24kV Kurut Havali yalıtımlı halka ana birim tasarım çözümü

Katı yalıtım yardımcısı + kuru hava yalıtımı kombinasyonu 24kV RMU'ların geliştirme yönünü temsil eder. Yalıtım gereksinimlerini kompaklıkla dengeler ve katı yardımcı yalıtım kullanarak faz arası ve faz-ara yer boyutlarını önemli ölçüde artırmadan yalıtım testlerini geçebilir. Pol sütunu katılaştırarak vakum kesici ve bağlantı iletkenleri için yalıtımı güçlendirir.

Çıkış hatları arasındaki 24kV faz aralığını 110mm olarak koruyarak, otobüs yüzeyini kapsüllemeyle elektrik alan yoğunluğunu ve homojen olmayan katsayısını azaltabilirsiniz. Tablo 4, farklı faz aralıkları ve otobüs yalıtım kalınlıklarındaki elektrik alanı hesaplar. Bu, faz aralığını 130mm'ye uygun şekilde artırıp yuvarlak çubuk otobüsüne 5mm epoksi kapsülleme uyguladığınızda elektrik alan yoğunluğunun 2298 kV/m olduğunu gösterir. Bu, kuru havanın maksimum dayanma gücünün (3000 kV/m) altında bir marj sağlar.

Tablo 4: Farklı Faz Aralıkları ve Otobüs Yalıtım Kalınlıkları Altında Elektrik Alan Koşulları

Kuru havanın düşük yalıtım gücü nedeniyle, katı yalıtım tek başına izolasyon boşluğunun dayanım gerilimi sorununu çözemiyor. Dual-isolation-break yapılandırması, gerilimin iki gaz boşluğu arasında etkili bir şekilde dağıtır. İzlama ve topraklama sabit kontakları gibi yoğun alan bölgelerinde derecelendirme halkaları (alan kalkanları) tasarlanarak, alan yoğunluğu azaltılarak ve hava boşluğu boyutları minimize edilir. Şekil 3'te gösterildiği gibi, güçlendirilmiş naylon ana mihver, çift kesme mekanizmasını döndürerek operasyonel, izolasyon ve topraklama durumlarını sağlar. Sabit kontaklardaki derecelendirme halkaları, 60mm çap ve epoksi kapsüllemesi ile, 100mm açıklıkta 150kV yıldırım darbe dayanım gerilimine karşı dayanabilir.

Diğer yaklaşımlar, uzunlamasına faz ayrılmış düzenler, yüksek-strength tek fazlı alaşım tankları kullanımı veya gaz basıncının orta düzeyde artırılması da 24kV dayanım gereksinimlerini karşılayabilir. Ancak, RMU'lar düşük maliyetli olmalı ve aşırı yüksek maliyetler kullanıcılar tarafından kabul edilemez. Optimizasyonlu tasarım aracılığıyla, RMU genişliğinin ılımlı olarak artırılması, düşük maliyetli ve küçültülmüş 24kV çevre dostu gaz yalıtım RMU'larının hedeflenmesi mümkün hale gelir.

​1. Eco-Gaz RMU'larındaki Toprak Anahtarlama Düzeni​
Topraklama fonksiyonunu gerçekleştirmek için iki ana devre yöntemi vardır:

• Çıkış tarafı toprak anahtarı (alt toprak anahtarı)
• Otobüs tarafı toprak anahtarı (üst toprak anahtarı), seçmeli olarak E0 dereceli, topraklama işlemlerinde ana anahtar koordinasyonu gerektirir.

​Devlet Ağının "12kV RMU (Kabine) Standartlaştırılmış Tasarım Şeması" 2022 Sürümü​, tüm üç pozisyon anahtarlarının (izole, bağla, toprağa) otobüs tarafı düzenini kullanması gerektiğini belirtir, bu "Otobüs Tarafı Birleşik Fonksiyon Toprak Anahtarı" olarak adlandırılır.

