Solusi Desain Unit Ring Utama Terisolasi Udara Kering 24kV

Kombinasi Solid Insulation Assist + Dry Air Insulation mewakili arah pengembangan untuk RMU 24kV. Dengan menyeimbangkan kebutuhan isolasi dengan kompak dan menggunakan isolasi bantu padat, uji isolasi dapat diluluskan tanpa meningkatkan dimensi fasa-ke-fasa dan fasa-ke-tanah secara signifikan. Enkapsulasi tiang tiang mengeraskan isolasi untuk pemutus vakum dan konduktor penghubungnya.

Dengan mempertahankan jarak fasa busbar keluaran 24kV pada 110mm, intensitas medan listrik dan koefisien ketidakseragaman dapat dikurangi dengan enkapsulasi permukaan busbar. Tabel 4 menghitung medan listrik di bawah jarak fasa dan ketebalan isolasi busbar yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan jarak fasa yang tepat menjadi 130mm dan penerapan enkapsulasi epoksi 5mm pada busbar batang bulat menghasilkan kekuatan medan listrik sebesar 2298 kV/m. Ini mempertahankan margin tertentu di bawah kekuatan tahan maksimum udara kering (3000 kV/m).

Tabel 4: Kondisi Medan Listrik di Bawah Jarak Fasa dan Ketebalan Isolasi Busbar yang Berbeda

Karena kekuatan isolasi udara kering yang rendah, isolasi padat sendiri tidak dapat menyelesaikan masalah tahanan tegangan untuk celah isolasi. Konfigurasi dual-isolation-break secara efektif mendistribusikan tegangan di dua celah gas. Ring grading (pelindung medan) dirancang di area medan terkonsentrasi seperti kontak stasioner isolasi dan grounding untuk mengurangi kekuatan medan dan meminimalkan dimensi celah udara. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 3, poros utama nilon diperkuat memutar mekanisme dual-break untuk mencapai status operasional, isolasi, dan grounding. Ring grading pada kontak stasioner, dengan diameter 60mm dan enkapsulasi epoksi, memungkinkan kliring 100mm untuk menahan tegangan impuls petir 150kV.

Metode lain, seperti tata letak fase-segregated longitudinal, menggunakan tangki alloy satu fase berkekuatan tinggi, atau sedikit meningkatkan tekanan gas, juga dapat memenuhi persyaratan tahanan 24kV. Namun, RMU memerlukan biaya rendah, dan biaya yang sangat tinggi tidak dapat diterima oleh pengguna. Melalui desain yang dioptimalkan, seperti sedikit meningkatkan lebar RMU, tujuan biaya rendah dan miniaturisasi dapat dicapai untuk RMU 24kV ramah lingkungan berisolasi gas.

1. Penyusunan Saklar Grounding pada Eco-Gas RMU
Dua metode sirkuit utama dapat mengimplementasikan fungsi grounding:

• Saklar grounding sisi keluaran (saklar grounding bawah)
• Saklar grounding sisi busbar (saklar grounding atas), opsional E0 rated, memerlukan koordinasi saklar utama untuk operasi grounding.

"Skema Desain Standarisasi RMU (Kabinet) 12kV" Edisi 2022 dari State Grid menentukan bahwa semua saklar tiga posisi (isolasi, hubung, grounding) harus menggunakan susunan sisi busbar, yang disebut "Saklar Grounding Sisi Busbar Bergabung Fungsi".

Regulasi keselamatan listrik menentukan bahwa tidak boleh ada pemutus sirkuit (CB) atau sekering antara konduktor grounding/saklar grounding dan peralatan yang dikerjakan. Jika CB ada antara saklar grounding dan peralatan karena keterbatasan desain, langkah-langkah harus memastikan CB tidak dapat dibuka setelah saklar grounding dan CB ditutup. Oleh karena itu:

• Saklar Grounding Sisi Garis, yang terletak di hulu CB, terhubung langsung ke kabel keluaran yang diground, secara alami memenuhi regulasi karena tidak ada CB antara itu dan peralatan.
• Saklar Grounding Sisi Busbar, yang terletak di hilir CB, memiliki CB vakum antara itu dan kabel keluaran yang diground, melanggar persyaratan koneksi langsung. Setelah saklar grounding dan CB ditutup, langkah-langkah mencegah pembukaan CB harus diimplementasikan. Contohnya termasuk memutus rangkaian trip CB melalui pelat blokir atau menggunakan interlock mekanis untuk mencegah pembukaan CB yang tidak sengaja dan akibatnya kehilangan grounding.

Standar National Grid juga menentukan interlock mekanis dan elektrik untuk mencegah pembukaan manual atau elektrik CB ketika saklar bergabung fungsi menggunakan CB (tertutup) untuk mengground sisi kabel.

Alasan utama memilih Saklar Tiga Posisi Isolasi-Grounding Sisi Busbar dalam standar National Grid adalah kemampuan grounding/penggroundan:

• RMU SF6: SF6 memiliki kekuatan isolasi sekitar 3 kali lebih besar dari udara dan kemampuan pemadam busur sekitar 100 kali lebih baik karena pendinginan yang superior, memastikan kapasitas pembuatan saklar grounding yang cukup.
• RMU Eco-Gas: Gas eco tidak memiliki kemampuan pemadam busur inheren dan memiliki isolasi yang lebih buruk. Mencapai kapasitas pembuatan yang diperlukan membutuhkan kecepatan penutupan yang sangat tinggi. Namun, mekanisme operasional RMU standar tidak memiliki energi untuk kecepatan tersebut. Menggunakan saklar grounding sisi garis memerlukan mekanisme kecepatan tinggi yang mahal, kontak tahan busur yang kuat, dan analisis gaya, meningkatkan biaya dan kompleksitas. Saklar Grounding Sisi Busbar, meskipun memerlukan solusi interlocking CB, menawarkan kapasitas pembuatan yang lebih kuat dan dapat memastikan keandalan grounding.

Analisis Teknologi dan Produk SF6 vs. Eco-Gas menunjukkan bahwa RMU Eco-Gas 12kV dapat memenuhi persyaratan isolasi dan kenaikan suhu dengan peningkatan ukuran minimal, mewakili solusi teknis yang matang.

Sebaliknya, produk Insulated 24kV Eco-Gas masih terbatas. Tantangan utamanya adalah tingkat tegangan yang jauh lebih tinggi, menyebabkan dimensi yang jauh lebih besar dan biaya yang lebih tinggi, menghambat perkembangan. Menyeimbangkan faktor seperti jenis gas insulasi, tekanan pengisian, volume tangki gas, dan biaya isolasi bantu penting untuk merancang RMU biaya rendah, kompak. Menggantikan SF6 secara sukses tidak hanya akan merebut pasar domestik tetapi juga memungkinkan jangkauan global, mempromosikan produk rendah karbon, ramah lingkungan China di seluruh dunia.