanak. A szükséges készítő kapacitás elérése igen magas zárósebességet igényel. Azonban a standard RMU működési mechanizmusai nincsenek elegendő energiával erre a sebességre. A vonal oldali földkapcsoló használata drágább, gyorsabb mechanizmusokat, erős arkuszellenálló kapcsolatokat és erőelemzést igényel, ami növeli a költséget és a bonyodalmat. A Busz Oldali Földkapcsolók, bár CB interlock megoldásokat igényelnek, erősebb készítő kapacitással rendelkeznek, és biztosítják a földelés megbízhatóságát.

Az SF6 és a környezetbarát gáz technológia és termékek elemzése azt mutatja, hogy a 12kV környezetbarát gáz RMU-k kielégíthetik az izolációs és hőmérséklet-emelési követelményeket minimális méret növekedéssel, ami egy érett technikai megoldást jelent.

Ellenben a 24kV környezetbarát gáz izolált termékek még korlátozottak. A legnagyobb kihívás a jelentősen magasabb feszültségi szint, ami sokkal nagyobb méreteket és költségeket eredményez, ami akadályozza a fejlesztést. A izoláló gáz típus, töltési nyomás, gáztároló térfogat és segédizolációs költségek közötti egyensúly fontos a alacsony költségű, kompakt RMU-k tervezéséhez. Az SF6 sikeres helyettesítése nem csak a hazai piacot fogja elérni, hanem lehetővé teszi a világszintű kiterjesztést, promoválva Kínában a低碳环保产品的全球推广。这部分内容在翻译中应保持一致，以下是完整的翻译结果：

08/16/2025