Elektrik güvenliği yönetmelikleri, toprak iletkeni/toprak anahtarı ile bakım altında olan ekipman arasında herhangi bir devre kesicinin (CB) veya füze'nin bulunamayacağını zorunlu kılar. Tasarım kısıtlamaları nedeniyle toprak anahtarı ve ekipman arasında bir CB varsa, hem toprak anahtarı hem de CB kapandıktan sonra CB'nin açılmasının önlenmesi için önlemler alınmalıdır. Bu nedenle:

• Bir ​Hat Tarafı Toprak Anahtarı, CB'nin aşağısında yer alır, doğrudan toprağa bağlı çıkış kablosuna bağlanır, bu nedenle onunla ve ekipman arasında bir CB olmadığından dolayı yönetmelik gerekliliklerini doğal olarak karşılar.
• Bir ​Otobüs Tarafı Toprak Anahtarı, CB'nin üzerinde yer alır, toprağa bağlı çıkış kablosu ile arasında vakum CB bulunur, bu doğrudan bağlantı gerekliliğini ihlal eder. Toprak anahtarı ve CB kapandıktan sonra, CB'nin açılmasını önleyen önlemler uygulanmalıdır. Örneğin, bir engelleme plakası aracılığıyla CB seyretme devresinin bağlantısını kesme veya yanlışlıkla CB'nin açılmasını ve sonuçta topraklanmanın kaybedilmesini önlemek için mekanik kilitleme kullanılabilir.

Ulusal ağ standardı ayrıca, birleşik fonksiyon toprak anahtarı CB (kapalı) kullanılarak kablosu topraklamak olduğunda, CB'nin manuel veya elektriksel açılmasını önlemek için mekanik ve elektrik kilitlemeleri zorunlu kılar.

Ulusal ağ standardında Otobüs Tarafı İzolasyon-Topraklama Üç Pozisyon Anahtarının seçilmesinin asıl nedeni topraklama/yerdekleştirme yapma kapasitesidir:

• ​SF6 RMU'lar: SF6, havadan yaklaşık 3 kat daha yüksek yalıtım gücüne ve soğutma konusundaki üstün özelliklerinden dolayı yaklaşık 100 kat daha büyük ark söndürme yeteneğine sahiptir, bu da yeterli toprak anahtarı yapma kapasitesini sağlar.
• ​Eco-Gaz RMU'lar: Eco-gazlar, içgüdüsel ark söndürme yeteneği yoktur ve daha kötü yalıtım özelliklerine sahiptir. Gerekli yapma kapasitesini sağlamak için çok yüksek kapanma hızlarına ihtiyaç vardır. Ancak, standart RMU çalışma mekanizmaları bu hızlar için yeterli enerjiye sahip değildir. Hat tarafı toprak anahtarı kullanmak, daha pahalı yüksek hızlı mekanizmalara, güçlü ark dirençli kontaklara ve kuvvet analizine ihtiyaç duyar, bu da maliyeti ve karmaşıklığı artırır. ​Otobüs Tarafı Toprak Anahtarı, CB kilitleme çözümleri gerektirse de, daha güçlü yapma kapasitesine sahip olup, topraklanmanın güvenilirliğini sağlayabilir.

​SF6 vs. Eco-Gaz Teknolojisi ve Ürün Analizi​, 12kV Eco-Gaz RMU'ların, minimal büyüklük artışıyla yalıtım ve sıcaklık yükselme gereksinimlerini karşılayabileceğini gösterir, bu da olgun bir teknik çözümü temsil eder.

Öte yandan, ​24kV Eco-Gaz Yalıtım Ürünleri​ hala sınırlıdır. Ana zorluk, çok daha yüksek voltaj seviyesi sonucunda daha büyük boyutlara ve daha yüksek maliyetlere yol açmaktadır, bu da gelişimi engelliyor. ​Yalıtım gaz tipi, doldurma basıncı, gaz tankı hacmi ve yardımcı yalıtım maliyeti​ gibi faktörlerin dengelemesi, düşük maliyetli, kompakt RMU'ların tasarımında önemlidir. SF6'nın başarılı bir şekilde değiştirilmesi, sadece yerel pazarı ele geçirecek, aynı zamanda ​​global erişime​​ olanak sağlayacak ve Çin'in düşük karbon, çevreye uygun ürünlerini dünya çapında tanıtacaktır.