24kV sausā gaisa izolētā apgaismojuma māju dizaina risinājums

Cietiņas izolācijas palīglīdzeklis + sausā gaisa izolācija pārstāv 24kV RMU attīstības virzienus. Izolācijas prasībām un kompaktnumam līdzsvarojot, izmantojot cieto palīgizolāciju, var nokļūt caur izolācijas testiem, nesīkstenojot fāžu starpnieka un fāžu ar zemi dimensijas. Piliņkolonnas ievietošana cietajā materiālā stiprina vakuumu pārtraukuma un tā savienojumu vadītāju izolāciju.

Atbalstot 24kV izlidošanas šķidruma fāžu atstarpi 110 mm, elektriskā lauka intensitāte un nevienmērības koeficients tiek samazināti, apklājot šķidruma virsmu. Tabula 4 aprēķina elektrisko lauku dažādās fāžu atstarpes un šķidruma izolācijas biezumos. Tas parāda, ka atbilstoši palielinot fāžu atstarpi līdz 130 mm un piemērojot 5 mm epoksidu apklājumu rupjām šķidruma kolonnām, elektriskā lauka spēks ir 2298 kV/m. Tas uztur noteiktu mēru zem sausā gaisa maksimālās izturības spēka (3000 kV/m).

Tabula 4: Elektriskā lauka stāvoklis dažādos fāžu atstarpju un šķidruma izolācijas biezumos

Tā kā sausā gaisā izolācijas spēks ir zems, vienīgi cietā izolācija nevar atrisināt izolējošās spraugas izturības problēmu. Divu izolācijas pārtraukumu konfigurācija efektīvi sadala spriegumu divās gāzes spraugās. Lauka saskaņošanas riņķi (lauka aizsargi) ir izstrādāti koncentrēto lauka zonās, piemēram, izolējošajā un uz zemes novietotajā kontaktā, lai samazinātu lauka spēku un minimizētu gaisa spraugas dimensijas. Kā redzams 3. figūrā, pastiprināta nylona galvenais ārsts rotē divu pārtraukumu mehānismu, lai sasniegtu darbības, izolācijas un uz zemes novietoto stāvokli. Stacionāro kontaktu lauka saskaņošanas riņķis ar 60 mm diametru un epoksidu apklājumu ļauj 100 mm atstarpi, lai izturētu 150 kV liekne jaudas impulsu.

Citi risinājumi, piemēram, garāka fāžu segreģēšanas izkārtojuma, lietojot augstspējīgas vienfāžu legāla dzelzs rezervoirus, vai vidēji palielinot gāzes spiedienu, var arī apmierināt 24kV izturības prasības. Tomēr RMU nepieciešama zema cena, un pārāk augsta cena ir nepieņemama lietotājiem. Caar optimizētu dizainu, piemēram, vidēji palielinot RMU platumu, var sasniegt zemas cenas un miniaturizācijas mērķi 24kV videi draudzīgām gāzes izolētām RMU.

​1. Zemes kontakta ierīkojums videi draudzīgās gāzes RMU​
Divi galvenie elektrosistēmas metodes var realizēt zemes kontakta funkcijas:

• Izlidošanas malas zemes kontakts (apakšējais zemes kontakts)
• Šķidruma malas zemes kontakts (augšējais zemes kontakts), opcionali E0 reitings, kas prasa galvenā kontakta koordināciju zemes kontakta darbībām.

Valsts tīkla "12kV RMU (kabīne) standartizētā dizaina shēma" 2022. gada versija nosaka, ka visi trīs pozīciju kontakti (izolēt, savienot, uz zemi) jāizmanto šķidruma malas izkārtojumā, to sauc par "Šķidruma malas kombinēto funkciju zemes kontaktu".

Elektrosikresnes likumi prasa, lai starp zemes vada/zemes kontakta un remontējamā aprīkojuma nebūtu nekāds slēdzis (CB) vai strāvas aizsargi. Ja CB eksistē starp zemes kontaktu un aprīkojumu, tādēļ, ka tas ir dizaina ierobežojums, jāievieš pasākumi, lai nodrošinātu, ka CB nevar atvērt, kad gan zemes kontakts, gan CB ir aizvērti. Tādēļ:

• Līnijas malas zemes kontakts, kas atrodas CB lejpusē, tiek tieši savienots ar uz zemi novietoto izlidošanas kabeli, dabiski atbilstot regulai, jo starp to un aprīkojumu nav nekāda CB.
• Šķidruma malas zemes kontakts, kas atrodas CB augšpusē, starp to un uz zemi novietoto izlidošanas kabeli ir vakuumslēdzis, kas pārkāpj tiešo savienojuma prasību. Pēc zemes kontakta un CB aizvēršanas jāievieš pasākumi, lai novērstu CB atvēršanu. Piemēram, var izmantot bloķēšanas plāksni, lai atvienotu CB trip ceļu, vai mehāniskus interloki, lai novērstu neplānotu CB atvēršanu un sekas, piemēram, zemes kontakta zaudēšanu.

Nacionālā tīkla standarts arī prasa mehāniskus un elektriskus interloki, lai novērstu manuālu vai elektrisko CB atvēršanu, kad kombinētā funkcija zemes kontakts izmanto CB (aizvērts) lai uz zemi novietotu kabeļa malu.

Galvenais iemesls, kāpēc Valsts tīkla standarts izvēlas Šķidruma malas izolējošo-zemes kontakta trīs pozīciju kontaktu, ir zemes kontakta veidošanas spēja:

• ​SF6 RMU: SF6 ir aptuveni 3 reizes lielāka izolācijas spēja nekā gaisā un aptuveni 100 reizes lielāka loksnes iznīcināšanas spēja, tāpēc nodrošinot pietiekamu zemes kontakta veidošanas spēju.
• ​Videi draudzīgās gāzes RMU: Videi draudzīgās gāzes nav inhetrentas loksnes iznīcināšanas spējas un labākas izolācijas. Lai sasniegtu nepieciešamo veidošanas spēju, prasība ir ļoti augsta aizveršanas ātrums. Tomēr standarta RMU darbības mehānismi nav enerģijas tādam ātrumam. Līnijas malas zemes kontakta izmantošanai nepieciešami dārgi augstāka ātruma mehānismi, stipri loksnes iznīcināšanas kontakti un spēka analīze, kas palielina izmaksas un sarežģītību. Šķidruma malas zemes kontakti, lai gan prasa CB interlokācijas risinājumus, piedāvā stiprāku veidošanas spēju un var nodrošināt zemes kontakta uzticamību.

​Analīze par SF6 un videi draudzīgās gāzes tehnoloģiju un produktu salīdzinājumu​ parāda, ka 12kV videi draudzīgās gāzes RMU var apmierināt izolācijas un temperatūras pieauguma prasības ar minimālu izmēra palielināšanos, pārstāvot pilnīgi izstrādātu tehnisko risinājumu.

Savukārt 24kV videi draudzīgās gāzes izolētie produkti joprojām ir ierobežoti. Galvenā problēma ir nozīmīgi augstāka sprieguma līmenis, kas ved pie daudz lielākiem izmēriem un augstākām izmaksām, traucējot attīstībai. Līdzsvars faktoriem, piemēram, izolējošā gāze, piepildījuma spiediens, gāzes rezervuāra tilpums un palīgizolācijas izmaksas, ir būtisks, lai izstrādātu zemas cenas un kompaktnus RMU. Veiksmīga SF6 aizstāšana ne tikai ieņems iekšējo tirgu, bet arī ļaus globālam izplatīšanās, veicinot Ķīnas zemu oglekļa emisiju, videi draudzīgo produktu pasaulē.